JP2002525866A

JP2002525866A - 内部誘導コイルアンテナ及び導電性チャンバ壁を有するｒｆプラズマエッチング反応器

Info

Publication number: JP2002525866A
Application number: JP2000571478A
Authority: JP
Inventors: ヤンイエー; ドナルドオルガド; アナンダエイチクマー; ユークファイモック; アレンダンブラ; アヴィーテップマン; ダイアナマー; ジェラルドイン; ピーターローウェンハート; ジェンフワン; スティーヴマック
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2002-08-13
Also published as: EP1147544A2; WO2000017906A3; TW434638B; WO2000017906A2

Abstract

(57)【要約】本発明は、処理チャンバ内に固定された誘導性アンテナを提供する。アンテナは、導電性のチャンバ壁に取付けることができるように、また熱をチャンバ壁に容易に伝達するように構成することができる。導電性チャンバ壁は、バイアス回路のための改良された陽極になり、またアンテナの温度調整を可能にする。１実施の形態では、アンテナは、セラミックのような電気的には絶縁性の、熱的には伝導性の非スパッタリング材料によって取り囲まれている導体からなり、チャンバ壁に取付けることができる。誘導電力の減衰を減少させるために、アンテナの露出された表面は間隙によって分離することができ、これらの間隙は、アンテナ上の導電性堆積物内を渦電流が流れるのを阻止する。隣接するアンテナ巻回を、並びに巻回自体を間隙によって分離することができる。間隙の寸法及び形状は、導電性エッチング副産物が間隙を橋絡するのを阻止するようにする。アンテナリング間にダミーリングを配置すること、及びクリーニングを容易にするように取り外すことができる。プロセスガスは間隙を通してチャンバ内へ供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（相互参照）本出願は、1997年６月５日付けでYeらにより米国特許出願第08/869,798号とし
て出願され、年月日付米国特許第号として登録された“RF
PLASMA ETCH REACTOR WITH INTERNAL INDUCTIVE COIL ANTENNA AND ELECTRICAL
LY CONDUCTIVE CHAMBER WALLS”の部分継続出願である。

【０００２】（技術的分野）本発明は、誘導結合プラズマ反応器に関する。

【０００３】（従来の技術）従来の誘導（的に）結合（された）プラズマ反応器は、典型的に誘導性アンテ
ナ及び容量性バイアスを有している。誘導性アンテナはプラズマを生成してその
密度を制御するために使用され、一方容量性バイアスは加工片におけるイオンエ
ネルギを制御するために使用される。従来の誘導結合プラズマ反応器では、誘導
性アンテナはチャンバの天井の上に配置されている。誘導性アンテナからプラズ
マへの電力の転送を容易にするために、反応器の天井、及び側壁の上側部分は、
典型的に石英のような非導電性材料で作られている。

【０００４】バイアス電力は、加工片を支持しているペデスタルを通して加工片へ印加され
る。典型的には、反応器壁の下側部分は導電性材料で作られており、バイアス回
路の陽極を形成するように接地されている。エッチングがイオン駆動される場合
には、加工片におけるイオンエネルギを制御するバイアス回路の特性が特に重要
になる。

【０００５】従来の誘導結合エッチング反応器は、加工片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きた。このエッチングプロセスは、主として塩化アル
ミニウム（ＡlＣl_x）及びフォトレジストの断片からなる副産物を発生し、これ
らの副産物は反応器チャンバの壁に堆積する傾向がある。アルミニウムエッチン
グの副産物は、それらが殆ど完全に非導電性であるのでエッチング速度には重大
な効果をもたらさない。

【０００６】導電性のエッチング副産物が発生し、それらがチャンバ表面上に堆積する場合
はそうではない。例えば、特に、銅（Ｃu）、白金（Ｐt）、タンタル（Ｔa）、
ロジウム（Ｒh）、及びチタン（Ｔi）をエッチングすれば、導電性のエッチング
副産物が生成され得る。これらの材料をエッチングする際に、従来の誘導結合反
応器を使用する場合には問題がもたらされる。

【０００７】発明者らは、反応器の壁及び天井に導電性エッチング副産物が累積されると、
時間と共にエッチング速度が低下することを見出した。導電性エッチング副産物
によって形成されたチャンバの壁及び天井上の被膜は、プラズマに結合される誘
導性電力を減衰させる効果を有している。アンテナの下のチャンバの内面が導電
性材料で被膜されるとその材料内に渦電流が発生し、それによってプラズマに結
合される電力が減衰する。連続するエッチングプロセスによって導電性被膜の厚
みが累積されるにつれて減衰は徐々に増加し、プラズマ内へ結合される電力が徐
々に低下する。100個の加工片を処理した後に、プラズマ内へ結合される電力は1
0乃至20％低下することが解った。

【０００８】更に、チャンバ壁の絶縁された部分上の導電性被膜がチャンバの接地された陽
極部分に電気的に結合され、それによって陽極面積を実効的に増加させる可能性
がある。この陽極面積の増加は、バイアス電力に予測できない変化をもたらす。

【０００９】誘導的に結合される電力の低下、及び容量性バイアス電力の増加は、エッチン
グプロセスに好ましくない効果を有している。例えば、誘導的に結合される電力
の低下によってプラズマイオン密度が減少し、容量性バイアス電力の増加によっ
てプラズマイオンエネルギが増加する。典型的に電力レベルは、エッチングプロ
セスの前にプラズマイオン密度及びエネルギを最適化するように設定されるので
、これらのどのような変化もエッチングの品質に望ましくない影響を与える。結
合される電力が、チャンバを被膜する導電性エッチング副産物によって変化する
と、他のエッチングプロセスパラメータ及びプラズマ特性も影響を受ける。例え
ば、フォトレジストの選択性が低下し、エッチング停止の深さが浅くなり、イオ
ン電流／エネルギ分布及びエッチング速度が不都合に影響される。これらのパラ
メータ及び特性の変化は、異なる、そして屡々受入れ難い程の加工片エッチング
特性（例えば、貧弱なフォトレジスト選択性、貧弱なエッチング速度均一性また
はエッチング速度の変化、及びデバイスの破損）をもたらす。たとえ僅か２〜３
個の加工片だけをエッチングした後でも、エッチングプロファイルに望ましくな
い変化を発生させ得る。更に、チャンバ内へ誘導的に結合される電力が低下する
と、エッチングプロセスパラメータ及びプラズマ特性に不都合な効果がもたらさ
れる他に、プラズマの点弧及び維持に関する問題がもたらされる。

【００１０】勿論、誘導的に結合される電力の低下は、誘導性アンテナに供給する誘導性電
力を増加させることによって補償することができる。同様に、容量性バイアス電
力の増加は、ペデスタルに供給する電力を低下させることによって補償すること
ができる。また、エッチング材料が非導電性副産物を生成する場合に典型的に必
要とされるよりも頻繁にチャンバ壁をクリーニングすることもできる。

【００１１】しかしながら、これらの型の作業・活動は一般的には実際的ではない。エッチ
ング反応器のユーザは、典型的には、反応器製造者によって供給されるいわゆる
“処方（レシピ）”に従ってそれぞれの電力レベルを設定することを好む。導電
性堆積物を補償するためにこのレシピからずれることは、殆どのユーザにとって
は受入れ難いものである。更に、前述した不都合な効果は予測できないものであ
り、従って、電力設定の所要変化を予め設定しておくことはできない。従って、
ユーザがある形の監視機構を使用しない限り、所要の補償のために電力入力を変
化させることは殆ど不可能である。実際的に実行可能な解決法は、チャンバを頻
繁に、多分各エッチング動作が完了する度毎のように頻繁に、クリーニングする
ことであろう。しかしながら、クリーニングの頻度を増加させることはスループ
ットの速度を低下させ、コストを大幅に増加させることになるので、殆どのユー
ザにとっては受入れ難いものであろう。

【００１２】従来の誘導結合反応器における別の問題は、壁の陽極部分の表面積と、ペデス
タルとの比が小さ過ぎることである。壁のより大きい部分は、プラズマへの誘導
性電力の転送を容易にするために非導電性でなければならないから、壁の極く小
さい部分だけしかＲＦ電源から供給される容量性バイアスのための陽極として働
くことができない。加工片の表面における平均電圧（直流バイアス電圧と呼ばれ
ることが多い）が負になるように、ペデスタルの表面積を接地された部分の表面
積より大幅に小さくすることが望ましい。この平均負電圧は、正に帯電したイオ
ンをプラズマから加工片まで引くために使用される。しかしながら、従来の誘導
結合プラズマエッチング反応器における場合のように、もしペデスタルの表面積
が接地された部分の表面積より僅かに小さいだけであれば、加工片の表面の平均
負電圧は比較的小さくなる。この小さい平均バイアス電圧は弱い引き付け力しか
発生せず、比較的低い平均イオンエネルギを与える。加工片に重大な損傷を発生
させることなく最大エッチング速度を確保するようにプラズマイオンエネルギを
最適化するためには、従来の誘導結合プラズマエッチング反応器を使用して典型
的に得ることができるよりも高い負バイアス電圧を必要とする。理想的には、加
工片の表面に最大可能負平均電圧、即ちピーク・ピーク電圧の半分を発生させる
ためには、壁の接地された部分の表面積をペデスタルの表面積に比して十分に大
きくする。

【００１３】従来の誘導結合エッチング反応器に伴う更に別の問題は、チャンバの壁の冷却
を含んでいる。エッチングプロセスは、典型的には、チャンバ温度がある狭い範
囲内に維持されている場合に限って安定であり、効率的である。プラズマが形成
されると熱を生成し、この熱がチャンバ温度を所要の狭い範囲より高く上昇させ
得るから、チャンバ内を最適温度に維持するためにはチャンバから熱を除去する
ことが望ましい。これは、典型的にはチャンバ壁の導電性部分内に形成されてい
る冷却用チャネルを通して冷却材流体を流すことによって行われる。チャンバ壁
の絶縁性部分の中に冷却用チャネルを形成することは容易ではないので、これら
の壁の外側に空気を吹き付ける。チャンバ壁を形成するために典型的に使用され
ている石英またはセラミックのような電気絶縁材料は、熱的にも低い伝導度を呈
することから問題が発生する。即ち、チャンバ壁は熱をチャンバから伝達するた
めには理想的ではない。その結果、チャンバからの熱伝達が鈍いので、チャンバ
の温度は、チャンバの絶縁壁に接する領域に望まれるより大きく変動する傾向が
ある。この温度変動が、効率的なエッチング処理のために必要な前述した狭い範
囲を超えることが多い。

