DE60008711T2 - Apparat zur verbesserung der verteilung und leistung eines induktiven gekoppelten plasmas - Google Patents

Apparat zur verbesserung der verteilung und leistung eines induktiven gekoppelten plasmas Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Halbleiterbearbeitung unter Nutzung eines Plasmas und insbesondere die Verbesserung einer Plasmaverteilung und der Verfahrensleistung in einem Plasma, das durch induktive Kopplung erzeugt und unterhalten wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gasplasmaerzeugung wird verbreitet in einer Vielfalt von Herstellungsverfahren für integrierte Schaltungen (IC) verwendet, einschließlich Plasma-Ätzen, plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (PECVD) und Plasma-Zerstäubungsabscheidungsanwendungen. Im allgemeinen werden Plasmen in einer Prozeßkammer erzeugt, indem ein Niederdruck-Prozeßgas in die Kammer eingeleitet wird und dann elektrische Energie in die Kammer gerichtet wird, um ein elektrisches Feld darin zu erzeugen. Das elektrische Feld erzeugt einen Elektronenfluß in der Kammer, der einzelne Gasatome und Moleküle ionisiert, indem durch einzelne Elektron-Gasmolekül-Kollisionen kinetische Energie überfragen wird. Die Elektronen werden im elektrischen Feld beschleunigt, wobei sie eine effiziente Ionisation erzeugen. Die ionisierten Teilchen des Gases und freie Elektronen bilden zusammen etwas, was als ein Gasplasma oder eine Entladung bezeichnet wird. Das Plasma kann (beruhend auf dem Bruchteil der ionisierten Teilchen bezüglich der Gesamtanzahl der Teilchen) bei verschiedenen Ionisationspegeln von 10–6 bis zu einem vollständig ionisierten Plasma existieren.
  • Die Plasmateilchen werden im allgemeinen positiv geladen sein und werden für gewöhnlich zum Ätzen einer Oberfläche eines Substrats in der Kammer oder zum Abscheiden einer Materialschicht auf ein solches Substrat genutzt. In einem Ätzverfahren kann das Substrat negativ vorgespannt sein, so daß die positiven Plasmateilchen an die Substratoberfläche angezogen werden, um die Oberfläche zu bombardieren und so Oberflächenteilchen zu entfernen oder das Substrat zu ätzen. In einem Zerstäubungsabscheidungsverfahren kann ein Target in der Kammer gegenüber dem Substrat angeordnet sein. Das Target wird dann vorgespannt, so daß Plasmateilchen das Target bombardieren und Targetteilchen daraus herausreißen oder „zerstäuben". Die zerstäubten Targetteilchen scheiden sich dann auf dem Substrat ab, um auf einer freiliegenden Oberfläche desselben eine Materialschicht zu bilden. In einem plasmaunterstützten CVD-Verfahren bilden die elektrisch neutralen, aktiven Radikale eine abgeschiedene Schicht auf freiliegenden Oberflächen.
  • Im allgemeinen gibt es mehrere unterschiedliche Arten, ein Plasma in einer Prozeßkammer zu erzeugen. Zum Beispiel könnte ein Paar gegenüberliegender Elektroden in der Kammer orientiert sein, um kapazitiv Energie in das Plasma zu koppeln. Es könnte auch ein Mikrowellen-Hohlraumresonator genutzt werden, der Ultrahochfrequenz-Mikrowellenfelder nutzt. Andererseits verwenden Elektronzyklotronresonanz-(ECR)-Vorrichtungen gesteuerte Magnetfelder in Verbindung mit Mikrowellenenergie, um einen kreisförmigen Elektronenfluß im Prozeßgas zu induzieren, um ein Plasma zu erzeugen und zu unterhalten. Induktive Kopplungsverfahren sind ebenfalls populär und sind wegen ihrer Fähigkeit, ein hochdichtes Plasma zu erzeugen, besonders wünschenswert. Induktiv gekoppelte Plasmen (ICP) nutzen im allgemeinen eine geformte Spule oder Antenne, die bezüglich der Prozeßkammer angeordnet ist, um induktiv Energie in die Prozeßkammer zu koppeln und so ein Plasma darin zu erzeugen und zu unterhalten.
  • Zum Beispiel ist in einer besonderen Gestaltung für eine induktiv gekoppelte Plasma-(ICP)-Anlage eine induktive Spule oder Antenne nahe dem oberen Abschnitt der Kammer angeordnet, um ein Plasma in der Kammer zu erzeugen. Genauer gesagt ist die Antenne auf einer Seite einer Isolierplatte oder eines Fensters auf der Oberseite der Prozeßkammer angeordnet, und elektrische Energie aus der Antenne wird durch das Isolierfenster und in das Plasma gekoppelt. Eine solche Gestaltung wird im US-Patent Nr. 5,556,521 dargestellt, das mit der vorliegenden Anmeldung gemeinsam besessen wird.
  • In einer alternativen ICP-Bearbeitungsanlage ist eine schraubenförmige oder solenoidförmige Spule um das Äußere eines Seitenwandabschnitts der Prozeßkammer gewickelt, um vielmehr durch die Kammerseitenwand als durch den oberen Teil der Kammer induktiv Energie in das Plasma zu koppeln. In einer solchen Anlage wird ein Abschnitt der Kammerseitenwand aus einem Isoliermaterial hergestellt, durch das die induktiv gekoppelte Energie gehen kann. Ein geeignetes Isoliermaterial für ein Fenster oder eine Kammerseitenwand ist Quarz. Es sind verschiedene ICP-Anlagen in der Technik bekannt und werden genutzt, wie verschiedene publizierte Patente beweisen, die auf bestimmte ICP-Details gerichtet sind, wie die Plasmagleichmäßigkeit, HF-Anpassung und die Leistungseigenschaften der Antennen oder anderen induktiven Elemente.
  • Die Geometrie einer ICP-Anlage ist eine bedeutender Faktor bei der Bestimmung sowohl der Plasmadichte als auch der Gleichmäßigkeit, und schließlich der Bearbeitungsgleichmäßigkeit über die Fläche des Substrats. Für heutige Verfahren ist es wünschenswert, ein einheitliches, hochdichtes Plasma über einen signifikant großen Bereich zu erzeugen, so daß große Substratgrößen untergebracht werden könnten. Zum Beispiel erfordert die Herstellung von heutigen ultrahöchstintegrierten (ULSI) Schaltungen ein dichtes, einheitliches Plasma über große Substrate mit Durchmesseren von annähernd 200 mm.
  • Insbesondere wird in einer ICP-Anlage das Plasma durch Erwärmung oder Anregung von Elektronen im Plasmabereich der Prozeßkammer erregt. Die Induktionsströme, die die Plasmaelektronen aufheizen, werden aus oszillierenden Magnetfeldern abgeleitet, die nahe der Innenseite des Isolierfensters oder der Seitenwand durch HF-Ströme in der induktiven Antenne oder Spule erzeugt werden. Die räumliche Verteilung dieser Magnetfelder ist eine Funktion der Summe der einzelnen Magnetfelder, die durch jeden Abschnitt oder jedes Segment des Antennen- oder Spulenleiters erzeugt werden. Daher bestimmt die Geometrie der induktiven Antenne oder Spule die räumliche Verteilung des Plasmas beträchtlich, und insbesondere die räumliche Verteilung und Gleichmäßigkeit der Plasmaionendichte in der Prozeßkammer. Zum Beispiel baut eine Antenne mit einer ,S'-Form, wie jene, die im US-Patent Nr. 5,669,975 offenbart wird, eine beträchtliche Ionendichte im zentralen Bereich der Antenne auf. Bei höheren HF-Leistungspegeln werden die äußeren Abschnitte der Antenne ebenfalls bedeutend zur Plasmaionisation beitragen. Während ein bedeutender Vorteil einer ICP-Anlage, die eine solche Antenne nutzt, die Linearität der Anlage bezüglich der Leistung ist, die an die Antenne und auch an den Radius der Prozeßkammer geliefert wird, und während die gegenwärtigen ICP-Anlagen und Antennengestaltungen, die darin genutzt werden, eine ausreichende Plasmaerzeugung geliefert haben, weisen solche Anlagen immer noch bestimmte Nachteile auf.
  • Zum Beispiel ist es innerhalb der Grenzen vorhandener ICP-Anlagen und Antennenanordnungen schwierig, die Prozeßkammer zur Behandlung größerer Substrate auf einer größere Größe zu skalieren, ohne die Abmessungen der Antenne oder der Spule bedeutend zu vergrößern. Eine ICP-Antenne mit einer größeren Aufstandsfläche muß mit einer kostspieligen Modifikation an die Bearbeitungsanlage angepaßt werden. Außerdem zeigen größere Antennen und ihre zugehörigen Plasmen eine größere Empfindlichkeit gegenüber Verfahrensparametern in der Kammer. Zum Beispiel wird das Plasmaverfahren, wie ein Ätz- oder Abscheidungsverfahren, gegenüber Verfahrensparametern, wie dem Substrat-Target-Abstand in einer Zerstäubungsanlage, dem Targetmaterial in einer Zerstäubungsanlage, dem Druck in der Prozeßkammer und der Höhen- und Breitengestaltung der Kammer empfindlicher.
  • Außerdem haben gegenwärtige ICP-Anlagen, die ebene spiralförmige Antennen nutzen, eine Asymmetrie gezeigt, wobei die Verteilung des Plasmas nicht mit der zentralen Achse der Kammer ausgerichtet ist. Eine solche Plasmaasymmetrie verschlechtert die Gleichmäßigkeit des Plasmas und die Gleichmäßigkeit des Abscheidungs- oder Ätzverfahrens, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage beeinflußt wird. Desweiteren können ebene Antennen für ein Verfahren und einen entsprechenden Satz Parameter ein ring- oder wulstförmiges Plasma zeigen, während sie für ein anderes Verfahren und andere Parameter ein Plasma mit einem zentralen Maximum erzeugen. Folglich ist die Plasmaform und Gleichmäßigkeit in solchen ICP-Anlagen nicht konsistent und wird verfahrensabhängig sein. Daher wird das gesamte IC-Herstellungsverfahren von einem Plasmaverfahren zu einem anderen Plasmaverfahren nicht konsistent sein.
  • Ein weiterer Nachteil bei Anlagen mit ebener Antenne, die eine S-förmige Antenne oder Spule nutzen, ist, daß die äußeren Abschnitte der Spule nur geringfügig die Plasmen beeinflussen, die durch den zentralen Bereich der Spule erzeugt werden, was folglich eine Azimutalabhängigkeit im Plasma und eine entsprechende Azimutalabhängigkeit in den geätzten oder abgeschiedenen Filmen auf dem Substrat ergibt. Das heißt, längs einer Achse des Ebene, die durch die Spule definiert wird, wird das Plasma eine andere Gleichmäßigkeit und Dichte als längs einer anderen ebenen Achse der Spule aufweisen.
  • Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und eine Plasmabearbeitungsanlage und insbesondere eine ICP-Anlage bereitzustellen, in der ein dichtes, einheitliches Plasma erzeugt wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einheitliches Plasma bereitzustellen, das weniger von der Größe und Form der Prozeßkammer abhängig ist, als gegenwärtige Plasmabearbeitungsanlagen.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe, ein Plasma bereitzustellen, das in der Prozeßkammer symmetrisch ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einheitliches, dichtes Plasma über einen großen Bereich bereitzustellen, wie einem Bereich, der ausreicht, einen 200 mm-Wafer zu behandeln, während eine kompakte und kostengünstige Gestaltung der induktiven Spule oder Antenne beibehalten wird.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine konsistente Plasmaerzeugung bereitzustellen, und dadurch konsistente Verfahren, wie Ätzverfahren und Abscheidungsverfahren bereitzustellen, die weniger von den Verfahrensparametern, wie dem Druck und/oder der Kammergeometrie oder Größe abhängig sind.
