JP2000516405A - 内部誘導コイルアンテナと導電性チャンバ壁とを有するｒｆプラズマエッチリアクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 導電性壁と、チャンバの内部に面した壁の一部分を形成する保護層とを備えるエッチチャンバを有するＲＦプラズマエッチリアクタ。保護層は、チャンバ内に形成されるプラズマによる、チャンバ壁からの材料のスパッタリングを防止する。エッチリアクタは、誘導結合によりプラズマを生成するために使用される、エッチチャンバ内に配設された誘導コイルアンテナも有する。チャンバ壁と同様に、誘導コイルアンテナは、プラズマによる、アンテナを作る材料のスパッタリングを防止されている。コイルアンテナは、チャンバ内に所望のパワーデポジションパターンを達成する必要があるどのような構成（例えば、位置、形状、向き）もとることができる。所望のパワーデポジションパターンを達成するための可能性のあるコイルアンテナ構成の実施形態は、一体型構造又はセグメント化構造を用いてコイルアンテナを構成することを含む。このセグメント化構造は、少なくとも二つのコイルセグメントの使用を伴ない、そこでは各セグメントが他のセグメントから電気的に隔離されて別々のＲＦパワー信号に結合されている。一体型コイルアンテナ又は各コイルセグメントは、平坦形、円筒形、円錐台形、ドーム形、又はそれらの組み合せ形状を有する。導電壁は接地されて、ワークピース支持ペデスタルのための接地体(すなわち陽極)として働き、ペデスタルは、ＲＦパワーのソースに結合されて、ワークピースの表面でバイアス電圧が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】 内部誘導コイルアンテナと導電性チャンバ壁とを有する ＲＦプラズマエッチリアクタ 発明の背景 技術分野 本発明は、ＲＦプラズマエッチリアクタに関し、より詳細には、内部誘導コイ ルアンテナと導電性チャンバ壁とを使用するようなリアクタに関する。 背景技術 現行で入手可能なタイプの通常の誘導結合プラズマエッチリアクタを図１に示 す。このリアクタは、誘導コイル１２に囲まれた真空チャンバ１０を有する。通 常は半導体ウェーハであるワークピース１４が、ペデスタル１６上のチャンバ１ ０の内側に支持されている。チャンバ内にＲＦパワーを提供するために、誘導コ イルアンテナ１２がチャンバ１０の外側に巻回され、且つインピーダンス整合回 路網２０を介して無線周波（ＲＦ）パワージェネレータ１８に接続されている。 更に、バイアスＲＦパワージェネレータ２２及び関連するインピーダンス整合回 路２４が、ペデスタル１６に接続されて、ワークピース１４にバイアスをかける ために使用されている。チャンバ壁３０は、チャンバ１０内に結合されるＲＦパ ワーの減衰を最少化するように、通常は石英又はセラミックである電気絶縁材料 で構成されている。絶縁性チャンバ壁３０の下には導体性材料で作られたチャン バの一部分３４があり、ペデスタル１６を囲んでいる。この導体性部分３４は接 地され、ペデスタル１６に供給されるＲＦパワーのためのグランドとして機能し ている。また、冷却チャネル３２が導体性部分３４内に形成されている。冷却媒 体流体はチャネル３２を通して圧送され、チャンバ温度が、実行されるエッチン グプロセスに望ましい特定のレベルに維持されるように、チャンバ１０の内部か ら熱を運び去る。チャンバ壁３０の外部も同じ原理で冷却される。しかし、石英 及びセラミック等の絶縁材料を、内部の冷却チャネルとともに成形することは容 易ではないので、壁３０の外面は、通常は、強制空気対流法によって冷却される 。エッチャントガスが、ガス噴射ポート２６を介してチャンバ１０に導入される 。真空ポンプ２８が、チャンバ１０を所望チャンバ圧まで排気する。 動作時には、エッチャントガスがチャンバ１０の内部に導入されて、コイル１ ２よって誘導結合されるＲＦパワーにより、チャンバ内でプラズマが発生される 。このプラズマが、エッチャントガスから、ワークピース１４をエッチングする ために使用されるエッチャント種（例えば、イオンやラジカル）を生成する。異 方性エッチングプロセスの重要な要素は、プラズマ中に生成されたイオンとワー クピース１４との衝突である。イオンが示すエネルギ及び指向性、そしてプラズ マ中のイオン密度は、得られるエッチングされたワークピース１４の品質を大部 分を決める重要なファクタである。これらのファクタが、エッチングの均一性、 エッチングレート、フォトレジスト選択性、エッチングプロフィルの真直度、そ して側壁エッチング特徴部の平滑度を実質的に決める。例えば、等方性エッチン グを回避して、エッチングレートを最大にするには、ワークピース１４の表面で の高いプラズマイオンエネルギが望ましい。しかし、高すぎるイオンエネルギは 、高いフォトレジスト損失等、不良なエッチング結果をもたらし、ワークピース １４上で形成中のデバイスに損傷を与えることになろう。従って、プラズマイオ ンエネルギは、エッチング品質が実質的に劣化を始める、及び／又はデバイスの 損傷が不合格となるしきいを値を下まわり且つその付近に保たれるのが理想的で ある。同様に、高いエッチングレートを維持するには高いプラズマイオン密度が 望ましい。本質的には、イオンが多いほど、そのエネルギに係わりなく、ワーク ピース１４はより速くエッチングされる。 図１の誘導結合リアクタにおいて、プラズマイオン密度は、コイル１２を介し てチャンバ内に結合されるＲＦパワーの量によって実質的に制御されている。大 抵、結合されるパワーが多いほど、プラズマイオン密度が高い。従って、ほとん どの場合、プラズマイオン密度は、ＲＦパワージェネレータ１８によりコイル１ ２に供給される適量のＲＦパワーを選択することにより所望のレベルに保持され ることができる。しかし、コイル１２によりチャンバ内に結合されるＲＦパワー は、ワークピース１４の表面でのプラズマイオンエネルギに実質的な影響を与え ることはない。ワークピースの表面におけるイオンエネルギの制御は、従来から 、バイアスＲＦパワージェネレータ２２を用い、ペデスタル１６を介してチャン バ内にＲＦパワーを容量結合することにより行われている。理論的には、ペデス タル１６に供給されるバイアスパワーはチャンバ１０内で生成されるイオン密度 に実質的な影響を与えず、もってイオン密度とイオンエネルギの制御を減結合し ている。 しかし、ペデスタル１６に加えられるバイアスＲＦパワーにより制御されるプ ラズマイオンエネルギは、チャンバの接地部分３４の表面積に対するペデスタル の表面積の比により影響を受ける。ペデスタル１６は陰極として作用し、接地部 分３４は陽極として働いて、容量結合回路を形成する。チャンバ１０の内面の大 部分は、コイル１２からチャンバ内へパワーの誘導結合を最大にするために絶縁 チャンバ壁３０により形成されているので、接地部分３４に関連する表面積は必 然的に制限され、通常は、ペデスタル１６の表面積に対して大きすぎることはな い。従来の誘導結合エッチリアクタでは、接地部分３４の表面積とペデスタル１ ６の表面積との大きさが接近し過ぎているので、イオンエネルギの制御に問題を 生じていた。ペデスタル１６の表面積が接地部分３４のそれよりも小さい場合、 ワークピース１４の表面での平均電圧（ＤＣバイアス電圧と称されることが多い ）は負である。この平均負電圧は、プラズマからワークピース１４に、正に帯電 したイオンを吸引するために使用される。しかし、ペデスタル１６の表面積が、 （従来の誘導結合プラズマエッチリアクタの場合に通常であるように）接地部分 の表面積よりほんの僅か小さい場合、ワークピース１４の表面での平均負電圧は 比較的小さい。この小さなバイアス電圧が弱い吸引力、ひいては比較的低い平均 イオンエネルギをもたらす。最大エッチレートを確保して、ワークピース１４上 に形成中のデバイスに何らの実質的な損傷も与えないことを確保するには、プラ ズマイオンエネルギを最適化するように、従来の誘導結合プラズマエッチリアク タを使用して通常に得られるよりも高い負のバイアス電圧値が必要である。理論 的には、接地部分３４の表面積を、ペデスタル１６の表面積に比して十分大きく することによって、ワークピース１４の表面での最大限可能な負の平均電圧、す なわち、ピークーピーク電圧の１／２を生成する。 前述の誘導結合エッチリアクタは、従来、ワークピース１４の表面からアルミ ニウムをエッチングするために使用されていた。このエッチングプロセスは、大 部分が、リアクタチャンバ１０の壁に堆積する傾向のあるフォトレジスト片と塩 化アルミニウム（AlCl_x）とを含む副生成物を作り出していた。アルミニウムエ ッチングのこの副生成物は、プラズマ特性（例えば、プラズマイオンの密度とエ ネルギ）に実質的な影響を及ぼさない。というのは、それらのほとんどは、全体 的には非導体性だからである。しかし、ワークピース１４の表面からその他の金 属、例えば、とりわけ銅(Cu)、白金(Pt)、タンタル(Ta)、ロジウム(Rh)、及びチ タン(Ti)、をエッチングすることも望まれる。これら金属のエッチングは、図１ の従来のエッチリアクタを使用する場合、これら金属のエッチング副生成物が導 体性となる傾向があるので問題を生じていた。すなわち、チャンバ壁上に導体性 皮膜が形成される。この導体性皮膜は、コイル１２によりチャンバ内に結合され るＲＦパワーを減衰させる効果を有している。コイル１２は磁界を生成し、その 結果、パワーがチャンバ内に結合される。コイル１２の下のチャンバ内面が導体 性材料で被覆されると、この材料中に渦電流が生成され、それにより、或る程度 まで磁界が減衰されて、チャンバ１０の内部に結合されるパワー量が減少される 。連続するエッチングプロセスにわたって、導体性皮膜が厚さ方向に堆積するに つれて、減衰も次第に増加し、プラズマ中に結合するパワーは次第に減少する。 １００個のワークピースの処理後、プラズマ中に結合されるパワーには１０〜２ ０％の減少が発生することが判明した。加えて、導体性皮膜が、チャンバの接地 された陽極部分３４に電気的に結合する可能性があるので、陽極面積が事実上増 加する。この陽極面積の増加は、前述の負のＤＣバイアス電圧を増加させる傾向 がある。