JP2002531914A - プラズマ浸漬イオン注入用増強プラズマモード、方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 新規なプラズマ処理方法（８００、８１４）およびシステム（１０）。本発明の方法およびシステムは、真空チャンバ（１４）内にrfプラズマ放電を形成する。プラズマ放電は誘導結合構造（２１１、２１３）を有し、該誘導結合構造は、該構造の第１端部の第１カスプ領域（２１７）および第２端部の第２カスプ領域（２１９）を有している。或る実施形態では、第１カスプ領域と、第２カスプ領域との間に第３カスプ領域（２１８）を設けることもできる。第１カスプ領域は第１電磁気源（２０７）により形成され、第２カスプ領域は第２電磁気源（２０９）により形成される。第１電磁気源（２０７）および第２電磁気源（２０９）は、rfプラズマ放電の大部分を、真空チャンバ（１４）の壁から離れた領域に閉じ込める。従って、プラズマ放電は、実質的に単一イオン種（例えばＨ_１ ^＋）を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 関連特許出願の相互参照 本願は、「プラズマ浸漬イオン注入用増強プラズマモードおよび方法（Enhanc
ed Plasma Mode and System For Plasma Immersion Ion Implantation）」とい
う名称に係るWei Liu等の米国特許出願第09/201,946号（代理人管理番号18419-0
071000）および「プラズマ浸漬イオン注入用増強プラズマモードおよび方法（En
hanced Plasma Mode and System For Plasma Immersion Ion Implantation）」
という名称に係るWei Liu等の米国特許出願第09/203,025号（代理人管理番号184
19-072000）の優先権主張に基くものであり、これらの米国特許出願の全体はあ
らゆる目的で本願に援用する。

【０００２】 （技術分野） 本発明は物体（objects）の製造に関し、より詳しくは、高密度プラズマ源を
形成するための、プラズマ放電と適用磁界との組合せを行う技術を提供すること
にある。本発明は、例えば集積回路の製造のための粒子の注入に適用できる。し
かしながら、本発明は広範囲の適用可能性を有し、多層集積回路デバイス、集積
半導体デバイスの３次元パッケージング、フォトニックデバイス、圧電子デバイ
ス、超小形電子機械システム（microelectromechanical system: MEMS）、セン
サ、太陽電池、フラットパネルディスプレイ（例えば、LCD、AMLCD）、ドーピン
グ半導体デバイス、生物学的デバイスおよび生物医学的デバイス等の他の基板へ
の粒子注入にも適用できる。

【０００３】 （背景技術） 集積回路は、半導体材料のチップ上で組立てられる。集積回路は、しばしば、
数千個または数百万個のトランジスタおよび他のデバイスを保有している。より
詳しくは、所与の半導体領域内にできる限り多くのトランジスタを設けることが
望ましい。なぜならば、一般に、トランジスタが多いほど多くの機能性が得られ
、かつチップが小さいほど単位ウェーハ当りチップ数を大きくしかつ低コストに
できるからである。幾つかの集積回路は、一般に「バルク」シリコンウェーハと
呼ばれている単結晶（モノクリスタル）のスライスまたはウェーハ上で組立てら
れる。このような「バルク」シリコンウェーハ上のデバイスは、一般に、イオン
注入等の加工技術を用いて不純物すなわちイオンを基板内に導入することにより
作られる。これらの不純物すなわちイオンは、基板内に導入されて、基板、従っ
て基板上に形成されるデバイスの電気的特性を選択的に変化させる。イオン注入
は、基板内への不純物すなわちイオンの正確な配置を与える。しかしながら、イ
オン注入は、高価で、一般に、フラットパネルディスプレイ等の製造に使用され
るガラス等の大形基板または半導体基板内に不純物を導入するのには使用できな
い。

【０００４】 従って、ガラス基板または半導体基板等の大面積基板のプラズマ処理が、フラ
ットパネルディスプレイまたは３００ｍｍシリコンウェーハの製造に提案されま
たは使用されている。プラズマ処理は、一般に、プラズマ浸漬イオン注入（plas
ma immersion ion implantation: PIII）またはプラズマ源イオン注入（plasma
source ion implantation: PSI）と呼ばれている。プラズマ処理は一般にチャン
バを使用しており、該チャンバは、この中でプラズマを発生させかつ維持させる
ための誘導結合形プラズマ源を有している。プラズマと注入すべき基板との間の
大きい電圧差によって、プラズマから、基板の表面すなわち深さ内への不純物す
なわちイオンを加速する。慣用プラズマ処理技術には、種々の制限が存在する。

