JP2000058297A - プラズマ処理システム - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ処理チャンバ内に、外周部がチャンバ
の側壁よりも小さいプラズマを生成する。 【解決手段】少なくとも一部の境界が絶縁シールド１８
及び側壁によって構成された内部空間を有するプラズマ
処理チャンバ１２と、チャンバ１２の内部空間において
基板Ｗを支持する基板支持体１３と、ＲＦエネルギを絶
縁シールド１８を通してチャンバ１２の内部空間に伝
え、チャンバ１２内の絶縁シールド１８の下に領域が制
限された略均一な磁界を生成する電気伝導コイル２０を
有するＲＦエネルギ源とを備える。この磁界は、コイル
２０の下の領域である中央部よりもチャンバの内部空間
の周辺領域で実質的に弱く、該磁界により処理ガスが略
均一なプラズマに励起される。
の側壁よりも小さいプラズマを生成する。 【解決手段】少なくとも一部の境界が絶縁シールド１８
及び側壁によって構成された内部空間を有するプラズマ
処理チャンバ１２と、チャンバ１２の内部空間において
基板Ｗを支持する基板支持体１３と、ＲＦエネルギを絶
縁シールド１８を通してチャンバ１２の内部空間に伝
え、チャンバ１２内の絶縁シールド１８の下に領域が制
限された略均一な磁界を生成する電気伝導コイル２０を
有するＲＦエネルギ源とを備える。この磁界は、コイル
２０の下の領域である中央部よりもチャンバの内部空間
の周辺領域で実質的に弱く、該磁界により処理ガスが略
均一なプラズマに励起される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧力のプラズマ
を生み出すための方法及び装置に係り、例えば、低圧力
の処理装置において半導体ウェハ等の基板を処理するた
めに好適な均一性の高い平面状プラズマの生成に関す
る。
を生み出すための方法及び装置に係り、例えば、低圧力
の処理装置において半導体ウェハ等の基板を処理するた
めに好適な均一性の高い平面状プラズマの生成に関す
る。
【従来の技術】従来から、プラズマの生成はエッチン
グ、レジスト除去、パッシベーション、蒸着などいろい
ろな半導体製造過程において有用である。
グ、レジスト除去、パッシベーション、蒸着などいろい
ろな半導体製造過程において有用である。
【０００２】一般に、プラズマは個々の電子−ガス分子
間での衝突による運動エネルギの移動を介して個々のガ
ス分子をイオン化する電子の流れを誘導することによっ
て低圧力の加工用ガスから生成される。通常、電子は電
場内、典型的には半導体ウェハに平行に向けられた対向
する一対の電極間で生み出される無線周波電場内で加速
される。
間での衝突による運動エネルギの移動を介して個々のガ
ス分子をイオン化する電子の流れを誘導することによっ
て低圧力の加工用ガスから生成される。通常、電子は電
場内、典型的には半導体ウェハに平行に向けられた対向
する一対の電極間で生み出される無線周波電場内で加速
される。
【０００３】しかしながら、電子を加速するためウェハ
の法線方向の電場の使用では、イオン群に運動エネルギ
を効果的に与えることができない。特に、低周波数及び
約０．１トール未満の圧力下では運動エネルギを付与で
きない。このような条件下では、電子エネルギの大部分
は電子の処理チャンバの壁又は半導体ウェハ自体との衝
突により消失される。半導体ウェハと電子との直接の衝
突はエネルギ面で無駄であるのみならず、非常な不利益
となるウェハの加熱を引き起こし得る。
の法線方向の電場の使用では、イオン群に運動エネルギ
を効果的に与えることができない。特に、低周波数及び
約０．１トール未満の圧力下では運動エネルギを付与で
きない。このような条件下では、電子エネルギの大部分
は電子の処理チャンバの壁又は半導体ウェハ自体との衝
突により消失される。半導体ウェハと電子との直接の衝
突はエネルギ面で無駄であるのみならず、非常な不利益
となるウェハの加熱を引き起こし得る。
【０００４】半導体処理装置において使用中プラズマ生
成の効率を増加するべく幾つかの方法が提案されてき
た。例えば、マイクロ波共振チャンバにおいて電子の振
動幅を短くする超高周波数を使うことにより、処理槽の
壁又は半導体ウェハよりもむしろ処理用ガスの分子に電
子のエネルギを移す傾向が高まる。対称的に、電子サイ
クロトロン共振（ＥＣＲ）では処理用ガス内で円周状の
電子流れを誘導する制御された磁場が使用される。
成の効率を増加するべく幾つかの方法が提案されてき
た。例えば、マイクロ波共振チャンバにおいて電子の振
動幅を短くする超高周波数を使うことにより、処理槽の
壁又は半導体ウェハよりもむしろ処理用ガスの分子に電
子のエネルギを移す傾向が高まる。対称的に、電子サイ
クロトロン共振（ＥＣＲ）では処理用ガス内で円周状の
電子流れを誘導する制御された磁場が使用される。
【０００５】上記両方の方法では、相対的に高いエネル
ギ変換効率が達成できるけれども、非常に均一性の悪い
プラズマが生成される。従って、このプラズマを半導体
ウェハに提供するのに先立って均一にする必要がある。
通常、ウェハ又はウェハ群をプラズマに晒すのに先立
ち、ある距離だけプラズマを流すことによってある程度
の均一性が達成され得る。
ギ変換効率が達成できるけれども、非常に均一性の悪い
プラズマが生成される。従って、このプラズマを半導体
ウェハに提供するのに先立って均一にする必要がある。
通常、ウェハ又はウェハ群をプラズマに晒すのに先立
ち、ある距離だけプラズマを流すことによってある程度
の均一性が達成され得る。
【０００６】しかしながら、プラズマの効果を劣化させ
るある程度のイオン再結合が生ずる。また、上記それぞ
れのシステムでは、動作圧力の範囲を限定せざるを得な
い。マイクロ波共振チャンバは約１トールから７６０ト
ールまでの処理用ガスの圧力に対し一般的に効果的であ
る。一方、ＥＣＲは０．０００１トールから０．１トー
ルまでの処理用ガスの圧力に対し一般的に効果的であ
る。さらに、プラズマに余計な流れ距離を与える必要性
により、両システムの値段及び設計の複雑さが増加し、
かつＥＣＲシステムに要求される磁場は制御が困難であ
る。
るある程度のイオン再結合が生ずる。また、上記それぞ
れのシステムでは、動作圧力の範囲を限定せざるを得な
い。マイクロ波共振チャンバは約１トールから７６０ト
ールまでの処理用ガスの圧力に対し一般的に効果的であ
る。一方、ＥＣＲは０．０００１トールから０．１トー
ルまでの処理用ガスの圧力に対し一般的に効果的であ
る。さらに、プラズマに余計な流れ距離を与える必要性
により、両システムの値段及び設計の複雑さが増加し、
かつＥＣＲシステムに要求される磁場は制御が困難であ