  • Diese und andere Aufgaben werden aus der Beschreibung der Erfindung leichter deutlich werden, die im folgenden dargelegt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das US-Patent 5648701 offenbart eine Plasmaanlage, die ein Gefäß, eine Antenne zum Anlegen eines elektromagnetischen Feldes an ein Plasmagas im Gefäß und eine flache Spule zum Anlegen eines äußeren Magnetfelds an das Gas aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Element zur Kopplung elektrischer Energie in eine Prozeßkammer bereit, um ein Plasma aus einem Prozeßgas in der Kammer zu erzeugen, wobei das Element ein elektrisch leitendes Element aufweist, das eine Spule mit mehreren Spulenwindungen aufweist, die aufeinanderfolgend längs der Länge der Spule angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Spulenwindungen in einer erste Ebene orientiert ist und daß mindestens eine der Spulenwindungen in einer zweiten Ebene orientiert ist, die zur ersten Ebene winkelig ist.
  • Es wird außerdem eine Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung eines Substrats mit einem Plasma bereitgestellt, die einmalig geformte induktive Elemente zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Plasmas nutzt. Die hierin beschriebenen Anlagen, die ein Element nutzen, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, erzeugen ein einheitliches und dichtes Plasma über einen signifikant großen Bereich in der Kammer, ohne eine bedeutende Erhöhung der Kammergröße zum Unterbringen des induktiven Elements zu benötigen. Wohingegen bei den Plasmabearbeitungsanlagen des Stands der Technik eine erhöhte Energie, die in das Plasma eingeleitet wird, eine beträchtliche Erhöhung der Größe des induktiven Elements ebenso wie der entsprechenden Größe der Prozeßkammer erforderte, stellt die vorliegende Erfindung dichte einheitliche Plasmen bereit, während sie eine kompakte, und daher verhältnismäßig kostengünstige Bearbeitungsanlage beibehält.
  • Insbesondere weist die Bearbeitungsanlage eine Prozeßkammer auf, die einen Prozeßraum darin definiert und einen Substrathalter zum Halten eines Substrats im Prozeßraum aufweist. Ein Gaseinlaß leitet ein Prozeßgas in den Prozeßraum ein, und eine Plasmaquelle der Anlage ist betriebsfähig, ein Plasma aus dem Prozeßgas zu erzeugen. Die Plasmaquelle weist ein Isolierfenster mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche auf, das nahe des Prozeßraums, wo das Plasma erzeugt werden soll, eine Schnittstelle mit der Prozeßkammer bildet. Es ist ein induktives Element außerhalb der Kammer und nahe des Isolierfensters angeordnet und ist zur induktiven Kopplung elektrischer Energie durch das Isolierfenster und in den Prozeßraum betriebsfähig, um ein Plasma darin zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
  • Die Erfindung erwägt mehrere unterschiedliche Gestaltungen des induktiven Elements, um die Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
  • Das induktive Element weist eine Spule auf, die mehrere Spulenwindungen aufweist, die aufeinanderfolgend längs der Länge der Spule und von einer Seite des Isolierfensters angeordnet sind. Mindestens eine der Spulenwindungen ist in einer ersten Ebene orientiert, und eine andere der Spulenwindungen ist in einer zweiten Ebene orientiert, die zur ersten Ebene winkelig ist. Insbesondere sind mehrere Spulenwindungen in der ersten Ebene orientiert und mehrere Spulenwindungen sind außerdem in Ebenen orientiert, die zur ersten Ebene winkelig sind. Die erste Ebene ist im wesentlichen parallel zu einer ebenen Oberfläche des Isolierfensters orientiert. Auf diese Weise liegen die Spulenwindungen in der erste Ebene flach am Isolierfenster an. Die zur ersten Ebene winkeligen Spulenwindungen sind unter einem Winkel zum Isolierfenster angeordnet. In einer Ausführungsform sind die Spulenwindungen, die bezüglich der ersten Ebene winkelig sind, so orientiert, daß sie im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene sind. In anderen Ausführungsformen sind die Spulenwindungen um weniger als 90° zur ersten Ebene winkelig. Vorzugsweise sind mehrere Gruppen von Spulenwindungen in der ersten Ebene orientiert, wohingegen die Spulenwindungen, die zur ersten Ebene winkelig sind, zwischen diesen Gruppen von Spulenwindungen angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein einheitliches Plasma erzeugt. Indem einige Spulenwindungen des induktiven Elements in einer Ebene gehalten werden, die flach am Isolierfenster liegt, wird die Plasmastabilität aufrechterhalten. Die Nutzung von Spulenwindungen, die zum ebenen Isolierfenster winkelig sind, sorgt für eine größere Anzahl von Spulenwindungen längs des Isolierfensters, als durch Nutzung einer im wesentlichen ebenen Spule mit im wesentlichen denselben Abmessungen erzielt werden würde. Das heißt, das erfinderische Element erzeugt ein dichtes einheitliches Plasma, wobei eine kompakte Gestaltung genutzt wird, die keine bedeutende Erhöhung der Größe der Prozeßkammer benötigt. Die in der ersten Ebene orientierten Spulenwindungen liegen in derselben Ebene und sind konzentrisch, und definieren ein inneres Spulenende und ein äußeres Spulenende. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung sind die Spulenwindungen, die bezüglich des ebenen Isolierfensters winkelig sind, mit den Spulenwindungen in der ersten Ebene entweder am inneren Spulenende oder am äußeren Spulenende gekoppelt, um die Gestaltung des induktiven Elements zu verändern und so seine Wirkung auf das Plasma zu verändern.
  • Die Bearbeitungsanlage kann ein zweites induktives Element, wie eine schraubenförmige Spule aufweisen, die um einen Kammerseitenwandabschnitt gewickelt ist, der in Verbindung mit dem erfinderischen induktiven Element genutzt wird. Auf diese Weise wird sowohl vom Ende der Kammer als auch von der Seitenwand der Kammer elektrische Energie induktiv in ein Plasma eingeleitet. Vorzugsweise ist jedes der induktiven Elemente mit einer unabhängigen elektrischen Energiequelle gekoppelt, um die ersten und zweiten induktiven Elemente unabhängig vorzuspannen. Außerdem sind vorzugsweise Faraday-Käfige zwischen jeweils den induktiven Elementen und dem Plasma angeordnet, um die induktive Kopplung der elektrischen Energie in das Plasma zu verbesseren und die kapazitive Kopplung zu reduzieren.
  • Die vorliegende Erfindung, die mehrere, unabhängig vorgespannte induktive Elemente nutzt, kann für eine Vielfalt unterschiedlicher Verfahren genutzt werden, einschließlich Ätzverfahren und Abscheidungsverfahren. Es ist festgestellt worden, daß die vorliegende Erfindung für die physikalische Abscheidung aus der ionisierten Dampfphase (iPVD) besonders nützlich ist. Zu diesem Zweck könnte das Targetmaterial nahe dem Isolierfenster angeordnet sein, um durch ein Plasma zerstäubt zu werden, das durch das erfinderische induktive Element nahe diesem Isolierfenster erzeugt wird.
  • Die Bearbeitungsanlage der vorliegenden Erfindung, die die erfinderischen induktiven Elemente nutzt, stellt dichte, einheitliche Plasmen in einer kompakten Gestaltung bereit. Die erfinderischen primären induktiven Elemente können in Verbindung mit sekundären induktiven Elementen zur weiteren Verbesserung der Plasmaverfahren genutzt werden, wie einer physikalische Abscheidung aus der ionisierten Dampfphase. Die Erfindung kann genutzt werden, um größere elektrische Energiemengen in ein unterhaltenes Plasma zu induzieren, ohne eine kostspielige Zunahme der Größe der Kammer zu benötigen, die zur Unterbringung des induktiven Element notwendig ist. Diese Vorteile und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung angegeben.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingebaut sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit einer allgemeinen Beschreibung der Erfindung, die im folgenden gegeben wird, dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines induktiven Elements, das in der Plasmabearbeitungsanlage der Erfindung genutzt wird.
  • 1B ist eine Vorderansicht des induktiven Elements der 1A.
  • 1C ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 1D ist eine seitliche schematische, teilweise abgebrochene Ansicht einer Plasmabearbeitungsanlage gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 1E ist eine perspektivische Ansicht des induktiven Elements der 1, das mit einem Faraday-Käfig genutzt wird.
  • 1F ist eine perspektivische Ansicht eines induktiven Elements
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 2B ist eine perspektivische Ansicht des induktiven Elements der 2A mit einer reduzierten Anzahl von Leitern im zentralen Bereich.
  • 3A ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 3B ist eine Vorderansicht des induktiven Elements der 3A.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 5A ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren induktiven Elements.
  • 5B ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist eine seitliche schematische und teilweise gebrochene Ansicht einer Zerstäubungsabscheidungs-Bearbeitungsanlage gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Plasmabearbeitungsanlage, wie jener, die in 1D gezeigt wird. Es wird ein induktives Element 10 genutzt, um zum Zünden und Unterhalten eines Plasmas zur Bearbeitung eines Substrats induktiv elektrische Energie in eine Prozeßkammer zu koppeln. Plasmabearbeitung wird verbreitet in der IC-Herstellung verwendet. Zum Beispiel könnte die erfinderische Anlage für Zerstäubungsätz- und Abscheidungsverfahren, plasmaunterstützte CVD-(PECVD)-Verfahren, Ionisations-PVD-(iPVD)-Verfahren und reaktive Ionenätzverfahren (RIE) verwendet werden.
  • 1D stellt eine Bearbeitungsanlage 12 mit einer Prozeßkammer 13 dar, die einen Prozeßraum 14 darin definiert. Die Bearbeitungsanlage 12 ist zur Verwendung mit verschiedenen der hierin beschriebenen induktiven Elemente geeignet. Ein Substrathalter 17 im Raum 14 ist zum Halten eines zu bearbeitenden Substrats 18 gestaltet. Der Substrathalter 17 kann mit einer größeren Grundplatte 16 verbunden sein. Ein Gaseinlaß 20 ist zum Einleiten eines Prozeßgases in den Prozeßraum 14, um ein Plasma zu bilden, mit einer Prozeßgaszufuhr 22, wie einer Argongaszufuhr gekoppelt. Eine Substrat-Vorspannungs-Stromversorgung 19 spannt den Substrathalter 17 und das Substrat 18 vor, wie in der Technik der Plasmabearbeitung bekannt ist. Die Bearbeitungsanlage weist ferner ein Fenster oder oberen Abschnitt 24a auf, der aus einem Isoliermaterial, wie Quarz oder Aluminiumoxid besteht, der genutzt wird, um induktiv elektrische Energie aus dem Element 10 in den Prozeßraum 14 zu koppeln.