【０００５】 慣用プラズマ処理技術の主な制限は、このような大面積上でのプラズマ密度お
よび化学的性質の均一性の維持がしばしば困難なことである。単なる一例として
、誘導結合形（inductively coupled plasma: ICP）プラズマ源またはトランス
フォーマ結合形（transformer coupled plasma: TCP）プラズマ源の両者は、誘
導コイルアンテナ設計を用いたプラズマ均一性の維持の困難性により影響を受け
る。また、これらのプラズマ源は、加工チャンバ内へのアンテナ放射を結合する
ための大きくかつ厚い石英窓を必要とするため、しばしば、コストが嵩みかつ一
般に維持が困難である。厚い石英窓は、しばしば、該窓内での熱消散により高周
波（rf）出力の増大（すなわち効率の低下）を引き起こす。

【０００６】 電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron Resonance: ECR）およびヘリ
コン形プラズマ源等の他の技術には、単一アンテナまたは導波管を使用するとき
に、共鳴磁界を大面積にスケーリングすることが困難であるという制限がある。
また、殆どのECR源はマイクロ波出力を使用している。マイクロ波出力は、しば
しば、かなり高価でありかつ電気的に調整するのが困難である。熱陰極プラズマ
源も使用されまたは提案されている。熱陰極プラズマ源は、しばしば、陰極材料
の蒸発によるプラズマ環境の汚染を発生させる。或いは、冷陰極プラズマ源も使
用されまたは提案されている。これらの冷陰極源は、しばしば、発生されるプラ
ズマへの冷陰極の露出による汚染を発生させる。

【０００７】 これらの慣用プラズマ源を改良しまたはこれらのプラズマ源と置換されること
もある先駆技術が開発されている。これらの技術は、Waban Technology社（マサ
チューセッツ州、現在はSilicon Genesis Corporation）のChung Chan博士によ
り開発され、かつ該Chan博士の米国特許第5,653,811号（該米国特許は、あらゆ
る目的で本願に援用する）に開示されている。この米国特許は、改善されたプラ
ズマ加工システムにより、プラズマを用いて基板を処理する技術を概略的に開示
している。数ある中で、改善されたプラズマ加工システムとして、真空チャンバ
内でプラズマを発生させるべく作動する少なくとも２つのrf源がある。この改善
されたプラズマシステムは、多数のプラズマ源を使用することにより、例えば注
入中に、より均一なプラズマ分散を行う。しかしながら、基板の製造には一層均
一なプラズマを供給できることが好ましい。

【０００８】 上記から、基板内への不純物の導入を行うための改善された技術が強く望まれ
ていることが理解されよう。

【０００９】 （発明の開示） 本発明によれば、プラズマ処理を行う方法およびシステムを含む技術が提供さ
れる。例示の実施形態では、高周波源と電磁気源との組合せにより高密度プラズ
マが形成される。高密度プラズマ源は、例えば実質的に水素の単一同位体である
プラズマ並びに他の種を作ることができる。

【００１０】 特定実施形態では、真空チャンバ内にプラズマが形成される。プラズマは誘導
結合構造により閉じ込められ、該誘導結合構造は、該構造の第１端部の第１カス
プ領域および第２端部の第２カスプ領域を備えている。幾つかの実施形態では、
第１カスプ領域と第２カスプ領域との間に第３カスプ領域を設けることもできる
。第１カスプ領域は第１電磁気源により形成され、第２カスプ領域は第２電磁気
源により形成される。第１電磁気源および第２電磁気源は、プラズマの大部分を
、真空チャンバの壁から離れた領域に閉じ込める。従って、プラズマ放電は、実
質的に単一イオン種を形成できる。

【００１１】 他の実施形態では、本発明は、プラズマ源を用いて粒子を注入する新規な方法
およびシステムを有している。本発明の方法は、チャンバ内にプラズマを形成す
る段階を有している。プラズマ放電は、誘導結合構造を有し、該構造は、この第
１端部の第１カスプ領域と、第２端部の第２カスプ領域とを有している。或る実
施形態では、第１カスプ領域と第２カスプ領域との間に第３カスプ領域を設ける
こともできる。第１カスプ領域は第１電磁気源により形成され、第２カスプ領域
は第２電磁気源により形成される。第１電磁気源および第２電磁気源は、rfプラ
ズマ放電の大部分を、真空チャンバの壁から離れた領域に閉じ込める。本発明の
方法はまた、プラズマ放電に対して基板をバイアスして、プラズマからの粒子を
基板内に導入する段階を有している。実質的に単一イオン種（例えばＨ_１ ^＋）で
形成できるプラズマ放電により、基板内の選択された深さにおける注入粒子の均
一分布が達成される。

【００１２】 他の実施形態では、本発明は新規なプラズマ源を提供する。本発明のプラズマ
源は、真空チャンバと、該チャンバの内部領域内に配置されたサセプタ（suscep
tor）とを有する。サセプタは、この上にワークを固定することができる。プラ
ズマ源は更に、チャンバ内のサセプタ上に横たわるように配置されたrf源を有し
、該rf源は誘導放電を供給してチャンバ内のガスからプラズマを形成する。プラ
ズマ源は、チャンバの上部の周囲に配置された第１電磁気源を有し、該第１電磁
気源はrf源に近いプラズマの第１カスプ領域を形成する。プラズマ源はまた、チ
ャンバの下部の周囲に配置された第２電磁気源を有し、該第２電磁気源はサセプ
タに近いプラズマの第２カスプ領域を形成する。第１電磁気源は直流電源に接続
されている。