る。
【０００７】半導体処理装置においてプラズマ生成効率
を高める他のアプローチは、共に誘導結合プラズマと呼
ばれるが、磁気的に高められたプラズマ系（例えば、磁
気的に高められた反応性イオンエッチング）、及び誘導
結合された電子加速を含む。磁気的に高められたプラズ
マ系はウェハ表面に平行な定常磁場、及びウェハ表面に
垂直な高周波数の電場を生み出す。定常磁場と高周波数
の電場を組み合わせて得られる力により、電子はサイク
ロイドの路に沿って流れ、電場のみによって誘導される
直線路と比較して流れ距離が増加する。
を高める他のアプローチは、共に誘導結合プラズマと呼
ばれるが、磁気的に高められたプラズマ系（例えば、磁
気的に高められた反応性イオンエッチング）、及び誘導
結合された電子加速を含む。磁気的に高められたプラズ
マ系はウェハ表面に平行な定常磁場、及びウェハ表面に
垂直な高周波数の電場を生み出す。定常磁場と高周波数
の電場を組み合わせて得られる力により、電子はサイク
ロイドの路に沿って流れ、電場のみによって誘導される
直線路と比較して流れ距離が増加する。
【０００８】なお、Skidmore(1989),Semiconductor Int
ernational June 1989,pp74-79は、電子サイクロトロン
共振（ＥＣＲ）及び磁気的に高められた反応性イオンエ
ッチング系（ＭＥＲＩＥ）を説明する批評記事である。
合衆国特許番号４，３６８，０９２には、プラズマをエ
ッチングチャンバの外側に生み出すための螺旋形の誘導
共振体を用いるプラズマ生成系が説明されている。プラ
ズマは非均一であり、使用前にチューブを通過する。合
衆国特許番号４，４２１，８９８には、磁芯を有する変
換器が処理用ガスを運ぶ絶縁管内で電子の回転運動を誘
起する誘導的に結合されたプラズマ生成装置が説明され
ている。イオン化されたガスは均一ではなく、ウェハへ
の照射は下流で発生する。合衆国特許番号４，６２６，
３１２には、ウェハが下方の電極上に位置付けられ、プ
ラズマが下方の電極及び該電極に平行な上方の電極を横
切って無線周波エネルギを与えることによって生成され
る従来の平行板プラズマエッチング器が説明されてい
る。合衆国特許番号４，６６８，３３８及び４，６６
８，３６５には、反応性イオンエッチングに対する磁気
的に高められたプラズマ処理及び化学気相蒸着（ＣＶ
Ｄ）がそれぞれ説明されている。
ernational June 1989,pp74-79は、電子サイクロトロン
共振（ＥＣＲ）及び磁気的に高められた反応性イオンエ
ッチング系（ＭＥＲＩＥ）を説明する批評記事である。
合衆国特許番号４，３６８，０９２には、プラズマをエ
ッチングチャンバの外側に生み出すための螺旋形の誘導
共振体を用いるプラズマ生成系が説明されている。プラ
ズマは非均一であり、使用前にチューブを通過する。合
衆国特許番号４，４２１，８９８には、磁芯を有する変
換器が処理用ガスを運ぶ絶縁管内で電子の回転運動を誘
起する誘導的に結合されたプラズマ生成装置が説明され
ている。イオン化されたガスは均一ではなく、ウェハへ
の照射は下流で発生する。合衆国特許番号４，６２６，
３１２には、ウェハが下方の電極上に位置付けられ、プ
ラズマが下方の電極及び該電極に平行な上方の電極を横
切って無線周波エネルギを与えることによって生成され
る従来の平行板プラズマエッチング器が説明されてい
る。合衆国特許番号４，６６８，３３８及び４，６６
８，３６５には、反応性イオンエッチングに対する磁気
的に高められたプラズマ処理及び化学気相蒸着（ＣＶ
Ｄ）がそれぞれ説明されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アプローチは良好なイオン生成効率を提供するが、半導
体処理において要求される大きくて均一性の高い磁場を
維持することが非常に難しいという問題があった。ま
た、磁気的に高められたプラズマ系の動作は一般的に約
０．０１トールから０．１トールまでの圧力範囲に限定
されるという問題があった。
アプローチは良好なイオン生成効率を提供するが、半導
体処理において要求される大きくて均一性の高い磁場を
維持することが非常に難しいという問題があった。ま
た、磁気的に高められたプラズマ系の動作は一般的に約
０．０１トールから０．１トールまでの圧力範囲に限定
されるという問題があった。
【００１０】また、誘導結合されたプラズマ処理では、
延ばされた路に従って電子が流される。用語「誘導的に
結合されたプラズマ」は２つの異なる技術に対し使わ
れ、両方の技術は結合エネルギをガスへ移すため交流電
流を用いる。第１は、主要な曲りとガスを介して閉鎖路
から成る第２の曲りとの間で結合する変換器を高めるた
めフェライトの磁芯を使う。このような技術は、通常５
５０ＫＨｚ未満の低周波数で使う。第２の技術は、イオ
ン化された円筒状のガスを取り囲むソレノイドのコイル
を用いる。この技術は低周波数、又は１３．５６ＭＨｚ
の範囲における周波数のいずれかに使用し得る。これら
の技術のいずれもウェハの表面付近に対して、該表面に
平行で均一なプラズマを提供しない。
延ばされた路に従って電子が流される。用語「誘導的に
結合されたプラズマ」は２つの異なる技術に対し使わ
れ、両方の技術は結合エネルギをガスへ移すため交流電
流を用いる。第１は、主要な曲りとガスを介して閉鎖路
から成る第２の曲りとの間で結合する変換器を高めるた
めフェライトの磁芯を使う。このような技術は、通常５
５０ＫＨｚ未満の低周波数で使う。第２の技術は、イオ
ン化された円筒状のガスを取り囲むソレノイドのコイル
を用いる。この技術は低周波数、又は１３．５６ＭＨｚ
の範囲における周波数のいずれかに使用し得る。これら
の技術のいずれもウェハの表面付近に対して、該表面に
平行で均一なプラズマを提供しない。
【００１１】このような理由のため、半導体処理装置内
に非常に均一なプラズマを生成するための方法及び装置
（例えば、エッチング装置、蒸着装置、レジスト除去装
置等を含む）の提供が望まれている。上記装置は非常に
広い圧力範囲にわたって高密度のプラズマの流れを生成
し得る。また、プラズマは直進性を有するイオンエネル
ギを殆ど或いは全く有しないよう生み出される。
に非常に均一なプラズマを生成するための方法及び装置
（例えば、エッチング装置、蒸着装置、レジスト除去装
置等を含む）の提供が望まれている。上記装置は非常に
広い圧力範囲にわたって高密度のプラズマの流れを生成
し得る。また、プラズマは直進性を有するイオンエネル
ギを殆ど或いは全く有しないよう生み出される。
【００１２】選択によっては、装置は、プラズマの流れ
の制御とは独立して直進エネルギを制御して直進エネル