  • Zu diesem Zweck ist ein induktives Element, wie ein Element 10, das in 1A dargestellt wird, auf dem Isolierfensters 24a angeordnet. Die Bearbeitungsanlage weist ferner Seitenwände 24b und 24c auf, die den Prozeßraum 14 umgeben. Abschnitte der Seitenwand 24c können aus einem Isoliermaterial, wie Quarz bestehen, während ein anderer Abschnitt 24b aus Metall besteht. Abschnitte der Seitenwand 24c können genutzt werden, um induktiv elektrische Energie aus einem induktiven Element in den Raum 14 zu koppeln, wie weiter unten erläutert wird. Das induktive Element kann irgendeines von induktiven Elementen sein, die hierin offenbart werden, und das Element 10 wird in 10 nur zu Veranschauungszwecken genutzt. Das induktive Element 10 ist durch eine Anpassungseinheit 26a mit einer Quelle elektrischer Energie gekoppelt, wie einer HF-Stromversorgung 26b, die das induktive Element 10 vorspannt, um gemäß bekannten ICP-Prinzipien veränderliche HF-Magnetfelder im Prozeßraum 14 zur Bildung eines Plasmas 28 darin zu erzeugen. Die Anpassungseinheit ist eine elektrische Schaltung, die üblichen Fachleuten wohlbekannt ist, um die Impedanzen der HF-Stromversorgung 26b und des induktiven Elements 10 anzupassen, um unter verschiedenen Bedingungen eine maximale, in das Element 10 und das Plasma gelieferte Leistung bereitzustellen. Das Plasma 28 wird dann zur Bearbeitung des Substrats 18 genutzt werden, wie durch Plasma-Ätzen oder Zerstäubungsabscheidung, gemäß Prinzipien, die einem üblichen Fachmann der Plasmabearbeitungstechnik wohlbekannt sind.
  • Die induktiven Magnetfelder, die durch die HF-Ströme im induktiven Element 10 erzeugt werden, werden durch das Isolierfenster 24a in den Raum 14 gekoppelt. Das Isolierfenster 24a ist im wesentlichen eben und wird eine ebene Oberfläche 30 aufweisen, gegenüber der das induktive Element 10 orientiert ist. Natürlich könnten nicht-ebene Fenster genutzt werden, und die Fenster können gemäß den im. Stand der Technik bekannten Isolierfenstern profilierte Oberflächen oder anders geformte Oberflächen aufweisen. Die Gestaltung des induktiven Elements 10 und seine Position bezüglich der Prozeßkammer 12 und dem Isolierfenster 24a werden gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung die Form, Dichte und Gleichmäßigkeit des Plasmas beeinflussen. Die vorliegende Erfindung wendet sich verschiedenen Nachteilen der Plasma-Bearbeitungsanlagen des Stands der Technik zu, indem sie einmalige Gestaltungen für die induktiven Elemente verwendet, um die Plasmen zu verändern, die in der Prozeßkammer durch solche induktiven Elemente erzeugt werden.
  • Um die induktive Kopplung in den Prozeßraum 14 zu steigern, könnten Faraday-Käfige verwendet werden. Es wird ein oberer Faraday-Käfig 15 gezeigt, der nahe des Isolierfensters 24a in 1D, nahe der Seite des Fensters angeordnet ist, die zum Inneren der Kammer 13 und zum Substrat 18 weist. Ein unterer Faraday-Käfig 21 könnte in der Kammer angeordnet und längs einer Seite der Isolierseitenwand 24c orientiert sein. Während beide Faraday-Käfige 15, 21 auf der Innenseite der Kammer 13 angeordnet gezeigt werden, können sie ebenso gut auf der Außenseite der Kammer angeordnet sein. Die Faraday-Käfige sind zwischen allen induktiven Elementen, wie dem Element 10, und dem Prozeßraum 14 angeordnet, wo das Plasma erzeugt wird. Der untere Faraday-Käfig 21 kann insbesondere nützlich sein, wenn ein zweites induktives Element, wie ein Element um die Seitenwand 24c genutzt wird (siehe 8A–8B). Faraday-Käfige sind in der Technik bekannt und stellen effektiv eine verbesserte induktive Kopplung von Energie aus dem Element 10, durch das Isolierfenster und in den Prozeßraum bereit. Faraday-Käfige reduzieren außerdem die unerwünschte kapazitive Kopplung zwischen den induktiven Elementen und dem Plasma.
  • Im allgemeinen werden die Faraday-Käfige mehrere Schlitze enthalten, die in den Abschirmungen ausgebildet sind, wie in den Abschirmungen 15, 21 der 1D dargestellt. In der Abschirmung 15 sind die Schlitze 23 so angeordnet, daß sie sich von einem Ende der Abschirmung zum nächsten erstrecken, wie in 1E dargestellt. Die Abschirmung 15, wie in 1E gezeigt, liegt in der Form einer Platte vor, die aus Metall besteht, die mehrere, im wesentlichen horizontale und parallele Schlitze 23 aufweist, die darin ausgebildet sind. Die Abschirmung 21 liegt in der Form eines zylindrischen Elements vor, das um das Innere der Seitenwand 24c mit im wesentlichen vertikalen Schlitzen 25 darin gewickelt ist. Jedoch könnten die Schlitze, wie die Schlitze 23 in der Abschirmung 15 auch mit anderen Orientierungen gestaltet sein, abhängig von der Form der induktiven Elemente. Zum Beispiel könnten die Schlitze den Formen der Leiter in anderen induktiven Elementen folgen, wie in den 6A, 6D oder 7D gezeigt und im folgenden weiter erläutert.
  • Auf 1A zurückkommend, liegt das induktive Element 10, das auch als eine Antenne bezeichnet werden könnte, in der Form einer Spule mit mehreren Spulenwindungen 32 vor. Die Ausdrücke „induktives Element" und „Antenne" werden hierin austauschbar verwendet. Das induktive Element oder die Spule besteht gemäß Prinzipien, die in der Technik bekannt sind, aus einem elektrischen Leiter. Der Leiter, wie ein länglicher Metalldraht oder eine längliche Metallröhre, ist gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gestaltet und geformt, um ein Element zu bilden, das induktiv Energie in eine Prozeßkammer koppeln wird, wenn ein elektrischer Strom durch das Element geschickt wird.
  • Bezugnehmend auf 1A, weist die Spule 10 mehrere, aufeinanderfolgende Spulenwindungen 34a, 34b auf, die aufeinanderfolgend längs der Länge der Spule angeordnet sind. Wenn sie in Verbindung mit einem Isolierfenster gemäß den Prinzipien der Erfindung genutzt werden, sind die Spulenwindungen aufeinanderfolgend von einem Ende des Isolierfensters 24a zu einem anderen Ende des Fensters angeordnet, oder von einer Seite zur anderen Seite, wie in 1D gezeigt. Das heißt, die Spulenwindungen mindestens einer der Ausführungsformen der Erfindung sind eine Windung nach der anderen über das Isolierfenster angeordnet. Mindestens eine der Spulenwindungen des Elements 10, wie die Spulenwindung 34a, ist in einer ersten Richtung oder Ebene orientiert, die durch eine im wesentlichen horizontale Ebene definiert wird, wie in 1A durch die gestrichelte Linie 36 und durch eine entsprechende Bezugsziffer in 1D dargestellt. Andere Spulenwindungen 34b sind in zweite Richtungen oder zweite Ebenen orientiert, wie durch die im wesentlichen vertikale Ebene der Bezugsziffer 38 (1A) dargestellt. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist die Spulenwindung 34a in einer ersten Ebene orientiert, wie der Ebene 36, die zur zweiten Ebene, wie der Ebene 38 winkelig ist, in der die Spulenwindung 34b orientiert ist. In einer Ausführungsform sind die Ebene 36 und die Spulenwindung 34a im wesentlichen senkrecht zur Ebene 38 und den Spulenwindungen 34b.
  • In einer Bearbeitungsanlage, wie der Anlage 12, die in 1D gezeigt wird, ist das induktive Element 10 an einer Seite des Isolierfensters 24a angeordnet, so daß die erste horizontale Ebene 36 im wesentlichen parallel zu einer ebenen Oberseite 30 des Isolierfensters orientiert ist. Das heißt, die Spulenwindung 34a und andere entsprechend orientierte Spulenwindungen des Elements 10 sind in einer Ebene orientiert, die im wesentlichen parallel zur ebenen Oberfläche 30 des Isolierfensters 24a ist. In einer solchen Orientierung sind die Spulenwindung 34b, und die Spulenwindungen, die ähnlich wie die Spulenwindung 34b orientiert sind, in der vertikalen Ebene 38 und in anderen vertikalen Ebenen orientiert, die entsprechend, jedoch lateral von der Ebene 38 beabstandet orientiert sind, wie in den 1D und 1E gezeigt. Die Spulenwindungen 34b sind folglich im wesentlichen senkrecht zur ebenen Oberfläche 30 des Isolierfensters orientiert. In der Ausführungsform der 1A sind mehrere Spulenwindungen, wie die Windung 34a, im wesentlichen horizontal orientiert und liegen im wesentlichen in derselben Ebene und sind konzentrisch zueinander. Die Spulenwindungen 34b sind über der horizontalen Ebene 36 winkelig und sind in der Ausführungsform der 1A im wesentlichen vertikal orientiert. Die Spulenwindungen 34b liegen nicht in derselben Ebene, sondern liegen vielmehr in voneinander beabstandeten vertikalen Ebenen. Die voneinander beabstandeten vertikalen Ebenen 38 sind im wesentlichen zueinander parallel, wie in den 1A und 1D gezeigt.
  • Obwohl die Spulenwindungen 34b im wesentlichen vertikal orientiert sind, können diese Windungen auch Segmente 39 enthalten, die im wesentlichen in oder parallel zur Ebene 36 orientiert sind. Die Segmente 39 sind im wesentlichen parallel zueinander und sind im wesentlichen parallel zu den Segmenten 41 der Spulenwindungen 34a. Die kombinierten Segmente 39, 41 der verschiedenen Spulenwindungen des Elements 10 erzeugen einen Bereich, der durch die Klammer 43 in 1A angezeigt wird, der zu einem großen Bereich der effektiven Ionisation im Plasma führt. Der Bereich der effektiven Ionisation 43 ist größer als der Bereich, der mit den vollständig ebenen Spulen des Stands der Technik erzielt werden kann, die im wesentlichen ähnliche horizontale Aufstandsflächen aufweisen.
  • Da zum Beispiel eine Anzahl der Spulenwindungen (d.h. die Windungen 34b) nicht mit den Windungen 34a in derselben Ebene liegen, können diese Windungen 34b die Segmente 39 zur Plasmaionisation beitragen, ohne zusätzliche Windungen um das Äußere der vorhandenen Windungen 34a zu erzielen. Wie erkannt werden kann, würde in den flachen Spulen des Stands der Technik, wie in der S-förmigen Spule in 1F, jedes zusätzliche Segment 41 eine weitere, in derselben Ebene liegende und konzentrische Windung 35, die ähnlich zu den Windungen 34a ist, um das Äußere der vorhandenen Windungen benötigen. Diese zusätzlichen Windungen 35 würden die horizontale Aufstandsfläche der Spule bedeutend vergrößern. Die größere Spulenaufstandsfläche würde wiederum ein größeres Isolierfenster 24 und eine größere Kammer 13 erfordern, was die Gesamtkosten der Kammer und der Gesamtanlage erhöht. Jedoch benötigt jedes zusätzliche Segment 39, das zum Ionisationsbereich 43 des Elements 10 beiträgt, keine weitere Spulenwindung, die um die äußersten Spulenwindungen in der Ebene 36 gewickelt sind. Vielmehr liegen die Spulenwindungen 34b außerhalb der Ebene 36 und erhöhen vielmehr nur die vertikale Höhe des Elements 10, als seine horizontale Aufstandsfläche. Daher kann eine Prozeßkammer mit einem kleineren horizontalen Querschnitt genutzt werden. Die Spulenwindungen des Elements 10 werden in den 1A, 1B, 1D und 1E als im wesentlichen halbkreisförmig gezeigt, obwohl sie gemäß der Erfindung ebenso andere Formen aufweisen könnten.
  • Induktive Elemente gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung, wie sie in 1A–1E, 2A–2B, 3A–3B, 4 und 5B gezeigt werden, erzeugen einen größeren Bereich einer effektiven Ionisation in einer Plasmaprozeßkammer, als mit den ebenen Elementen des Stands der Technik erzielt werden kann, die im wesentlichen ähnlich große Aufstandsflächen aufweisen.