この変えられた有効陽極面積に起因するバイアス電圧の変化は、ペデス タルからのＲＦパワーの容量結合に望ましくない増加をもたらす。 徐々に進行する、誘導結合ＲＦパワーの減少及び容量結合ＲＦパワーの増加は 、エッチングプロセスに逆効果を及ぼす。例えば、プラズマイオン密度は誘導結 合ＲＦパワーの減少が原因で低下し、プラズマイオンエネルギは容量結合パワー の増加が原因で増加する。ＲＦパワーレベルは、エッチングプロセスに先立って 設定されてプラズマイオンの密度とエネルギとを最適化するのが通常なので、ど の ような変化も、エッチング品質に望ましくない影響を与え得るだろう。チャンバ １０を被覆する導電性エッチング副生成物により引き起こされるパワー結合の変 化も、同様に他のエッチングプロセスパラメータ及びプラズマ特性に影響を与え る。例えば、フォトレジスト選択性は低下し、エッチング停止深さが減り、イオ ンの電流／エネルギの分布、そしてエッチングレートが悪影響を受ける。変化し たこれらのパラメータ及び特性は、異なる、そして不合格の場合が多い、ワーク ピースのエッチング特性（低度のフォトレジスト選択性、低度のエッチングレー ト均一性又はエッチングレート移行、及びデバイス損傷等）をもたらす。わずか ２、３枚のワークピース１４をエッチングした後でさえ、エッチングプロフィル の望ましくない変化が観察されることが判明した。エッチングプロセスパラメー タとプラズマ特性に及ぼすこの逆効果に加えて、チャンバ１０内への減少したＲ Ｆパワーの結合が、プラズマの点火と維持に伴う問題を引き起こすことが判明し た。 無論、誘導結合パワーの減少は、コイル１２に供給されるＲＦパワーを増加さ せることにより補償され得るであろう。同じように、容量結合パワーの増加は、 ペデスタル１６に供給されるＲＦパワーを減らすことにより補償できる。更に、 チャンバ壁は、非導体性副生成物を生成するアルミニウム等の材料をエッチング するときに通常必要とするよりも多く洗浄されることができる。しかし、これら のタイプの周辺作業は、実用的でないのが一般的である。エッチングリアクタの ユーザは、リアクタメーカが提供する「レシピ」と称すものに従ってそれぞれの ＲＦパワーレベルを設定することを優先するのが通常である。レシピから外れて 導体性堆積物を補償しなければならないことは、ほとんどのユーザには受け入れ 難いであろう。更に、前述の逆効果は予想不能と考えられるので、補償に必要と されるＲＦパワー設定値の必要な変更を予め決めることはできないであろう。こ のように、ユーザが監視計画（monitoring scheme）の何らかの形態を使用しな い限り、ＲＦパワー入力値の必要とされる補償変更を実行することは、ユーザに とってほとんど不可能であろう。現実的に、実行可能な唯一の解決策は、各エッ チング作業終了後に、しばしば、多分できるだけ何回も洗浄することになろう。 しかし、洗浄回数のこの増加（例えば、アルミニウムをエッチングする際に必要 な回数を超えて）は、スループットレートを低下させ、コストを実質的に増加さ せるので、ほとんどのユーザにとって受け入れ難いであろう。 図１に示すような従来の誘導結合エッチリアクタに伴う別の欠点は、この構造 によって、チャンバ１０内での、パワーデポジション（power deposition）と エッチャント種拡散が制限されることである。エッチングリアクタのチャンバ１ ０内でのパワーデポジションは、チャンバの内側でのパワーの分布に関係する。 例えば、図１の破線で表わした領域１１は、それら領域がコイル１２に近接して いるので高レベルのパワーデポジションを示す。ところが、ワークピース１４付 近など、これらの領域１１から離れたパワーデポジションはもっと低い。しかし 、多くの用途において、ワークピース１４の露出面の直近にあるチャンバの領域 が高いパワーデポジションを呈することが望ましい。例えば、ワークピース１４ の露出面付近の高いパワーデポジションは、その領域に高いプラズマイオン密度 を生成するために有利に使用され得る。可能であれば、チャンバの形状を変えて コイル１２を移動させ、それにより高いパワーデポジションの領域をワークピー ス１４により近づけることができるだろう。様々なチャンバ形状が周知である。 例えば、ドーム形チャンバが時々使用されて、そこでは、コイルが、同じくドー ム形を形成する外側の周りに巻かれている。しかし、高いパワーデポジションの 領域を、ワークピースに対して最も有利な位置にしようとするとき、チャンバを どのように形成するかということに対して制限がある。これらの制限は、チャン バの形状も、プラズマの特性及びそれに関連するエッチング処理パラメータに実 質的な影響を及ぼすという事実から導かれる。このように、チャンバの形状と、 チャンバ内の所望のパワーデポジションパターンとの間で妥協がなされねばなら ない。通常、このことは、チャンバ内のパワーデポジションの最適化を阻害する 。 上述の他のファクタは、エッチャント種拡散である。この語は、エッチャント 種が大量に形成されやすい高いパワーデポジションを有する領域等の高濃度領域 からより低い濃度領域に移動する、エッチャント種の傾向を指す。拡散パターン は、関係する特定のタイプのエッチャント種に依存し、一つのパターンから別の パターンに大きく変わることができる。このように、チャンバ内のパワーデポジ ションプロフィルを作ってプラズマ中に形成されるエッチャント種の拡散特性を 利用することにより、ワークピース１４の露出面近傍のプラズマ性質（make-up ）に影響を与えることができる。故に、ワークピース１４の露出面から離れた高 いパワーデポジションの領域１１を得る一方、この表面近傍の領域で所望のプラ ズマ特性を生成することは依然として実行可能である。しかし、ワークピース１ ４近傍の領域への拡散を望まれる特定の種が、比較的短い寿命を有するタイプで ある場合、つまり短すぎて、拡散プロセスでワークピース近傍の領域内にその種 がもたらされたであろうときまでには、最早その種が存在しない場合に問題が生 ずる。再度、異なる形に作られたチャンバを使用することは、高いパワーデポジ ション領域１１をワークピースにより近づけるのに役立ち、それにより所望の短 命エッチャント種は、その存在中、ワークピース１４に到達することをより可能 にすることであろう。しかし、この再形成は、チャンバ形状が、形状に関連して プラズマ特性に及ぼす影響に対してバランスさせねばならない。チャンバは、多 くの周知の短命エッチャント種をワークピース１４の表面に確実に存在させるこ とために必要な程度まで再形成されることはできないということが判明した。例 えば、図１に示す従来のリアクタ構成と塩素等の典型的なエッチャントガスを使 用すると、高いパワーデポジションの領域１１で形成される励起状態のＣｌ⁺イ オンやＣｌ₂ ⁺イオン等の短命種は、消滅する前にワークピース１４近傍の領域中 に拡散することはないだろう。 図１に示すような従来の誘導結合エッチリアクタに係わるもう一つの欠点は、 チャンバ１０の壁の冷却を含んでいる。エッチングプロセスは、チャンバ温度が 狭い範囲に維持されている場合は、通常は専ら安定していて効率的である。しか し、プラズマの形成により、要求される狭い範囲を超えてチャンバ温度を上昇さ せる熱を発生する。従って、実行されるエッチングプロセスに関連する最適温度 範囲を維持するために、チャンバ１０から熱を取り去ることが望ましい。前述の ように、これは、チャンバ１０の導体性部分３４内に形成された冷却チャネル３ ２に冷却媒体流体を流通させ、絶縁チャンバ壁３０の外部にわたって空気を流す ことにより行われるのが通常である。チャンバ壁を形成するために通常使用され る石英やセラミック等の電気絶縁材料は低い熱伝導率を示すという点で、問題が 生ずる。従って、このチャンバ壁は熱絶縁性であって、チャンバ１０の内部から 熱を集めて壁の外側にわたって流れる空気中に出すための理想的な熱伝達媒体に はなり得ない。その結果、チャンバ温度は、チャンバ１０からの熱伝達が遅いの で、絶縁チャンバ壁近傍の領域で所望の範囲よりも変動する傾向にある。この温 度変動は、効率的なエッチング処理に要求される前記狭幅範囲を上回ることがし ばしばである。加えて、これらの過剰変動が別の問題を引き起こしてしまう。上 述したように、エッチング副生成物は、エッチングプロセス中に、チャンバ壁上 に堆積しがちである。絶縁チャンバ壁３０を空冷することによりチャンバ温度の 制御を試みる際、チャンバ壁とその内面に形成される副生成物層の温度は（高低 を）繰り返す傾向がある。この繰り返しがエッチング副生成物材料層内に熱応力 を発生させ、その結果、割れて、壁から剥離し、チャンバに落下する材料片を生 する。緩い堆積材料はワークピースを汚染し、さもなければ、チャンバの底にた まるので頻繁なチャンバ洗浄が必要になる。 最高のパワーデポジションを有する領域中にエッチングプロセスガスを直接噴 射することがしばしば望ましい。図１に示す従来のエッチリアクタでは、これら の領域１１はコイル１２の直近にある。しかし、ガス噴射ポート２６に適合する 路を、誘導コイル１２を物理的に干渉しないで、高いパワーデポジションのこれ ら領域近傍にあるチャンバ壁内に形成することはできない。このように、ガスは 、コイル１２の頂部か、コイル下方の空白部分の何れかで噴射されなければなら ない。可能な場合は、これらのポート２６からのガスの流れを高いパワーデポジ ションの領域１１に向けることができるが、この方法は、これら領域でのエッチ ャントガスの最適濃度を確保するには不充分であることが判明した。 従来の誘導結合ＲＦプラズマエッチリアクタも、従来の容量結合エッチリアク タ（１０Torrまで作動できる）に比して、相対的に低い圧力（例えば、１００mT orr未満）で作動させなくてはならない。エッチングプロセスはしばしば従来の 誘導結合プラズマリアクタの範囲を超える高い圧力で実行される場合に最も良好 に働く。更に、絶縁チャンバ壁により生成されるインピーダンスを克服するため 、及び内部のプラズマに点火してプラズマを持続するように十分なパワーを更に 提供するために、比較的高いＲＦパワーレベルを供給しなければならない。よっ て、大容量のＲＦ電源を使用しなければならない。 