【００１４】これらの過大な温度変動は、別の問題を派生し得る。前述したように、エッチ
ングプロセス中に、エッチング副産物がチャンバ壁上に堆積する傾向がある。チ
ャンバの絶縁壁を空冷することによってチャンバ温度を制御することを企図する
と、チャンバ壁温度がサイクルし、壁の内面上に形成されるエッチング副産物の
層に影響する傾向がある。この温度サイクルによりエッチング副産物の層内に熱
応力が発生し、割れを生じて材料の片が壁からチャンバ内に剥落する。解き放た
れた堆積材料は加工片を汚染させることも、またはチャンバの底に沈積すること
もできるので、頻繁なチャンバのクリーニングが必要になる。

【００１５】（発明の概要）本発明のプラズマ反応器は、プラズマエッチングチャンバ内に固定された誘導
性アンテナを設けてある。アンテナは、導電性チャンバ壁に取付けることができ
るように製造することができる。アンテナをエッチングチャンバ内に配置する利
点は、直流バイアス回路のための陽極として働くチャンバ壁の導電性部分のサイ
ズを増加させることができることである。より大きい陽極を設ければ、加工片に
重大な破損をもたらすことなくエッチング速度を最適化することができる。

【００１６】本発明によれば、アンテナは、それが熱をチャンバ壁に容易に伝達するように
製造することができ、チャンバ内に固定することができる。従って、アンテナの
温度は、チャンバ壁の温度を調整することによって調整することができる。他の
長所の中でも、これは、熱膨張サイクルを制限するのを援助し、アンテナ上への
エッチング副産物の、及びアンテナ自体の剥落または割れを防ぐ。またこれは、
アンテナと壁との結合の分離を防ぐのを援助する。

【００１７】本発明の好ましい実施の形態では、誘導性アンテナは、電気絶縁性のジャケッ
トによって取り囲まれている導体からなる。従って、アンテナは導電性のチャン
バ壁に直接結合することができる。この実施の形態では、アンテナは、良好な熱
導体であるセラミックブロック形状のジャケットによって完全に取り囲まれてい
る金属導体を有するように形成することができる。次いで、これらのブロックは
良好な熱接続が得られるように、例えばろう付けによってチャンバ壁に取付ける
ことができる。

【００１８】本発明のプラズマ反応器は、アンテナ表面上に堆積する導電性エッチング副産
物内の渦電流によってもたらされる誘導性電力の減衰を減少させるように形成さ
れた内部アンテナを有することができる。１実施の形態では、内部アンテナの露
出された表面は間隙によって分離され、ジャケットの表面上の導電性エッチング
副産物内を渦電流が流れないようにしている。コイル形状のアンテナの場合には
、隣接し合うアンテナの巻回またはリングセグメントを互いに分離させ、各巻回
を円弧状セグメントにセグメント化することが好ましい。この実施の形態では、
アンテナのセグメントの表面を間隙によって分離し、導電性エッチング副産物に
よって巻回または円弧状セグメントが電気的に結合されるのを防いでいる。従っ
て、間隙の寸法及び形状は、導電性エッチング副産物によって巻回または円弧状
セグメントが電気的に接続されないように選択される。

【００１９】間隙は、導電性エッチング副産物が間隙を橋絡したり、チャンバの壁を接続し
たりするのを防ぐように、十分な高さを有する平行側壁を用いて形成することが
できる。更に、間隙は、間隙内にプラズマを形成させないように十分に狭くしな
ければならない。典型的には、間隙は約0.025乃至１ｍｍであり、高さ対幅の比
は約５より大きい。代替として、または付加的に、間隙を形成する側壁の形状は
、導電性副産物によってアンテナセグメントが結合されないように形成すること
ができる。１実施の形態では、側壁は、間隙が“Ｔ”字形を形成するように、チ
ャンバ壁付近で離れるようにステップ状になっている。間隙は、アンテナの露出
した表面を分離させるだけでもよく、またはアンテナセグメントを完全に分離さ
せることもできる。

【００２０】アンテナは単体であることも、またはセグメント化することもでき、チャンバ
内の電力供給（デポジション）を最適化するために如何なる形態（例えば、位置
、形状、向き）をとることもできる。チャンバ内のアンテナによる電力のデポジ
ションを制御するために、チャンバ内のアンテナの位置、ジャケットの態様、及
びジャケット内の導体の位置を変化させることができる。

【００２１】本発明は、アンテナリング間に取外し可能なダミーリングを設けることができ
る。ダミーリングとアンテナリングとの間には、後述するように間隙を設けるこ
とができる。ダミーリングは、間隙内に累積するエッチング副産物を容易に除去
できるように、クリーニングプロセス中に取外すことができる。

【００２２】本発明の別の長所は、プロセスガスをアンテナの近くに供給できることである
。従来の誘導結合プラズマエッチング反応器では、誘導性コイルアンテナは、外
部に巻き付けられたコイルに近接するチャンバ壁の部分にはガス入口を組み込む
ことが妨げられていた。コイルアンテナの直近に形成されるような高電力供給の
領域内へエッチャントガスを注入することが望ましいことが多いので、これは問
題である。本発明によれば、誘導性アンテナは反応器のチャンバ内に配置されて
いるから、エッチャントガス入口の配置におけるこの制約は最早存在しない。従
って、入口は、特に高電力供給の領域の直近の位置のような、実際的にチャンバ
壁の内側の何処にでも配置することができる。もし望むならば、プロセスガスは
アンテナ巻回の間に配置されたガスポートを通して供給することができる。アン
テナ巻回の間の、またはアンテナ巻回とダミーリングとの間の間隙のサイズは、
巻回の間にプラズマが生成されないように、及び導電性エッチング副産物がポー
トをブロックしないように選択しなければならない。

【００２３】本発明の別の実施の形態では、アンテナは、全体を炭化ホウ素のような導電性
セラミックで製造することも、または導電性セラミック材料で形成された外側ジ
ャケットを有する金属コア（例えば、アルミニウム）で製造することもできる。
更に、アンテナは、中空の内部チャネルを有する管状構造を有することができる
。このチャネルは、アンテナを冷却して規定された温度範囲内に保つために、そ
れを通して冷却材流体の流れを維持するのに使用される。これらの実施の形態で
は、アンテナは、アンテナを接地から絶縁するようにチャンバに結合しなければ
ならない。これは、部分的な絶縁用ジャケットまたは層をチャンバ壁とアンテナ
との間に挿入することによって達成することができる。

【００２４】壁は、チャンバの内部に向いている壁の部分を形成する保護層を有するように
製造することができる。この保護層は、チャンバ内に形成されるプラズマによっ
てチャンバ壁から材料がスパッタリングされるのを防ぐ。この保護層を設けない
場合には壁からスパッタされる材料が、エッチングプロセスの品質を劣化させ、
エッチングされる加工片を汚染し、それによって加工片上に形成中のデバイスを
破損する可能性がある。好ましいのは、導電性チャンバ壁をアルミニウムで製造
し、保護層は酸化アルミニウム（即ち、陽極酸化処理したアルミニウム）とする
ことである。しかしながら、保護層は、炭化ホウ素のような導電性セラミック材
料であることもできる。

【００２５】更に、チャンバ壁は導電性に製造することができるから、反応器内で遂行され
たエッチングプロセスによってチャンバ壁上に堆積する導電性副産物がプラズマ
特性に不都合な効果を呈することがない。例えば、反応器の接地領域（電力をか
けられた加工片ペデスタルのための陽極として働く）と堆積物とが電気的に結合
しても、ＲＦ電力の容量性結合及びイオンエネルギが急激に増加することはない
であろう。従って、電気的に接地された導電性チャンバ壁を、内部誘導性コイル
アンテナと組合わせて使用することによって、たとえエッチングプロセスがチャ
ンバの内壁を導電性副産物で被膜することがあっても、プラズマ特性が変化しな
いことが保証される。

【００２６】アルミニウムのような導電性材料で作られたチャンバ壁は、石英またはセラミ
ックのような従来使用されてきた電気絶縁材料よりかなり良好な熱伝導度をも呈
する。これは、熱をアンテナ及びチャンバの内側から、チャンバ壁内に形成され
た冷却用チャネルを通って流れる冷却材流体へ迅速に伝達する。従って、チャン
バ温度範囲を狭く維持することが容易であり、堆積物の割れ及びチャンバ壁から
の剥落についての従来のエッチング反応器の問題が回避される。更に、アルミニ
ウムチャンバ内に冷却用チャネルを形成するのは、従来の石英壁よりも容易であ
り、低価格である。

【００２７】本発明は、コイルセグメント（使用されている場合には）へ供給されるＲＦ電
力信号の電力レベルを個々に選択してエッチングチャンバ内の電力供給パターン
を更に適合させることも可能である。例えば、特定のコイルセグメントに高めの
電力レベルを呈するＲＦ電力信号を供給すると、低めの電力レベルのＲＦ信号が
供給される他の同じように構成されたセグメントに近接する領域に比して、その
コイルに近接してより高い電力供給の領域が得られる。

【００２８】本発明により製造されたプラズマエッチング反応器の前述した長所に加えて、
単に誘導性コイルアンテナ（またはセグメント）及び電力をかけられたペデスタ
ルへ供給されるＲＦ電力の量を調整するだけで、チャンバ内へ誘導的に及び容量
的に結合されるＲＦ電力の量を変化させることができることに注目されたい。例
えば、ＲＦ電力をペデスタル（及び／または導電性チャンバ壁）だけに供給する
ことによって、容量的に結合されたプラズマを形成させることができる。反対に
、誘導性コイルアンテナだけに、またはもし適用可能であれば、１つまたはそれ
以上の独立的に給電されるコイルセグメントにＲＦ電力を供給することによって
、純粋に誘導的に結合されたプラズマを形成させることができる。または、反応
器は、誘導的に及び容量的に結合されたＲＦ電力の如何なる所望の混合を使用し
ても動作させることができる。従って、反応器は誘導結合モード、容量結合モー
ド、または組合わせモードで動作させることができる。これは、広いプロセスウ
ィンドウにわたっていろいろなエッチング動作を遂行するために反応器を使用す
る機会を与える。

【００２９】以上に説明した恩恵以外の本発明の他の目的及び長所は、以下の添付図面に基
づく詳細な説明から明白になるであろう。

【００３０】（好適な実施例の詳細な説明）以下の本発明の好ましい実施の形態の説明では、本発明の特定の実施の形態を
実現することができる手法を示す。本発明の範囲から逸脱することなく他の実施
の形態を使用することも、また構造の変更を行うこともできることを理解された
い。