ギをプラズマイオンに与えるべきである。特に、装置の
設計が相対的に簡単で、装置の操作及び制御が容易で、
かつ最小限の投資で済むならば望ましいことである。同
様に、方法が分かりやすく、実行が容易で、かつ最小限
の出費及び短時間に高い品質の製造物を与えることがで
きるならば望ましいことである。
の制御とは独立して直進エネルギを制御して直進エネル
ギをプラズマイオンに与えるべきである。特に、装置の
設計が相対的に簡単で、装置の操作及び制御が容易で、
かつ最小限の投資で済むならば望ましいことである。同
様に、方法が分かりやすく、実行が容易で、かつ最小限
の出費及び短時間に高い品質の製造物を与えることがで
きるならば望ましいことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明では、方法及び装置が方法及び装置が相対的に
広い範囲に渡って非常に均一で平面状のプラズマを生成
するための方法及び装置が提供される。イオン種及び遊
離基種が、プラズマによって非平面的な方向への加速を
最小にして生み出され、得られるプラズマは非常に低い
運動エネルギを有する。 特徴的な利点として、本発明
では、典型的に１０-5トールから５トール及びそれ以上
の非常に広い圧力範囲に渡って均一で平面状のプラズマ
を生み出すことができる。この様な広い動作圧力範囲
は、一般に、単一のプラズマ生成装置では得られなかっ
た。本発明の方法及び装置は、特にＥＣＲ及びＭＥＲＩ
Ｅの磁場制御における要求との比較で、制作、操作、制
御が相対的に簡単である。
の本発明では、方法及び装置が方法及び装置が相対的に
広い範囲に渡って非常に均一で平面状のプラズマを生成
するための方法及び装置が提供される。イオン種及び遊
離基種が、プラズマによって非平面的な方向への加速を
最小にして生み出され、得られるプラズマは非常に低い
運動エネルギを有する。 特徴的な利点として、本発明
では、典型的に１０-5トールから５トール及びそれ以上
の非常に広い圧力範囲に渡って均一で平面状のプラズマ
を生み出すことができる。この様な広い動作圧力範囲
は、一般に、単一のプラズマ生成装置では得られなかっ
た。本発明の方法及び装置は、特にＥＣＲ及びＭＥＲＩ
Ｅの磁場制御における要求との比較で、制作、操作、制
御が相対的に簡単である。
【００１４】本発明の装置は、絶縁シールド又は窓によ
って少なくとも一部分において仕切られる一の内部を有
する囲い部から構成される。平面状のコイルが上記シー
ルドの最も近くに配置され、一の無線周波電源が上記コ
イルに結合される。通常、無線周波電源は、電力変換を
最大にするためのインピーダンス整合回路と、操作時の
周波数、典型的には１３．５６ＭＨｚでの共振に供する
ための同調回路とを介して結合される。入口部が、囲い
部内に処理用ガスを供給するため与えられる。コイルを
介して無線周波数電流を共振させるため、絶縁シールド
を介して囲い部内に延びる平面状の磁場が誘導される。
このようにして、電子の回転する流れが誘起される。電
子の回転する流れは、電子が囲い部の壁に衝突する前の
移動行程を大きく増加させる。さらに、電子が平面状の
コイルに平行な一平面にしっかりと制限されるために、
非平面方向への運動エネルギの転移が最小化される。
って少なくとも一部分において仕切られる一の内部を有
する囲い部から構成される。平面状のコイルが上記シー
ルドの最も近くに配置され、一の無線周波電源が上記コ
イルに結合される。通常、無線周波電源は、電力変換を
最大にするためのインピーダンス整合回路と、操作時の
周波数、典型的には１３．５６ＭＨｚでの共振に供する
ための同調回路とを介して結合される。入口部が、囲い
部内に処理用ガスを供給するため与えられる。コイルを
介して無線周波数電流を共振させるため、絶縁シールド
を介して囲い部内に延びる平面状の磁場が誘導される。
このようにして、電子の回転する流れが誘起される。電
子の回転する流れは、電子が囲い部の壁に衝突する前の
移動行程を大きく増加させる。さらに、電子が平面状の
コイルに平行な一平面にしっかりと制限されるために、
非平面方向への運動エネルギの転移が最小化される。
【００１５】好ましい実施例においては、囲い部は平面
状の物品、典型的には半導体ウェハを支持する支持面を
含む。この表面はコイルの平面に平行で、それからプラ
ズマの平面に平行である一平面内にウェハを支持する。
次いで、半導体ウェハは非常に均一なプラズマの流れに
晒されて、これにより均一なプラズマ処理が補償され
る。プラズマ種は、非平面方向への運動速度が最小であ
るので、半導体ウェハ上への運動的な衝突は最小化され
る。つまり、処理は、半導体ウェハとのプラズマ種の化
学相互作用に一般的に制限され得る。
状の物品、典型的には半導体ウェハを支持する支持面を
含む。この表面はコイルの平面に平行で、それからプラ
ズマの平面に平行である一平面内にウェハを支持する。
次いで、半導体ウェハは非常に均一なプラズマの流れに
晒されて、これにより均一なプラズマ処理が補償され
る。プラズマ種は、非平面方向への運動速度が最小であ
るので、半導体ウェハ上への運動的な衝突は最小化され
る。つまり、処理は、半導体ウェハとのプラズマ種の化
学相互作用に一般的に制限され得る。
【００１６】本発明の方法及び装置は、プラズマエッチ
ング、蒸着処理、レジスト除去、プラズマによる化学気
相蒸着など、様々な半導体処理操作に有用である。
ング、蒸着処理、レジスト除去、プラズマによる化学気
相蒸着など、様々な半導体処理操作に有用である。
【００１７】選択によっては、半導体ウェハの表面に対
して法線方向への速度成分が、プラズマの平面に対して
法線方向に無線周波数電位を印加することによって与え
られる。例えば、そのような電位は、平面状のコイルと
半導体ウェハが支持される支持表面とを横切って無線周
波電源を接続することによって印加され得る。
して法線方向への速度成分が、プラズマの平面に対して
法線方向に無線周波数電位を印加することによって与え
られる。例えば、そのような電位は、平面状のコイルと
半導体ウェハが支持される支持表面とを横切って無線周
波電源を接続することによって印加され得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、平面状のプラズマが生
成される一般に空気が濡れ込まない内部チャンバを定め
る囲い部を用いる。囲い部は処理用ガスを導入するため
の少なくとも一の入口部と、囲い部の内部内で望ましい
動作圧力を保持するべく真空系に接続するための少なく
とも一の出口部とを含む。囲い部の内部内に予め選定さ
れた処理用ガスを供給して予め選定された圧力を保持す