  • In einer Ausführungsform, wie in den 1D und 1E dargestellt, ist das induktive Element der Erfindung bezüglich eines Faraday-Käfigs so angeordnet, daß die Segmente 39, 41, die den Bereich 43 bilden, senkrecht zu den Schlitzen des Faraday-Käfigs orientiert sind. Wie in 1E gezeigt, ist das induktive Element 10 über dem Isolierfenster 24a und der geschlitzten Abschirmung 15 angeordnet. Die Schlitze 23 sind in der Abschirmung 15 so orientiert, daß sie im wesentlichen senkrecht zu den Spulenwindungssegmenten 39, 41 im Bereich 43 verlaufen. Eine solche Anordnung, wie in 1E gezeigt, stellt einen noch größeren effektiven Bereich der induktiven Energiekopplung und Gasionisation in einem Plasma bereit, als eine Anlage ohne eine solche Abschirmung.
  • Folglich kann ein großes, dichtes Plasma im Prozeßraum 14 einer Kammer 13 mit dem erfinderischen induktiven Element 10 erzeugt werden, während dieselben Querschnittsabmessungen des Isolierfensters 24 und der Kammer 13 beibehalten werden, wie sie mit induktiven Spulenelementen und Antennen des Stands der Technik erreicht werden. Außerdem sind die induktiven Elemente, wie jene, die in den Figuren hierin dargestellt und beschrieben werden, weniger durch die horizontalen Querschnittsabmessungen des Isolierfensters und der Prozeßkammer in ihrer Anzahl an Spulenwindungen begrenzt. Auf diese Weise kann eine erhöhte Anzahl von nützlichen Spulenwindungen mit den induktiven Elementen der Erfindung innerhalb eines Bereichs 43 genutzt werden, als es mit einer rein ebenen Spulenantenne, wie einer S-förmigen Antenne, wie in 1F gezeigt, räumlich möglich wäre. Der Hauptplasmaerzeugungsbereich 43 wird im allgemeinen nahe der Mitte des induktiven Elements liegen, und daher könnten unter Nutzung der erfinderischen Gestaltungen, wie jene der 1A–1E, 2A–2B, 3A–3B, 4 und 5B zum Beispiel, mehr Spulenwindungssegmente 39, 41 im Mittenbereich 43 des induktiven Elements angeordnet werden, um ein dichteres Plasma zu erzeugen, während die horizontale Aufstandsfläche oder Querschnittsabmessung des induktiven Elements nicht bedeutend beeinflußt wird. Es ist auch festgestellt worden, daß das induktive Element 10 der Erfindung dennoch die Stabilität des Plasmas aufrechterhält, indem bestimmte Spulenwindungen (d.h. Windungen 34a) in einer Ebene beibehalten werden, die im wesentlichen parallel zur Ebene 25 des Isolierfensters 24 orientiert ist.
  • Im allgemeinen werden hierin bei der Beschreibung der verschiedenen induktiven Elemente gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Orientierungen, Richtungen und Ebenen der verschiedenen Spulenwindungen, Spulenwindungsabschnitte und Spulenwindungssegmente oder Spulensegmente als „horizontal" und „vertikal" bezüglich einer horizontalen Bezugsebene 25 beschrieben, die von einem Isolierfenster 24a der Ausführungsformen der hierin offenbarten Bearbeitungsanlage abgeleitet wird. Entsprechend werden Spulenwindungen, Spulenwindungsabschnitte und Spulenwindungssegmente ebenfalls als parallel (horizontal) oder senkrecht (vertikal) bezüglich derselben horizontalen Bezugsebene 25 angegeben. Jedoch ist eine solche Nomenklatur, wie „horizontal", „vertikal", „parallel" und „senkrecht" nicht absolut begrenzend, und es wird durch einen üblichen Fachmann leicht zu verstehen sein, daß ein Element, das bezüglich einer Bezugsebene als horizontal angegeben wird, tatsächlich vertikal orientiert wäre, wenn die Bezugsebene um 90° gedreht würde. Außerdem wird ein Element, das im wesentlichen parallel zu einer Bezugsebene ist, im wesentlichen senkrecht zu einer anderen Bezugsebene sein, die im wesentlichen um 90° von der ersten Bezugsebene orientiert sein könnte. Entsprechend werden die Spulenwindungen der induktiven Elemente der Erfindung nicht immer vollständig oder absolut in einer einzigen Ebene liegen, da sie Windungen einer Spule sind. Vielmehr werden die Spulenwindungen, Windungsabschnitte und Windungssegmente, die als horizontal, vertikal, parallel oder senkrecht angegeben werden, auch bedeuten, wo es passend ist, daß die Windungen, Abschnitte, Segmente oder Orientierungen im wesentlichen oder vorliegend vertikal, horizontal, parallel oder senkrecht sind, abhängig von der Gestaltung des erfinderischen induktiven Elements. Außerdem werden Ebenen hierin genutzt, um Richtungen oder Orientierungen zu veranschaulichen; und sind nicht dazu bestimmt, die Spulenwindungen als immer eben zu definieren. Als solche ist die Erfindung und insbesondere die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargestellt wird, nicht auf absolute Orientierungen beschränkt, wie durch einen üblichen Fachmann verstanden werden wird.
  • Mit den Spulen des Elements 10, die ähnlich zur Spule 34a in 1A sind, wird ein Plasmastrom in einem geschlossenen Kreislauf im Prozeßraum 14 aufrechterhalten, der das Plasma 28 innerhalb des Prozeßraums stabilisiert. Der Stromkreis wird schematisch als Kreis 35 in 1A gezeigt. Wie oben erwähnt, ist ein weiterer Vorteil bei einer Spulengestaltung, die ähnlich zu den hierin offenbarten ist, wie das Element 10, daß die Gesamtzahl der Spulenwindungen im induktiven Element 10 und die Anzahl der Windungen nahe der Mitte des Elements nicht durch die Abmessungen des Isolierfensters begrenzt sind, wie es bei ebenen Spulen des Stands der Technik der Fall ist, die zahlreiche konzentrische und in derselben Ebene liegende Spulenwindungen in einer horizontalen Ebene verwenden. Bei der vorliegenden Erfindung sind Windungen über der horizontalen Ebene winkelig, und eine größere Anzahl senkrechter Spulenwindungen 34b kann in der Mitte des induktiven Elements 10 angeordnet werden, um dadurch die Anzahl der effektiven Windungssegmente 39 im zentralen Bereich 43 des Elements und die in das Plasma gekoppelte Energiemenge zu erhöhen, ohne den Gesamtdurchmesser oder die Längen-/Breitenabmessungen des Elements 10 und des Isolierfensters bedeutend zu erhöhen.
  • Erneut auf 1A bezugnehmend, weist jede der im wesentlichen senkrechten Spulenwindungen 34b ein Segment 39 auf, das im wesentlichen in einer horizontalen Ebene 36 und folglich im wesentlichen parallel zur ebenen Oberfläche 30 des Isolierfensters 24 angeordnet ist. Wie oben erläutert, ist das induktive Element oder die Antenne 10 so gestaltet, daß die Segmente 39 ebenfalls im wesentlichen parallel zueinander und zu den Windungssegmenten 41 sind. Die Kombination der Spulenwindungssegmente 39 und 41 stellt den Hauptplasmaerzeugungsbereich des induktiven Elements 10 bereit. Eine Veränderung des Abstands zwischen allen der jeweiligen Segmente 39 und 41 kann genutzt werden, um das Plasma innerhalb eines Prozeßraums auszubreiten oder das Plasma einzuengen. Das heißt, eine größere Anzahl von Spulenwindungen im induktiven Element 1O in der im wesentlichen selben horizontalen Aufstandsfläche wird jedes der jeweiligen Segmente 39, 41 räumlich enger zusammenbringen und folglich das Plasma dichter machen. Weniger Spulenwindungen und ein größerer Abstand zwischen den verschiedenen Spulenwindungssegmenten 39 und 41 wird das Plasma weniger dicht machen.
  • Wie in 1B dargestellt, sind die verschiedenen vertikalen Spulenwindungen 34b im wesentlichen parallel zur vertikalen Bezugsebene 38 orientiert. Da die vertikalen Spulenwindungen 34b von einer Windung in die nächste übergehen müssen, wie in 1B gezeigt, werden die vertikalen Spulenwindungen nicht innerhalb einer definierten vertikalen Ebene jeweils vollständig sein, die absolut parallel zur Bezugsebene 38 ist. Jedoch werden zum Zweck der Beschreibung dieser Erfindung die vertikalen Spulenwindungen 34b so betrachtet, als seien sie im wesentlichen parallel mit der Bezugsebene 38 und im wesentlichen senkrecht zu Bezugsebene 36 und der ebenen Oberfläche 30 des Isolierfensters 24a.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 1A gezeigt wird, ist das induktive Element 10 so geformt, daß die horizontalen Spulenwindungen 34a im wesentlichen in einer Ebene 36 orientiert sind. Die Windungen 34a sind auf jeder Seite der vertikalen Spulenwindungen 34b angeordnet, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene 36 sind. Auf diese Weise wird die Gesamtsymmetrie des Plasmas aufrechterhalten. Die HF-Leistung aus der HF-Stromversorgung 26b wird unter Nutzung einer Anpassungseinheit 26a an den Segmenten 42 in das Element 10 gekoppelt, die in 1B in einer im wesentlichen aufrechten Position gezeigt werden. Jedoch könnten die Segmente 42 auch in der Ebene 36 orientiert. sein. Die Segmente 42 sind am inneren Ende 24a der Spule angeordnet. Die HF- Leistung wird an den Enden der Spule, die die induktiven Elemente bildet, ähnlich in die Elemente der 1B–1D, 2A–2B, 3A–3B, 4 und 5A–5B gekoppelt.
  • Das Element 10, wie es in den Ausführungsformen der 1A und 1B gezeigt wird, kann so modifiziert werden, daß es zu jeder Form des Isolierfensters 24a paßt. Zum Beispiel nutzt die in den 1A und 1B dargestellte Ausführungsform horizontale Spulenwindungen 34a, die eine Halbkreisform aufweisen, die im allgemeinen für ein kreisförmiges oder elliptisches Isolierfenster geeignet ist. Ein induktives Element oder eine Antenne 10a, wie in 1C gezeigt, weist horizontale Spulenwindungen 43a auf, die in ihrer Form rechteckig und für ein rechteckiges Isolierfenster geeignet sind, um die Fensterform am effizientesten zu nutzen und um eine große Anzahl von Spulenwindungen im Element 1A sicherzustellen. Entsprechend könnten die vertikalen Windungen 34b in ihrer Form verändert werden, so daß sie eher rechteckig sind oder eine andere Form aufweisen, als daß sie halbkreisförmig sind, wie in den 1A-1C und anderen Figuren hierin gezeigt. 4 stellt ein Element 10e dar, das halbkreisförmig horizontale Spulenwindungen 53 und eine rechteckige vertikale Windung 55 verwendet. Wie durch einen üblichen Fachmann verstanden wird, können verschiedene Modifikationen an der Form der Spulenwindungen der hierin beschriebenen induktiven Elemente vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann eine größere Anzahl oder kleinere Anzahl von horizontalen Windungen 34a und/oder vertikalen Windungen 34b gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung genutzt werden, um eine Gestaltung für eine besondere Prozeßraum- und Kammergeometrie zuzuschneiden.
  • Alternative Gestaltungen für induktive Elemente oder Antennen, die in einer ICP-Anlage genutzt werden, werden in den 2A und 28 dargestellt. Darin kann die Kopplung zwischen den horizontalen Spulenwindungen und vertikalen Spulenwindungen infolge einer anderen Anordnung der horizontalen Windungen und ihrer Kopplung an eine HF-Leistungsquelle variiert werden.