【００３１】プラズマエッチング反応器のチャンバの内側壁上への導電性エッチング副産物
の累積を原因とするチャンバ内へのＲＦ電力の誘導性結合の低下の問題には、幾
つかのアプローチで取り組むことができる。例えば、エッチングプロセス自体の
間に、チャンバ壁から導電性堆積物をクリーニングするような自己クリーニング
プロセスを使用することができる。この自己クリーニングプロセスは、チャンバ
壁の部分に代わって、ＲＦ給電された電極の使用を含んでいる。図１のドーム形
チャンバ１０及び誘導性コイルアンテナ１２を有する反応器に示してあるように
、このような電極３６はコイル１２の頂点に位置する中央ボイド内のチャンバ１
０のトップに配置することができる。電極３６はＲＦ電力発生器３８からマッチ
ング回路網（ネットワーク）４０を通して電力をかけられる。電極３６は、導電
性エッチング副産物が電極３６または直近領域上に形成されないように、エッチ
ング処理中に発生器３８によって低電圧に電力をかけられる。この電圧は、電力
をかけられた電極３６がエッチングプロセスに重大な影響を与えないように十分
に低くする。しかしながら、電極３６から離れたチャンバ壁の領域でのクリーニ
ング効果は低く、導電性堆積物が形成される恐れが多くなる。従って、効果的に
するためには、コイルに近接するチャンバの内面全体を導電性エッチング副産物
の形成から保護するように、互いに十分に接近させて配置された複数の電極を使
用しなければならない。しかしながら、エッチングプロセスに実質的に影響しな
いような低レベルに電極電圧を維持しなければならないこと、及びコイル１２に
近接するチャンバ壁全体に堆積を生じさせないようにするには、単に電極をコイ
ル１２のトップ及びボトムに配置しただけでは不十分であることが解った。更に
、反応器チャンバ１０へ誘導的に結合される電力に干渉することなく、コイル１
２に近接する（即ち、直下の）内壁上に電極を配置することは不可能である。従
ってこのアプローチは、問題を軽減はするが完全に解消することはできず、本明
細書において後述する他のアプローチ程好ましいものではない。

【００３２】導電性エッチング副産物体積問題に対処する別のアプローチは、問題の原因で
ある特定の導電性エッチング副産物の堆積温度より高い温度までチャンバ壁を加
熱することを含む。しかしながら、この方法も欠陥を有している。図１に示すよ
うな典型的な誘導結合エッチング反応器のチャンバ壁を実際に加熱できる最高温
度は約200℃である。温度をより高くすると、チャンバのいろいろなアクセス点
を密封するために通常使用されている有機シールが劣化する。エッチングされる
前記金属の幾らかは、200℃を越える堆積温度を有する導電性副産物を発生する
。例えば、銅及び白金の両者をエッチングすると、ほぼ600℃を越える堆積温度
を有する導電性副産物が発生する。典型的に使用されている有機シールを金属製
のシールに置換することは可能である。しかしながら、これらの金属シールは、
高温において金属構造の変化または物理変形を受け易く、チャンバを密封する能
力が劣化するので、通常は１回のエッチング動作に対してのみ効果的である。例
えば、典型的なアルミニウムシールは、ほぼ400℃において変形し、再使用する
ことはできない。毎エッチング動作の後にエッチング反応器内のシールを交換す
る必要があることは、殆どのユーザにとって受入れる難いであろう。以上のこと
から、このアプローチは、誘導結合されるＲＦ電力を減衰させる導電性エッチン
グ副産物の堆積温度が比較的低い（例えば、もしアルミニウムシールを使用する
のであれば、400℃より低い）場合に有用であるが、より包括的な解決法が好ま
しい。

【００３３】図２は、反応器チャンバ１０’の内壁上に導電性エッチング副産物が累積する
ことが原因でＲＦ電力の誘導性結合が低下する問題に対する最も好ましい解決法
に従って製造されたＲＦプラズマエッチング反応器を示している。従来の誘導結
合プラズマエッチング反応器と同様に、真空チャンバ１０’、加工片１４を支持
するペデスタル１６、バイアスＲＦ電力発生器２２及び加工片１４にＲＦバイア
スを印加する関連インピーダンスマッチング回路２４、及びチャンバ１０’を所
望のチャンバ圧力に排気する真空ポンプ２８を備えている。しかしながら、誘導
性コイルアンテナ４４は全く異なっている。反応器チャンバ１０’の外側の周り
に巻き付けられているのではなく、コイル４４はチャンバの内側に配置、もしく
は設置されている。これは、コイルを、チャンバの内壁上の如何なる導電性エッ
チング副産物からも離れるように配置する。従って、導電性被膜は、電力をかけ
られたコイル４４によって生成される磁場（または、少なくともチャンバのプラ
ズマ領域内へ向かう部分）を減衰させることができず、それ故この領域へのＲＦ
電力の誘導結合が低下することはない。その結果、プラズマ特性への不都合な効
果も、またはチャンバ内でプラズマを点弧させ、維持する上での困難性も存在し
ない。勿論、コイル４４はエッチング処理中に電力をかけられるから、電力の誘
導性結合に干渉し得るエッチング副産物がコイルの上に堆積することはない。更
に、アンテナがチャンバの内側にあるから、従来の誘導結合プラズマエッチング
チャンバの場合のようにチャンバ壁のインピーダンスを乗り越える必要がないの
で、低レベルのＲＦ電力を使用してプラズマを生成することができる。

【００３４】図２に示す内部コイル４４は、一体の、平面形態を有し、チャンバ１０’のト
ップ付近に配置されている。コイルのこの実施の形態は、電気的に連続し、渦巻
き状に巻かれた導体で製造されている点が一体である。しかしながら、代替とし
て、コイルは、チャンバ内でいろいろな形状及び位置をとることができる。更に
、コイルをセグメント化し、これらのセグメントを電気的に絶縁して別々に給電
することもできる。図３Ａ−３Ｆは、これらのセグメント化され、別々に給電さ
れる内部コイルを使用するエッチング反応器の例である。これらの例の全てに、
第１のコイルセグメント４６ａ−ｆ及び第２にコイルセグメント４８ａ−ｆが示
されている。第１のコイルセグメント４６ａ−ｆは、第１のＲＦ電力発生器５０
ａ−ｆ及び第１のインピーダンスマッチング回路網５２ａ−ｆを有する外部ＲＦ
電源から電力をかけられる。第２のコイルセグメント４８ａ−ｆは、第２のＲＦ
電力発生器５４ａ−ｆ及び第２のインピーダンスマッチング回路網５６ａ−ｆを
有する外部ＲＦ電源から電力をかけられる。別々の電源が、各コイルセグメント
４６ａ−ｆ、４８ａ−ｆ、及びペデスタル１６にＲＦ電力を供給するように示さ
れている。これにより、電力の量及び周波数をこれらの各素子毎に個々に設定す
ることが可能になる。例えば、異なるコイルセグメントに接続されている別々の
ＲＦ電力発生器によって異なるＲＦ電力レベルまたは周波数を異なるコイルセグ
メントへ印加すれば、プラズマイオン密度の空間的分布を調整することができる
。もし望むならば、如何なる数の、または全ての前述した素子に共通の電源を使
用することもできる。好ましくは、この共通電源は、異なる電力レベル及び周波
数のＲＦ電力を個々の素子へ供給する能力を有している。図３Ａ−３Ｆ（及び図
２の単一のコイル）に図示されて暗示されている各コイルセグメントの巻回の数
は、単なる例示の目的に過ぎないことに注目されたい。コイルまたはコイルセグ
メントは、実際には如何なる巻回数をも有することができる。

【００３５】図３Ａ−３Ｆにそれぞれ示されている反応器の主たる差が、コイルセグメント
４６ａ−ｆ、４８ａ−ｆの形状及び位置であることは理解されよう。図３Ａにお
いては、第１のコイルセグメント４６ａは平面状であってチャンバ１０’のトッ
プ付近に配置されており、一方第２のコイルセグメント４８ａは円筒形状であっ
てチャンバの側壁付近に配置されている。図３Ｂにおいては、コイルセグメント
４６ｂ、４８ｂは共に平面状であってチャンバ１０’のトップ付近に配置されて
おり、第１のセグメント４６ｂは第２のセグメント４８ｂと同心であって第２の
セグメント４８ｂの中央ボイド内に配置されている。図３Ｃのコイルセグメント
形態は図３Ｂの形態に酷似しているが、第２のコイルセグメント４８ｃをチャン
バ内で加工片１４に更に接近させてある点が異なる。図３Ｄの反応器では、第１
のコイルセグメント４６ｄは平面形状であってチャンバ１０’のトップ付近に配
置されており、一方第２のコイルセグメント４８ｄは加工片１４を取り囲むよう
に配置されている逆円錐台形状である。図３Ａ−３Ｄの反応器は、円筒形のチャ
ンバ１０’であるように示されている。しかしながら、必ずしもこのようにする
必要はない。誘導性コイルアンテナはチャンバ１０’の内部に存在しているので
、チャンバの形状は、プラズマに対するその効果を最適化するように適合させる
ことができる。換言すれば、最早コイルの形状がチャンバの設計における主たる
検討要件ではなく、従って、チャンバは如何なる適切な形状にも、好ましくは、
反応器を用いて遂行されるエッチング動作のために望ましい特定のプラズマ特性
を強化するような形状に構成することができる。例えば、図３Ｅ−３Ｆは、円錐
台形チャンバ１０’を有する反応器を示している。図３Ｅにおいては、第１のコ
イルセグメント４６ｅは平面であってチャンバ１０’のトップ付近に配置されて
おり、一方第２のセグメント４８ｅは円錐台形であってチャンバ１０’の側壁に
近接して配置されている。図３Ｆの反応器は、図３Ｅの反応器に類似しているが
、第２のコイルセグメント４８ｆが逆円錐台形を有していてチャンバ内の加工片
１４により接近させてある点が異なる。勿論、他の多くのチャンバ形状が可能で
あり、例えば、チャンバはドーム形であることも、または前記ドーム、円筒、及
び円錐台形の２つまたはそれ以上を組み込んだ集合形状を有することができる。
遂行されるエッチングの型のための所望のプラズマ特性を最適化するために、チ
ャンバの特定の形状を選択すべきである。