【００１３】 本発明によれば多くの利益が得られる。一態様では、本発明は、Ｈ_１ ^＋状態の
水素含有粒子（hydrogen bearing particles）に富んだ高密度プラズマ源を提供
する。この高密度源は活性であり、シリコンウェーハ等の基板の表面を通して、
均一態様で水素含有粒子を注入させることができる。他の態様では、本発明は、
慣用マルチコイル源よりも低いrf出力を使用する簡単かつエレガントな源設計の
高密度プラズマ源を達成する。本発明はまた、効率が高い、「陽子」状態のプラ
ズマ源を点火する方法を提供する。この実施形態には、これらの利益のうちの１
つ以上の利益が存在する。以下、これらのおよび他の長所または利益を本願明細
書を通してより詳細に説明する。

【００１４】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、添付図面に関連して、本発明の上記および他の実施形態並びにその長所
および特徴をより詳細に説明する。

【００１５】 本発明によれば、高密度プラズマ源を形成する方法およびシステムを含む技術
が提供される。例示の一実施形態では、本発明は、高密度プラズマを形成するた
めの高周波源と磁気源との組合せを使用する装置を提供する。高密度プラズマは
、例えば実質的に水素の単一同位体であるプラズマを形成できる。 １．慣用プラズマ加工システム 図２を参照して概略的に説明すると、慣用プラズマ加工システム１０は、真空
ポンプ（図示せず）に連結された真空ポート１８を備えた真空チャンバ１４を有
している。システム１０は、Оリング３０により真空シールされかつ着脱可能な
クランプ３４により真空チャンバ１４の上面２２に取り付けられた一連の誘電体
窓２６を有している。外側シールド／接地４４内に配置されたヘリカルアンテナ
すなわちパンケーキアンテナ４６を備えたシステムでは、これらの誘電体窓２６
の幾つかに、rfプラズマ源４０が着脱可能に取り付けられている。各アンテナの
冷却は、アンテナに冷却流体を通すことにより達成される。冷却は、一般に、高
出力の場合にのみ必要とされる。rfプラズマ源４０が取り付けられていない窓２
６は、真空チャンバ１４内の覗きポートとして使用される。各プラズマ源４０が
着脱可能であるため、システム１０内の真空を除去することなく、関連誘電体窓
２６を掃除したり、プラズマ源４０を交換することができる。ガラス窓が使用さ
れているが、窓材料として、石英またはポリエチレン等の他の誘電材料を使用す
ることもできる。

【００１６】 各アンテナ４６は、結合コンデンサ５４および整合網５０を介してrf発生器６
６に接続されている。各アンテナ４６はまた、それぞれのアンテナ４６と並列に
接続された同調コンデンサ５８を有している。同調コンデンサ５８は、コントロ
ーラ６２からの信号Ｄ、Ｄ′、Ｄ″により制御される。同調コンデンサ５８を個
々に調節することにより、各rfアンテナ４６からの出力は、発生されるプラズマ
の均一性を維持すべく調節できる。アンテナへの出力を調節するのに、ゼロ反射
出力チューニングを使用することもできる。Rf発生器６６は、コントローラ６２
からの信号Ｅにより制御される。コントローラ６２は、整合網５０への信号Ｆに
より、アンテナ４６への出力を制御する。

【００１７】 コントローラ６２は、信号Ａ、Ｂ、Ｃに応答して同調コンデンサ５８およびrf
発生器６６を調節する。ここで、信号Ａは、アンテナ４６に供給される出力をモ
ニタリングするセンサ７０からのものである。信号Ｂは、プラズマ密度を直接測
定する高速走査ラングミュアプローブ７４からのものである。信号Ｃは、基板ウ
ェーハホルダ８２に取り付けられた複数のファラデーカップ７８からのものであ
る。ラングミュアプローブ７４は、双頭矢印Ｉで示すように、プローブをプラズ
マに対して出入りさせることにより走査される。これらのセンサにより、rf発生
器６６および同調コンデンサ５８の設定は、システム１０を実際に使用して基板
をプラズマ処理する前に、コントローラにより決定される。ひとたび設定が決定
されると、プローブが取り出されて、処理すべきウェーハが導入される。プロー
ブは、加工中は所定位置に配置され、システムのリアルタイム制御ができるよう
にする。プローブから蒸発する粒子がプラズマを汚染しないようにし、かつ加工
される基板を遮らないようにするための注意を払わなくてはならない。