従って、チャンバの内側に堆積する導電性エッチング副生成物により悪影響を 受けないＲＦプラズマエッチリアクタが必要である。更に、ワークピース表面で のイオン衝突を最適化する自己バイアス電圧を生成するとともに、チャンバ壁の 形状により与えられる制約もなくチャンバ内にパワーデポジションを作ることが できることが望ましい。更に、このエッチングリアクタは、エッチング処理を最 適化して堆積物の剥離を防止する狭い温度範囲内に維持され得るチャンバ壁を有 することが好ましいであろう。また、チャンバ壁のどこででもガス噴射インレッ トが交換可能であることも望ましい。そして、結局、このエッチリアクタは、約 １００mTorr過剰な圧力で、従来の誘導結合ＲＦプラズマエッチリアクタのコイ ルアンテナに供給される必要なパワーレベルより低いパワーレベルを用いて、操 作可能であることが望ましいであろう。 発明の概要 記載した目的は、導電性の壁と、エッチチャンバの内部に面した壁の一部分を 形成する保護層とを備えるエッチチャンバを有するＲＦプラズマエッチリアクタ により実現される。この保護層は、チャンバ内に形成されるプラズマによる、チ ャンバ壁からの材料のスパッタリングを防止する。この保護層がないと、壁から スパッタされた材料は、エッチングプロセス品質を落とし、エッチングを受ける ワークピースを汚染し、それによりその上で生成中のデバイスを損傷することに なろう。好ましくは、導電性チャンバ壁はアルミニウムで製作され、保護層は酸 化アルミニウム（すなわち、陽極化アルミニウム）である。しかし、保護層も、 炭化ホウ素等の導電性セラミック材料であってもよい。また、エッチリアクタは 、エッチチャンバ内に配設された誘導コイルアンテナを有し、このコイルアンテ ナを使用して、誘導結合によりプラズマを発生する。チャンバ壁と同様に、誘導 コイルアンテナは、アンテナを成形する材料がプラズマによってスパッタリング することを防止するように構成されている。例えば、コイルアンテナを、炭化ホ ウ素等の導電性セラミック材料で全体を製作することもでき、或いは導電性セラ ミック材料で成形される外側ジャケットを備える金属コア（例えば、アルミニウ ム）を有するように構成することもできよう。更に、コイルアンテナが中空の内 部チ ャネルを有するチューブ構造を有することもできるだろう。このチャネルは、ア ンテナを冷却するとともに、既に説明した温度範囲内にそれを保つために、中を 通過する冷却媒体流体の流れを持続するために使用される。 上記エッチリアクタは、従来の誘導結合プラズマエッチリアクタを凌ぐ多くの 利点を有している。誘導コイルアンテナは、エッチチャンバの外側周りに巻かれ るのではなく、エッチチャンバの内側にあるので、チャンバ壁の内面に堆積する 導電性のエッチング副生成物は何れもプラズマに誘導結合されるパワーの量に影 響を及ぼすことはない。このことは、後で詳細に検討する接地された導電性チャ ンバ壁の使用と組み合わされて、前述のプラズマ特性の望ましくない変化を防止 する。そのうえ、内部誘導コイルアンテナを使用することは、チャンバの形成に 対するアンテナの形状と向きに関する懸案を解決する。チャンバは、コイルアン テナの形状と向き、そしてチャンバ内の対応するパワーデポジションパターンに 関する前記考慮に係わりなく、有利な何れの形状（例えば、ドーム形、円錐台形 、又はそれらの任意な組み合せ）も採用することができる。同様に、コイルアン テナは、所望のパワーデポジションパターンを達成するのに必要などのような構 成（例えば、位置、形状、向き）も採用することができる。先に検討したように 、所望のパワーデポジションパターンは、チャンバ内でエッチング処理を受ける ワークピースの表面近傍で、最適なプラズマ特性を与える。これらプラズマ特性 には、とりわけ、プラズマイオン密度、プラズマイオンエネルギ、イオン指向性 、そしてエッチャント種組成が含まれる。所望のパワーデポジションパターンを 達成するための可能性のあるコイルアンテナ構成の各実施例は、ＲＦパワーの単 一ソースによりＲＦパワーを供給される一体型構造（つまり、連続スパイラル状 に巻回された一つの導電体）でコイルアンテナを製作すること、又はセグメント 化構造でアンテナを製作することを含む。このセグメント化構造は、少なくとも ２個のコイルセグメントの使用を伴い、そこでは、各セグメントが他のセグメン トから電気的に隔離されて別々のＲＦパワー信号に結合される。個々のパワー信 号は、多数の調整可能な出力を有する一体型ＲＦソース、又は複数の別々な調整 可能ＲＦソースから得られることができる。一体型コイルアンテナ又は各コイル セグメントは、平坦形、円筒形、円錐台形、ドーム形、又はそれらの任意の組み 合 せ形状を有することができる。加えて、それらを、必要に応じて、チャンバ内に 方向付けして配置し、所望のパワーデポジションパターンを達成することができ る。 本発明に従い構成されるエッチリアクタの他の利点は、アルミニウム製等の導 体性チャンバ壁に係わる。導体性コイルアンテナは、エッチチャンバの内側に配 置されるので、チャンバの外側周りにアンテナが巻かれる場合のように絶縁材料 でチャンバを作る必要がない。チャンバ壁の導体性材料は、幾つかの理由で選択 される。第一に、導体性壁は接地できるということである。この場合、壁は、Ｒ Ｆパワーのソースに接続されてワークピースの表面にバイアス電圧を生成する前 述のワークピース支持ペデスタルのための接地体（つまり陽極）として働くこと ができる。チャンバ壁の内側表面積は、ペデスタルの外側表面積を大きく上回る 。従って、より大きな負のバイアス電圧が結果として生じ、従来の誘導結合プラ ズマエッチリアクタに比べて相対的に強力なイオン衝突が達成される。その上、 チャンバ壁は既に導電性なので、リアクタ内で実行されたエッチングプロセスか らの、チャンバ壁に堆積する導体性副生成物は、プラズマ特性に逆効果を与える ことはないだろう。例えば、エネルギが付与されたワークピースペデスタルの陽 極として作用するリアクタの接地領域と堆積物との電気的結合により生ずるイオ ンエネルギ及びＲＦパワーの容量結合の突然の増加はないだろう。従って、接地 された導体性チャンバ壁を内部誘導コイルアンテナと組み合せて使用することに より、エッチングプロセスが、チャンバの内部に面した壁を被覆する導体性副生 成物もたらす場合であっても、プラズマ特性が変化しないことが保証される。 アルミニウム等の導体性金属でできたチャンバ壁は、石英やセラミックなどの 従来から使用されている絶縁材料より、実質的に高い熱伝導率を示す。このこと は、結果として、チャンバの内部から、チャンバ壁に形成された冷却チャンネル を通って流れる冷却媒体流体への、熱のより速い伝達をもたらす。従って、狭い チャンバ温度範囲を維持して、堆積物の割れ及びチャンバ壁からの剥離に関連し た従来のエッチリアクタの問題を回避することがより容易である。その上、アル ミニウムチャンバ壁に冷却チャネルを形成することが、従来の石英壁に形成する よりも容易で費用がかからない。 更に、コイルアンテナ又はコイルセグメントの位置、形状、及び向き以外の対 策を用いて、エッチチャンバ内のパワーデポジションパターンを作り得ることも 構想される。例えば、一つ又はそれ以上の接地されたシールド部材（単数又は複 数）を、アンテナ又はアンテナセグメントと、ワークピースとの間に置いて、各 シールド部材を超えるプラズマの領域に誘導結合されるＲＦパワーの量を減らす ことができるであろう。これらのシールド部材は、接地されたファラデーシール ド又は導体性スクリーンの形をとることができるだろう。代わりに、磁界発生装 置を使用して、チャンバ内にブロッキング磁界を発生させることもできるだろう 。この磁界は、プラズマにより形成されて、誘導コイルアンテナ（又はセグメン ト）とワークピースとの間を移動することができるエッチャントガスイオンの数 を減少させるように方向付けされるであろう。磁界発生装置は、永久磁石或いは 電磁石の何れかを含むことができ、誘導コイルアンテナ（又はセグメント）とワ ークピースとの間を移動することができるエッチャントガスイオンの数を調節す るように、発生磁界を変えることができることが好ましい。 別の構想対策は、（使用される場合）コイルセグメントに供給されるＲＦパワ ー信号のパワーレベルを個々に選択した上で、エッチチャンバ内のパワーデポジ ションパターンを作ることを含む。例えば、特定のコイルセグメントに供給され る高いパワーレベルを示すＲＦパワー信号は、低いパワーレベルのＲＦ信号が供 給される他の類似構成のセグメントに隣接する領域と比較して、当該コイルに隣 接した高いパワーデポジションの領域を生成する。 本発明に従って構成されるエッチリアクタの更に別の利点は柔軟性に関し、こ れによりエッチャントガスポート、つまりインレットをチャンバ壁に設けること ができる。従来の誘導結合プラズマエッチリアクタにおいては、誘導コイルアン テナが、外側に巻かれたコイルに隣接するチャンバ壁部分へのガスインレットの 組み込みを阻害していた。コイルアンテナ直近で形成されるような高いパワーデ ポジションの領域内にエッチャントガスを噴射したいことがしばしばなので、こ れは厄介な問題である。誘導コイルアンテナは、本発明によるリアクタのチャン バ内に配設されるので、エッチャントガスインレットの配置におけるこの制限は 最早存在しない。このようにして、インレットは、チャンバ壁内側の実際的にど の場所にも、特には高いパワーデポジションの領域直近の場所に設けることがで きる。 本発明に従い構成されたプラズマエッチリアクタの上記利点に加えて、チャン バ中に誘導的に且つ容量的に結合されるＲＦパワーの量は、誘導コイルアンテナ （又はセグメント）及びエネルギが付与されたペデスタルとに供給されるＲＦパ ワーの量を単純に調整することにより変えることができる点が指摘される。例え ば、容量結合プラズマは、ＲＦパワーを単独にペデスタル及び／又は導電性チャ ンバ壁に提供することにより形成可能である。逆に、誘導コイルアンテナに、又 は該当するのであれば個別にパワーが与えられる一つ又はそれ以上のコイルセグ メントに、ＲＦパワーを単独に与えて純粋な誘導結合プラズマを形成することが できる。さもなければ、リアクタは、誘導結合ＲＦパワーと容量結合ＲＦパワー との任意の所望の混合を用いて運転されることができる。