【００３６】図３Ａ−３Ｆは、２つの個々に給電されるコイルセグメントを有する誘導性コ
イルアンテナを示している。しかしながら、本発明は、このような２つのセグメ
ントに限定されるものではない。そうではなく、個々に給電される如何なる数の
セグメントをも使用可能である。更に、チャンバの形状と同様に、コイルまたは
コイルセグメントは、如何なる有利な形状をとることもできる。誘導性コイルア
ンテナがチャンバ１０’の内側に配置されているので、コイルは、チャンバの形
状には無関係に、如何なる所望形状をとることもできる。従って、コイルの形状
とチャンバの形状との間の前述したトレードオフは最早無関係である。また、図
３及び４Ａ−Ｆには平面、円筒、及び円錐台形コイル及びコイルセグメントだけ
を示してあるが、本発明はこれらの形状に限定されるものではないことにも注目
されたい。そうではなく、コイルまたはコイルセグメントは、ドーム形状、また
は前述した平面、ドーム、円筒、及び円錐台形の２つまたはそれ以上の集合のよ
うな、如何なる有利な形状を有することもできる。更に、コイルまたはコイルセ
グメントが存在するチャンバ内の位置を、図示した実施の形態に制限することを
暗示する意図はない。コイルまたはコイルセグメントは、所望する如何なる有利
な構成にも配置し、配向させることができる。

【００３７】誘導性コイルアンテナをチャンバ内に配置することの重要な長所は、チャンバ
の形状によってもたらされる制約を受けることなく、チャンバ内で遂行するよう
に意図したエッチングプロセスのために電力供給を最適化できることである。コ
イルまたはコイルセグメントをチャンバ内に配置することによって、電力供給の
形状にかなりの柔軟性を得ることができる。コイルまたは各コイルセグメントの
形状、位置、及び配向のようなファクタは、チャンバ内に最適の電力供給パター
ンが発生するように選択することができる。これらのファクタは、その反応器に
関して構想される特定のエッチングプロセスに含まれるエッチャント種の期待さ
れる拡散特性及び寿命を考慮して選択することもできる。更に、コイルまたはコ
イルセグメントへ供給されるＲＦ電力の量は、電力供給及びエッチャント種分布
に合わせるように変化させることができ、それによって同一のコイル形態を用い
てエッチャント種型の広範な拡散特性を受入れることが可能になる。特定のコイ
ルまたはコイルセグメント形態、及びＲＦ電力入力設定は、電力供給及びエッチ
ャント種拡散を、遂行される特定のエッチングプロセスのために最適化するよう
に選択すべきである。

【００３８】チャンバ内の電力供給及びエッチャント種拡散パターンを最適化する努力とし
て操作することができる形状、位置、及び配向のようなコイル関連ファクタに加
えて、これらのパターンを更に適合させるためにシールディング要素即ちフィー
ルドもチャンバ内に導入することができる。例えば、シールディング要素即ちフ
ィールドは、チャンバの特定領域内のプラズマイオンエネルギを減少させるため
に使用することができる。図４Ａ−４Ｂ（図３Ａ−３Ｂに関して説明済みの反応
器にそれぞれ対応する）には、１つまたはそれ以上のコイルセグメントと加工片
との間に配置されているシールディング要素５８ａ−ｂが示されている。このシ
ールディング要素５８ａ−ｂは、この要素付近の電力供給に影響を与える。この
シールディング要素５８ａ−ｂは、好ましくはファラデー型のシールド、または
導電性スクリーンの形状をとる。何れの場合も、シールディング要素５８ａ−ｂ
は電気的に接地される。接地された要素５８ａ−ｂは、近接する１つまたは複数
のコイルセグメントによって生成される磁場を減衰させ、それによってシールド
の他方の側のプラズマへのＲＦ電力の誘導性結合を低下させる。このようにする
と、シールディング要素５８ａ−ｂから遠い領域内の電力分布を望む通りに減少
させる（例えば、その領域内のプラズマイオンエネルギを減少させる）ことがで
きる。図４Ａでは、円筒形のシールディング要素５８ａが円筒形の第２のコイル
セグメント４８ａ付近に使用され、このセグメントによってチャンバ１０’の中
心のプラズマ領域へ誘導的に結合されるＲＦ電力を低下させている。これは、コ
イルセグメントの１つだけが重大な影響を受けるような例である。図４Ｂは、複
数の（この例では、２つの）コイルセグメントから誘導的に結合されるＲＦ電力
を、シールディング要素５８ｂを使用して減衰させるような実施の形態を示して
いる。シールディング要素５８ｂは、第１及び第２のコイルセグメント４６ｂ、
４８ｂの下のチャンバ内に水平に配置されている。この水平配置は、各セグメン
ト４６ｂ、４８ｂによって、シールド要素５８ｂの反対側の加工片１４の直上の
プラズマ領域へ誘導的に結合されるＲＦ電力を低下させる。以上のように、シー
ルディング要素は、反応器内に使用されている１つまたはそれ以上のコイルセグ
メントに（全てにさえも）影響を及ぼすために使用することができる。更に、こ
のタスクを達成するために、もし望むならば、１つより多くのシールディング要
素を使用することができる。

【００３９】電力供給を操作する代替方法は、チャンバ内に第２の磁場を導入することであ
る。図５に示すように、これは、チャンバ１０’の外側に磁場発生器６０を追加
することによって達成することができる。電磁石または永久磁石の何れかを含む
ことができる発生器６０は、イオンの通過を阻止する磁場をチャンバ１０’内に
発生する。従って、もし阻止磁場を誘導性コイルアンテナ４４（または、本発明
の幾つかの実施の形態の場合のように、そのセグメント）と加工片１４との間に
印加すれば、イオンは加工片に到達することができなくなる。磁場を強くすれば
する程、それを通過して加工片の表面に衝突することができるイオンの数は少な
くなる。発生器６０は、阻止磁場の強さを変化させるように調整可能であること
が好ましい。このようにすると、加工片１４へ通過するイオンの量を調整するこ
とができる。従って、阻止磁場の強さを調整することによって、加工片１４の表
面におけるイオン密度及びイオンエネルギのようなプラズマ特性を制御すること
ができる。

【００４０】誘導性コイルアンテナをチャンバ内に配置することの更に別の長所は、チャン
バを絶縁性材料で作る必要がないことである。前述したように、誘導性コイルア
ンテナの下側に位置するチャンバ壁の部分は、コイルによって生成される磁場の
大幅な減衰（チャンバ内へのＲＦ電力の誘導的な結合を減少させる）を防ぐため
に、典型的には石英またはセラミックのような非導電性材料で作らなければなら
なかった。コイルをチャンバの内側に配置すると、この問題は最早検討要件では
なくなる。従って、チャンバ壁は、アルミニウムのような導電性材料で作ること
ができる。チャンバ壁を導電性にすると、多くの望ましい効果が得られる。第１
に、図２に示すように、チャンバ１０’を電気的に接地することができ、ペデス
タル１６を通して供給されるＲＦ電力のための電気的接地として役立つようにな
る。チャンバ壁の表面積は、従来使用されてきた接地された面積よりも遙かに大
きくなる。更に、今は導電性であり、接地されているチャンバ壁の内側の表面積
は、ＲＦ電力をかけられるペデスタル１６の表面積を大幅に越える。これにより
、より大きい負バイアス電圧が発生し、それによって加工片の表面により最適な
プラズマイオンエネルギ及び指向性を発生させることが実行可能になる。

【００４１】導電性チャンバ壁を使用することの別の利点は、チャンバの接地された領域が
導電性堆積物と電気的に結合した場合に発生する電圧シフトによってプラズマ特
性（例えば、プラズマイオンエネルギ及び指向性）が悪影響を受けるような、導
電性副産物の堆積によってもたらされる問題が解消されることである。チャンバ
壁は既に導電性であり、接地されているので、壁の内側表面上に付加的な導電性
材料が堆積しても、バイアス電圧またはプラズマ特性には無関係であり、何等の
効果も呈さない。

【００４２】導電性チャンバ壁の使用に関連して説明する更に別の長所は、これらの壁の冷
却能力を強化できることである。例えば、アルミニウム製のチャンバ壁は、従来
の誘導結合プラズマエッチング反応器の石英壁に比して、遙かに高い熱伝導度を
呈する（例えば、石英が0.8ｗ／ｍＫであるのに対して、アルミニウムは204Ｗ／
ｍＫである）。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
形成でき、チャンバ全体をアルミニウムで製造することが可能であるから、冷却
チャネルをチャンバ壁全体に分布させることができる。これは、従来の誘導結合
ＲＦプラズマエッチング反応器では必要であったチャンバ壁の外側を空冷する必
要性を排除する。内部冷却チャネルを通して冷却材を流すことは、遙かに効率的
な熱伝達方法である。従って、チャンバ内部から、チャンバ壁内に形成された冷
却用チャネル内を流れる冷却材流体への熱伝達は、遙かに迅速である。この熱伝
達速度の増加は、チャンバ温度の変動を遙かに少なくすることを可能にする。そ
の結果、効率的なエッチング処理が保証され、汚染堆積物の割れ及びチャンバ壁
からの剥落を防ぐのに必要な狭い範囲内にチャンバ温度を容易に維持することが
可能になる。

【００４３】しかしながら、アルミニウムのような金属製の導電性チャンバ壁は、潜在的な
欠陥を有する可能性がある。これらの材料は、あるエッチング処理条件の下では
スパッタする傾向がある。壁からスパッタされた材料は、加工片を汚染し、その
上に形成されているデバイスを破損する可能性がある。この潜在的な問題は、図
２に示すように、チャンバ壁の内面に保護被膜４５を形成させることによって防
ぐことができる。この被膜４５は、プラズマの効果に耐えるように設計されてお
り、従って導電性材料がチャンバ１０’内へスパッタされるのを防ぐ。更に、被
膜４５は、壁が呈する電気的及び熱的特性に重大な効果を呈することがないよう
に設計されている。もしチャンバ壁がアルミニウムであれば、内面を陽極酸化す
る（即ち、酸化アルミニウムの層で被膜する）ことが好ましい。陽極酸化された
アルミニウム層は、前述した保護特性を与える。代替として、壁のスパッタリン
グ及び表面反応を防ぐためのチャンバ内壁の被膜として導電性セラミック材料を
選択することができる。例えば、炭化ホウ素が適切な選択である。

【００４４】本発明の前述した誘導性コイルアンテナまたはセグメントにも同じようなスパ
ッタリングの問題が存在する。もしコイルまたはコイルセグメントが金属で形成
されていれば、プラズマによるこの金属の不要なスパッタリングが加工片を汚染
し、より迅速にコイル構造を浸食する可能性がある。１つの解決法は、コイルま
たはコイルセグメントを、炭化ホウ素の如き導電性セラミックのような“非スパ
ッタリング”導電性材料で形成することである。別の可能性は、金属コアを使用
し、それを“非スパッタリング”被膜によって取り囲むことである。例えば、ア
ルミニウムコアを炭化ホウ素ジャケットで被覆する。何れの実施の形態において
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、加工片の汚染が防が
れる。エッチング処理中に、コイルの温度を頻繁に制御しなければならないこと
に注目されたい。このような場合には、コイルを中空の管状構造に製造すること
ができる。これにより、コイルの内部に形成されたチャネルを通して冷却材流体
をポンプし、それによってコイルを冷却し、所望の動作温度に維持することが可
能になる。