【００１８】 この慣用システムは多くの制限を有している。例えば、慣用システム１０は、
石英ライナ１０１により包囲されたウェーハホルダ８２を有している。石英ライ
ナは、サンプル台からスパッタリングされる意図しない汚染物質が、実質的に汚
染物質が存在しない状態に維持されなくてはならない基板１０３に衝突すなわち
接触することを低減させるためのものである。また、石英ライナは、高電圧変調
器および電源に作用する電流負荷を低減させることを意図している。しかしなが
ら、石英ライナは、しばしば、図１Ａに示すように、帯電により石英ライナに付
着された不純物すなわちイオン１０４を誘引する。この付着により石英ライナが
帯電され、これにより、イオン１０５の経路が通常のトラジェクトリから変化す
る。経路の変化により、プラズマ浸漬注入工程中に不均一が生じる。図１Ｂは、
高濃度領域１１１、１０９（これらは不均一性を示すものである）を有する基板
１０３を簡単化した平面図である。或る慣用システムでは、ライナはアルミニウ
ムのような材料で作られることもある。慣用加工法ではアルミニウムは問題が大
きい。なぜならば、ライナからアルミニウム粒子がスパッタリングされて、基板
に付着するからである。基板上のアルミニウムは、該基板上に製造されるデバイ
スに種々の機能的問題および信頼性の問題を引き起こす。ステンレス鋼で作られ
たウェーハステージは、鉄、クロム、ニッケルその他の粒子状汚染物質を基板に
導入してしまう。Zhineng Fan, Paul K. Chu, Chung Chan,およびNathan W. Che
ungの「プラズマ浸漬イオン注入中のフォーカシング効果により引き起こされる
ドーズおよびエネルギの不均一性（Dose and Energy Non-Uniformity Caused By
Focusing Effects During Plasma Immersion Ion Implantation）」という題名
の論文（Applied Physics Letters社発行）には、上記幾つかの制限が説明され
ている。

【００１９】 また、慣用システムは、不均一態様でイオン１０８を基板表面に向けて導入す
る。図示のように、イオンは、変化する角度および流束で基板表面に向かって加
速する。これらの変化する角度および流束によって、基板材料内に不均一イオン
分布を形成する傾向がある。基板内でのイオンの不均一分布は多くの問題を創出
する。例えば、Smart Cut^TM等の膜トランスファ工程または制御された分割（cle
aving）工程に使用される基板内のイオン分布が不均一であると、最終的に不均
一な分離膜が形成され、これは集積回路の製造において特に好ましくないことで
ある。従って、一般に、膜トランスファ工程で基板材料内の選択された深さの位
置にイオンの均一分布を形成することが望まれている。 ２．本発明のプラズマ浸漬システム 図２は、本発明の一実施形態による粒子注入用プラズマ処理システム２００を
示す概略図である。この図面は、単なる例示であって、本願の特許請求の範囲を
制限するものではない。当業者ならば、他の種々の変更を考え得るであろう。理
解を容易にするため、図１Ａで使用された参照番号の幾つかは図２およびその他
の図面でも使用されている。特定実施形態では、システム２００は、真空ポンプ
（図示せず）に連結された真空ポート１８を備えた真空チャンバ１４を有してい
る。システム２００は、Оリング３０により真空シールされかつ着脱可能なクラ
ンプ３４により真空チャンバ１４の上面２２に取り付けられた誘電体窓２６を有
している。外側シールド／接地４４内に配置されたヘリカルアンテナすなわちパ
ンケーキアンテナ４６を備えた一実施形態では、rfプラズマ源４０が誘電体窓２
６に着脱可能に取り付けられている。容量結合または誘導結合を用いたアンテナ
の他の実施形態を使用することもできる。rfプラズマ源は、１３．５６MHzおよ
び他の周波数で作動できる。各アンテナの冷却は、アンテナに冷却流体を通すこ
とにより達成される。冷却は、一般に、高出力の場合にのみ必要とされる。rfプ
ラズマ源４０が取り付けられていない窓２６は、着脱可能１４内の覗きポートと
して使用される。各プラズマ源４０が着脱可能であるため、システム２００内の
真空を除去することなく、関連誘電体窓２６を掃除したり、プラズマ源４０を交
換することができる。

【００２０】 この実施形態ではガラス窓が使用されているが、窓材料として、石英またはポ
リエチレン等の他の誘電材料を使用することもできる。アンテナ４６は、結合コ
ンデンサ５４および整合網５０を介してrf発生器６６に接続されている。アンテ
ナ４６はまた、それぞれのアンテナ４６と並列に接続された同調コンデンサ５８
を有している。同調コンデンサ５８は、コントローラ６２からの信号Ｄにより制
御される。同調コンデンサ５８を調節することにより、rfアンテナ４６からの出
力は、発生されるプラズマの均一性を維持すべく調節できる。アンテナへの出力
を調節するのに、ゼロ反射出力チューニング等の他の同調手段を使用することも
できる。一実施形態では、Rf発生器６６は、コントローラ６２からの信号Ｅによ
り制御される。一実施形態では、コントローラ６２は、整合網５０への信号Ｆに
より、アンテナ４６への出力を制御する。