  • Insbesondere nutzt das induktive Element 10 der 1A mehrere horizontale Spulenwindungen 34a, die in einer spiralförmigen Weise gewickelt sind, um ein inneres Spulenende 42a und ein äußeres Spulenende 42b bereitzustellen. In der in 1A dargestellten Ausführungsform wird die HF-Leistung in die horizontalen Spulenwindungen nahe eines inneren Spulenendes 42a gekoppelt. Jedoch wird in der in 2A dargestellten Ausführungsform die HF-Leistung an den äußeren Spulenenden 46b in die Antenne 10b gekoppelt. An den inneren Spulenenden 46a sind die vertikalen Spulenwindungen 48 mit den horizontalen Spulenwindungen 48 gekoppelt, um ein Einheitselement 10b bereitzustellen. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der horizontalen Spulenwindungen 45 und vertikalen Spulenwindungen 48 variiert werden. Zum Beispiel nutzt die Antenne 10c in 2B weniger vertikale Spulenwindungen 48 als die Antenne 10b der 2A.
  • Auf 3A bezugnehmend, kann eine andere Ausführungsform der Erfindung ein induktives Element mit aufrechten Spulenwindungen nutzen, die geneigt oder winkelig sind, so daß sie in Ebenen zwischen den horizontalen und vertikalen Bezugsebenen 36, 38 liegen. Wie in 3A dargestellt, weist das induktive Element 10d horizontale Spulenwindungen 50a und aufrechte Spulenwindungen 50b auf, die im wesentlichen außerhalb einer horizontalen Ebene liegen. Die horizontalen Spulenwindungen 50a sind im wesentlichen parallel zu einer horizontalen Bezugsebene 36 angeordnet und würden folglich im wesentlichen parallel zur Isolierfensteroberfläche 30 liegen (siehe 3B). Die Spulenwindungen 50b befinden sich winkelig über der horizontalen Bezugsebene 36. Eine oder mehrere der Spulenwindungen 50b können vorliegend in einer senkrechten oder vertikalen Ebene 38 angeordnet sein. Jedoch können gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung andere der Spulenwindungen 50b, wie die Spulenwindungen 52, geneigt oder winkelig zwischen den horizontalen und vertikalen Bezugsebenen 36, 38 liegen. Die Neigung oder der Winkel der Spulenwindungen 52 wird die Magnetfeldkonturen des Elements 1D beeinflussen, die durch das Isolierfenster eindringen, und wird folglich die Energie beeinflussen, die an das Plasma geliefert wird. Als solche wird die Neigung der zentralen Spulenwindungen 52 die Induktivitätseigenschaften der Antenne 10d beeinflussen und wird eine Veränderlichkeit bezüglich der Form und Dichte des Plasmas bereitstellen. Auf diese Weise könnte die Neigung der Spulenwindungen 52 variiert werden, falls geeignet, um die Arbeitsweise eines induktiven Elements oder einer Antenne auf eine bestimmte Prozeßkammer und auf andere Parameter zuzuschneiden, wie den Pegel der HF-Leistung, die an das Plasma geliefert wird, um ein wünschenswert dichtes und einheitliches Plasma bereitzustellen.
  • Ein weiterer Vorteil der Anlage der vorliegenden Erfindung, die induktive Elemente oder Antennen nutzt, wie sie hierin offenbart werden, ist, daß die Anlage genutzt werden kann, um „heiße Flecken" bezüglich des induktiven Elements zu beseitigen. Induktive Elemente weisen im allgemeinen einen primären Abschnitt oder einen Bereich derselben auf, der auf die Kopplung von Energie in ein Plasma am meisten anspricht. Mit einer S-förmigen Spule des Stands der Technik, wie in 1F dargestellt, liegt dieser Abschnitt im allgemeinen in der Mitte 43 des Elements, wobei die parallelen Segmente der Spulenwindungen ausgerichtet sind. Jedoch liefert der Hauptplasmaabschnitt 43 des induktiven Elements 37 in 1F häufig zu viel Energie in bestimmte Bereiche des Plasmas (d.h. einen heißen Fleck). Als Ergebnis kann das Isolierfenster 24a, wie ein Quarzfenster in einer ICP-Anlage tatsächlich zerstäubt oder angegriffen werden. Eine solche Zerstäubung des Isolierfensters 24a kann das gesamte Plasmaverfahren verunreinigen, sei es ein Abscheidungs- oder Ätzverfahren. Wenn ein Faraday-Käfig in der Kammer verwendet wird, um eine Zerstäubung des Isolierfensters zu verhindern, könnte die Abschirmung selbst zerstäubt werden, was ebenfalls das Plasmaverfahren verunreinigt. In den induktiven Elementen der Erfindung, wie sie in den 1A–1E, 2A–2B und 3A–3B dargestellt werden, sind die Spulenwindungen des zentralen Bereichs 43 der Elemente so gestaltet und angeordnet, daß ein überwiegender Abschnitt dieser Spulen über der horizontalen Ebene liegt, obgleich diese bestimmten Segmente dieser Spulenwindungen, wie die Segmente 39, in einer horizontalen Ebene liegen. Bei einer solchen Gestaltung hat der Erfinder festgestellt, daß unerwünschte heiße Flecken im Plasma und die resultierende Zerstäubung eines Faraday-Käfigs oder des Isolierfensters reduziert werden kann. Da eine solche Zerstäubung eine Verunreinigung bei der Plasmabearbeitung eines Substrat verursachen kann, wird die vorliegende Erfindung daher eine solche Verunreinigung reduzieren.
  • Die 5A und 5B stellen zusätzliche Ausführungsformen eines dreidimensionalen induktiven Elements zur Verwendung in einer Bearbeitungsanlage dar, jedoch entspricht nur 5B der Erfindung. Die induktiven Elemente oder Antennen, die in den 5A und 5B dargestellt werden, nutzen Spulenwindungen mit Segmenten oder Abschnitten, die außerhalb einer im wesentlichen horizontalen Ebene orientiert sind, um dichte, einheitliche Plasmen in einem Prozeßraum bereitzustellen, ohne die gesamte horizontale Aufstandsfläche der Antennengestaltung bedeutend zu vergrößern. Die induktiven Elemente der 5A und 58 nutzen Spulenwindungen, die ebenso die vertikalen Höhen der Elemente reduzieren. Die Elemente in den 5A und 58 nutzen zusätzliche Spulenwindungen, die sich vertikal über einer Grundebene erheben, die sich jedoch immer noch im wesentlichen horizontal erstrecken, um die gesamte vertikale Höhe des Elements zu begrenzen.
  • Nun auf 5A bezugnehmend, weist das induktive Element 60 mehrere Spulenwindungen 62 auf. Mehrere der Spulenwindungen 62 weisen Windungsabschnitte 64 auf, die in voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Ebenen orientiert sind, wie in den Figuren gezeigt. Die voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Ebenen werden so gezeigt, daß sie im wesentlichen horizontal orientiert sind. Das heißt, wenn das induktive Element 60 auf einem Isolierfenster angeordnet wäre, wie in 1D dargestellt, würden die Abschnitte 64 der Spulenwindungen 62 in im wesentlichen horizontalen Ebenen parallel zur Ebene 25, die durch das Isolierfenster definiert wird, und dem Raum über dieser Ebene liegen (siehe 1D). Auf diese Weise bilden die Spulenwindungsabschnitte im wesentlichen übereinander angeordnete Spulenwindungen. Mehrere der Spulenwindungen 62 weisen jedoch außerdem Abschnitte oder Segmente 66 derselben auf, die im wesentlichen vertikal orientiert sind, um die vertikale Höhe der Abschnitte der Spulenwindungen zu erhöhen, d.h. die Spulenwindungsabschnitte vertikal übereinander anzuordnen, die horizontal orientiert sind. Die Spulenwindungen 62 sind vorliegend so gestaltet, daß sie horizontal orientiert sind. Daher weisen mehrere der Spulenwindungen 62 des induktiven Elements 60 Windungsabschnitte oder Segmente auf, die vertikal übereinander angeordnet sind, wie in den 5A, 5B gezeigt. Während die Gestaltung des induktiven Elements 60 Spulenwindungen mit vertikal orientierten Abschnitten 66 und horizontal orientierten Abschnitten 64 nutzt, sind die Spulenwindungen 62 vorwiegend und im wesentlichen in mehreren horizontalen Ebenen horizontal orientiert, die in einer übereinander angeordneten Gestaltung vertikal voneinander beabstandet sind. Das heißt, ein bedeutender Abschnitt oder Segment jeder Spulenwindung ist im wesentlichen horizontal orientiert. Die vertikalen Abschnitte 66 der Spulenwindung stellen einen vertikalen Abstand zwischen den horizontalen Abschnitten 64 bereit, so daß die Spulenwindungen 62 die übereinander angeordnete Gestaltung bilden, die in 5A dargestellt wird. Auf diese Weise kann der effektive Plasmaerzeugungsbereich des induktiven Elements vergrößert werden, ohne die horizontale Aufstandsfläche des induktiven Elements beträchtlich zu vergrößern. Da außerdem die Spulenwindungen so gestaltet sind, daß sie vorwiegend horizontal orientiert sind, wird außerdem die vertikale Höhe des induktiven Elements minimiert. Insbesondere weisen die Spulenwindungen 62 parallele Abschnitte 68 auf, die im wesentlichen parallel zueinander sind und miteinander in derselben Ebene liegen und einen zentralen Plasmaerzeugungsbereich 71 des Elements 60 definieren. Die übereinander angeordneten Spulenwindungen 62 sorgen für eine größere Anzahl der Abschnitte 68, die nahe der Mitte 71 des induktiven Elements 60 anzuordnen sind, ohne die gesamte horizontale Aufstandsfläche des induktiven Elements zu vergrößeren. Zusätzliche Spulenwindungen 62 im induktiven Element 60 werden vielmehr in eine zusätzliche vertikale Höhe des induktiven Elements als in eine größere horizontale Aufstandsfläche übertragen. Folglich kann das induktive Element 60 vielmehr in eine zusätzliche vertikale Höhe des induktiven Elements als in eine größere horizontale Aufstandsfläche übertragen werden. Folglich kann das induktive Element 60 genutzt werden, um dichte, einheitliche Plasmen zu erzeugen oder aufrechtzuerhalten, ohne die horizontale Querschnittsgröße einer Prozeßkammer in einer Plasmabearbeitungsanlage beträchtlich zu erhöhen. Wie in 5A dargestellt, wird die HF-Leistung induktiv in das induktive Element 60 an den inneren Spulenenden 70 gekoppelt. Da die Spulenwindungen 62 übereinander angeordnet und vorwiegend horizontal orientiert sind, wird die vertikale Höhe nicht bedeutend erhöht, wie zum Beispiel beim Element 10 in 1. Auf diese Weise stellt das Element 60 eine horizontal und vertikal kompakte Gestaltung bereit, die verwendet werden kann, um dichte, einheitliche Plasmen aufrechtzuerhalten, die normalerweise wesentlich größere induktive Elemente benötigen.