【００４５】図６に示すように、導体１０２を、不十分な導電体ではあるが良好な熱伝導体
である非スパッタリングジャケット１０４で取り囲む、例えば、窒化アルミニウ
ムのようなセラミックで取り囲むことも可能である。次いで、アンテナ１００を
チャンバの天井またはトップ壁１１２に結合して熱交換チャネルまたは導管１１
０を形成させる。これは、アンテナ１００と壁１１２との間に熱流路を与える。
例えば、アンテナ１００を壁１１２にろう付けする等によりアンテナを壁に直接
結合することによって熱交換導管１１０を形成し、アンテナによって生成された
熱を伝導によってチャンバ壁へ伝達させることが現在では好ましい。アンテナ１
００は、ねじ止め、接着等によって壁に組合わせるか、またはそれ以外に結合し
、熱交換導管を形成することもできる。

【００４６】アンテナを壁に結合すると、壁の温度を調整することによってアンテナ１１０
の温度を調整することができる。従って、反応器壁１１２内のチャネル１１４を
通して冷却材をポンピングすることによって、アンテナ１００の温度を調整する
ことができる。熱伝導性材料でアンテナを壁１１２に結合し、壁の温度を調整す
る、または前述したように中空コイルを通して冷却材をポンピングすることは、
誘導性コイルの温度を調整する手段を与える。

【００４７】アンテナの温度を調整することは、ジャケットの割れ及び剥落を防ぎ、アンテ
ナの表面上に累積し得る汚染堆積物の割れ及び剥落を阻止することを援助する。
割れ及び剥落は、典型的には熱膨張サイクルによってもたらされる。例えば、温
度調整されないアンテナは、500℃またはそれ以上の温度に到達する可能性があ
り、次いで室温まで冷却される。この型の温度サイクルは、アンテナの表面上の
何等かの被膜または累積物に、またはジャケット自体に割れまたは剥落を生じさ
せ得る。もしアンテナが加工片上に、または加工片付近に配置されていて、温度
が調整されなければ、片が加工片を汚染する恐れがある。更に、もしアンテナの
温度が調整されれば、ジャケット及び導体が分離する恐れは少ない。アンテナの
最適動作温度は、エッチング副産物の種類、及びアンテナの組成に依存する。そ
れは経験的に容易に決定することができ、約100℃から300℃までであることが予
測される。

【００４８】前述したように、アンテナの構造のためには良好な熱伝導体を選択すべきであ
る。良好な熱伝導体は、アンテナが不均等に加熱されることがないように熱を迅
速に伝達する材料から選択される。不均等に加熱されるとアンテナ１００に熱応
力が発生し、その信頼性が低下する。電流は導体１０２を通過し、導体によって
熱が生成されてアンテナ１００を加熱する。アンテナは壁１１２によって冷却さ
れ、アンテナ１００内に温度勾配が発生する。良好な熱伝導体を使用することに
よって、アンテナ１００を劣化させるような、またはアンテナと壁との結合を劣
化させるような十分な熱応力をアンテナが受けることがないように、アンテナ内
の温度勾配を減少させることができる。更に、アンテナの熱伝導度は、アンテナ
または副産物が剥落しないように、及びアンテナの表面上への副産物の堆積を制
御できるように、前述したようにしてアンテナの温度を最適化できなければなら
ない。

【００４９】貧弱な導電体でジャケットを形成することにより、接地されたチャンバ壁１１
２を通して通路を与えることなく、導電性チャンバ壁１１２に導体１０２を結合
するための手段が提供される。もしアンテナが前述した炭化ホウ素のような導電
性のセラミック材料で形成されていれば、ジャケットは導電性アンテナ材料と導
電性チャンバ壁１１２との間に形成された電気的に絶縁性の層の形状をとること
ができる。従って、熱伝導層は、アンテナによって形成されたチャンバ壁への熱
交換導管を提供し、それによってチャンバ壁の温度を調整することによって誘導
性アンテナの温度を調整するための手段を与える。

【００５０】アンテナ１００の態様は、図６に示すように、チャンバ内の導体１０２の位置
が図３Ａ−３Ｆを参照して説明したような所望のアンテナ形状を形成するように
変化させることができる。

【００５１】図７Ａを参照する。ジャケット１０４のプロフィルをブロックの形状に形成し
、導体１０２をジャケット１０４内に埋め込む、または堆積させることが現在で
は好ましい。ジャケット１０４は図示のように完全に導体を取り囲むことも、ま
たはジャケット１０４はチャンバ内へスパッタされる可能性のある導体の部分だ
けを被覆し、それによってチャンバの汚染を防ぐように導体を取り囲むこともで
きる。

【００５２】図７Ａに示すように、導体は、それがジャケット１０４によって完全に取り囲
まれている２つの側１０３ａ及び１０３ｂ及び２つの縁１０５ａ及び１０５ｂを
有する平らなストリップを形成するように位置決めすることができる。導体は、
一方の側１０３ｂ、または一方の縁１０５ｂがプラズマと対面するように配向す
ることができる。または、導体は、それが方形または矩形を形成するように位置
決めすることもできる。導体１０２は、もしプロセスが導体のスパッタリングま
たは腐食を重大な問題としないならば、導体の一部がプラズマに曝されるように
取り囲まれることもできる。

【００５３】更に、非導電性のジャケット１０４は、それを導電性の壁に結合できるように
部分的にだけ導体１０２を取り囲むことができ、一方別の材料で導体を部分的に
取り囲むことができる。

【００５４】図７Ａは、アンテナ１００を反応器壁１１２に結合するろう付け結合１１０を
も示している。ろう付け結合１１０は、アンテナ１００と壁１１２との間の熱交
換を可能にする。ジャケット１０４及び導体１０２の温度は、壁１１２内のチャ
ネル１１４を通して冷却材をポンピングすることによって調整される。ろう付け
によってアンテナ１００を壁１１２に結合することは、アンテナと壁との間に熱
交換導管を形成する１つの手法にしか過ぎない。図７Ａの実施の形態では、アン
テナと壁との間の熱交換導管は、アンテナの熱膨張サイクルがアンテナ１００の
割れまたは剥落の原因にならないように、またはアンテナと壁の結合が切り離さ
れる原因にならないように、十分な熱伝導度を有していなければならない。

【００５５】複数の入れ子状に重ねた環状リングのアンテナを形成することが、現在では好
ましい。間隙１２０が、リング１００ａと１００ｂとの間に、及び１００ｂと１
００ｃとの間に形成されている。好ましくは、導電性のエッチング副産物がリン
グの間に形成されてリングを電気的に接続するのを防ぐように、間隙のサイズは
十分に大きくする。更に、プラズマ１０１がリング間に生成されないように間隙
のサイズを選択する。従って、最大間隙サイズは、以下のようにデバイの方程式
によって支配される。 λ_De＝（ε₀Ｔ_e / ｅｎ₀）^1/2 ここに、λ_Deはデバイ長さであり、 ε₀は自由空間の誘電率、8.854×10^-12Ｆ/mであり、Ｔ_e は電子温度≒４Ｖであり、ｅは無符号の電子の電荷であり、ｎ₀はプラズマ密度である。典型的な用途では、間隙は約0.025ｍｍ乃至１ｍｍの幅によって分離されている
平行側壁を有するように形成される。

【００５６】図７Ｂに示すように、導電性のエッチング副産物によってセグメントが結合さ
れるのを防ぐために、アンテナセグメント１００ａと１００ｂとの間の間隙１２
０は、典型的に平行側壁１２１ａ及び１２１ｂを有し、アスペクト比が５より大
きくなるように形成される。図７Ｃに示す代替の実施の形態では、導電性のエッ
チング副産物がセグメントを結合するのを防ぐために、間隙１２０の形状が“Ｔ
”字形になるようにジャケットを形成することができる。何れの場合も、導電性
のエッチング副産物がセグメントを結合するのを防ぐように、側壁１２１の長さ
は間隙の幅に比して十分に大きくする。もし望むならば、図６及び７Ａに示すガ
スポート１２２を、リング１００間の間隙１２０を通してプロセスガスを供給す
るように配置することができる。図６−８には、間隙１２０がアンテナ１００を
完全に通って伸びているように示されているが、前述したように、間隙１２０は
それらがアンテナ１００内に部分的にだけ伸びるように形成することもできる。
その場合、本発明のプラズマ反応器は一体構造を有するアンテナを使用すること
ができる。更に、以下に詳述するように、アンテナを中間部材または支持部材に
取付けることができ、その部材をチャンバ壁に取付けることができる。

【００５７】本発明の別の特色は、図８に示すようなクリーニングが容易なアンテナを提供
することである。即ち、ダミーリングをアンテナリング間に設けることができる
。ダミーリングは、アンテナの環状リング間に取り外し可能なように配置されて
いる。これらのダミーリングはクリーニング中には取り外すことができ、間隙１
２０内のアンテナコイルの側上に累積したエッチング副産物をクリーニングプロ
セス中にガスによって容易に除去することができる。取り外したダミーリングを
再び取付ける前にきれいにすることも、または加工片処理の前に新しいセットの
ダミーリングを取付けることもできる。

【００５８】図８において、ダミーリング１００ｅは、反応器チャンバをクリーニングする
時に取り外すことができるように、機械的連結を使用する等によってチャンバ壁
１１２に弛め可能に、または取り外し可能に取付けられている。代替の実施の形
態として、後述するように、ダミーリングはアンテナリングに、または支持構造
に取り外し可能に取付けることができる。

【００５９】取り外し可能なダミーリングは、ダミーリング１００ｅと環状リング１００ｄ
及び１００ｆとの間の間隙１２０内に堆積した副産物を、クリーニングプロセス
中に容易に除去できるようにする。ダミーリングとアンテナリングセグメントと
の間の間隙は、前述したようにして選択する。

【００６０】図９を参照する。アンテナを個々のリングにセグメント化することに加えて、
各リングまたは巻回をセグメント化して円弧形のアンテナセグメント１３０、１
３２、及び１３４を形成することによって、個々のリング１００の表面を分離す
ることも望ましい。アンテナの露出された表面を分離すると、アンテナの表面上
に堆積される導電性エッチング副産物内に発生し得る渦電流が減少する。