るためのシステムは良く知られた技術であり、更に説明
する必要はない。
成される一般に空気が濡れ込まない内部チャンバを定め
る囲い部を用いる。囲い部は処理用ガスを導入するため
の少なくとも一の入口部と、囲い部の内部内で望ましい
動作圧力を保持するべく真空系に接続するための少なく
とも一の出口部とを含む。囲い部の内部内に予め選定さ
れた処理用ガスを供給して予め選定された圧力を保持す
るためのシステムは良く知られた技術であり、更に説明
する必要はない。
【００１９】囲い部の内部には、通常、処理される物品
群を支持するため一以上の載置面がある。典型的には、
載置面は囲い部内に生成される平面状のプラズマに相対
して予め選定された方向、通常はプラズマの平面に大体
平行である方向へ配置されている。
群を支持するため一以上の載置面がある。典型的には、
載置面は囲い部内に生成される平面状のプラズマに相対
して予め選定された方向、通常はプラズマの平面に大体
平行である方向へ配置されている。
【００２０】望ましい平面状のプラズマを誘導するた
め、電気的に導伝性を有する一のコイルが囲い部の外側
に近接して配置される。コイルは実質的に平面であり、
一般的には平面的な渦巻き又は一連の同心状の輪群から
形成された単一導伝要素である。コイル内に無線周波数
電流を誘導することによって、磁場が、コイルの表面に
平行な平面領域内で大体において円形の電子の流れを誘
導するよう生み出される。楕円体のパターン及び他の真
の円形からの変位が許容されるけれども、平面状のコイ
ルは大体において円形である。さらに、コイルはその径
方向に対し真に平面、又は幾らか平面さからずれてい
る。平面さからのずれはコイルの径の０．２未満であ
り、通常径の０．１未満である。コイルの輪郭の調整は
生成される電場の形を改善するため成される。コイルの
径は生成されるべきプラズマの寸法に大体において対応
する。コイルの径は８ｃｍから２０ｃｍまでの範囲であ
り、通常１３ｃｍから１８ｃｍである。個々の半導体ウ
ェハの処理のため、コイルの径は大体において約１３ｃ
ｍから１８ｃｍである。
め、電気的に導伝性を有する一のコイルが囲い部の外側
に近接して配置される。コイルは実質的に平面であり、
一般的には平面的な渦巻き又は一連の同心状の輪群から
形成された単一導伝要素である。コイル内に無線周波数
電流を誘導することによって、磁場が、コイルの表面に
平行な平面領域内で大体において円形の電子の流れを誘
導するよう生み出される。楕円体のパターン及び他の真
の円形からの変位が許容されるけれども、平面状のコイ
ルは大体において円形である。さらに、コイルはその径
方向に対し真に平面、又は幾らか平面さからずれてい
る。平面さからのずれはコイルの径の０．２未満であ
り、通常径の０．１未満である。コイルの輪郭の調整は
生成される電場の形を改善するため成される。コイルの
径は生成されるべきプラズマの寸法に大体において対応
する。コイルの径は８ｃｍから２０ｃｍまでの範囲であ
り、通常１３ｃｍから１８ｃｍである。個々の半導体ウ
ェハの処理のため、コイルの径は大体において約１３ｃ
ｍから１８ｃｍである。
【００２１】コイルは、その全ての方向に渡って相対的
に均一な磁場を生み出すため、十分な数の巻数を含む。
巻数はコイルの径に依存し、個々の半導体ウェハを処理
するため寸法付けられたコイルは通常約５乃至８個の巻
数を有する。コイルの得られるインダクタンスは通常
１．２μＨから３．５μＨで、インピーダンスは１００
オームから３００オームまでの範囲内である。
に均一な磁場を生み出すため、十分な数の巻数を含む。
巻数はコイルの径に依存し、個々の半導体ウェハを処理
するため寸法付けられたコイルは通常約５乃至８個の巻
数を有する。コイルの得られるインダクタンスは通常
１．２μＨから３．５μＨで、インピーダンスは１００
オームから３００オームまでの範囲内である。
【００２２】便宜上、平面状のコイルは電気的に導伝性
を有する金属から形成され、通常、銅から形成される。
コイルは約５オーム乃至３０オームのインピーダンスの
範囲内で電荷を運ぶ流れを有する。
を有する金属から形成され、通常、銅から形成される。
コイルは約５オーム乃至３０オームのインピーダンスの
範囲内で電荷を運ぶ流れを有する。
【００２３】平面状のコイルは処理用の囲い部内に形成
された絶縁シールドに隣り合って配置される。絶縁シー
ルドは、平面状のコイルによって生み出される磁場の透
過を許すけれども、囲い部の内部の絶縁を保持する。囲
い部の残り部は通常金属である。絶縁シールドは通常石
英から成り、一方、他の絶縁材料、特に運転時の周波数
でエネルギを吸収しないセラミックスが使用され得る。
便宜上、絶縁シールドは囲い部の壁に形成される出入口
に隣接して置かれる。出入口の形状は平面状のコイルの
形状に通常対応し、典型的には円形である。平面状のコ
イルは、囲い部内に生み出される磁場の強度を最大にす
るため、絶縁シールドに密接、又は接触して配置され
る。絶縁シールドの厚みは重要な事ではなく、通常囲い
部内の真空によって作られる差圧に耐えるに十分である
よう選択される。
された絶縁シールドに隣り合って配置される。絶縁シー
ルドは、平面状のコイルによって生み出される磁場の透
過を許すけれども、囲い部の内部の絶縁を保持する。囲
い部の残り部は通常金属である。絶縁シールドは通常石
英から成り、一方、他の絶縁材料、特に運転時の周波数
でエネルギを吸収しないセラミックスが使用され得る。
便宜上、絶縁シールドは囲い部の壁に形成される出入口
に隣接して置かれる。出入口の形状は平面状のコイルの
形状に通常対応し、典型的には円形である。平面状のコ
イルは、囲い部内に生み出される磁場の強度を最大にす
るため、絶縁シールドに密接、又は接触して配置され
る。絶縁シールドの厚みは重要な事ではなく、通常囲い
部内の真空によって作られる差圧に耐えるに十分である
よう選択される。
【００２４】平面状のコイルは、半導体処理装置の操作
において一般に用いられる型の無線周波（ＲＦ）発生器
によって駆動される。ＲＦ発生器は約１８．５６ＭＨｚ
乃至１００ＭＨｚの範囲内にある周波数、典型的には１
３．５６ＭＨｚの周波数で通常操作される。ＲＦ発生器
は通常低いインピーダンスを有し、典型的には約５０オ
ームであり、少なくとも約５０ボルト、通常少なくとも
約７０ボルト以上であるＲＭＳ電圧器を用いて約１アン
ペア乃至６アンペア、通常約２アンペア乃至３．５アン
ペアを生み出すことができる。便宜上、ＲＦ発生器は、
以下に詳細に説明されるように、本発明の一実施例に係
わる回路に直接結合される同軸ケーブルの形状の出力端
子を有する。
において一般に用いられる型の無線周波（ＲＦ）発生器