従って、リアクタは、 誘導結合モード、容量結合モード、或いはその組合わせで運転されることができ る。これは、広いプロセス域にわたって様々なエッチング操作を実行するために リアクタを利用する機会を提供する。 説明した利点に加えて、本発明の他の目的及び利点が、以下の詳細な説明から 、添付図面に関連して見るとき明らかになろう。 図面の説明 本発明の特定の特徴、見地及び利点は、以下の説明、付随する請求の範囲第及 び添付図面を考慮するとより理解が進むであろう。添付図面の説明を以下に行う 。 図１は、円筒チャンバを有する、従来の誘導結合ＲＦプラズマエッチリアクタ の断面図である。 図２は、洗浄電極を使用するドーム形チャンバを備える誘導結合ＲＦプラズマ エッチリアクタの断面図である。 図３は、本発明の最も好ましい実施形態に従って構成されたＲＦプラズマエッ チリアクタの断面図である。 図４Ａ−Ｆは、本発明の最も好ましい実施形態に従って構成された、電気的に 隔離されて別々にパワーを与えられる誘導コイルアンテナセグメントを使用した 、ＲＦプラズマエッチリアクタの一般化された断面図である。 図５Ａ−Ｂは、本発明の最も好ましい実施形態に従って構成された、電気的に 隔離されて別々にパワーを与えられる誘導コイルアンテナセグメントとシールド 部材を使用し、ＲＦプラズマエッチリアクタの一般化された断面図である。 図６は、本発明の最も好ましい実施形態に従って構成され、電気的に隔離され て、別々にパワーを与えられる誘導コイルアンテナセグメントと、ブロッキング 磁界を生成する磁界発生装置とを使用した、ＲＦプラズマエッチリアクタの一般 化された断面図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の好ましい実施形態の以下の説明において、本発明の一部を成し、本発 明が実施されることのできる特定の実施形態を図によって示した添付図面を引用 する。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態も利用することができ 、構造上の変更も行なうことができることが分かる。 チャンバの内部に面した壁への導電性エッチング副生成物の蓄積を原因とする 、プラズマエッチリアクタチャンバ中へのＲＦパワー誘導結合の減少問題は、幾 つかの方法でアプローチできる。例えば、セルフ洗浄プロセスを使用することが でき、エッチングプロセス自体が行われている間に、チャンバ壁から導電性堆積 物が洗浄される。この自己洗浄プロセスは、ＲＦパワーが与えられる電極の使用 を含み、これらの電極がチャンバ壁の一部分に代替えされる。図２のドーム形チ ャンバ１０’と誘導コイルアンテナ１２’とを有するリアクタに示すように、こ のような電極３６が、コイル１２’の頂きに配置された中央空白部のチャンバ１ ０’の頂部に配設されることができる。電極３６には整合回路網４０を介してＲ Ｆジェネレータ３８によりエネルギが付与される。電極３６は、エッチング処理 中、ジェネレータ３８により低電圧にエネルギが付与され、導電性エッチング副 生成物が電極３６又は領域直近で形成されることを防ぐ。この電圧は、エネルギ が付与された電極３６がエッチングプロセスに実質的に悪影響を及ぼさない程度 に十 分低いであろう。しかし、チャンバ壁の領域が電極３６から遠く離れるほど、洗 浄効果は悪化し、導電性堆積物がますます堆積しがちになる。従って、効果的で あるためには、多数の電極を用いて、コイルに隣接するチャンバ内面全体が導電 性エッチング副生成物の形成から十分に保護されるように、電極を相互に近づけ て置かなければならない。しかし、エッチングプロセスに実質的に影響を与えな いようにするためには、コイル１２’の頂部と底部に単に置かれた電極は、コイ ル１２’近傍のチャンバ壁全体を堆積物の無い状態に保つには不充分な程度の低 レベルに保たれなければならない。更に、コイル１２近傍の内部に面した壁（す なわち、直下）に、リアクタチャンバ１０’中へのパワーの誘導結合と干渉する ことなく、電極を置くことはできない。従って、このアプローチは、問題を減ら しはするが、完全になくすことはできないので、本明細書中で後に検討する他の アプローチほど好ましくはない。 導電性エッチング副生成物の堆積問題に対する他のアプローチは、問題の原因 である特定の導電性エッチング副生成物の堆積温度を超える温度まで、チャンバ 壁を加熱することを伴う。しかし、このアプローチも同じように欠点がある。図 １に示すような通常の誘導結合エッチリアクタのチャンバ壁が加熱され得る最高 の実施温度は摂氏約２００度である。高い温度は、チャンバへの様々なアクセス ポイントをシールするために通常に使用される有機物シールを劣化させることに なろう。前述したエッチングされる金属の幾つかは、摂氏２００度を超える堆積 温度を有する導電性副生成物を生成する。例えば、銅及び白金の両エッチングと も、摂氏約６００度を超える堆積温度で導電性副生成物を生成する。通常に使用 される有機物シールを、金属製のものに置き換えることが可能であるかもしれな い。しかし、そのような金属シールは、通常は、一回のエッチング作業に対して 有効なだけである。というのは、それら金属シールは、チャンバをシールする能 力を損なう高温での金属構造の変化又は物理的変形を受けやすいからである。例 えば、典型的なアルミニウムシールは摂氏約４００度で変形し、再使用できない 。それぞれのエッチング作業の後にエッチリアクタ内のシールを交換しなければ ならないということは、ほとんどのユーザは受け入れ難い。従って、誘導結合Ｒ Ｆパワーの減衰を引き起こす導電性エッチング副生成物の堆積温度が比較的低い （例えば、アルミニウムシールを使用する場合であれば、摂氏約４００度未満） 場合には利用できるが、もっと包括的な解決策が好ましい。 図３は、リアクタチャンバ１０'''の内部に面した壁への導電性エッチング副 生成物の蓄積が原因であるＲＦパワーの誘導結合の減少問題に対する最も好まし い解決策に従って構成されたＲＦプラズマエッチリアクタを示す。従来の誘導結 合プラズマエッチリアクタ（例えば図１）と同じように、真空チャンバ１０''' 、ワークピース１４を支持するためのペデスタル１６、バイアスＲＦジェネレー タ２２、及びワークピース１４上にＲＦバイアスをかける関連インピーダンス整 合回路２４、及び所望のチャンバ圧力にチャンバ１０'''を排気するための真空 ポンプ２８が設けられている。しかし、誘導コイルアンテナ４４は全く異なる。 コイル４４は、リアクタチャンバ１０'''の外側に巻かれているのではなくて、 チャンバの内側に配設されている。これにより、チャンバの内部に面した壁の、 導電性エッチング副生成物のいかなる皮膜も届かないところにコイルが配置され る。従って、導電性皮膜は、エネルギが付与されたコイル４４（又は、チャンバ のプラズマ領域中に指向された少なくとも一部）により生成された磁界を減衰す ることはできず、そのため、この領域へのＲＦパワーの誘導結合に減少はない。 その結果、プラズマ特性に対する悪影響、又はチャンバ内のプラズマを点火して 維持する困難さはない。無論、コイル４４は、エッチング処理中にエネルギが付 与されるので、パワーの誘導結合と干渉するかもしれないエッチング副生成物は その上にはないだろう。更に、アンテナがチャンバの内側にあるので、より低い レベルのＲＦパワーを用いてプラズマを生成できる。なぜなら、チャンバ壁のイ ンピーダンスは、従来の誘導結合プラズマエッチリアクタを含む場合のように、 克服される必要がないからである。 チャンバ１０'''の頂上部近くに配設された、一体型で平坦な構成を備える内 部コイル４４を図３に示す。コイルの本実施形態は、電気的に連続したスパイラ ル状に巻回された導体から構成されているという点で一体型である。しかし、そ の代わりにコイルは、チャンバ内で様々な形状と配置をとり得る。この上、コイ ルはセグメント化されることができ、それらのセグメントは電気的に隔離されて 別々にパワーを与えられる。図４Ａ−Ｆは、これらのセグメント化されて別々に パワーを与えられる内部コイルの実施例である。これら実施例のすべてが、第１ コイルセグメント４６ａ−ｆと第２コイルセグメント４８ａ−ｆとを有するコイ ルを図示している。第１コイルセグメント４６ａ−ｆには、第１ＲＦパワージェ ネレータ５０ａ−ｆと第１インピーダンス整合回路網５２ａ−ｆとを有する外部 ＲＦパワーソースを介してエネルギが付与される。第２コイルセグメント４８ａ −ｆは、第２ＲＦパワージェネレータ５４ａ−ｆと第２インピーダンス整合回路 網５６ａ−ｆとを有する外部ＲＦパワーソースを介してエネルギが付与される。 別々のパワーソースが示されていて、ＲＦパワーを、コイルセグメント４６ａ− ｆ、４８ａ−ｆのそれぞれ及びペデスタル１６に供給する。このことは、パワー の量と周波数とを、これらの部材のそれぞれに対して個々に設定することを可能 にする。例えば、異なるコイルセグメントに接続されてプラズマイオン密度の空 間分布を調整する別々のＲＦパワージェネレータにより、異なるＲＦパワーレベ ル又は周波数をそれら異なるコイルセグメントに適用してもよい。上記部材のう ちの幾つか、又は所望であればすべてに、共通パワーソースを設けることも可能 であろう。この共通パワーソースは、個々の部材に、別々のパワーレベルと周波 数でＲＦパワーを提供する能力を備えていることが好ましい。図４Ａ−Ｆ（同じ く図３の一体型コイル）で図示により示された各コイルセグメントの巻き数は単 に例示目的のためである。コイル又はコイルセグメントは、実際にどのような数 であってもよい。 図より明らかなように、図４Ａ−Ｆのそれぞれに示すリアクタ間の主な相違は 、コイルセグメント４６ａ−ｆ、４８ａ−ｆの形状と位置である。図４Ａで、第 １コイルセグメント４６ａは、形状が平坦であって、チャンバ１０'''の頂部近 傍に配設され、一方、第２コイルセグメント４８ａは形状が円筒形であって、チ ャンバの側壁付近に配置される。図４Ｂで、コイルセグメント４６ｂ、４８ｂは 両方とも平坦であって、チャンバ１０'''の頂部付近に配置されており、第１セ グメント４６ｂは、第２セグメント４８ｂの中央空白部と同心でその中に配設さ れている。