【００６１】アンテナ１００の表面上の導電性エッチング副産物内によって発生する渦電流
は、アンテナとプラズマとの間の電力結合を減衰させる。従って、加工片を処理
する際に、プラズマに供給される電力が徐々に低下して行く。これは、密度のよ
うなプラズマ特性、及びプラズマエッチング速度に影響する。加工片処理はプラ
ズマ特性の精密な制御を必要とするから、アンテナ電力結合の変動は加工片処理
を劣化させる。アンテナを円弧状のセグメントにセグメント化することによって
、渦電流はアンテナコイルの周りを流れることができなくなる。以上のように、
アンテナのセグメント化は、アンテナの表面上に堆積した導電性エッチング副産
物内に発生する渦電流を減少させる手段を与える。

【００６２】従って、導電性エッチング副産物に曝される円弧状セグメントの表面は、放射
状の間隙１４０によって分離される。前述したように放射状の間隙のサイズは、
セグメントが導電性エッチング副産物によって電気的に結合されるのを防ぐよう
に十分に大きく、円弧状のセグメント１３０、１３２、及び１３４の間にプラズ
マが生成されるのを防ぐように十分に小さく選択する。放射状間隙がアンテナの
部分を円弧状のセグメントに完全に分離することはできるが、放射状間隙がアン
テナを部分的にだけ伸ばし、アンテナが一体の構造を有するように放射状間隙を
形成することもできる。

【００６３】電流が導電性堆積物内を流れないようにするために、アンテナの露出された表
面を分離する放射状間隙、または何等かの型の間隙を設けることができる。更に
、堆積物の電気的接続を防ぐために、導電性または非導電性の何れかの材料の幾
つかの固形物片でアンテナの露出された表面を部分的に取り囲む、または被覆す
ることもできる。被覆材料または部分的なジャケット材料の片の間の間隙は、前
述したようにして形成される。この実施の形態を用いると、前述したように、ア
ンテナを導電性のチャンバ壁に結合できるように、アンテナの導電性部分を部分
的に取り囲むことが可能になり、一方（そのようにしなければ）プラズマに曝さ
れるアンテナの表面を別の材料で取り囲む、または被覆して、アンテナ上の導電
性堆積物内の渦電流を防ぐことができる。更に、ジャケットまたは被覆を非スパ
ッタリング材料で形成し、その下のアンテナの部分をスパッタリングから保護す
ることができる。

【００６４】図９の実施の形態では、円弧状セグメント１３０、１３２、及び１３４は支持
部材１５０に取付けられており、一方ジャンパ１３６及び１３８が導体１３１、
１３３、及び１３５を電気的に接続するために使用されている。支持部材１５０
は、アンテナ１００を壁に結合するために、及び熱交換導管を形成するために使
用されている。図９においては、図示の目的から、支持部材１５０は３つの環状
リングで示されている。しかしながら、支持部材１５０は、如何なる数のリング
をそれに取付けることも、また前述したダミーリングを取り外し可能に取付ける
ための支持体として使用することもできる。

【００６５】本発明のアンテナは、単一のコイルまたは複数のコイルで作ることができる。
イオンの均一性を調整するために、図１０−１２に示すように、導体１０２をさ
まざまに相互接続して使用することができる。更に、個々のセグメントは、セグ
メントを独立電源に接続する等によって独立的に制御することができる。

【００６６】図１３は、アンテナセグメント２００及び３００の可能な位置を示している。
アンテナ３００は、処理チャンバの天井に取付けらているように図示されている
。ダミーリング３００ｂ、３００ｄ、及び３００ｆが、アンテナセグメント３０
０ａ、３００ｃ、及び３００ｅの間に配置されている。アンテナ２００は、反応
器チャンバの側壁付近に固定されている。この実施の形態では、アンテナリング
２００ａ−ｅは、アンテナ２００が単一構造を形成しており、リングの周辺に一
緒に取付けられているように示されている。リング２００ａ−ｅ間の間隙１２０
は前述したように形成され、リング２００ａ−ｅを完全には分離していない。従
って、アンテナ２００はトップリング２００ｅだけによって、またはボトムリン
グ２００ａだけによってチャンバ壁に取付けることができる。

【００６７】この実施の形態の場合、アンテナ支持体２１１を用いてアンテナを処理チャン
バ内に固定することもできる。このようにすると、アンテナ２００はクリーニン
グまたは交換のために容易に取り外すことができるようになる。この実施の形態
では、アンテナ２００をチャンバ壁に熱的に結合してアンテナ２００と壁との間
で熱交換できるようにする熱交換導管を形成するように、アンテナ２００を壁に
密着させて配置することができる。代替として、アンテナ２００が加熱されて膨
張した時に、チャンバ壁に結合するか、または壁とのその結合を改善するように
アンテナ２００を処理チャンバ内に配置することができる。何れの場合も、チャ
ンバの温度を調整するためにチャンバ壁内の冷却用チャネル１１４を使用するこ
とができ、従ってアンテナ２００の温度を調整するための手段が与えられること
になる。

【００６８】図１４は、一定の態様を有するアンテナセグメント４００及び５００を示して
いる。この実施の形態では、アンテナセグメント４００及び５００の非導電性ジ
ャケット１０４内の導体１０２の位置が、図３Ａ−Ｆについて説明したように所
望の電力供給を形成している。この実施の形態では、導電性エッチング副産物に
曝されるアンテナコイル５００の表面上に放射状の間隙１４０が形成されている
。図示の目的から、単一の放射状間隙１４０だけがアンテナセグメント４００内
に示されている。

【００６９】当分野に精通していれば理解されるように、本発明の範囲内でアンテナを接地
するためのさまざまな可能代替が存在する。

【００７０】誘導結合プラズマエッチング反応器のチャンバ内に誘導性コイルアンテナを配
置することの更に別の長所は、エッチャントガスポートを何処に配置できるかを
アンテナが最早制約しないことである。前述したように、従来の反応器では、必
要なチャンネル及びフィード構造（ガス注入ポートを通してエッチャントガスを
供給するのに必要）とアンテナとが物理的に干渉し合うので、エッチャントガス
ポートを外部誘導性アンテナに近接するチャンバ壁上に配置することはできなか
った。エッチャントガスを、外部アンテナ付近のチャンバ壁の直ぐ内側に形成さ
れる領域のような高電力供給の領域内へ導入することを望む場合が多いので、こ
れが欠点であった。アンテナは最早チャンバ壁を通してチャンバの内部へアクセ
スすることを阻止しないので、注入ポートを配置できる位置は大幅に増加する。
その結果、エッチャントガスを高電力供給の領域付近に、またはこれらの領域か
ら遠い箇所に導入するように、要求に応じてガス注入ポートを配置することがで
きる。例えば、図２では、ガス注入ポート２６は誘導性アンテナ４４付近に配置
されており、アンテナ付近の高電力供給の領域４７内へガスを注入できるように
なっている。以上のように、本発明により製造される反応器においては、ポート
配置は遙かに融通性に富んでいる。

【００７１】図７及び８では、エッチャントガスポート１２２は環状アンテナリング付近に
配置されている。図７Ａでは、ガスポート１２２は環状リング１００ａと１００
ｂとの間、及び１００ｂと１００ｃとの間に配置されている。アンテナリング間
の間隙１２０は、この間隙内にプラズマ１０１が形成されないように十分に小さ
く、且つこの間隙がエッチング副産物の堆積によって閉塞されないように十分に
大きい。

【００７２】本発明により製造されるエッチング反応器の以上に説明した長所に加えて、本
反応器を容量結合モードで、誘導結合モードで、またはそれらの何等かの組合わ
せで動作させることが可能であることを指摘しておく。再度図２及び３Ａ−Ｆを
参照する。もしＲＦ電力をペデスタル１６に供給し、誘導性アンテナ４４または
セグメント４６、４８へＲＦ電力を供給しなければ、反応器は容量結合モードで
動作する。これは、従来の誘導結合プラズマエッチング反応器では、前述したよ
うにペデスタルと導電性陽極部分との間の面積比が不十分であったために不可能
であった。従来の反応器に典型的に見られる面積比では容量的な電力結合が貧弱
であり、チャンバ内にプラズマを生成するには不十分であることが解っている。

【００７３】代替として、ＲＦ電力をペデスタルに供給せずに、誘導性アンテナ４４または
セグメント４６、４８へＲＦ電力を供給することができる。従って、反応器は誘
導結合モードで動作する。

【００７４】誘導性結合は約１ミリトル乃至100ミリトルの範囲の圧力でより効率的であり
、一方容量性結合は約100ミリトル乃至10トルの範囲の圧力でより効率的である
。あるエッチングプロセスは、誘導性結合と一致するような低圧で最良に遂行さ
れ、一方他のエッチングプロセスは容量性結合と一致するようなより高い圧力で
最良に遂行される。従って、本発明により製造される反応器は、極めて広い圧力
範囲でエッチング処理を支援できるので、従来の誘導結合または容量結合の何れ
かのプラズマエッチング反応器よりも大きい融通性を有している。更に、誘導結
合はより多くのイオンを生成し、一方容量結合はより多くの反応性中性種を発生
する。異なるエッチングプロセスまたはプロセスステップは、所望の結果に依存
して、より多くのイオンまたはより多くの反応性中性種を必要とすることが多い
。本発明により製造される反応器は、ペデスタル１６及び内部誘導性アンテナ４
４（または、アンテナセグメント４６、４８）へ供給される電力の量を変化させ
ることによってチャンバ１０内へ誘導的に、または容量的に結合されるＲＦ電力
の量を容易に変化させることができるので、プラズマの組成を制御することがで
きる。これは従来の誘導結合、または容量結合エッチング反応器では不可能であ
った。例えば、エッチングプロセスの幾つかのステップではより大きい誘導結合
で遂行してイオンに富んだプラズマを生じさせることができ、一方他のステップ
ではより大きい容量結合で遂行して反応性中性物に富んだプラズマを生じさせる
ことができる。更に、誘導性アンテナ４４（または、セグメント４６、４８）が
、プラズマを維持するために使用される唯一の源である必要はない。そうではな
く、プラズマは、少なくとも部分的に、電力をかけられたペデスタル１６を使用
する容量結合によって維持することができる。これにより、プラズマを維持する
のに必要な電力には関係なく、所望のエッチャント種濃度を発生させるようにア
ンテナ（または、セグメント）へ供給されるＲＦ電源を適合させることができる
。

【００７５】以上に、好ましい実施の形態に関連して本発明を詳細に説明したが、本発明の
思想及び範囲から逸脱することなく、それらの変化及び変更が可能であることを
理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーニング用電極を使用するドーム形チャンバを有する誘導結
合ＲＦプラズマエッチング反応器の断面図である。