によって駆動される。ＲＦ発生器は約１８．５６ＭＨｚ
乃至１００ＭＨｚの範囲内にある周波数、典型的には１
３．５６ＭＨｚの周波数で通常操作される。ＲＦ発生器
は通常低いインピーダンスを有し、典型的には約５０オ
ームであり、少なくとも約５０ボルト、通常少なくとも
約７０ボルト以上であるＲＭＳ電圧器を用いて約１アン
ペア乃至６アンペア、通常約２アンペア乃至３．５アン
ペアを生み出すことができる。便宜上、ＲＦ発生器は、
以下に詳細に説明されるように、本発明の一実施例に係
わる回路に直接結合される同軸ケーブルの形状の出力端
子を有する。
【００２５】以下に、第１図及び第２図を参照して個々
の半導体ウェハをエッチングするために好適なプラズマ
処理システムが説明される。
の半導体ウェハをエッチングするために好適なプラズマ
処理システムが説明される。
【００２６】プラズマ処理システム１０は、上壁１６内
に形成されるアクセス部１４を有する囲い部１２を含
む。絶縁シールド１８が上壁１６下方に配置され、アク
セス部１４を横切って延びる。絶縁シールド１８は、囲
い部１２の真空に耐える内部１９を定めるため上壁１６
に強く密着される。
に形成されるアクセス部１４を有する囲い部１２を含
む。絶縁シールド１８が上壁１６下方に配置され、アク
セス部１４を横切って延びる。絶縁シールド１８は、囲
い部１２の真空に耐える内部１９を定めるため上壁１６
に強く密着される。
【００２７】平面状コイル２０が絶縁シールド１８に隣
接したアクセス部１４内に配置される。平面状コイル２
０は渦巻状に形成され、中央タップ２２及び外側タップ
２４を有する。平面状コイル２０の平面は、絶縁シール
ド１８及び半導体ウェハＷを載置する支持載置面１３の
両方に対し平行に向けられている。この様にして、平面
状コイル２０は半導体ウェハＷに平行である囲い部１２
の内部１９内で平面状のプラズマを生み出すことがで
き、以下に更に詳細に説明される。平面状コイル２０と
支持載置面１３との距離は一般には３ｃｍ乃至１５ｃｍ
の範囲内であるが、特有の適用に依存して通常５ｃｍ乃
至１０ｃｍの範囲内の正確な距離である。
接したアクセス部１４内に配置される。平面状コイル２
０は渦巻状に形成され、中央タップ２２及び外側タップ
２４を有する。平面状コイル２０の平面は、絶縁シール
ド１８及び半導体ウェハＷを載置する支持載置面１３の
両方に対し平行に向けられている。この様にして、平面
状コイル２０は半導体ウェハＷに平行である囲い部１２
の内部１９内で平面状のプラズマを生み出すことがで
き、以下に更に詳細に説明される。平面状コイル２０と
支持載置面１３との距離は一般には３ｃｍ乃至１５ｃｍ
の範囲内であるが、特有の適用に依存して通常５ｃｍ乃
至１０ｃｍの範囲内の正確な距離である。
【００２８】第１図乃至第３図を参照するに、平面状コ
イル２０は上述された型のＲＦ発生器３０によって作動
される。ＲＦ発生器３０の出力は同軸ケーブル３２によ
って整合回路３４に供給される。整合回路３４は、回路
の効果的な結合を調整し、動作時の周波数での回路への
負荷を考慮に入れて、相互に位置付けられる主要コイル
３６及び第２ループ３８を含む。便宜上、主要コイル３
６は、結合を調整するため縦軸４２回りに回転されるデ
ィスク４０上に載置される。
イル２０は上述された型のＲＦ発生器３０によって作動
される。ＲＦ発生器３０の出力は同軸ケーブル３２によ
って整合回路３４に供給される。整合回路３４は、回路
の効果的な結合を調整し、動作時の周波数での回路への
負荷を考慮に入れて、相互に位置付けられる主要コイル
３６及び第２ループ３８を含む。便宜上、主要コイル３
６は、結合を調整するため縦軸４２回りに回転されるデ
ィスク４０上に載置される。
【００２９】また、可変キャパシタ４４がＲＦ発生器３
０の出力周波数に回路の共鳴周波数を調整するため、第
２ループ３８に連なって与えられる。インピーダンス整
合は平面状コイル２０への電力移送の効果を最大にす
る。付加キャパシタ４６が回路内の主要コイル３６の誘
導リアクタンスの一部を打ち消すため、主要回路内に与
えられる。
０の出力周波数に回路の共鳴周波数を調整するため、第
２ループ３８に連なって与えられる。インピーダンス整
合は平面状コイル２０への電力移送の効果を最大にす
る。付加キャパシタ４６が回路内の主要コイル３６の誘
導リアクタンスの一部を打ち消すため、主要回路内に与
えられる。
【００３０】また、平面状コイル２０の動作を共振にお
いて同調させるため、及びコイル回路のインピーダンス
を整合させるために他の回路構成を採用することもでき
る。電気回路におけるそのような全ての変更は本発明の
範囲内で考慮される。
いて同調させるため、及びコイル回路のインピーダンス
を整合させるために他の回路構成を採用することもでき
る。電気回路におけるそのような全ての変更は本発明の
範囲内で考慮される。
【００３１】第２図乃至第４図を参照するに、処理用ガ
スは囲い部１２の側壁を貫通して形成される入口部５０
を介して囲い部１２の内部１９内に導入される。入口部
５０の一は重要なことではなく、内部１９を貫通して均
一に分配して与えられるいかなる地点からガスが導入さ
れても良い。
スは囲い部１２の側壁を貫通して形成される入口部５０
を介して囲い部１２の内部１９内に導入される。入口部
５０の一は重要なことではなく、内部１９を貫通して均
一に分配して与えられるいかなる地点からガスが導入さ
れても良い。
【００３２】ガス分配の均一さを更に高めるために、分
配リング５２が与えられても良い。分配リング５２は、
便宜上支持載置面１３上方に載置され、アクセス部１４
の周囲を囲む。分配リング５２は環状の高圧部５４、及
び該高圧部５４から分配リング５２の開口した中央部５
８へ延びる一連のノズル５６群を含む。この様にして、
入ってくる処理用ガスは平面状コイル２０によって誘導
される磁場の最大強度の領域の回りに等しく分配され
る。好ましくは、ノズル５６は、入ってくる処理用ガス
に渦巻状の流れパターンを分け与えるため、分配リング
５２の半径方向から外れた方向へ向けられても良い。
配リング５２が与えられても良い。分配リング５２は、
便宜上支持載置面１３上方に載置され、アクセス部１４
の周囲を囲む。分配リング５２は環状の高圧部５４、及
び該高圧部５４から分配リング５２の開口した中央部５
８へ延びる一連のノズル５６群を含む。この様にして、
入ってくる処理用ガスは平面状コイル２０によって誘導
される磁場の最大強度の領域の回りに等しく分配され
る。好ましくは、ノズル５６は、入ってくる処理用ガス
に渦巻状の流れパターンを分け与えるため、分配リング
５２の半径方向から外れた方向へ向けられても良い。