【００２１】 コントローラ６２は、信号Ａ、Ｂ、Ｃに応答して同調コンデンサ５８およびrf
発生器６６を調節する。信号Ａは、アンテナ４６に供給される出力をモニタリン
グするセンサ７０（例えば、Comdel, Inc.（Beverly、マサチューセッツ州）に
より市販されているReal Power Monitor^TM）からのものである。信号Ｂは、プラ
ズマ密度を直接測定する高速走査ラングミュアプローブ７４からのものである。
信号Ｃは、基板ウェーハホルダ８２に取り付けられた複数のファラデーカップ７
８からのものである。ラングミュアプローブ７４は、双頭矢印Ｉで示すように、
プローブをプラズマに対して出入りさせることにより走査される。これらのセン
サにより、rf発生器６６および同調コンデンサ５８の設定は、システム２００を
実際に使用して基板をプラズマ処理する前に、コントローラにより決定される。
ひとたび設定が決定されると、プローブが取り出されて、処理すべきウェーハが
導入される。システムの他の実施形態では、システムのリアルタイム制御ができ
るように、プローブは、加工中は所定位置に配置される。ラングミュアプローブ
を用いるこのような実施形態では、プローブから蒸発する粒子がプラズマを汚染
しないようにし、かつ加工される基板を遮らないようにするための注意を払わな
くてはならない。システムの他の実施形態では、システムの特性は製造時に決定
され、システムはプラズマプローブを有していない。

【００２２】 好ましい実施形態では、磁界が、真空チャンバ１４内のプラズマ源に適用され
る。特定実施形態では、容器上部に電磁源２０７が適用され、容器下部に電磁源
２０９が適用される。これらの電磁源および他の電磁源は、プラズマを容器の壁
から離れる方向に押しやる（すなわち離れる形状にする）作用をなす磁力線２１
１、２１３を形成する。特定実施形態では、電磁源は、電流を通すことができる
複数のワイヤまたはケーブル等の導体で形成できる。或いは、磁気源は、磁界を
形成する電流を流すことができる単一の導電部材で形成できる。特定実施形態で
は、導体は、容器の周囲に巻き付けられる複数のワイヤである。ワイヤは、容器
内のプラズマに影響を与える充分な電流を搬送するのに適した構造を有する。一
実施形態では、ワイヤは、容器の周囲に巻き付けられる複数の絶縁ワイヤである
。各絶縁ワイヤは、導電性コアを有している。

【００２３】 電源（単一または複数）は、磁気源に直流を供給する。磁気源２０７は、一方
向の直流をワイヤに供給する電源２１５に接続される。磁気源２０９は、他方向
（磁気源２０７とは逆方向）の直流を供給する電源２１５に接続される。電源は
、直流電源製品（例えばHewlett Packard社の製造に係るmax 50 Vまたはmax 50
デルタ）等の任意の適当な電源を使用できるが、これに限定されるものではない
。電源は、約５０ボルトまでの電圧で約５０アンペアまでの電流を供給できる。
約２，５００ワット以上の出力定格が好ましいが、これに限定されるものではな
い。

【００２４】 特定実施形態では、rfプラズマ源４０と電磁源２０７、２０９との組合せによ
って、「カスプ（cusp）」領域２１７、２１８、２１９を形成する。ここで、こ
れらの源の組合せは、プラズマの大部分が壁から離れた空間領域内に閉込められ
る状態に維持される態様で作動される。この閉込めにより、壁の近くのプラズマ
種の再結合が低減される。また、源の組合せにより、高いプラズマ密度が得られ
る。高密度プラズマはrfプラズマ源からの誘導結合を使用し、かつ磁気源２０７
、２０９を使用してプラズマを定形する。定形プラズマ（shaped plasma）はま
た、rfプラズマ源のみにより創出されたプラズマより、非常に高いエネルギおよ
び密度を有する。高密度プラズマは、プラズマ浸漬イオン注入等を含む多数の用
途に使用できる。或る実施形態では、冷却源（図示せず）は、しばしば電子が集
中するカスプ領域２１８の近くのチャンバの外壁近くに適用される。電子は、冷
却源により除去すべき付加熱をチャンバ壁の近くに発生する。