  • 5B stellt eine andere Ausführungsform eines induktiven Elements gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar, das eine Kombination von verschiedenen Merkmalen aus dem induktiven Element 60 in 5A ebenso wie Merkmalen des induktiven Elements 10 nutzt, das in 1A dargestellt wird. Insbesondere weist das induktive Element 72 Spulenwindungen 62 auf, die in der übereinander angeordneten Gestaltung, wie beschrieben, oder winkelig zur übereinander angeordneten Gestaltung vorliegen. Die Spulenwindungen 62 sind vorwiegend innerhalb horizontaler Ebenen angeordnet, da die horizontalen Abschnitte 64 dieser Windungen bedeutend länger als die vertikalen Abschnitte 66 sind. Auf diese Weise sind die Spulenwindungen 62 in einer übereinander angeordneten Gestaltung in vertikal voneinander beabstandeten horizontalen Ebenen orientiert, ähnlich zum induktiven Element 60 in 5A. Das induktive Element 72 weist auch eine oder mehrere Spulenwindungen 74 auf, die unter einem Winkel zur übereinander angeordneten Gestaltung orientiert sind. In 5B ist die Spulenwindung 74 in einer vorwiegend vertikalen Ebene, im wesentlichen senkrecht zu den übereinander angeordneten Spulenwindungen 62 orientiert. Jedoch könnten die zusätzlichen Spulenwindung oder Windungen 74 irgendwo zwischen den horizontalen und vertikalen Orientierungen winkelig angeordnet sein. Die HF-Leistung wird in das induktive Element 72 an den äußeren Spulenenden 76 gekoppelt. Während die Spulenwindungen der Elemente in den 5A–5B als in ihrer Form im wesentlichen halbkreisförmig gezeigt werden, können sie ebensogut andere Formen aufweisen. Während außerdem 5B Spulenwindungen 74 darstellt, die im wesentlichen vertikal orientiert sind, können sie winkelig zwischen der Horizontalen und der Vertikalen angeordnet sein, wie in den 3A und 3B dargestellt.
  • Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung können die ICP-Anlagen und induktiven Elemente, die hierin offenbart werden, zum Plasma-Ätzen oder zur plasmaunterstützten CVD (PECVD) genutzt werden. Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung könnte das induktiv gekoppelte Plasma für ein Zerstäubungsabscheidungsverfahren oder Zerstäubungsätzverfahren genutzt werden. In noch einem weiteren Aspekt der Erfindung könnten die hierin offenbarten induktiven Elemente in Kombination mit einem zweiten, unabhängig vorgespannten induktiven Element zur weiteren Beeinflussung eines Plasma innerhalb einer Prozeßkammer oder zur Ionisation zerstäubter Teilchen zur Zerstäubungsabscheidung genutzt werden.
  • Zu diesem Zweck stellt 8 eine Bearbeitungsanlage 200 dar, die eine Prozeßkammer 202 nutzt, um einen Prozeßraum 204 zu definieren, der ein Substrat 206 hält, das bearbeitet werden soll. Die Anlage 200 nutzt die induktiven Elemente, wie im vorhergehenden angegeben, gemäß den Prinzipien der Erfindung und ist besonders für ein Ionisations-PVD-Verfahren geeignet, in dem Teilchen, die von einem Target zerstäubt werden, vor der Abscheidung auf einem Substrat ionisiert werden. Das Substrat 206 sitzt auf einem Wafer-Halter 208, der unter einem Isolierkammerabschnitt 210 angeordnet ist, der das Substrat 206 und den Prozeßraum 204 umgibt. Der Halter 208 umfaßt den Substrathalter 206b, der mit einer geeigneten Stromversorgung 206a vorgespannt werden kann. Eine Arbeitsöffnungsplatte 212 und ein Zerstäubungsabscheidungstarget 214 und eine zugehörige Halterung 215 sind auf dem Isolierkammerabschnitt 210 angeordnet. Die Arbeitsöffnungsplatte 212 weist darin eine Arbeitsöffnung oder Öffnung 213 auf, und das Target 214, das in der Form eines Ringtargets vorliegt, umgibt die Arbeitsöffnung 213. Das Target 214 ist mit einer geeigneten Gleichstromversorgung 226b gekoppelt. Das Isolierfenster 216 ist auf der Arbeitsöffnungsplatte 212 und dem Target 214 angeordnet. Das induktive Element 220 ist auf dem Isolierfenster 216 angeordnet.
  • Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung kann das induktive Element 220 irgendeines einer Anzahl geeignet gestalteter induktiver Elemente sein, die in Verbindung mit einem ebenen Isolierfenster betriebsfähig sind, wie das induktive Element 10, das in 1A dargestellt und in 8 gezeigt wird. Es könnten Faraday-Käfige 234, 236 in der Anlage 200 genutzt werden, wie bezüglich der Anlage der 1D erläutert. Das induktive Element 10 weist vertikale Spulenwindungen 222 und horizontale Spulenwindungen 224 auf. Die horizontalen Spulenwindungen 224 sind im wesentlichen in einer Ebene parallel zu einer ebenen Oberseite 225 des Isolierfensters 216 angeordnet. Das induktive Element 220 koppelt elektrische Energie in den Prozeßraum 204 und koppelt insbesondere Energie in ein Plasma im Prozeßraum 204 durch das Fenster 216. Das Plasma wird genutzt, um Material aus dem Target 214 zu zerstäuben und die zerstäubten Atome des Targetmaterials zu ionisieren, das dann auf dem Substrat 206 gemäß bekannten Ionisations-Zerstäubungsabscheidungstechniken abgeschieden wird. Das induktive Element 220 ist durch die Anpassungseinheit 226a mit einer HF-Stromversorgung 226 gekoppelt. Das Target 214 ist zur Vorspannung des Targets mit einer Gleichstromversorgung 226b gekoppelt. Während das in 9A gezeigte induktive Element 220 in seiner Gestaltung ähnlich zum induktiven Element ist, das in den 1A und 1B dargestellt wird, können auch andere induktive Elemente gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in der Anlage 200 in Verbindung mit einem ebenen Isolierfenster 215 genutzt werden. Zum Beispiel könnten auch die induktiven Elemente, die in den 1C, 2A–2B, 3A–3B, 4 und 5B dargestellt werden, nahe dem ebenen Fenster 216 genutzt werden.
  • Um ferner ein Plasma zu kontrollieren und zu beeinflussen, das im Prozeßkammerraum 204 gebildet wird, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein sekundäres induktives Element 230 um den Isolierkammerabschnitt 210 angeordnet. Zu diesem Zweck kann das sekundäre induktive Element 230 in der Form eines zylindrischen Spulenelements vorliegen, das um den Abschnitt 210 gewickelt ist, wie in 8A gezeigt. Das induktive Element 230 ist durch die Anpassungseinheit 232a an eine HF-Stromversorgung 232 gekoppelt. Die Versorgung 232 arbeitet unabhängig von der HF-Stromversorgung 226. Auf diese Weise werden das primäre induktive Element 220 und ein sekundäres induktives Element 230 unabhängig vorgespannt und betrieben. Die beiden unabhängigen HF-Stromversorgungen 226, 232 können zur Einstellung des Leistungsbetrags genutzt werden, der in das Plasma geliefert wird.
  • Ein spezifischer Vorteil der erfinderischen Anlage 200, die zwei unabhängig vorgespannte induktive Elemente nutzt, wird mit einem Ionisations-PVD-Verfahren realisiert. In einem Ionisations-PVD-(iPVD)-Verfahren, wie einem PVD-Verfahren mit ionisiertem Metall, werden Metallteilchen (z.B. Al-Teilchen) aus einem Target unter Nutzung des Plasmas zerstäubt, das durch die primären Elemente erzeugt und unterhalten wird, und nach der Zerstäubung werden die Teilchen durch das sekundäre Plasma ionisiert. Ein Ionisations-PVD-Verfahren läßt eine Abscheidung von Metallfilmen auf Substrate zu, wobei Merkmale genutzt werden, die hohe Längenverhältnisse aufweisen. Die Maximierung der Elektronentemperatur und Elektronendichte im Plasma ist ein wichtiger Punkt zur Optimierung der Ionisation der Metallteilchen in einem iPVD-Verfahren. Was jedoch häufig in einem iPVD-Verfahren auftritt, ist daß die erhöhte Metallteilchendichte, die im primären Plasma vorhanden ist, die Elektronentemperatur im primären Plasma abschreckt oder reduziert, die dadurch die Gesamtmetallionisation reduziert, die erzielt werden kann. Außerdem wird die Energie, die mit den zerstäubten Metallteilchen verbunden ist, häufig durch das Prozeßgas, wie Argon absorbiert, was zu einer Reduzierung der Dichte oder einer Verdünnung des Argon-Prozeßgases führt. Die Verdünnung des Argongases reduziert wiederum die Thermalisierungseffektivität der zerstäubten Atome und reduziert dadurch die Ionisation des Metalls weiter.
  • Bei Nutzung einer Anlage, wie sie in 8 dargestellt wird, und gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden Metallatome mit hochdichten Plasmen in zwei unterschiedlichen Bereichen des Prozeßraums wechselwirken, die durch die induktiv gekoppelte Energie aus den getrennten induktiven Elemente 220 und 230 definiert werden. Gemäß den oben erläuterten Prinzipien der Erfindung stellt das primäre induktive Element 220 ein hochdichtes und einheitliches Plasma nahe den Targets 214 bereit. Das auf dem Substrat 206 abzuscheidende Material wird vom Target 214 zerstäubt und durch das primäre Plasma ionisiert. Ein gewisser Bruchteil des zerstäubten Materials durchquert den primären Plasmabereich, ohne sich vollständig auf die lokale Gastemperatur abzukühlen und wird folglich keine Möglichkeit haben, mit Plasmateilchen zu kollidieren und ionisiert zu werden. Das sekundäre induktive Element 230 erhöht die Ionisation des zerstäubten Materials beträchtlich, da die zerstäubten Atome die Möglichkeit haben, sich in der Zeit, bis sie das sekundäre Plasma erreichen, auf einen thermischen Zustand abzukühlen, und folglich imstande sind, mit Plasmateilchen zu kollidieren, um ionisiert zu werden. Außerdem wird jeder Bruchteil der vorher ionisierten zerstäubten Atome, die mit Elektronen des Plasmas zu einem neutralen Zustand rekombiniert haben, erneut durch das sekundäre Plasma ionisiert. Die erneue Ionisation wird in dem Bereich des Prozeßraums nahe des induktiven Elements 230 stattfinden, das heißt dem Raum direkt über dem Substrat 206. Das sekundäre induktive Element 230 liefert unabhängig von den Wirkungen des primären induktiven Elements 220 Energie an ein Plasma in der Prozeßkammer 202. Auf diese Weise wird eine größere Energiemenge an das Plasma und die Metallteilchen geliefert, die vom Target 214 zerstäubt werden, was folglich die gewünschte Ionisation der Metallteilchen erhöht und die Gleichmäßigkeit des Flusses des ionisierten Metalls erhöht. Außerdem fügt das sekundäre induktive Element 230 dem äußeren Umfang des Plasmafeldes HF-Energie hinzu, wo ein beträchtlicher Betrag des Flusses des ionisierten Metalls infolge von Rekombination und Seitenwandadsorption verloren geht, die mit dem Isolierkammerabschnitt 210 verbunden ist. In einer Ausführungsform der Erfindung kann das primäre induktive Element an eine HF-Stromversorgung 226 gekoppelt sein, die mit annähernd 13,56 MHz arbeitet, während die sekundäre HF-Stromversorgung 232 mit annähernd 2 MHz arbeiten kann. Die Stromversorgungen 226, 232 arbeiten unabhängig. Im allgemeinen können die induktiven Elemente durch Versorgungen innerhalb des Bereichs von Anregungsfrequenzen von 400 kHz bis 100 MHz betrieben werden. Die HF-Stromversorgungen sind mit den induktiven Elemente durch Anpassungseinheiten 226a, 232a gekoppelt, um eine maximale HF-Leistung in das Plasma zu liefern.