【００３３】第５図を参照するに、平面状コイル２０は
絶縁シールド１８を貫通する磁場を誘導し、破線で示さ
れるように、磁場強度を示す曲線６０を有する。プラズ
マチャンバ内の可変磁場は渦巻状のコイルからの各磁場
ベクトルの合成であり、磁場はプラズマ内の電子の流れ
によって引き起こされる。プラズマからの磁場はコイル
からの磁場に対向するので、結果として均一な磁場はコ
イルからの磁場が中央へ向けてより強くなるよう要求す
る。渦巻状のコイルは結果として均一な磁場、即ち均一
なプラズマを与えるため、このような特徴ある形状の磁
場を与える。磁場の強さは平面状コイル２０の全ての径
方向に対し非常に均一であり、平面状コイル２０及び絶
縁シールド１８の両方に平行な一般に平面領域内で回転
する電子群の非常に均一な流れを生み出すことができ
る。そのような電子群の平面的な回転は、引き続いて電
子群が処理用ガスの個々の分子と衝突することによって
形成されるプラズマ内にイオン群及び／又は遊離基群の
非常に均一な流れを誘導することができる。プラズマイ
オン群及び遊離基群は小さな選択的な回転速度成分を有
するに反し、平面状コイル２０の平面に対し法線方向へ
はほとんど又はいかなる速度成分をも有さない。ウェハ
Ｗ（又は他の物品が処理される）が平面状コイル２０に
平行に向けられる限り、反応性プラズマ種は処理される
表面に相対して非常に低い速度を有する。この様にし
て、処理される物品に相対して実質的に速度成分を有す
る高いエネルギのプラズマを用いることに関連する問題
が避けられ得る。
絶縁シールド１８を貫通する磁場を誘導し、破線で示さ
れるように、磁場強度を示す曲線６０を有する。プラズ
マチャンバ内の可変磁場は渦巻状のコイルからの各磁場
ベクトルの合成であり、磁場はプラズマ内の電子の流れ
によって引き起こされる。プラズマからの磁場はコイル
からの磁場に対向するので、結果として均一な磁場はコ
イルからの磁場が中央へ向けてより強くなるよう要求す
る。渦巻状のコイルは結果として均一な磁場、即ち均一
なプラズマを与えるため、このような特徴ある形状の磁
場を与える。磁場の強さは平面状コイル２０の全ての径
方向に対し非常に均一であり、平面状コイル２０及び絶
縁シールド１８の両方に平行な一般に平面領域内で回転
する電子群の非常に均一な流れを生み出すことができ
る。そのような電子群の平面的な回転は、引き続いて電
子群が処理用ガスの個々の分子と衝突することによって
形成されるプラズマ内にイオン群及び／又は遊離基群の
非常に均一な流れを誘導することができる。プラズマイ
オン群及び遊離基群は小さな選択的な回転速度成分を有
するに反し、平面状コイル２０の平面に対し法線方向へ
はほとんど又はいかなる速度成分をも有さない。ウェハ
Ｗ（又は他の物品が処理される）が平面状コイル２０に
平行に向けられる限り、反応性プラズマ種は処理される
表面に相対して非常に低い速度を有する。この様にし
て、処理される物品に相対して実質的に速度成分を有す
る高いエネルギのプラズマを用いることに関連する問題
が避けられ得る。
【００３４】しかしながら、ある場合には処理される物
品に相対して制御されたイオン速度を有することが望ま
しい。
品に相対して制御されたイオン速度を有することが望ま
しい。
【００３５】第６図を参照するに、ウェハＷに対し法線
方向への速度成分は平面状コイル２０及び電気的に導伝
性であるウェハ支持台７０を横切ってＲＦ電位を印加す
ることによって達成され得る。第２ＲＦ発生器７２は低
い周波数（約５５０ＫＨｚ未満）でも高い周波数（約１
３．５６ＭＨｚ以上）でも動作し得る。従って、第２Ｒ
Ｆ発生器７２は、平面状コイル２０内の共振電流を誘導
する発生器３０と異なった周波数で動作し得る。例え
ば、ＲＦ発生器３０は、１３．５６ＭＨｚで駆動され、
第２ＲＦ発生器７２は４００ＫＨｚで駆動される。第６
図に示されたシステムの特有の利点は、（ＲＦ発生器３
０を介してシステムへ導き入れられたエネルギ量を制御
することによって）プラズマ内でのイオン流れ、及び
（第２ＲＦ発生器７２の出力を制御することによって）
反応種に分け与えられた法線方向の速度を独立して制御
することが可能であることに起因する。
方向への速度成分は平面状コイル２０及び電気的に導伝
性であるウェハ支持台７０を横切ってＲＦ電位を印加す
ることによって達成され得る。第２ＲＦ発生器７２は低
い周波数（約５５０ＫＨｚ未満）でも高い周波数（約１
３．５６ＭＨｚ以上）でも動作し得る。従って、第２Ｒ
Ｆ発生器７２は、平面状コイル２０内の共振電流を誘導
する発生器３０と異なった周波数で動作し得る。例え
ば、ＲＦ発生器３０は、１３．５６ＭＨｚで駆動され、
第２ＲＦ発生器７２は４００ＫＨｚで駆動される。第６
図に示されたシステムの特有の利点は、（ＲＦ発生器３
０を介してシステムへ導き入れられたエネルギ量を制御
することによって）プラズマ内でのイオン流れ、及び
（第２ＲＦ発生器７２の出力を制御することによって）
反応種に分け与えられた法線方向の速度を独立して制御
することが可能であることに起因する。
【００３６】第７図を参照するに、本発明の他の実施例
に係わる平面状コイル８０に対する選択次第の形状が示
されている。平面状コイル８０は一連の同心状の輪８２
群から構成され、それぞれの続いた輪８２は短い横断部
材８４によって接続される。平面状コイル８０は中央タ
ップ８６及び外側タップ８８を含み、上述した本発明の
一実施例に係わる残りの電気回路機構に接続される。
に係わる平面状コイル８０に対する選択次第の形状が示
されている。平面状コイル８０は一連の同心状の輪８２
群から構成され、それぞれの続いた輪８２は短い横断部
材８４によって接続される。平面状コイル８０は中央タ
ップ８６及び外側タップ８８を含み、上述した本発明の
一実施例に係わる残りの電気回路機構に接続される。
【００３７】動作時には、予め選定された処理用ガス
が、上述したように、入口部５０を介して内部１９内へ
導入される。動作時の圧力は遂行される特有の処理に依
存する。
が、上述したように、入口部５０を介して内部１９内へ
導入される。動作時の圧力は遂行される特有の処理に依
存する。
【００３８】本発明の特有の利点は、プラズマが生成さ
れる非常に広い圧力範囲に見出だされる。平面状コイル
２０内に共振電流を誘導することによって、プラズマ
は、１０-5トール程度の低い圧力下でも５トール程度の
高い圧力下でも生成される。
れる非常に広い圧力範囲に見出だされる。平面状コイル
２０内に共振電流を誘導することによって、プラズマ
は、１０-5トール程度の低い圧力下でも５トール程度の
高い圧力下でも生成される。
【００３９】上述の発明は理解を明確にする目的で詳細