図４Ｃは、第２コイルセグメント４８ｃがチャンバ内の更に下方、ワ ークピース１４の更に近くに配置されていることを除いて、図４Ｂのコイルセグ メント構成とほとんど同じ構成を示している。図４Ｄのリアクタで、第１コイル セ グメント４６ｄは、形状が平坦であって、チャンバ１０'''の頂部近傍に配設さ れる一方、第２コイルセグメント４８ｄは、ワークピース１４を囲むように配置 された逆円錐台形状を有している。図４Ａ−Ｄのリアクタは、円筒形チャンバ１ ０'''で示されている。しかし、この点はそうである必要はない。誘導コイルア ンテナはチャンバ１０'''の内側にあるので、チャンバの形状は、プラズマに及 ぼす影響を最適化するように作ることができる。言い換えると、コイルの形状は 、チャンバ設計時にもはや重要な課題ではなく、従って、チャンバは、任意の適 切な構造、好ましくは、リアクタにより実行されるユッチング作業のために望ま しい特定のプラズマ特性を高める形状に構成されることができる。例えば、図４ Ｅ−Ｆは円錐台形チャンバ１０'''を備えるリアクタを示している。図４Ｅでは 、第１コイルセグメント４６ｅが平坦であって、チャンバ１０'''の頂部付近に 配設される一方、第２コイルセグメント４８ｅが円錐台形であって、チャンバ１ ０'''の側壁近傍に配設されている。図４Ｆのリアクタは、第２コイルセグメン ト４８ｆが逆円錐台形であって、チャンバ１０'''内の更に下方、ワークピース １４のより近くに配置される点を除いて、図４Ｅのリアクタに類似する。無論、 多くの他のチャンバ形状が可能である。例えば、チャンバはドーム形も可能であ ろうし、或いは前述のドーム、円筒、円錐台の各形状のうち二つ以上の形状を組 み込んだ集合形状を有することもできるだろう。実行されるエッチングのタイプ のための所望プラズマ特性を最適化する、特定のチャンバ形状は本発明の範囲が 及ぶところではないので、これ以上の詳細はここでは述べない。更に、誘導コイ ルアンテナ又はそのセグメントを、チャンバ壁に取り付けたり吊下げる等、何れ か適切な周知の方法によりチャンバ内に配設することもできる。これらの方法も また、周知であって本発明の新規な局面を形成しないのでこれ以上の詳細は述べ ない。 図４Ａ−Ｆは、パワーを与えられる２個の独立したコイルセグメントを有する 誘導コイルアンテナを示す。しかし、本発明はこの２個のセグメントに限定はさ れない。むしろ、任意の数の独立してパワーを与えられるセグメントを使用でき る。更に、チャンバの形状と同様に、コイル又はコイルセグメントはどのような 有利な形状もとることができる。誘導コイルアンテナは、チャンバ１０'''の内 側に配設されるので、チャンバの形状に依存せずに、所望されるどのような形状 もとることができる。このように、コイルとチャンバ形状との間の前述した交換 条件は最早関心事ではない。図３及び図４Ａ−Ｆに、単に平坦形、円筒形、及び 円錐台形のコイルとコイルセグメントを示しているが、本発明はこれらの形状に 限定されるものではない。むしろ、コイル又はコイルセグメントは、ドーム形、 又は前述の平坦形、ドーム形、円筒形、及び円錐台形のうち二つ以上の集合等、 有利などのような形状も持ち得る。加えて、コイル又はコイルセグメントが在る チャンバ内の場所が図示の実施形態に制限される、ということを示す意図はない 。コイル又はコイルセグメントを、有利な望ましいどのような構成にでも配置し て方向付けすることができる。 誘導コイルアンテナをチャンバ内に配置する著しい利点は、チャンバの形状に 由来する制約を受けることなく、パワーデポジションが、チャンバ内で実行され る意図されたエッチングプロセスのために最適化され得るという点である。コイ ル又はコイルセグメントを、チャンバの内側に置くことは、パワーデポジション の形成に著しいフレキシビリティを可能にする。コイル又は各コイルセグメント の形状、位置、及び向きのようなファクタは、チャンバ内の最適なパワーデポジ ションを生成するよう選択されることができる。また、これらのファクタは、リ アクタのために構想された特定のエッチングプロセスで予想される拡散特性、及 びそのプロセスに伴うエッチャント種の寿命に鑑みても選択され得る。更に、コ イル又はコイルセグメントに供給されるＲＦパワーの量を、パワーデポジション 及びエッチャント種分布を調整するために変化させることができ、それにより同 じコイル構成で、より広範囲のエッチャント種タイプの拡散特性を受け入れるこ とが可能になる。実行される特定エッチングプロセスのためのパワーデポジショ ンとエッチャント種の拡散とを最適化する特定のコイル又はコイルセグメントの 構成と、それに対するＲＦパワー入力設定は、本発明の範囲が及ぶところではな い。従って、これらの詳細をここで検討しない。 チャンバ内のパワーデポジションとエッチャント種拡散パターンとを最適化す る努力の中で操作することが可能な形状、位置、及び向き等のコイル関連ファク タに加えて、シールド部材又はフィールドをチャンバ内に導入して、これらのパ ターンを更に適応させることもできる。例えば、シールド部材又はフィールドを 使用して、チャンバの特定領域中のプラズマイオンエネルギを低下させることも できるだろう。図５Ａ−Ｂ（これらは、それぞれ、図４Ａ−Ｂに関連して説明し たリアクタに対応している）は、コイルセグメントの一つ又はそれ以上と、ワー クピースとの間に置かれて部材に隣接してパワーデポジションに影響を及ぼすシ ールド部材５８ａ−ｂを示す。このシールド部材５８ａ−ｂは、ファラデー型シ ールド又は導体性スクリーンの形態をとるのが好ましい。何れの場合であっても 、シールド部材５８ａ−ｂは接地されている。接地された部材５８ａ−ｂは、隣 接する一つの又は複数のセグメントが発生する磁界を減衰し、それによりシール ドの他方側のプラズマへのＲＦパワーの誘導結合を減少させる。この方法におい ては、シールド部材５８ａ−ｂを超える領域のパワー分布は所望されるように減 らされて、例えば、その領域でのプラズマイオンエネルギ減少させることができ る。図５Ａでは、円筒シールド部材５８ａを円筒形の第２コイルセグメント４８ ａに隣接して使用して、チャンバ１０'''の中心にあるプラズマ領域に、このセ グメントにより誘導結合されるＲＦパワーを減らす。これは、コイルセグメント のうちの一つだけが実質的な影響を及ぼす場合の実施例である。図５ｂは、多重 コイルセグメント(multiple coil segments)（この場合は二つ）からの誘導結合 ＲＦパワーが、シールド部材５８ｂを用いて減衰される場合の実施例である。こ のシールド部材５８ｂは、第１と第２のコイル部材４６ｂ、４８ｂの下方、チャ ンバ内に水平に置かれる。この水平位置は、シールド部材５８ｂの反対側のワー クピース１４上に直接拡がるプラズマ領域への、各セグメント４６ｂ、４８ｂに より誘導結合されるＲＦパワーの減少を引き起こす。このように、シールド部材 はリアクタ内で使用されるコイルセグメントの一つ又はそれ以上、又は全てに影 響を及ぼすために使用される。更に、所望の場合、二つ以上のシールド部材を使 用して、このタスクを達成することができるだろう。 パワーデポジションを操作する代わりの方法は、チャンバ中に第２の磁界を導 入することである。図６に示すように、これは、チャンバ１０'''の外側に磁界 発生装置６０を追加することにより達成できる。発生装置６０は、電磁石又は永 久磁石の何れかを含むことができ、イオンの通路をブロックする磁界を、チャン バ１０'''内に生成する。このようにして、ブロッキング磁界が、誘導コイルア ンテナ４４（又は、本発明の幾つかの実施形態でのケースである、誘導コイルア ンテナのセグメント）とワークピース１４との間にかけられると、イオンが、ワ ークピース１４に達することが防止される。この磁界が強いほど、ワークピース の表面を貫通して衝突できるイオンは少ない。発生装置６０は、ブロッキング磁 界の強さを変えるために調整可能であることが好ましい。この方法において、ワ ークピース１４まで貫通するイオンの量は調整可能である。従って、イオン密度 やイオンエネルギ等のイオン特性は、ブロッキング磁界の強さを調節することに より、ワークピースの表面で制御されることができる。 誘導コイルアンテナをチャンバ内に置く更に別の利点は、チャンバを絶縁材料 で製作する必要がないという点である。前述のように、チャンバ壁の、誘導コイ ルの下の部分は、チャンバ中へのＲＦパワーの誘導結合を減らすであろう、コイ ルにより生成された磁気の実質的な減衰を防止するために、通常は石英又はセラ ミックである非導電材料で製作しなければならない。チャンバ内側のコイルによ り、この問題は最早考慮すべき問題ではない。従って、チャンバ壁は、アルミニ ウム等の導電材料で製作できる。チャンバ壁を導電性にすることで、多くの望ま しい効果が得られる。先ず、図３に示すように、チャンバ１０'''は接地される ことができ、ペデスタル１６を介して供給されるＲＦパワーのための接地体とし て働く。チャンバ璧の表面積は、先に使用した接地面積よりも実質的に広い。更 に、この導電性の接地されたチャンバ壁の内側表面積は、ＲＦエネルギを与えら れるペデスタル１６のそれを大きく超えるだろう。これは、より大きな負のバイ アス電圧を生成し、それにより、ワークピースの表面に、より最適なプラズマイ オンのエネルギと指向性とを生み出しやすくする。 導体性チャンバ壁を使用する他の利点は、導電性堆積物がチャンバの接地領域 と電気的に結合したときに生ずる電圧シフトによりプラズマ特性（例えば、プラ ズマイオンエネルギや指向性）が悪影響を受ける、という導電性副生成物の堆積 を原因とする問題を解決する点である。チャンバ壁は既に導電性であり、接地さ れているので、壁の内面への更なる導電性材料の堆積は無関係であり、バイアス 電圧及びプラズマ特性に何等の影響も及ぼさない。 導電性チャンバ壁の使用に関して検討される最後の利点は、このような壁が提 供する高められた冷却能力である。アルミニウムできたチャンバ壁は、従来の誘 導結合プラズマエッチリアクタの石英壁と比較して、より高い熱伝導率を示す( 例えば、石英の0.8Ｗ/mKに対しアルミニウムは204Ｗ/mK)。