【図２】本発明の好ましい実施の形態により製造されたＲＦプラズマエッ
チング反応器の断面図である。

【図３Ａ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図３Ｂ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図３Ｃ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図３Ｄ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図３Ｅ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図３Ｆ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチ
ング反応器の一般化した断面図である。

【図４Ａ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメント及びシールディング要素を使用
するＲＦプラズマエッチング反応器の一般化した断面図である。

【図４Ｂ】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁さ
れ、別々に給電される誘導性アンテナセグメント及びシールディング要素を使用
するＲＦプラズマエッチング反応器の一般化した断面図である。

【図５】本発明の好ましい実施の形態により製造された電気的に絶縁され
、別々に給電される誘導性アンテナセグメント、及びブロッキング磁場を発生す
る磁場発生器を使用するＲＦプラズマエッチング反応器の一般化した断面図であ
る。

【図６】本発明の好ましい実施の形態により製造されたジャケットによっ
て取り囲まれ、反応器壁に固定されている導体を備えた可変態様誘導性アンテナ
セグメントを使用するＲＦプラズマエッチング反応器の一般化した断面図である
。

【図７Ａ】本発明の好ましい実施の形態により製造されたジャケットによ
って取り囲まれ、反応器のトップ壁に固定されている導体を備えたＲＦプラズマ
エッチング反応器の一般化した断面図である。

【図７Ｂ】プロセスガスポートを用いずに、処理チャンバの天井に取付け
られた図７Ａの誘導性アンテナセグメントの断面図である。

【図７Ｃ】 “Ｔ”字形の間隙を形成するような代替のジャケット外形形状
を有する本発明の誘導性アンテナの断面図である。

【図８】本発明の好ましい実施の形態による誘導性コイルアンテナセグメ
ントの間に配置されたダミーリングを使用する誘導性アンテナセグメントの断面
図である。

【図９】可能な導体レイアウトを示すために、及び放射状円弧区分にセグ
メント化され、支持部材に固定されているアンテナを示すために、一部を切欠い
て示す誘導性アンテナの上面図である。

【図１０】本発明の好ましい実施の形態による可能な電気的相互接続を示
すアンテナの概要図である。

【図１１】本発明の好ましい実施の形態による可能な電気的相互接続を示
すアンテナの概要図である。

【図１２】本発明の好ましい実施の形態による可能な電気的相互接続を示
すアンテナの概要図である。

【図１３】本発明の好ましい実施の形態により製造されたジャケットによ
って取り囲まれ、反応器の側壁に固定されている導体を備えた可変態様の誘導性
アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチング反応器の一般化した断面
図である。

【図１４】本発明の好ましい実施の形態により製造された一定の態様のジ
ャケットによって取り囲まれ、反応器のトップ及び側壁に可変的に位置決めされ
ている導体を備えた誘導性アンテナセグメントを使用するＲＦプラズマエッチン
グ反応器の一般化した断面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月２０日（２０００．４．２０）