  • Ein Plasma, das unter Nutzung zweier induktiver Elemente erzeugt wird, wie in 8 dargestellt, kann angemessener über einen weiteren Bereich der Targetleistung und der Gasdruckparameter gesteuert werden, da die Leistung dem Plasma aus zwei unabhängigen Energiequellen zugeführt wird. Außerdem wird die in 8 dargestellte Anlage 200 die Größe des Bereichs der Metallteilchen-Ionisation erhöhen, indem eine unabhängige Steuerung des Plasmas in dem Bereich direkt über dem Substrat 206 bereitgestellt wird, und daher eine unabhängige Steuerung der Wechselwirkung des Plasmas mit Teilchen, die vom Target 214 zerstäubt werden. Außerdem hat der Erfinder festgestellt, daß eine Anlage, die ähnlich zur Anlage 200 ist, auch andere physikalische Mechanismen zum Einleiten elektrischer Energie in das Plasma nutzen kann, wie Ionenschallwellen, Plasma-Elektronenwellen und andere Wellen-Kopplungsmechanismen. Außerdem ist ein weiterer Vorteil der erfinderischen Anlage, die hierin erläutert wird, daß die Gesamtleistung, die in das Plasma geliefert wird, in zwei Anteile aufgeteilt werden kann, was für höhere kumulative Leistungspegel sorgt, die dem Plasma zugeführt werden. Zusätzlich reduziert die Aufteilung der Leistungsanforderung zwischen primären und sekundären induktiven Elementen die Erwärmung dieser Elemente und macht die Kühlung der Elemente leichter.
  • Die Anlage 200 kann außerdem verwendet werden, um den räumlichen Ionisationswirkungsgrad von Teilchen zu erhöhen, die vom Target 214 zerstäubt werden. Die Größe der zentralen Öffnung 213 in der Arbeitsöffnungsplatte 212 wird die zerstäubten Atome einschränken, die das Substrat treffen, bevor sie abkühlen und ionisiert werden. Die Größe der zentralen Öffnung könnte variiert werden, um einen größeren oder kleinere Betrag der zerstäubten Teilchen vom primären Element 220 zurück in das Plasma zu reflektieren, damit sie ionisiert werden. Dies erhöht die Ionisationswahrscheinlichkeit für die zerstäubten Teilchen, bevor sie die Substratoberfläche treffen. Die Anlage in 8A macht das Ionisationsverfahren unabhängiger vom Gasdruck im Prozeßraum 204 und unabhängiger von der Energiemenge, die dem Target 214 zugeführt wird, um Teilchen davon zu zerstäuben. Dadurch wird das Gesamt-„Prozeßfenster" der Anlage vergrößert, was ein bedeutender Vorteil gegenüber Anlagen des Stands der Technik ist, die einzelne, ebene induktive Elemente verwenden, die auf bestimmte Prozeßgas-Druckbereiche und Leistungsbeschränkungen beschränkt sind.
  • Zur weiteren Erhöhung der induktiven Kopplung von Energie in das Gasplasma, die oben erläutert wird, kann die Anlage 200 Faraday-Käfige in der Form einer geschlitzten Abschirmung 234 nahe einer Innenseite des Isolierfensters 216 und einer Abschirmung 236 nutzen, die den Kammerabschnitt 210 nahe des sekundären induktiven Elements 230 umgibt. Faraday-Käfige sind in Ionisations-PVD-Anlagen nützlich, die metallisches Material verwenden, das sich auf den Isolierflächen in der Kammer anreichern kann und einen elektrischen Kurzschluß zwischen inneren Teilen und dem Plasma verursachen kann. Faraday-Käfige erhöhen auch die induktive Kopplung von Energie vom Element 230 in das Plasma. Die Faraday-Käfige werden im allgemeinen geerdet und arbeiten gemäß bekannten Plasma-Prinzipien, um kapazitive elektrische Felder zu reduzieren, die durch die induktiven Elemente 220, 230 erzeugt werden, wie oben erläutert.

Claims (18)

  1. Element zur Kopplung elektrischer Energie in eine Prozeßkammer (13, 202, 246), um aus dem Prozeßgas in der Kammer (13) ein Plasma (28) zu erzeugen, wobei das Element ein elektrisch leitendes Element (10, 220, 280) aufweist, das eine Spule mit mehreren Spulenwindungen (32, 52, 220) aufweist, die aufeinanderfolgend längs der Länge der Spule angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Spulenwindungen (34a, 43a, 45, 50a, 53, 64, 224) in einer ersten Ebene (36) orientiert ist und daß mindestens eine der Spulenwindungen (34b, 43, 48, 50b, 55, 74, 222) in einer zweiten Ebene (38) orientiert ist, die zur ersten Ebene (36) winkelig angeordnet ist.
  2. Element nach Anspruch 1, das ferner eine andere Spulenwindung (34a, 43, 45, 50a, 53, 64, 224) aufweist, die in der ersten Ebene (36) orientiert ist, wobei die Spulenwindung (34b, 43, 48, 50b, 55, 74, 222) in der zweiten Ebene (38) im wesentlichen zwischen den Spulenwindungen (34a, 43, 45, 50a, 53, 224) in der ersten Ebene (36) angeordnet ist.
  3. Element nach entweder Anspruch 1 oder 2, das ferner mehrere Spulenwindungen (34a, 43, 45, 50a, 53, 64, 224) aufweist, die in der ersten Ebene (36) orientiert sind.
  4. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner mehrere Spulenwindungen (34b, 43, 48, 222) aufweist, wobei jede Windung in einer Ebene orientiert ist, die im wesentlichen parallel zur zweiten Ebene (38) ist.
  5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner mindestens eine Spulenwindung (50b) aufweist, die in einer dritten Ebene orientiert ist, die winkelig zwischen den ersten und zweiten Ebenen (36, 38) angeordnet ist.
  6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Ebene (38) im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene (36) orientiert ist.
  7. Element nach Anspruch 1, wobei überwiegend gebogene Abschnitte (64) der Spule mit einem oder mehreren linearen Abschnitten (68) gekoppelt sind, wobei die überwiegend gebogenen Abschnitte (64) in voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallelen Ebenen orientiert sind, um übereinander angeordnete Spulenwindungen (62) zu bilden.
  8. Element nach Anspruch 7, wobei die übereinander angeordneten Spulenwindungen (62) einander benachbart sind.
  9. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Spulenwindungen (34a, 34b, 50a, 50b, 222, 224) eine Halbkreisform aufweist.
  10. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Spulenwindungen (43a, 55) eine rechteckige Form aufweist.
  11. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenwindung (34a, 43a) in der ersten Ebene (36) ein inneres Spulenende (42a, 46a) und ein äußeres Spulenende (42b, 46b) definiert; wobei die Spulenwindung (34b, 43, 48) in der zweiten Ebene mit dem äußeren Spulenende (42b) der Spulenwindung (34a) der ersten Ebene gekoppelt ist.
  12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Spulenwindung (34a, 43a) an der ersten Ebene (36) ein inneres Spulenende (42a, 46a) und ein äußeres Spulenende (42b, 46b) definiert; wobei die Spulenwindung (34b, 43, 48) in der zweiten Ebene (38) mit dem inneren Spulenende (46a) der Spulenwindung (34a, 43a) der ersten Ebene gekoppelt ist.
  13. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das induktive Element ferner eine Spulenwindung aufweist, von der ein Abschnitt in der ersten Ebene orientiert ist und ein Abschnitt in der zweiten Ebene orientiert ist.
  14. Bearbeitungsanlage (12, 200) zur Bearbeitung eines Substrats mit einem Plasma, wobei die Anlage aufweist: eine Prozeßkammer (13, 202), die einen Prozeßraum (14, 204) definiert und darin einen Substrathalter (17, 208) zum Halten eines Substrats (206) im Prozeßraum (14, 204) enthält; einen Gaseinlaß (20) zum Einleiten eines Prozeßgases in den Prozeßraum (14); eine Plasmaquelle, die zur Erzeugung eines Plasmas in dem Prozeßraum aus den darin eingeleiteten Prozeßgas betriebsfähig ist, wobei die Plasmaquelle ein Isolierfenster (24a, 216) mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (30) aufweist, wobei das Isolierfenster eine Schnittstelle mit der Prozeßkammer (13) nahe dem Prozeßraum (14) bildet; ein induktives Element (10, 60, 72, 80, 90, 100, 110, 160, 220, 280) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das außerhalb der Kammer (13, 202) und nahe dem Isolierfenster (24a, 216) angeordnet ist, wobei das induktive Element zur Kopplung elektrischer Energie durch das Isolierfenster (24a) und in den Prozeßraum betriebsfähig ist, um darin ein Plasma zu erzeugen.
  15. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 14, wobei die erste Ebene (36) im wesentlichen parallel zur ebenen Oberfläche (30) des Isolierfenster (24a) orientiert ist.
  16. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Prozeßkammer einen Seitenwandabschnitt (24a, 210) aufweist, der aus einem Isoliermaterial besteht, wobei die Bearbeitungsanlage ferner ein zweites induktives Element (230, 257, 285), das nahe dem Seitenwandabschnitt (210, 286) angeordnet ist, zur weiteren Einkopplung elektrischer Energie in den Prozeßraum (204) durch den Seitenwandabschnitt aufweist.
  17. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, die ferner einen Faraday-Käfig (15, 234, 283) aufweist, der zwischen dem induktiven Element und dem Prozeßraum (14, 204) angeordnet ist.
  18. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, die ferner eine Halterung in der Prozeßkammer (202, 246, 272) aufweist, die zum Halten eines Materialtargets (214, 254, 277) gestaltet ist.