更に、冷却チャネル ３２は、アルミニウムチャンバ側壁内に容易に形成されるとともに、チャンバ全 体がアルミニウムでできているので、冷却チャネルをチャンバ壁全体にわたって 分布させることができる。これにより、従来の誘導結合ＲＦプラズマエッチリア クタで必要であった、チャンバ壁の外側を冷却する必要がなくなる。冷却媒体を 、内部冷却チャネルを介して流すことは、熱伝達の極めて効率的な方法である。 その結果、チャンバ内部から、チャンバ壁に形成された冷却チャネル３２内を流 れる冷却媒体流体への熱伝達はより速い。熱伝達のこの高められた速さにより、 チャンバ温度の変動が非常に少なくなる。その結果、チャンバ温度は、効率的な エッチング処理を確保するためとチャンバ壁から割れて剥離する汚染堆積物を阻 止するためとに必要な、狭い範囲内に容易に維持される。 しかし、アルミニウム等の金属でできた導電性チャンバ壁は、潜在的な欠点を 有している。これらの材料は、あるエッチング処理条件の下ではスパッタされる 傾向がある。スパッタされて壁から離れた材料は、ワークピースを汚染して、そ の上で形成されるデバイスを損傷する可能性がある。この潜在的な問題は、図３ に示すように、チャンバ壁の内面にわたって保護皮膜４５を形成することにより 防止される。この皮膜４５は、プラズマの効果に耐性を有するように設計される ので、導電性材料のチャンバ１０'''中へのスパッタが防止される。更に被膜４ ５は、壁が示す電気的及び熱的な特性に実質的ではない効果を有するように設計 ４される。チャンバ壁がアルミニウムである場合、内面が陽極化されることが好 ましい。（つまり、酸化アルミニウム層で被覆される）この陽極化アルミニウム 層は、上述した保護特性を提供することになる。代わりに、チャンバの内部に面 した壁を被覆するために導電性セラミック材料を選択して、壁上でのスパッタリ ングと表面反応とを防止することができるだろう。例えば、炭化ホウ素は適切な 選択であろう。 同じようなスパッタリング問題が、前述の誘導コイルアンテナ又はセグメント に伴って存在する。コイル又はコイルセグメントが金属で形成されると、プラズ マによるこの金属の望ましくないスパッタリングがワークピースを汚染するであ ろうし、コイル構造を急速に腐食するであろう。一つの解決策は、炭化ホウ素の ような導電性セラミック等の「非スパッタリング」導電性材料でコイル又はコイ ルセグメントを作ることである。他の可能性は、「被スパッタリング皮膜で囲ま れた金属コアを使用することであろう。例えば、炭化ホウ素のジャケットで被覆 されたアルミニウムコアである。どちらの実施形態においても、コイルは、プラ ズマのスパッタリング効果から保護され、ワークピースのどのような汚染も防止 される。また、エッチング処理中のコイルの温度をしばしば調節しなければなら ないことも注目される。そのような場合、コイルを中空のチューブ状構造で構成 することができる。これは、コイルの内部により形成されるチャネルを通して冷 却媒体流体が圧送されることが可能になり、それによりコイルが冷却され、所望 の作業温度が維持される。 更に、誘導結合プラズマエッチリアクタのチャンバ内に誘導コイルアンテナを 配置することの更なる別の利点は、最早エッチャントガスポートをどこに配置し 得るかをコイルによって決定されることがないという点である。前述のように、 エッチャントガスポートは、そのようなガス噴射ポートにエッチャントガスを供 給するために必要なチャネルの形成及び給送構造と、コイルが物理的に干渉する という理由で、外部誘導コイルに隣接するチャンバ壁に配置できない。これは、 外部コイルに隣接するチャンバ壁のちようど内側に形成されるような高いパワー デポジションの領域中に、エッチャントガスを導入することがしばしば望ましい ので、不利である。コイルは、チャンバ壁を介しての、チャンバ内部へのアクセ スを最早ブロックしないので、噴射ポートを配置可能な場所が著しく増える。結 果として、ガス噴射ポートは、エッチャントガスが高いパワーデポジションの領 域付近に、又はそれらの領域から離れて導入されるように配置されることができ る。例えば、図３は、コイルアンテナ付近の高いパワーデポジションの領域４７ にガスを噴射できるように、誘導コイルアンテナ４４近傍に配置されたガス噴射 ポート２６を示す。従って、本発明に従って構成されるリアクタにより、可能な ポート配置は、融通性がはるかに高い。 このように、詳細に説明した、本発明に従って構成されたエッチリアクタの利 点に加えて、リアクタが容量結合モード、誘導結合モード、又はそれらのどのよ うな組み合せでも運転できるという点も指摘される。図３及び４Ａ−Ｆを再度参 照すると、ＲＦパワーをコイルアンテナ４４又はセグメント４６、４８に供給せ ずに、ペデスタル１６にＲＦパワーを供給する場合、リアクタは容量結合モード で作動する。これは、ペデスタル１６と導電性部分３４との間の、前述の不適切 な面積比が原因となり、従来の誘導結合プラズマエッチリアクタでは不可能であ る。従来のリアクタで通常に見いだされる面積比は、チャンバ内にプラズマを生 成するには不充分であることが判明している劣った容量パワー結合を生成する。 代わりに、ＲＦパワーをペデスタル１６に供給せずに、コイルアンテナ４４又 はセグメント４６、４８に供給することもできるだろう。こうして、リアクタは 誘導結合モードで作動することになる。 誘導結合は、約１mTorr〜１００mTorrの圧力でより効率良く、他方、容量結合 は、約１００mTorr〜１０Torrの圧力でより効率良い。幾つかのエッチングプロ セスは、誘導結合と一貫して、より低い圧力で最良に実行され、その他のエッチ ングプロセスは、容量結合と一貫して、より高い圧力で最良に実行される。本発 明に従って構成されるリアクタは、従来の誘導結合又は容量結合プラズマエッチ リアクタの何れよりも高い融通性を有する。なぜなら、それは、より広い圧力範 囲にわたりエッチング処理をサポートできるからである。更に、誘導結合は、よ り多くのイオンを発生する一方、容量結合より多くの中性種を生成する。異なる エッチングプロセス又はステップは、所望される結果により、より多くのイオン 又はより多くの反応性中性種を要求することが多い。本発明に従い構成されるリ アクタは、従来の誘導結合又は容量結合エッチリアクタではできない方法で、プ ラズマの組成を制御することができる。なぜなら、チャンバ１０中に誘導又は容 量結合されるＲＦパワーの量は、ペデスタル１６と内部コイルアンテナ４４（又 はアンテナセグメント４６、４８）とに供給されるパワーの量を変えることによ り、容易に変えることができるからである。例えば、エッチングプロセスの幾つ かは、イオン−リッチプラズマを生成するためにより多くの誘導結合で実行され ることができる一方、その他のステップは、反応性の中性−リッチ プラズマを生成するためにより多くの容量結合で実行されることができる。更に 、誘導コイルアンテナ４４（又はセグメント４６、４８）は、プラズマを持続す るために使用される唯一のソースである必要はない。むしろ、プラズマは、エネ ルギが付与されたペデスタル１６を使用して、容量結合により少なくとも部分的 に持続され得る。これは、アンテナ（又はセグメント）に供給されるＲＦパワー を適応させて、プラズマを持続するのに必要なパワーに係わりなく、所望のエッ チャント種を生成することを可能にする。 本発明は、好ましい実施形態を特に引用して詳細に説明したが、本発明の真の 精神と範囲から逸脱することなく、それらの変更や修正できることは言うまでも ない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テップマン，アヴィ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 クパ ティノ レインボウ ドライヴ 21610 (72)発明者 マ，ダイアナ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サラ トガ キルト コート 19600 (72)発明者 イン，ジェラルド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 クパ ティノ ビリチ プレイス 10132 (72)発明者 ローヴェンハルト，ピーター アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ノゼ ロスウッド ドライヴ 1862 (72)発明者 ホワン，ジャン，エイチ. アメリカ合衆国 カリフォルニア州 クパ ティノ スコフィールド ドライヴ 20835 (72)発明者 マク，スティーヴ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 プレ ザントン モンテヴィーノ ドライヴ 878 【要約の続き】 は各コイルセグメントは、平坦形、円筒形、円錐台形、 ドーム形、又はそれらの組み合せ形状を有する。導電壁 は接地されて、ワークピース支持ペデスタルのための接 地体(すなわち陽極)として働き、ペデスタルは、ＲＦパ ワーのソースに結合されて、ワークピースの表面でバイ アス電圧が生成される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． エッチチャンバの内部に面した壁の一部分を形成する保護層を備えた、 チャンバ壁を有するエッチチャンバであって、該保護層が、前記チャンバ内で形 成されるプラズマによる前記チャンバ壁のスパッタリングを防止することができ るエッチチャンバと、 前記エッチチャンバの前記内部にエッチャントガスを導入することができるエ ッチャントガス噴射装置と、 エッチングされるワークピースを保持するために、前記エッチチャンバ内に配 設されたペデスタルと、 前記エッチチャンバ内に配設され、誘導結合により前記チャンバ内に前記プラ ズマを発生するために前記エッチャントガス中にＲＦエネルギを放射することが でき、プラズマによるアンテナのスパッタリングを防止するように構成されてい る誘導コイルアンテナと、 を備えるＲＦプラズマエッチリアクタ。 ２． 前記誘導コイルアンテナが一体型構造を有し、ＲＦパワーのソースに結合 されている、請求の範囲第１項記載のリアクタ。 ３． 前記誘導コイルアンテナが複数のセグメントを備え、該各セグメントが他 のセグメントから電気的に隔離され、且つ、別々のＲＦパワー信号に結合されて いる、請求の範囲第１項記載のリアクタ。 ４． 前記各ＲＦパワー信号が共通ＲＦパワーソースにより発生されて、該共通 パワーソースは、各ＲＦパワー信号を異なるパワーレベルと周波数で供給するこ とができる、請求の範囲第３項記載のリアクタ。 ５． 前記各ＲＦパワー信号が別々のＲＦパワーソースにより発生され、該各Ｒ Ｆパワーソースが、異なるパワーレベルと周波数を有するＲＦパワー信号を供給 することができる、請求の範囲第３項記載のリアクタ。 ６． 前記エッチチャンバが、（ｉ）ドーム形、（ii）円筒形、又は（iii）円 錐台形、のうちの一つの形状を有する、請求の範囲第１項記載のリアクタ。 ７． 前記エッチチャンバが、（ｉ）ドーム形、（ii）円筒形、又は（iii）円 錐台 形、のうち少なくとも二つから成る集合形状を有する、請求の範囲第１項記載の リアクタ。 ８． 前記誘導コイルアンテナの位置、形状、及び向きは、前記チャンバ内のＲ Ｆパワーデポジションパターンを調整するように選択され、前記パワー分布パタ ーンが、前記チャンバ内でエッチングされるワークピースの表面近傍で最適プラ ズマ特性を提供するために作られる、請求の範囲第２項記載のリアクタ。 ９． 前記各シールド部材を超えるプラズマ領域に、前記誘導コイルアンテナか ら誘導結合されたＲＦパワーの量を減少させることができる、少なくとも一つの 接地されたシールド部材を更に備え、前記各シールド部材が、前記チャンバ内の ＲＦパワーデポジションパターンを更に調整するために使用される、請求の範囲 第８項記載のリアクタ。 １０． 前記シールド部材が、（ｉ）ファラデーシールド、又は（ii）導電性ス クリーンのうちの一つである、請求の範囲第９項記載のリアクタ。 １１． 前記誘導コイルアンテナと前記ワークピースとの間を移動するプラズマ により形成されるエッチャントガスイオンの数を減らすように方向付けされたブ ロッキング磁界を、前記チャンバ内に発生することができる磁界発生装置を更に 備え、該磁界発生装置が前記チャンバ内のＲＦパワーデポジションパターンを更 に調整するために使用される、請求の範囲第８項記載のリアクタ。 １２． 前記磁界発生装置が、（ｉ）永久磁石、又は（ii）電磁石の何れか一つ である、請求の範囲第１１項記載のリアクタ。 １３． 前記磁界発生装置により発生された前記ブロッキング磁界は、前記誘導 コイルアンテナと前記ワークピースとの間を移動できるエッチャントガスイオン の数を調節するように変化させることができる、請求の範囲第１１項記載のリア クタ。 １４． 前記誘導コイルアンテナの各セグメントの位置、形状、及び向きは、前 記チャンバ内のＲＦパワーデポジションパターンを調整するように選択され、前 記パワー分布パターンは、前記チャンバ内でエッチングを受ける前記ワークピー スの表面近傍で最適プラズマ特性を提供するように作られる、請求の範囲第３項 記載のリアクタ。 １５． 前記ＲＦパワー信号は、前記チャンバ内のＲＦパワーデポジションパタ ーンを更に調整するように個々に選択される、請求の範囲第１４項記載のリアク タ。 １６． 前記各シールド部材を超えるプラズマ領域に、前記誘導コイルアンテナ のセグメントのうち少なくとも一つから誘導結合されるＲＦパワーの量を減少さ せることができる、少なくとも一つの接地されたシールド部材を更に備え、前記 各シールド部材が、前記チャンバ内のＲＦパワーデポジションパターンを更に調 整するために使用される、請求の範囲第１４項記載のリアクタ。 １７． 前記シールド部材が、（ｉ）ファラデーシールド、又は（ii）導電性ス クリーンのうちの一つである、請求の範囲第１６項記載のリアクタ。 １８． 前記誘導コイルアンテナセグメントのうち少なくとも一つと前記ワーク ピースとの間を移動するプラズマにより形成されるエッチャントガスイオンの数 を減らすように方向付けされたブロッキング磁界を、前記チャンバ内に発生する ことができる磁界発生装置を更に備え、前記磁界発生装置が前記チャンバ内のＲ Ｆパワーデポジションパターンを更に調整するために使用される、請求の範囲第 １４項記載のリアクタ。 １９． 前記磁界発生装置が、（ｉ）永久磁石、又は（ii）電磁石の何れか一つ である、請求の範囲第１８項記載のリアクタ。 ２０． 前記磁界発生装置により発生された前記ブロッキング磁界が、前記少な くとも一つの誘導コイルアンテナのセグメントと前記ワークピースとの間を移動 可能なエッチャントガスイオンの数を調節するように変化させることができる、 請求の範囲第１８項記載のリアクタ。 ２１． 前記誘導コイルアンテナが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒形、（iii）円 錐台形、又は(iv)ドーム形のうち一つの形状を有する、請求の範囲第２項記載の リアクタ。 ２２． 前記誘導コイルアンテナが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒形、（iii）円 錐台形、又は(iv)ドーム形のうち少なくとも二つから成る集合形状を有する、請 求の範囲第２項記載のリアクタ。 ２３． 前記誘導コイルアンテナの各セグメントが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒 形、 （iii）円錐台形、又は(iv)ドーム形のうち一つの形状を有する、請求の範囲第 ３項記載のリアクタ。 ２４． 前記誘導コイルアンテナの複数のセグメントのうち少なくとも一つが、 （ｉ）平坦形、（ii）円筒形、（iii）円錐台形、又は(iv)ドーム形のうち少な くとも二つから成る集合形状を有する、請求の範囲第３項記載のリアクタ。 ２５． 前記保護層を形成していない前記チャンバ壁の部分が、接地された導電 性材料を含む、請求の範囲第１項記載のリアクタ。 ２６． 前記接地された導電性材料がアルミニウムを含み、前記保護層が酸化ア ルミニウムを含む、請求の範囲第２５項記載のリアクタ。 ２７． 前記保護層が導電性セラミック材料を含む、請求の範囲第２５項記載の リアクタ。 ２８． 前記保護層が炭化ホウ素を含む、請求の範囲第２５項記載のリアクタ。 ２９． 前記ペデスタルが、前記ワークピースの表面でバイアス電圧を生成する ように、ＲＦパワーのソースに結合され、前記ペデスタルは、前記バイアス電圧 が最大限可能な負の値を有するようにするために、エッチチャンバの壁の内面の 表面積より十分に小さい外側表面積を有する、請求の範囲第２５項記載のリアク タ。 ３０． 前記導電性材料が高い熱伝導率を示し、前記エッチチャンバの前記壁が 、前記チャンバの内部から冷却媒体流体に熱を伝達するように、中を通る冷却媒 体流体の流れを持続させることができる冷却チャネルを備え、前記冷却チャネル が、前記チャンバ内の前述の温度範囲を維持するために使用される、請求の範囲 第２５項記載のリアクタ。 ３１． 前記エッチャントガス噴射装置が、前記エッチチャンバの前記壁の内部 に配設される噴射ガスインレットを備え、前記インレットが、比較的高いパワー デポジションを示す前記チャンバ内の領域に近接して配置されている、請求の範 囲第１項記載のリアクタ。 ３２． 前記導電性コイルアンテナが導電性セラミック材料を含む、請求の範囲 第１項記載のリアクタ。 ３３． 前記導電性コイルアンテナが炭化ホウ素を含む、請求の範囲第１項記載 のリアクタ。 ３４． 前記誘導コイルアンテナが、金属で形成されたコアと、導電性セラミッ ク材料で成形された外側ジャケットとを備える、請求の範囲第１項記載のリアク タ。 ３５． 前記導電性セラミック材料が炭化ホウ素を含む、請求の範囲第３４項記 載のリアクタ。 ３６． 前記誘導コイルアンテナが、中空内部を備えるチューブ構造を有し、前 記中空内部により形成されたチャネルが、前述の温度範囲内に前記アンテナを維 持するように、中を通る冷却媒体流体の流れを持続させることができる、請求の 範囲第１項記載のリアクタ。 ３７． チャンバ壁を有するエッチチャンバと、 前記エッチチャンバの前記内部にエッチャントガスを導入することができるエ ッチャントガス噴射装置と、 エッチングされるワークピースを保持するために、前記エッチチャンバ内に配 設されたペデスタルと、 一体型構造を有し、前記エッチチャンバ内に配設されて、前記エッチャントガ ス中にＲＦエネルギを放射して誘導結合によりプラズマを発生する誘導コイルア ンテナと、 を備えるＲＦプラズマエッチリアクタ。 ３８． 前記誘導コイルアンテナの位置、形状、及び向きは組み合わされて、前 記チャンバ内でエッチングを受けるワークピースの表面近傍で前述の最適プラズ マ特性を生成する、前記チャンバ内の特定のＲＦパワーデポジションパターンを 形成する、請求の範囲第３７項記載のリアクタ。 ３９． 前記各シールド部材を超えるプラズマ領域に誘導結合される前記誘導コ イルアンテナからのＲＦパワーの量を減少させることができる、少なくとも一つ の接地されたシールド部材を更に備え、前記各シールド部材は、前記チャンバ内 の特定のＲＦパワーデポジションパターンの形成を支援するために使用される、 請求の範囲第３８項記載のリアクタ。 ４０． 前記誘導コイルアンテナと前記ワークピースとの間を移動するプラズマ により形成されるエッチャントガスイオンの数を減らすように方向付けされたブ ロッキング磁界を、前記チャンバ内に発生することができる磁界発生装置を更に 備え、前記磁界発生装置が前記チャンバ内の特定のＲＦパワーデポジションパタ ーンの形成を支援するために使用される、請求の範囲第３８項記載のリアクタ。 ４１． 前記磁界発生装置により発生された前記ブロッキング磁界は、前記誘導 コイルアンテナと前記ワークピースとの間を移動することができるエッチャント ガスイオンの数を調節するように変化させることができる、請求の範囲第４０項 記載のリアクタ。 ４２． 前記誘導コイルアンテナが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒形、（iii）円 錐台形、又は(iv)ドーム形のうち一つの形状を有する、請求の範囲第３７項記載 のリアクタ。 ４３． 前記誘導コイルアンテナが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒形、（iii）円 錐台形、又は(iv)ドーム形のうち少なくとも二つから成る集合形状を有する、請 求の範囲第３７項記載のリアクタ。 ４４． チャンバを有するエッチチャンバと、 前記エッチチャンバの前記内部にエッチャントガスを導入することができるエ ッチャントガス噴射装置と、 エッチングされるワークピースを保持するために、前記エッチチャンバ内に配 設されたペデスタルと、 前記エッチチャンバ内に配設された複数のセグメントを備えた誘導コイルアン テナを備え、前記各セグメントは他のセグメントから電気的に隔離されて別々の ＲＦパワー信号に結合され、前記セグメントは前記エッチャントガス中にＲＦエ ネルギを放射して誘導結合により前記チャンバ内でプラズマを発生することがで きる、ＲＦプラズマエッチリアクタ。 ４５． 各ＲＦパワー信号が共通ＲＦパワーソースにより発生されて、前記共通 パワーソースが、異なるパワーレベルと周波数を各ＲＦパワー信号に供給するこ とができる、請求の範囲第４４項記載のリアクタ。 ４６． 前記各ＲＦパワー信号が別々のＲＦパワーソースにより発生されて、前 記各ＲＦパワーソースが、異なるパワーレベルと周波数を有するＲＦパワー信号 を供給することができる、請求の範囲第４４項記載のリアクタ。 ４７． 前記誘導コイルの各セグメントの位置、形状、及び向きが、前記チャン バ内でエッチングを受けるワークピースの表面近傍で前述の最適プラズマ特性を 生成する、前記チャンバ内の特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する ように組み合わされた請求の範囲第４４項記載のリアクタ。 ４８． 前記ＲＦパワー信号は、前記チャンバ内の特定のＲＦパワーデポジショ ンパターンの形成を支援するように個々に選択される、請求の範囲第４７項記載 のリアクタ。 ４９． 前記誘導コイルアンテナのセグメントのうち少なくとも一つから前記各 シールド部材を超えるプラズマ領域に誘導結合されたＲＦパワーの量を減少させ ることができる、少なくとも一つの接地されたシールド部材を更に備え、前記各 シールド部材が、前記チャンバ内の特定のＲＦパワーデポジションパターンの形 成を支援するために使用される、請求の範囲第４７項記載のリアクタ。 ５０． 前記誘導コイルアンテナセグメントのうち少なくとも一つと前記ワーク ピースとの間を移動するプラズマにより形成されるエッチャントガスイオンの数 を減らすように方向付けされたブロッキング磁界を、前記チャンバ内に発生する ことができる磁界発生装置を更に備え、該磁界発生装置が前記チャンバ内の特定 のＲＦパワーデポジションパターンの形成を支援するために使用される、請求の 範囲第４７項記載のリアクタ。 ５１． 前記磁界発生装置により発生された前記ブロッキング磁界が、少なくと も一つの前記誘導コイルアンテナセグメントと前記ワークピースとの間を移動す ることができるエッチャントガスイオンの数を調節するように変化させることが できる、請求の範囲第５０項記載のリアクタ。 ５２． 前記誘導コイルアンテナの各セグメントが、（ｉ）平坦形、（ii）円筒 形、（iii）円錐台形、又は(iv)ドーム形のうち一つの形状を有する、請求の範 囲第４４項記載のリアクタ。 ５３． 前記誘導コイルアンテナ少なくとも一つのセグメントが、（ｉ）平坦形 、（ii）円筒形、（iii）円錐台形、又は(iv)ドーム形のうち少なくとも二つか ら成る集合形状を有する、請求の範囲第４４項記載のリアクタ。 ５４． ＲＦプラズマエッチリアクタ内に保持されたワークピースをエッチング する方法であって、 前記エッチチャンバの内部に面した壁の一部分を形成している保護層を備えた チャンバ壁を有するエッチチャンバを使用するステップであり、前記保護層が、 前記チャンバ内で形成されたプラズマによる前記チャンバ壁のスパッタリングを 防止することができるステップと、 前記エッチチャンバの内部にエッチャントガスを導入するステップと、 エッチングされるワークピースを保持するために、前記エッチチャンバ内に配 設された導電性ペデスタルを使用するステップと、 前記エッチチャンバ内に配設された誘導コイルアンテナを用いて誘導結合によ り前記チャンバ内にプラズマを発生して、前記エッチャントガス中にＲＦエネル ギを放射するステップであって、前記誘導コイルアンテナが、プラズマによるア ンテナのスパッタリングを防止するように構成されているステップと、 を有するエッチング方法。 ５５． 前記ワークピースの表面でバイアス電圧を生成するように、ＲＦパワー のソースに前記ペデスタルを結合するステップを更に有し、前記ペデスタルが、 前記バイアス電圧が最大限可能な負の値を有するように、前記エッチチャンバの 壁の内面の表面積より十分に小さい外側表面積を有する、請求の範囲第５４項記 載の方法。 ５６． 前記チャンバ中に誘導結合されるパワーの量が、前記誘導コイルアンテ ナに供給されるＲＦパワーの量を調節することにより調整され、前記チャンバ中 に容量結合されるパワーの量が、前記ペデスタルに供給されるＲＦパワーの量を 調節することにより調整され、誘導結合及び容量結合されるＲＦパワーの前記量 は、前記プラズマ前記エッチャント種組成を作るため、及び前記リアクタが広い 圧力範囲にわたって作動できるように、前記チャンバ内でのプラズマの点火と持 続が可能なままで調整される、請求の範囲第５５項記載の方法。 ５７． 前記エッチャントガスを導入する前記ステップが、比較的に高いパワー デポジションを示す前記チャンバ内領域に近接した位置で前記エッチングチャン バの壁内部に配設されたインレットからガスを導入するステップを備える、請求 の範囲第５４項記載の方法。 ５８． ＲＦプラズマエッチリアクタ内に保持されるワークピースをエッチング する方法であって、 チャンバ壁を有するエッチチャンバを使用するステップと、 前記エッチチャンバの内部にエッチャントガスを導入するステップと、 前記エッチチャンバ内に配設された一体型構造の誘導コイルアンテナを用いて 誘導結合により前記チャンバ内にプラズマを発生するために、前記エッチャント ガス中にＲＦエネルギを放射するステップと、 を有するエッチング方法。 ５９． 前記誘導コイルアンテナの位置、形状、及び向きの組み合せを用いて、 前記チャンバ内に特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成することにより 、エッチングを受ける前記ワークピースの表面近傍で、前述のプラズマ特性を生 成するステップを更に有する、請求の範囲第５８項記載の方法。 ６０． 前記チャンバに特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する前記 ステップが、前記誘導コイルアンテナから、各シールド部材を超えるプラズマの 領域に誘導結合されるＲＦパワーの量を減らすことができる接地された少なくと も一つの前記シールド部材を用いるステップを備える、請求の範囲第５９項記載 の方法。 ６１． 前記チャンバ内で特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する前 記ステップが、前記誘導コイルアンテナと前記ワークピースとの間を移動するプ ラズマにより形成されるエッチャントガスイオンの数を減らすように方向付けさ れたブロッキング磁界を、前記チャンバ内に生成するステップを有する、請求の 範囲第５９項記載の方法。 ６２． 前記誘導コイルアンテナと前記ワークピースとの間での移動ができるエ ッチャントガスイオンの数を調節するように、前記ブロッキング磁界を変えるス テップを更に有する、請求の範囲第６１項記載の方法。 ６３． ＲＦプラズマエッチリアクタ内に保持されるワークピースをエッチング する方法であって、 チャンバ壁を有するエッチチャンバを使用するステップと、 前記エッチチャンバの内部にエッチャントガスを導入するステップと、 前記エッチチャンバ内に配設される複数のセグメントを備える誘導コイルアン テナを用いて、誘導結合により前記チャンバ内にプラズマを発生するために前記 エッチャントガス中にＲＦエネルギを放射するステップであって、各セグメント は、他のセグメントから電気的に隔離されて、別々のＲＦパワー信号に結合され ている、エッチング方法。 ６４． 前記誘導コイルの各セグメントの位置、形状、及び向きの組み合せを用 いて、前記チャンバ内に特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成すること により、エッチングを受ける前記ワークピースの表面近傍で、前述のプラズマ特 性を生成するステップを更に有する、請求の範囲第６３項記載の方法。 ６５． 前記チャンバ内に特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する前 記ステップが、前記ＲＦパワー信号のレベルを個々に設定するステップを有する 、請求の範囲第６４項記載の方法。 ６６． 前記チャンバに特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する前記 ステップが、前記誘導コイルのセグメントの少なくとも一つから、各シールド部 材を超えるプラズマの領域に誘導結合されるＲＦパワーの量を減らすことができ る、接地された少なくとも一つの前記シールド部材を用いるステップを有する請 求の範囲第６４項記載の方法。 ６７． 前記チャンバ内で特定のＲＦパワーデポジションパターンを形成する前 記ステップが、前記誘導コイルアンテナセグメントの少なくとも一つと前記ワー クピースとの間を移動するプラズマにより形成されるエッチャントガスイオンの 数を減らすよう方向付けされたブロッキング磁界を、前記チャンバ内に生成する ステップを備える、請求の範囲第６４項記載の方法。 ６８． 前記少なくとも一つの誘導コイルアンテナセグメントと前記ワークピー スとの間での移動ができるエッチャントガスイオンの数を調節するように、前記 ブロッキング磁界を変えるステップを更に備える、請求の範囲第６７項記載の方 法。