に述べられたけれども、いかなる改良も請求項の範囲内
で実行できることは明らかである。
に述べられたけれども、いかなる改良も請求項の範囲内
で実行できることは明らかである。
【００４０】以上説明したように本発明の磁気結合され
た平面状のプラズマを生成するための装置によれば、一
の絶縁シールドによって少なくとも一部分を仕切られた
該囲い部の内部に処理用のガスを導入する手段と、前記
絶縁シールドに最も近い前記囲い部の外側に配置された
電気的に導伝性である実質的に平面状の一のコイルと、
該コイルに一の無線周波電源を結合する手段とを備え、
前記結合する手段は、前記コイルに前記無線周波電源の
インピーダンスを整合させる手段と、共振に備えるため
共振回路を同調させる手段とを含むので、半導体処理に
対し要求される大きく均一の磁場を保持することがで
き、かつ非常に広い圧力範囲に渡って高密度のプラズマ
の流れを生成し得る。
た平面状のプラズマを生成するための装置によれば、一
の絶縁シールドによって少なくとも一部分を仕切られた
該囲い部の内部に処理用のガスを導入する手段と、前記
絶縁シールドに最も近い前記囲い部の外側に配置された
電気的に導伝性である実質的に平面状の一のコイルと、
該コイルに一の無線周波電源を結合する手段とを備え、
前記結合する手段は、前記コイルに前記無線周波電源の
インピーダンスを整合させる手段と、共振に備えるため
共振回路を同調させる手段とを含むので、半導体処理に
対し要求される大きく均一の磁場を保持することがで
き、かつ非常に広い圧力範囲に渡って高密度のプラズマ
の流れを生成し得る。
【００４１】また、本発明のプラズマで物品を処理する
ための装置によれば、一の絶縁シールドによって少なく
とも一部分を仕切られた一の内部を有する一の囲い部
と、該囲い部内にあって予め選定された平面内で処理さ
れる一の物品を支持するための手段と、前記絶縁シール
ドに最も近い前記囲い部の外側に配置された電気的に導
伝性である平面状の一のコイルと、該平面状コイルに一
の無線周波電源を結合する手段と、制御された圧力下で
前記囲い部内に処理用のガスを導入する手段とを備え、
前記平面状のコイルは予め選定された平面に平行に向け
られたので、装置の設計が相対的に簡単で、装置の操作
及び制御が容易で、かつ最小限の投資で済む。
ための装置によれば、一の絶縁シールドによって少なく
とも一部分を仕切られた一の内部を有する一の囲い部
と、該囲い部内にあって予め選定された平面内で処理さ
れる一の物品を支持するための手段と、前記絶縁シール
ドに最も近い前記囲い部の外側に配置された電気的に導
伝性である平面状の一のコイルと、該平面状コイルに一
の無線周波電源を結合する手段と、制御された圧力下で
前記囲い部内に処理用のガスを導入する手段とを備え、
前記平面状のコイルは予め選定された平面に平行に向け
られたので、装置の設計が相対的に簡単で、装置の操作
及び制御が容易で、かつ最小限の投資で済む。
【００４２】さらに、本発明のプラズマで物品群を処理
するための方法によれば、一の囲い部内に物品群を置
き、制御された圧力下で前記囲い部に処理用のガスを導
入し、前記囲い部内に形成された一の絶縁シールドに最
も近い前記囲い部の外側に配置された実質的に平面状の
一のコイル内に無線周波数電流を共振させ、前記コイル
に実質的に平行である一の平面状のプラズマが前記囲い
部内に形成されたので、方法が分かりやすく、実行が容
易で、かつ最小限の出費及び短時間に高い品質の製造物
を与えることができる。
するための方法によれば、一の囲い部内に物品群を置
き、制御された圧力下で前記囲い部に処理用のガスを導
入し、前記囲い部内に形成された一の絶縁シールドに最
も近い前記囲い部の外側に配置された実質的に平面状の
一のコイル内に無線周波数電流を共振させ、前記コイル
に実質的に平行である一の平面状のプラズマが前記囲い
部内に形成されたので、方法が分かりやすく、実行が容
易で、かつ最小限の出費及び短時間に高い品質の製造物
を与えることができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、例えば、基板を略均一
なプラズマで処理することができる。
なプラズマで処理することができる。
【図１】本発明の一実施例に係わる平面状のプラズマを
生成するための装置の等角投影図である。
生成するための装置の等角投影図である。
【図２】第１図に示された装置の断面図である。
【図３】第３図は第１図に示された装置の概略回路図で
ある。
ある。
【図４】第１図に示された装置に用いられる処理用ガス
導入リングの詳細図である。
導入リングの詳細図である。
【図５】第１図に示された装置によって作られる磁場強
度を示す曲線の説明図である。
度を示す曲線の説明図である。
【図６】共振コイルに対して法線方向の無線周波数電位
に備えるために、第３図に示された回路を改善した回路
図である。
に備えるために、第３図に示された回路を改善した回路
図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る共振コイルの選択的
な構成を示す斜視図である。
な構成を示す斜視図である。
１０ プラズマ処理システム １２ 囲い部 １３ 支持載置面 １４ アクセス部 １６ 上壁 １８ 絶縁シールド １９ 内部 ２０ 平面状コイル ２２ 中央タップ ２４ 外側タップ ３０ ＲＦ発生器 ３２ 同軸ケーブル ３４ 整合回路 ３６ 主要コイル ３８ 第２ループ ４０ ディスク ４４ 可変キャパシタ ４６ 付加キャパシタ ５２ 分配リング ５４ 高圧部 ５６ ノズル ５８ 中央部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月１２日（１９９９．８．１
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (21)
- 【請求項１】 略均一なプラズマで基板を処理するプラ
ズマ処理システムであって、 少なくとも一部の境界が絶縁シールド及び側壁によって
構成された内部空間を有するプラズマ処理チャンバと、 前記プラズマ処理チャンバの内部空間において基板を支
持する基板支持体と、 処理ガスを前記プラズマ処理チャンバ内に供給するガス
供給部と、 無線周波エネルギを前記絶縁シールドを通して前記プラ
ズマ処理チャンバの内部空間に伝え、前記プラズマ処理
チャンバ内の前記絶縁シールドの下に領域が制限された
略均一な磁界を生成する電気伝導コイルを有する無線周
波エネルギ源とを備え、 前記磁界は、前記電気伝導コイルの下の領域である中央
部よりも前記内部空間の周辺領域で実質的に弱く、該磁
界により前記処理ガスが略均一なプラズマに励起される