【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 (72)発明者オルガドドナルドアメリカ合衆国カリフォルニア州 94301 パロアルトメルヴィルアベニュー 831 (72)発明者クマーアナンダエイチアメリカ合衆国カリフォルニア州 95035 ミルピタスノールドライヴ 1296 (72)発明者モックユークファイアメリカ合衆国カリフォルニア州 94132 サンフランシスコストーンクレストドライヴ 194 (72)発明者ダンブラアレンアメリカ合衆国カリフォルニア州 94030 ミルブライベイヴィューコート 32 (72)発明者テップマンアヴィーアメリカ合衆国カリフォルニア州 95014 クーパーティノレインボードライヴ 21610 (72)発明者マーダイアナアメリカ合衆国カリフォルニア州 95070 サラトーガキルトコート 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 95014 クーパーティノビリッチプレイス 10132 (72)発明者ローウェンハートピーターアメリカ合衆国カリフォルニア州 95124 サンホセロスウッドドライヴ 1862 (72)発明者フワンジェンアメリカ合衆国カリフォルニア州 95014 クーパーティノスコフィールドドライヴ 20835 (72)発明者マックスティーヴアメリカ合衆国カリフォルニア州 94566 プレザントンモントヴィーノドライヴ 878 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA45 AA63 BC06 CA03 CA25 DA02 EA01 EB01 EB41 EC21 EC30 FB02 FC11 FC15 5C030 DD01 DE10 DG09 5F004 AA15 BA20 BB29 CA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）前記反応器チャンバ内に配置され、前記チャンバ壁に結合されていて、プ
ロセスガスを励起してプラズマを生成させる誘導性アンテナとを備え、ｃ）前記誘導性アンテナは、非導電性ジャケットによって取り囲まれている導
体からなり、ｄ）前記アンテナと前記チャンバ壁との結合によって形成される熱交換導管を
更に備えている、ことを特徴とする誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２】前記誘導性アンテナは、複数の環状リングからなることを特
徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３】前記プロセスガスは、前記環状リング間に配置されているポ
ートを通して前記チャンバ内へ供給されることを特徴とする請求項２に記載の誘
導結合プラズマ反応器。
【請求項４】個々のリングを通る源電力は、独立的に制御可能であること
を特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５】前記非導電性ジャケットの表面は導電性エッチング副産物に
曝され、前記ジャケットの曝される表面はセグメント化され、前記ジャケット上
に堆積される導電性副産物が前記セグメントを電気的に結合するのを阻止するよ
うにされていることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６】前記導体は、セグメント化されていることを特徴とする請求
項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７】前記導体セグメントは、独立的に制御することができること
を特徴とする請求項６に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８】前記アンテナは、セグメント化されていることを特徴とする
請求項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９】前記アンテナセグメントは、独立的に制御することができる
ことを特徴とする請求項８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１０】前記環状リングは、三次元外形形状を形成するように配列
されていることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１１】前記環状リングは、(i)平面形状、(ii)円筒形形状、(iii)
円錐台形形状、または(iv)ドーム形状の１つを形成していることを特徴とする請
求項１０に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１２】前記ジャケットの態様及び前記ジャケット内の前記導体の
位置は、三次元外形形状を形成していることを特徴とする請求項１０に記載の誘
導結合プラズマ反応器。
【請求項１３】前記ジャケットは、ブロック形状であることを特徴とする
請求項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１４】前記導体は、２つの側及び２つの縁を有する平坦なストリ
ップであり、前記平坦なストリップは前記側の一方が前記プラズマに対面するよ
うに配向されていることを特徴とする請求項１３に記載の誘導結合プラズマ反応
器。
【請求項１５】前記導体は、２つの側及び２つの縁を有する平坦なストリ
ップであり、前記平坦なストリップは前記縁の一方が前記プラズマに対面するよ
うに配向されていることを特徴とする請求項１３に記載の誘導結合プラズマ反応
器。
【請求項１６】前記導体は、方形であることを特徴とする請求項１３に記
載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１７】前記導体は、少なくとも部分的に前記チャンバに露出され
ていることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１８】隣接する環状リングの間にダミーリングが取り外し可能に
配置されていることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１９】前記アンテナは、ろう付けによって結合されていることを
特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２０】前記熱交換導管は、前記チャンバ壁の温度を調整すること
によって前記アンテナの温度を調整可能にすることを特徴とする請求項１に記載
の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２１】前記チャンバ壁は、導電性であることを特徴とする請求項
１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２２】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）前記反応器チャンバ内に配置され、前記チャンバ壁に固定されていて、プ
ロセスガスを励起してプラズマを生成させる誘導性アンテナとを備え、ｃ）前記誘導性アンテナは、前記アンテナによって生成された熱を伝導によっ
て前記壁へ伝達するように前記チャンバ壁に固定されている、ことを特徴とする誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２３】前記誘導性アンテナは、導体を少なくとも部分的に取り囲
んでいるジャケットを更に備えていることを特徴とする請求項２２に記載の誘導
結合プラズマ反応器。
【請求項２４】前記ジャケットは、非導電性材料である請求項２３に記載
の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２５】前記ジャケットは、良好な熱伝導体であることを特徴とす
る請求項２３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２６】前記ジャケットは、良好な熱伝導体であることを特徴とす
る請求項２４に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２７】前記ジャケットは、窒化アルミニウムからなることを特徴
とする請求項２６に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２８】前記ジャケットは、ろう付けによって前記反応器壁に固定
されていることを特徴とする請求項２６に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項２９】前記アンテナは、前記チャンバ壁の温度を調整することに
よって前記アンテナの温度を調整できるように、前記チャンバ壁に固定されてい
ることを特徴とする請求項２８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３０】前記アンテナは、前記チャンバ壁の温度を調整することに
よって前記アンテナの温度を調整できるように、前記チャンバ壁に固定されてい
ることを特徴とする請求項２２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３１】前記誘導性アンテナは、複数の環状リングを備えることを
特徴とする請求項２２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３２】前記プロセスガスは、前記環状リング間に位置するポート
を通して前記チャンバ内へ供給されることを特徴とする請求項３１に記載の誘導
結合プラズマ反応器。
【請求項３３】個々のリングを通る源電力は、独立的に制御可能であるこ
とを特徴とする請求項３１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３４】前記アンテナの表面は導電性エッチング副産物に曝され、
前記アンテナの曝される表面はセグメント化され、前記アンテナ上に堆積される
導電性副産物が前記セグメントを電気的に結合するのを阻止するようにされてい
ることを特徴とする請求項２４に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３５】前記アンテナは、セグメント化されていることを特徴とす
る請求項２２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３６】前記アンテナセグメントは、独立的に制御することができ
ることを特徴とする請求項３５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３７】前記環状リングは、三次元外形形状を形成するように配列
されていることを特徴とする請求項３１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３８】前記環状リングは、(i)平面形状、(ii)円筒形形状、(iii)
円錐台形形状、または(iv)ドーム形状の１つを形成していることを特徴とする請
求項３７に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項３９】隣接する環状リングの間にダミーリングが取り外し可能に
配置されていることを特徴とする請求項３１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４０】前記アンテナは、ろう付けによって固定されていることを
特徴とする請求項２２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４１】前記チャンバ壁は、導電性であることを特徴とする請求項
２２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４２】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）前記反応器チャンバ内に配置されていて、プロセスガスを励起してプラズ
マを生成させる誘導性アンテナと、ｃ）前記誘導性アンテナの温度を調整する手段と、を備えていることを特徴とする誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４３】前記調整手段は、熱伝導性のアンテナとチャンバ壁との結
合と、前記チャンバ壁内の冷却用チャネルからなることを特徴とする請求項４２
に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４４】前記調整手段は、中空の内部を持つ管状構造を有するアン
テナからなり、前記中空の内部によって形成されるチャネルは、前記誘導性アン
テナの温度を調整するために、それを通る冷却材の流れを維持できることを特徴
とする請求項４２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４５】前記アンテナは、非導電性材料によって少なくとも部分的
に取り囲まれている導体からなることを特徴とする請求項４３に記載の誘導結合
プラズマ反応器。
【請求項４６】前記材料は、熱伝導性であることを特徴とする請求項４４
に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４７】前記材料は、前記プラズマによる前記アンテナのスパッタ
リングを防ぐことを特徴とする請求項４５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４８】前記チャンバ壁は、導電性であることを特徴とする請求項
４５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項４９】前記アンテナは、ろう付けによって前記反応器壁に取付け
られていることを特徴とする請求項４８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５０】前記アンテナの表面は導電性エッチング副産物に曝され、
前記アンテナは、導電性エッチング副産物の堆積による前記アンテナの表面上の
渦電流を減少させるための手段を更に備えていることを特徴とする請求項４２に
記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５１】前記渦電流を減少させる手段は、前記アンテナのセグメン
ト化からなることを特徴とする請求項５０に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５２】前記アンテナは少なくとも１つの環状リングからなり、前
記環状リングはセグメント化されていることを特徴とする請求項５１に記載の誘
導結合プラズマ反応器。
【請求項５３】前記アンテナは、少なくとも２つの環状リングからなり、
前記環状リングはそれらの間に間隙を有していることを特徴とする請求項５１に
記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５４】前記間隙の距離は、導電性エッチング副産物が前記環状リ
ングを電気的に接続することができないようにしていることを特徴とする請求項
５３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５５】前記間隙の距離は、前記間隙内にプラズマが形成されない
ようにしていることを特徴とする請求項５４に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５６】前記間隙の距離は、導電性エッチング副産物が前記環状リ
ングの表面と前記チャンバ壁とを電気的に接続することができないようにしてい
ることを特徴とする請求項５５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項５７】前記プラズマによる前記アンテナのスパッタリングを防ぐ
手段を更に備えていることを特徴とする請求項４２に記載の誘導結合プラズマ反
応器。
【請求項５８】前記セグメントはセグメント間隙によって分離され、前記
セグメント間隙は、導電性エッチング副産物が前記セグメントを電気的に接続し
ないようなサイズであることを特徴とする請求項５２に記載の誘導結合プラズマ
反応器。
【請求項５９】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）前記反応器チャンバ内に設置されていて、エッチャントガスを励起してプ
ラズマを生成させる誘導性アンテナとを備え、ｃ）前記誘導性アンテナは非スパッタリング材料からなり、前記プラズマによ
る前記アンテナのスパッタリングを防ぐように構成されている、ことを特徴とする誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６０】前記誘導性アンテナは、ジャケットによって少なくとも部
分的に取り囲まれている導体からなることを特徴とする請求項５９に記載の誘導
結合プラズマ反応器。
【請求項６１】前記ジャケットは、非導電性材料である請求項６０に記載
の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６２】前記ジャケットは、熱伝導体であることを特徴とする請求
項６０に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６３】前記ジャケットは、熱伝導体であることを特徴とする請求
項６１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６４】前記ジャケットは、窒化アルミニウムからなることを特徴
とする請求項６３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６５】前記アンテナは、前記反応器チャンバ壁に結合されている
ことを特徴とする請求項６０に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６６】前記アンテナは、ろう付けによって結合されていることを
特徴とする請求項６５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６７】前記アンテナは、前記チャンバ壁の温度を調整することに
よって前記アンテナの温度を調整できるように、前記チャンバ壁に結合されてい
ることを特徴とする請求項６５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６８】前記アンテナは、セラミックによって取り囲まれている導
体からなることを特徴とする請求項５９に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項６９】前記セラミックは、前記アンテナによって生成された熱を
前記チャンバ壁へ流すことができるように、前記導体と前記チャンバ壁との間に
熱交換導管を形成するようにろう付けによって前記反応器壁に結合されているこ
とを特徴とする請求項６８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７０】前記アンテナは、前記チャンバ壁の温度を調整することに
よって前記アンテナの温度を調整できるように、前記チャンバ壁に結合されてい
ることを特徴とする請求項６９に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７１】前記アンテナはプラズマに曝される表面を有し、前記曝さ
れる表面は間隙を含み、前記間隙は導電性堆積物が前記間隙によって分離されて
いる表面を電気的に接続するのを阻止するようにされていることを特徴とする請
求項５９に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７２】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）前記反応器チャンバ内に設置され、前記チャンバ壁に結合されていて、プ
ロセスガスを励起してプラズマを生成させる誘導性アンテナとを備え、ｃ）前記プロセスガスはポートを通して前記チャンバ内へ供給され、前記ポー
トは前記誘導性アンテナ付近に配置されている、ことを特徴とする誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７３】前記アンテナは複数の環状リングからなり、前記ポートは
前記環状リング間に配置されていることを特徴とする請求項７２に記載の誘導結
合プラズマ反応器。
【請求項７４】前記アンテナリングはそれらの間に間隙を形成しており、
前記間隙は前記リングの間にプラズマが形成されないように十分に小さいことを
特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７５】前記アンテナリングはそれらの間に間隙を形成しており、
前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記リングを電気的に結合するのを阻止
するように十分に大きいことを特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ
反応器。
【請求項７６】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記アンテナの表
面と前記反応器壁とを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを
特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７７】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記環状リングを
電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを特徴とする請求項７４
に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７８】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記アンテナの表
面と前記反応器壁とを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを
特徴とする請求項７４に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項７９】前記環状リングは、三次元外形形状を形成していることを
特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８０】前記環状リングは、(i)平面形状、(ii)円筒形形状、(iii)
円錐台形形状、または(iv)ドーム形状の１つを形成していることを特徴とする請
求項７９に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８１】前記環状リングは、非導電性ジャケットによって少なくと
も部分的に取り囲まれている導体からなり、前記導体は三次元外形形状を形成し
ていることを特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８２】前記導体は、(i)平面形状、(ii)円筒形形状、(iii)円錐台
形形状、または(iv)ドーム形状の１つを形成していることを特徴とする請求項８
１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８３】前記アンテナは、非導電性ジャケットによって少なくとも
部分的に取り囲まれている導体からなることを特徴とする請求項７２に記載の誘
導結合プラズマ反応器。
【請求項８４】前記アンテナは、前記ジャケットを前記チャンバ壁にろう
付けすることによって前記壁に結合されていることを特徴とする請求項８３に記
載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８５】前記アンテナは、環状セグメントを有していることを特徴
とする請求項７２に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８６】前記アンテナの表面は、円弧状の区分を有していてそれら
の間に放射状の間隙を有し、前記放射状の間隙のサイズは、導電性エッチング副
産物が前記区分を電気的に接続するのを阻止するようにされていることを特徴と
する請求項８５に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８７】前記環状アンテナの表面は導電性エッチング副産物に曝さ
れ、前記環状アンテナの曝される表面はセグメント化され、前記アンテナの表面
上に堆積する導電性エッチング副産物が前記セグメントを電気的に接続するのを
阻止するようにされていることを特徴とする請求項７２に記載の誘導結合プラズ
マ反応器。
【請求項８８】前記環状リングの間にダミーリングが配置されていること
を特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項８９】前記ダミーリングは、前記チャンバ壁に取り外し可能に取
付けられていることを特徴とする請求項８８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９０】前記アンテナリング及びダミーリングはそれらの間に間隙
を形成しており、前記間隙は前記間隙内にプラズマが形成されないように十分に
小さいことを特徴とする請求項８８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９１】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記環状リングと
前記ダミーリングとを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを
特徴とする請求項９０に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９２】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記アンテナコイ
ルの表面と前記反応器壁とを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きい
ことを特徴とする請求項７３に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９３】同心の前記アンテナリング及びダミーリングはそれらの間
に間隙を形成しており、前記間隙は導電性エッチング副産物が前記環状リングと
前記ダミーリングとを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを
特徴とする請求項８８に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９４】前記間隙は、導電性エッチング副産物が前記アンテナの表
面と前記反応器壁とを電気的に結合するのを阻止するように十分に大きいことを
特徴とする請求項７４に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項９５】誘導結合プラズマ反応器のチャンバ内に配置されている誘
導性アンテナの温度を調整する方法であって、ａ）導体からなるアンテナを選択するステップと、ｂ）前記アンテナと前記誘導結合プラズマ反応器内のチャンバの壁との間で熱
を交換することができるように、前記アンテナを前記チャンバ壁に結合するステ
ップと、ｃ）前記アンテナの温度を調整するように前記チャンバ壁の温度を調整するス
テップと、を含むことを特徴とする誘導性アンテナの温度を調整する方法。
【請求項９６】前記チャンバ壁は導電性であり、前記アンテナは前記導体
が前記壁から電気的に絶縁されるように結合されていることを特徴とする請求項
９５に記載の誘導性アンテナの温度を調整する方法。
【請求項９７】前記アンテナは、非導電性のジャケットによって取り囲ま
れている電気導体からなることを特徴とする請求項９６に記載の誘導性アンテナ
の温度を調整する方法。
【請求項９８】前記アンテナは、前記アンテナを前記チャンバ壁にろう付
けすることによって結合されていることを特徴とする請求項９７に記載の誘導性
アンテナの温度を調整する方法。
【請求項９９】前記チャンバ壁の温度を調整するステップは、前記チャン
バ壁内のチャネルを通して冷却材を流すステップを更に含むことを特徴とする請
求項９５に記載の誘導性アンテナの温度を調整する方法。
【請求項１００】前記チャンバ壁の温度は、熱膨張サイクルに起因する前
記アンテナの剥落を防ぐように調整されることを特徴とする請求項９５に記載の
誘導性アンテナの温度を調整する方法。
【請求項１０１】誘導結合プラズマ反応器であって、ａ）壁を有する反応器チャンバと、ｂ）プラズマに曝される表面を有する誘導性アンテナとを備え、ｃ）前記アンテナの表面は少なくとも１つの間隙によって分離され、前記間隙
はエッチング副産物が前記分離された表面を電気的に結合するのを阻止するよう
になっている、ことを特徴とする誘導的に結合されたプラズマ反応器。
【請求項１０２】前記誘導性アンテナは、導体と、非導電性層とからなる
ことを特徴とする請求項１０１に記載の誘導結合プラズマ反応器。
【請求項１０３】前記誘導性アンテナは、前記誘導性アンテナの温度を調
整するために前記アンテナから前記反応器チャンバ壁へ熱を伝達できるように、
前記反応器チャンバ壁に結合されていることを特徴とする請求項１０２に記載の
誘導結合プラズマ反応器。