【００２５】 コントローラ６２は、磁気源２０７、２０９への給電を制御するのに使用され
る。コントローラ６２は、磁気源２０７に供給される直流の大きさを選択的に制
御する出力Ｇを有している。出力Ｇはまた、磁気源２０９に供給される直流の大
きさを選択的に調節する。出力は、プラズマ密度を直接測定する高速走査ラング
ミュアプローブ７４からの信号Ｂにより決定される。或いは、出力は、基板ウェ
ーハホルダ８２に取り付けられた複数のファラデーカップ７８からの信号Ｃによ
り決定できる。ラングミュアプローブ７４は、双頭矢印Ｉで示すように、プラズ
マに対してプローブを出入りさせることにより走査される。これらの理由から、
電源２１５、rf発生器６６および同調コンデンサ５８の設定は、基板のプラズマ
処理にシステム２００を実際に使用する前に、コントローラにより決定できる。
ひとたび設定が決定されたならば、プローブが取り外されて、処理すべきウェー
ハが導入される。システムの他の実施形態では、プローブは、システムのリアル
タイム制御が可能な工程中は、所定位置に残される。ラングミュアプローブを使
用するこのような実施形態では、プラズマが、プローブから蒸発する粒子によっ
て汚染されることがなくかつ加工される基板を遮らないように注意を払わなくて
はならない。システムの他の実施形態では、システムの特性は製造時に決定され
かつシステムはプラズマプローブを有していない。

【００２６】 図３に示すように、プラズマ源４０は、物理的に小さい複数のプラズマ源４０
が、個々のプラズマ源の面積の合計の面積より大きい面積に亘って均一なプラズ
マを形成するように構成されている。図示の構成の実施形態では、一辺が６イン
チの正方形のコーナに中心をもつ直径４インチのプラズマ源４０が、直径１２イ
ンチの単一プラズマ源により発生されるプラズマと実質的に等しいプラズマを作
る。従って、複数の窓２６を備えた真空チャンバ１４を設けることにより、所望
の形状および均一性をもつ均一プラズマを形成するための、プラズマ源４０の種
々の構成が形成される。図示のようなアンテナは、図示のように適正にシールド
される場合には、プラズマ源間にrf干渉を発生させない。

【００２７】 磁界およびプラズマドーズの均一性の測定に使用されるファラデーカップ７８
は、一実施形態では、図４に示すように、ウェーハホルダ８２の表面の一縁部の
近くに配置される。ウェーハ９０の平縁部８６は、ウェーハホルダ８２のファラ
デーカップ７８がプラズマに露出されるようにウェーハホルダ８２上に配置され
る。これにより、ウェーハ９０が被るプラズマドーズが直接測定される。別の構
成として、図４Ａに示すように、複数のファラデーカップ７８が埋入されている
特殊ウェーハ９０′が作られる。この特殊ウェーハ９０′は、所望のプラズマ密
度および均一性を達成するように、rf発生器６６および同調コンデンサ５８を設
定するのに使用される。ひとたび作動パラメータが決定されたならば、特殊ウェ
ーハ９０′が取り外されて、加工すべきウェーハ９０がウェーハホルダ８２上に
置かれる。

【００２８】 図５に示す他の実施形態では、石英窓１００は、真空チャンバ１４に直接取り
付けられるのではなく、プラズマ源４０′のシールド４４の一端を閉じている。
この実施形態では、石英窓１００の開口１０８に取り付けられたチューブ１０４
が、特定ガスのプラズマを形成するガスの供給路を形成する。この場合には、プ
ラズマ源４０′は真空チャンバ１４の壁の窓２６に取り付けられるのではなく、
真空チャンバ１４自体に取り付けられる。このようなプラズマ源４０′は、多く
の工程で一般に要求されるように、特定ガスからプラズマ源を作ることができる
。

【００２９】 このような幾つかのプラズマ源４０′は、図６に示すインラインシステムの実
施形態におけるように、異なるプラズマでウェーハ９０を連続的に処理すべく整
合させることができる。この実施形態では、ウェーハ９０は、コンベア１１２に
より、連続加工ライン１１４の連続ゾーン（この実施形態では、ゾーンＩおよび
ゾーンＩＩ）を通って移動される。各ゾーンは、バッフル１１６により隣接ゾー
ンから分離されている。一実施形態では、ゾーンＩ内のガスは洗浄目的のための
ものであり、ゾーンＩＩ内のガスは注入に使用される水素である。他の実施形態
では、各加工チャンバを他のチャンバから隔絶するためのロードロック（load-l
ock）を備えかつロボットが設けられたクラスタツールは、プラズマＣＶＤのた
めの本発明のrfプラズマ源４０、プラズマエッチング、プラズマ浸漬イオン注入
、イオンシャワー、または任意のノン・マス分離形（non-mass separated）イオ
ン注入技術を有している。

【００３０】 磁界は、真空チャンバ１１４内のプラズマに適用される。特定実施形態では、
電磁気源６０７は容器上部に適用され、電磁気源６０９は容器下部に適用される
。これらの源は、プラズマを容器の壁から離れる方向に押しやりかつ成形する磁
力線６１１、６１３を形成すべく、プラズマを成形する。特定実施形態では、電
磁気源は、電流を通す複数のワイヤまたはケーブル等の単一または複数の導体で
構成できる。特定実施形態では、導体は、容器の周囲に巻き付けられる複数のワ
イヤである。ワイヤは、容器内のプラズマに影響を与えるのに充分な電流を通す
ことができるように適宜構成される。一実施形態では、ワイヤは、容器の周囲に
巻き付けられる複数の絶縁ワイヤである。各絶縁ワイヤは、導電性コアを有して
いる。磁気源６０７は、一方向の直流をワイヤに供給する電源６１５に接続され
る。磁気源６０９は、他方向（磁気源６０７とは逆方向）の直流を供給する電源
６１５に接続される。電源は、Hewlett Packard社の製造に係るＤＣ電源のよう
な任意の適当な電源で構成できるが、これに限定されるものではない。