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW403959B (en) * 1996-11-27 2000-09-01 Hitachi Ltd Plasma treatment device
US6474258B2 (en) * 1999-03-26 2002-11-05 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma
US6523493B1 (en) * 2000-08-01 2003-02-25 Tokyo Electron Limited Ring-shaped high-density plasma source and method
US7801775B1 (en) * 1999-03-29 2010-09-21 Amazon.Com, Inc. Method and system for authenticating users when conducting commercial transactions using a computer
US6451161B1 (en) * 2000-04-10 2002-09-17 Nano-Architect Research Corporation Method and apparatus for generating high-density uniform plasma
US6502530B1 (en) * 2000-04-26 2003-01-07 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Design of gas injection for the electrode in a capacitively coupled RF plasma reactor
JP4504511B2 (ja) * 2000-05-26 2010-07-14 忠弘 大見 プラズマ処理装置
US6446572B1 (en) * 2000-08-18 2002-09-10 Tokyo Electron Limited Embedded plasma source for plasma density improvement
US6494998B1 (en) * 2000-08-30 2002-12-17 Tokyo Electron Limited Process apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma using an internal inductive element
WO2003095130A1 (en) * 2002-05-08 2003-11-20 Dana Corporation Plasma-assisted sintering
US6842147B2 (en) * 2002-07-22 2005-01-11 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing uniform processing rates
EP1552727A4 (de) * 2002-07-26 2007-06-06 Plasmart Co Ltd Induktivgekoppelter plasmagenerator mit niedrigerem seitenverhültnis
KR100486724B1 (ko) * 2002-10-15 2005-05-03 삼성전자주식회사 사행 코일 안테나를 구비한 유도결합 플라즈마 발생장치
US7273533B2 (en) * 2003-11-19 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling
US7464662B2 (en) * 2004-01-28 2008-12-16 Tokyo Electron Limited Compact, distributed inductive element for large scale inductively-coupled plasma sources
KR100909750B1 (ko) 2005-03-01 2009-07-29 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 디바이스의 제조 방법
US20070029193A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Tokyo Electron Limited Segmented biased peripheral electrode in plasma processing method and apparatus
US20070068795A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Jozef Brcka Hollow body plasma uniformity adjustment device and method
US20080023146A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Advanced Energy Industries, Inc. Inductively coupled plasma system with internal coil
CN101345114B (zh) * 2007-07-11 2011-09-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 电感耦合线圈及应用该线圈的电感耦合等离子体装置
US8933595B2 (en) 2007-10-24 2015-01-13 Nassim Haramein Plasma flow interaction simulator
US8073094B2 (en) * 2007-10-24 2011-12-06 Nassim Haramein Device and method for simulation of magnetohydrodynamics
WO2009146432A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Colorado State University Research Foundation Plasma-based chemical source device and method of use thereof
US8994270B2 (en) 2008-05-30 2015-03-31 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
WO2009146439A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Colorado State University Research Foundation System, method and apparatus for generating plasma
JP2010212321A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体製造装置
KR100938782B1 (ko) * 2009-07-06 2010-01-27 주식회사 테스 플라즈마 발생용 전극 및 플라즈마 발생장치
US8222822B2 (en) 2009-10-27 2012-07-17 Tyco Healthcare Group Lp Inductively-coupled plasma device
EP2552340A4 (de) 2010-03-31 2015-10-14 Univ Colorado State Res Found Plasmavorrichtung mit flüssig-gas-schnittstelle
EP2554028B1 (de) 2010-03-31 2016-11-23 Colorado State University Research Foundation Plasmavorrichtung mit flüssig-gas-schnittstelle
JP2013134835A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Nissin Electric Co Ltd プラズマ処理装置
WO2013099372A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 キヤノンアネルバ株式会社 放電容器及びプラズマ処理装置
JP6010305B2 (ja) * 2012-02-07 2016-10-19 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ用アンテナユニット、誘導結合プラズマ処理装置および誘導結合プラズマ処理方法
US20140097752A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Inductively Coupled Plasma ION Source Chamber with Dopant Material Shield
US9532826B2 (en) 2013-03-06 2017-01-03 Covidien Lp System and method for sinus surgery
US9555145B2 (en) 2013-03-13 2017-01-31 Covidien Lp System and method for biofilm remediation
KR101529498B1 (ko) * 2014-03-31 2015-06-17 에스피피 테크놀로지스 컴퍼니 리미티드 플라즈마 처리 장치 및 이에 이용되는 코일
DE102015003379A1 (de) * 2015-03-17 2016-09-22 Manz Ag Plasmaerzeugungsvorrichtung mit einer Induktionsspule
JP5977853B1 (ja) * 2015-03-20 2016-08-24 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP6053881B2 (ja) * 2015-07-15 2016-12-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
TWI614780B (zh) * 2015-12-21 2018-02-11 財團法人工業技術研究院 線圈組及無線傳能系統
KR101866210B1 (ko) * 2016-11-04 2018-06-11 인베니아 주식회사 플라즈마 발생용 안테나 구조체
KR101866212B1 (ko) * 2016-11-16 2018-06-12 인베니아 주식회사 플라즈마 처리 장치
US10510515B2 (en) * 2017-06-22 2019-12-17 Applied Materials, Inc. Processing tool with electrically switched electrode assembly
US20240087859A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-14 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for toroidal plasma generation

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431901A (en) 1982-07-02 1984-02-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Induction plasma tube
JPH0630463B2 (ja) 1985-05-15 1994-04-20 八重洲無線株式会社 無線通信機
GB8629634D0 (en) 1986-12-11 1987-01-21 Dobson C D Reactive ion & sputter etching
KR920003789B1 (ko) * 1988-02-08 1992-05-14 니뽄 덴신 덴와 가부시끼가이샤 플라즈마 스퍼터링을 이용한 박막 형성 장치 및 이온원
DE3905073A1 (de) 1989-02-18 1990-08-23 Schuler Gmbh L Umsetzeinrichtung in einer transferpresse o. dgl. umformmaschine
US5421891A (en) * 1989-06-13 1995-06-06 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US5122251A (en) 1989-06-13 1992-06-16 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US4948458A (en) 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
US5304279A (en) 1990-08-10 1994-04-19 International Business Machines Corporation Radio frequency induction/multipole plasma processing tool
US5178739A (en) 1990-10-31 1993-01-12 International Business Machines Corporation Apparatus for depositing material into high aspect ratio holes
US5234529A (en) 1991-10-10 1993-08-10 Johnson Wayne L Plasma generating apparatus employing capacitive shielding and process for using such apparatus
US5280154A (en) 1992-01-30 1994-01-18 International Business Machines Corporation Radio frequency induction plasma processing system utilizing a uniform field coil
US5231334A (en) 1992-04-15 1993-07-27 Texas Instruments Incorporated Plasma source and method of manufacturing
US5226967A (en) 1992-05-14 1993-07-13 Lam Research Corporation Plasma apparatus including dielectric window for inducing a uniform electric field in a plasma chamber
US5277751A (en) * 1992-06-18 1994-01-11 Ogle John S Method and apparatus for producing low pressure planar plasma using a coil with its axis parallel to the surface of a coupling window
WO1994006263A1 (en) 1992-09-01 1994-03-17 The University Of North Carolina At Chapel Hill High pressure magnetically assisted inductively coupled plasma
DE4235064A1 (de) 1992-10-17 1994-04-21 Leybold Ag Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas mittels Kathodenzerstäubung
US5587226A (en) 1993-01-28 1996-12-24 Regents, University Of California Porcelain-coated antenna for radio-frequency driven plasma source
US5309063A (en) 1993-03-04 1994-05-03 David Sarnoff Research Center, Inc. Inductive coil for inductively coupled plasma production apparatus
US5401350A (en) 1993-03-08 1995-03-28 Lsi Logic Corporation Coil configurations for improved uniformity in inductively coupled plasma systems
US5824158A (en) * 1993-06-30 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Chemical vapor deposition using inductively coupled plasma and system therefor
US5430355A (en) 1993-07-30 1995-07-04 Texas Instruments Incorporated RF induction plasma source for plasma processing
JP3290777B2 (ja) 1993-09-10 2002-06-10 株式会社東芝 誘導結合型高周波放電方法および誘導結合型高周波放電装置
TW273067B (de) 1993-10-04 1996-03-21 Tokyo Electron Co Ltd
GB9321489D0 (en) 1993-10-19 1993-12-08 Central Research Lab Ltd Plasma processing
US5619103A (en) 1993-11-02 1997-04-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Inductively coupled plasma generating devices
US5783492A (en) 1994-03-04 1998-07-21 Tokyo Electron Limited Plasma processing method, plasma processing apparatus, and plasma generating apparatus
JPH07245194A (ja) * 1994-03-07 1995-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法及び装置
JP3328756B2 (ja) * 1994-03-25 2002-09-30 ▲靖▼浩 堀池 プラズマ処理装置
JP2641390B2 (ja) 1994-05-12 1997-08-13 日本電気株式会社 プラズマ処理装置
DE69506619T2 (de) 1994-06-02 1999-07-15 Applied Materials, Inc., Santa Clara, Calif. Induktiv gekoppelter Plasmareaktor mit einer Elektrode zur Erleichterung der Plasmazündung
US5587038A (en) 1994-06-16 1996-12-24 Princeton University Apparatus and process for producing high density axially extending plasmas
US5580385A (en) 1994-06-30 1996-12-03 Texas Instruments, Incorporated Structure and method for incorporating an inductively coupled plasma source in a plasma processing chamber
JP3105403B2 (ja) 1994-09-14 2000-10-30 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置
US5753044A (en) 1995-02-15 1998-05-19 Applied Materials, Inc. RF plasma reactor with hybrid conductor and multi-radius dome ceiling
GB9418658D0 (en) * 1994-09-16 1994-11-02 Central Research Lab Ltd An apparatus for generating a glow discharge
US5919382A (en) 1994-10-31 1999-07-06 Applied Materials, Inc. Automatic frequency tuning of an RF power source of an inductively coupled plasma reactor
US5589737A (en) 1994-12-06 1996-12-31 Lam Research Corporation Plasma processor for large workpieces
US5688357A (en) 1995-02-15 1997-11-18 Applied Materials, Inc. Automatic frequency tuning of an RF power source of an inductively coupled plasma reactor
US5688358A (en) 1995-03-08 1997-11-18 Applied Materials, Inc. R.F. plasma reactor with larger-than-wafer pedestal conductor
US5556521A (en) 1995-03-24 1996-09-17 Sony Corporation Sputter etching apparatus with plasma source having a dielectric pocket and contoured plasma source
US5710486A (en) 1995-05-08 1998-01-20 Applied Materials, Inc. Inductively and multi-capacitively coupled plasma reactor
US5650032A (en) 1995-06-06 1997-07-22 International Business Machines Corporation Apparatus for producing an inductive plasma for plasma processes
US5888413A (en) 1995-06-06 1999-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma processing method and apparatus
US5874704A (en) 1995-06-30 1999-02-23 Lam Research Corporation Low inductance large area coil for an inductively coupled plasma source
EP0756309A1 (de) 1995-07-26 1997-01-29 Applied Materials, Inc. Plasmavorrichtungen zur Bearbeitung von Substraten
US5907221A (en) 1995-08-16 1999-05-25 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma reactor with an inductive coil antenna having independent loops
KR100290813B1 (ko) 1995-08-17 2001-06-01 히가시 데쓰로 플라스마 처리장치
JPH0982495A (ja) 1995-09-18 1997-03-28 Toshiba Corp プラズマ生成装置およびプラズマ生成方法
JPH09106899A (ja) 1995-10-11 1997-04-22 Anelva Corp プラズマcvd装置及び方法並びにドライエッチング装置及び方法
US5785878A (en) 1995-11-02 1998-07-28 Applied Materials, Inc. RF antenna having high temperature, oxidation resistant coating
US5763851A (en) 1995-11-27 1998-06-09 Applied Materials, Inc. Slotted RF coil shield for plasma deposition system
US6054013A (en) * 1996-02-02 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Parallel plate electrode plasma reactor having an inductive antenna and adjustable radial distribution of plasma ion density
US5669975A (en) 1996-03-27 1997-09-23 Sony Corporation Plasma producing method and apparatus including an inductively-coupled plasma source
US5759280A (en) 1996-06-10 1998-06-02 Lam Research Corporation Inductively coupled source for deriving substantially uniform plasma flux
US5800619A (en) 1996-06-10 1998-09-01 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor having coil with minimum magnetic field in its center
CA2207154A1 (en) 1996-06-10 1997-12-10 Lam Research Corporation Inductively coupled source for deriving substantially uniform plasma flux
US5897712A (en) 1996-07-16 1999-04-27 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control for an inductive plasma source
US6254737B1 (en) 1996-10-08 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Active shield for generating a plasma for sputtering
US5846154A (en) 1996-10-15 1998-12-08 Handycare Single speed gear assembly for a wheelchair
US5824602A (en) * 1996-10-21 1998-10-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Helicon wave excitation to produce energetic electrons for manufacturing semiconductors
FR2755294A1 (fr) * 1996-10-25 1998-05-01 Pixtech Sa Procede et dispositif d'assemblage d'un ecran plat de visualisation
JPH10241895A (ja) 1996-11-04 1998-09-11 Applied Materials Inc プラズマシース発生高調波をフィルタリングすることによるプラズマプロセス効率の改善
US5824607A (en) 1997-02-06 1998-10-20 Applied Materials, Inc. Plasma confinement for an inductively coupled plasma reactor
US5800688A (en) 1997-04-21 1998-09-01 Tokyo Electron Limited Apparatus for ionized sputtering
US5976334A (en) * 1997-11-25 1999-11-02 Applied Materials, Inc. Reliable sustained self-sputtering
GB2387023B (en) 1998-12-17 2003-12-03 Trikon Holdings Ltd Inductive coil assembly

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