ことを特徴とするプラズマ処理システム。 - 【請求項２】 前記電気伝導コイルによって生成される
プラズマの横方向のサイズは、前記電気伝導コイルの横
方向のサイズに略対応することを特徴とする請求項１に
記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項３】 前記電気伝導コイルの横方向のサイズ
は、前記基板支持体の横方向の寸法と略同一の広がりを
有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理
システム。 - 【請求項４】 前記プラズマ処理チャンバ内の前記絶縁
シールドの下に領域が制限される磁界は、図５に示す磁
界分布に対応する磁界分布を有することを特徴とする請
求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項５】 前記電気伝導コイルと基板表面との距離
は、３〜１５ｃｍであることを特徴とする請求項１に記
載のプラズマ処理システム。 - 【請求項６】 前記電気伝導コイルと基板表面との距離
は、５〜１０ｃｍであることを特徴とする請求項１に記
載のプラズマ処理システム。 - 【請求項７】 前記電気伝導コイルは、前記絶縁シール
ドを通過する磁界分布を生成し、前記プラズマ処理チャ
ンバの内部空間の内側の磁界分布は、前記電気伝導コイ
ルからの磁界とプラズマ中の電子の流れによって誘起さ
れる磁界とのベクトル合成によって決定されることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項８】 前記電気伝導コイルは、前記基板支持体
の面に略平行な領域内であって前記側壁の内側で循環す
る電子群の均一な流れを生成することを特徴とする請求
項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項９】 前記電気伝導コイルは、コアキシャル・
コイルによって無線周波エネルギに接続されることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項１０】 前記プラズマ処理チャンバーは、ＣＶ
Ｄプラズマ反応炉又はプラズマエッチング反応炉を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システ
ム。 - 【請求項１１】 前記電気伝導コイルは、１又は複数の
巻数を有し、基板を横切る方向に略均一な磁界を生成す
ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理シス
テム。 - 【請求項１２】 前記電気伝導コイルは、基板を被う領
域内にのみ磁界を誘導し、前記ガス供給部は、前記磁界
が最大強度の部分の周囲に前記処理ガスを供給すること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項１３】 前記無線周波エネルギ源は、前記基板
支持体と前記電気伝導コイルとの間に電位が印加される
ように前記基板支持体に無線周波エネルギを印加するこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システ
ム。 - 【請求項１４】 前記電気伝導コイルは、基板の露出面
に平行に配置された平面状コイルを含むことを特徴とす
る請求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項１５】 前記電気伝導コイルは、平面からのず
れが前記電気伝導コイルの横方向の寸法の２０％以下の
平坦性を有することを特徴とする請求項１に記載のプラ
ズマ処理システム。 - 【請求項１６】 前記電気伝導コイルは、前記内部空間
の横方向の断面積よりも小さい横方向の断面積を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理システ
ム。 - 【請求項１７】 前記プラズマの最大強度の領域は、プ
ラズマの磁気閉じ込め部によることなく、前記側壁の内
側に制限されることを特徴とする請求項１に記載のプラ
ズマ処理システム。 - 【請求項１８】 前記電気伝導コイルは、該電気伝導コ
イルによって生成されるプラズマのサイズに対応するサ
イズを有することを特徴とする請求項１に記載のプラズ
マ処理システム。 - 【請求項１９】 前記プラズマは、前記プラズマ処理チ
ャンバ内に、前記内部空間内の圧力が１０−５〜５Ｔｏ
ｒｒの範囲において、生成され得ることを特徴とする請
求項１に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項２０】 請求項１に記載のプラズマ処理システ
ムを利用して基板を処理する方法。 - 【請求項２１】 略均一なプラズマで基板を処理するプ
ラズマ処理システムであって、 少なくとも一部の境界が絶縁シールド及び側壁によって
構成された内部空間を有するプラズマ処理チャンバと、 前記プラズマ処理チャンバの内部空間において基板を支
持する基板支持体と、 処理ガスを前記プラズマ処理チャンバ内に供給するガス
供給部と、 無線周波エネルギを前記絶縁シールドを通して前記プラ
ズマ処理チャンバの内部空間に伝え、これにより前記内
部空間に略均一な磁界を生成する電気伝導コイルを有す
る無線周波エネルギ源とを備え、 前記側壁の外側は、外部空間に露出していることを特徴
とするプラズマ処理システム。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058297A true JP2000058297A (ja) | 2000-02-25 |
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Family
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02205302A Expired - Lifetime JP3114873B2 (ja) | 1989-08-14 | 1990-08-03 | プラズマ処理装置、及び、蒸着或いはエッチングの方法 |
| JP20525599A Expired - Lifetime JP3224529B2 (ja) | 1989-08-14 | 1999-07-19 | プラズマ処理システム |
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|---|---|---|---|
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