【００３１】 特定実施形態では、rfプラズマ源４０′と電磁気源６０７、６０９との組合せ
により「カスプ」領域６１７、６１９を形成する。ここで、源の組合せは、空間
領域に閉じ込められた大部分のプラズマを壁から離れた位置に維持する態様で作
動され、これにより、壁の近くでプラズマが再結合されることが防止される。源
の組合せはまた、高いプラズマ密度を与える。高密度プラズマは、rfプラズマ源
からの誘導結合を使用し、かつ磁気源６０７、６０９を使用してプラズマを成形
する。成形プラズマはまた、rfプラズマ源のみによって発生されるプラズマより
も非常に高いエネルギおよび密度を有している。高密度プラズマは、プラズマ浸
漬イオン等を含む多数の用途に使用できる。

【００３２】 図７は、２つのプラズマ源を使用する本発明のシステムの一実施形態を示すも
のである。この実施形態では、各源は、３〜４インチの直径をもつ誘導パンケー
キアンテナである。各アンテナ４６は、１／４インチの銅チューブで構成されか
つ５〜６回の巻回部を有している。各アンテナ４６は、それぞれ１６０pfのコン
デンサを介して整合網５０に接続されている。整合網５０は、０．０３μHのイ
ンダクタ１２５および２つの可変コンデンサ１３０、１３５を有している。一方
の可変コンデンサ１３０は１０〜２５０pfの範囲に亘って調節でき、第２コンデ
ンサ１３５は５〜１２０pfの範囲に亘って調節できる。整合網５０は、可変コン
デンサ１３０、１３５を調節することにより同調される。整合網５０は、１３．
５６MHzまたは他の適当な周波数で作動するrf源６６に接続されている。電磁気
源１４０、１４５はチャンバの周囲に配置される。これらの源は、チャンバの下
部の周囲に巻き付けられた導電性ワイヤ（単一または複数）を有している。ワイ
ヤ１４０は一方向の電流を供給する。導電性ワイヤ（単一または複数）１４５は
、チャンバの上部の周囲に巻き付けられている。ワイヤ１４５は他方向（ワイヤ
１４０とは逆方向）の電流を供給する。これらのワイヤとrf源との組合せは、高
密度プラズマ放電を形成する。

【００３３】 以上、種々の特定実施形態について概略的に説明したが、本発明は多くの他の
態様に適用できることは理解されよう。例えば、改善されたプラズマ源の設計は
、他の図面の実施形態と組み合わせることができる。また、他の図面の実施形態
は、他の１つ以上の実施形態と組み合わせることができる。種々の実施形態は、
用途に基いて更に組み合わせるか、分離することもできる。従って、本発明は、
上記特定実施形態よりも非常に広い範囲の適用性を有している。

【００３４】 特定実施形態では、本発明は、本発明の一実施形態による方法を提供する。こ
の方法は、次のように概要される。

【００３５】 １．ワーク（例えばシリコンウェーハ）を供給する。

【００３６】 ２．ワークを真空チャンバ内に導入する。

【００３７】 ３．真空チャンバを第１圧力に真空引きする。

【００３８】 ４．真空チャンバ内にガス（例えば水素）を導入する。

【００３９】 ５．ガスに点火し、rf電源を用いてプラズマを形成する。

【００４０】 ６．rf電源を用いてプラズマを維持する。

【００４１】 ７．チャンバを第２圧力にポンプにより空気が抜かれる。

【００４２】 ８．プラズマに磁界を適用する。

【００４３】 ９．プラズマでカスプ（単一または複数）を形成する。

【００４４】 １０．増強プラズマモードを形成する。

【００４５】 １１．プラズマとワークとの間にバイアスをかける。

【００４６】 １２．プラズマからワークに向けて粒子を加速する。

【００４７】 １３．ワークの選択された深さに或る濃度の粒子を形成する。

【００４８】 １４．チャンバをパージする。

【００４９】 １５．注入されたワークを取り出す。

【００５０】 １６．所望に応じて、残りの製造工程を遂行する。 上記連続工程は、本発明の方法を提供するのに使用される。本発明の方法は、ワ
ークを供給する工程と、高密度プラズマを形成する工程と、プラズマからワーク
内に粒子を加速する工程とを有している。実質的に純粋なプラズマ種の使用によ
り、本発明は、層トランスファ技術等の種々の工程で実質的に均一な注入が行え
る。本発明の更なる詳細を添付図面を参照して以下に説明する。

【００５１】 図８は、本発明の一実施形態による粒子注入方法８００の簡単化したフローチ
ャートである。このフローチャートは単なる一例であって、本願の特許請求の範
囲を制限するものではない。当業者ならば、他の種々の変更を考え得るであろう
。図示のように、本発明の方法は、ステップ８０１からスタートする。ワーク（
例えば、シリコンウェーハ）は、チャンバ内に置かれる。この配置作業は、或る
実施形態では、ロボットまたはトランスファアームが行う。チャンバはポンプで
空気が抜かれ（ステップ８０５）、これによりチャンバが真空引きされる。ひと
たびチャンバが真空引きされると、高密度プラズマが形成される（ステップ８０
７）。高密度プラズマは、本願に開示の任意の技術または他の技術を用いて形成
される。好ましい実施形態では、高密度プラズマは、本願で説明する実質的に純
粋な水素Ｈ_１ ^＋である。実質的に純粋な水素は、正のイオン電荷を有する。

【００５２】 これらの粒子をワーク内に注入するため、ワークには負のバイアスがかけられ
る。一実施形態では、負のバイアスはパルスで印加される。或いは、負のバイア
スは、複数のパルスで形成されるストレートＤＣ電流または準ＤＣ電流である。
このバイアスにより、粒子はプラズマからワーク内に引き込まれる。すなわち、
電圧バイアスは、粒子を、ワークの表面を通してワーク内の選択された深さまで
加速する。ひとたび粒子がワーク内に導入されると、付加加工が遂行される。こ
れらの加工として、数ある中で、制御されたへき開法（cleavage process）のよ
うな層トランスファ法があり、この方法は、本件出願人が所有する米国特許出願
第 号（18419-000150, 18419-0001510, 18419-000180）に開示されてお
り、これらの全ての米国特許出願は本願に援用する。他の層トランスファ法とし
て、Soitec of France社のSmart Cut^ＴＭ法がある。

【００５３】 図８Ａは、本発明の一実施形態により高密度プラズマに点火する方法８１４を
示す簡単化されたフローチャートである。このフローチャートは単なる一例であ
って、本願の特許請求の範囲を制限するものではない。当業者ならば、他の種々
の変更を考え得るであろう。図示のように、本発明の方法は、スタートステップ
（ステップ８１５）で開始する。本発明の方法として、数ある他のステップ中で
、ポンプで空気抜きして、真空チャンバを第１圧力に真空引きするステップ（ス
テップ８１７）を有している。rf電源が付勢され、該rf電源は誘導結合されたプ
ラズマを点火し（ステップ８１９）かつ維持する。次に、ポンプによりチャンバ
から空気が抜かれ、第１圧力より低い第２圧力に真空引きされ、ここで磁界がか
けられる（ステップ８２３）。磁界は、本願で説明した態様並びに他の方法でか
けられる。幾つかの実施形態では、磁界は、便利である場合には、ステップ８１
７より前または他の時点でかけることができる。かけられた磁界とrf出力との組
合せにより増強プラズマが形成され、増強プラズマは、実質的に単一同位体、例
えばＨ_１ ^＋である。実質的に純粋なプラズマは、本願に説明する種々の方法並び
に他の方法に使用できる。

【００５４】 以上、特定方法に関して概略的に説明したが、本発明は、種々の他のプラズマ
加工にも適用できる。例えば、本発明は、プラズマ浸漬イオン注入システムを用
いたプラズマ源イオン注入システムまたはイオンシャワー等のノン・マス分離形
システムにも適用できる。従って、上記説明は単なる例示であって、本願の特許
請求の範囲を限定するものではない。当業者ならば、他の種々の変更を考えるこ
とができるであろう。

【００５５】 実験 本発明の原理および作動を証明するため、実験を行った。これらの実験では、
約３０インヂの直径および約３６インチの高さをもつチャンバを使用した。チャ
ンバは、ステンレス鋼で作られたものである。このチャンバは、マサチューセッ
ツ州のTechnology, inc.社（現在はSilicon Genesis corporation）により提供
される。チャンバの上方領域には単一の誘導コイルが設けられた。誘導コイルは
、チャンバのサセプタ領域上に同心状に整合している実質的に平らな窓上に配置
される。誘導コイルは、中央領域の回りで約５回巻回された直径約１／４インチ
の銅コイルを使用した。誘導コイルの内側領域は接地され、一方、外側領域は１
３．５６MHzのrf出力を受ける。誘導コイルの全直径は約１２インチである。コ
イルに供給される電力は、作動中約４．５キロワットに維持された。誘導コイル
は銅材料で作られ、かつコイルが過度に加熱されることを防止すべくコイル中に
通される冷却流体を有している。コイルには、冷却効率を高めるための銀板が連
結される。

【００５６】 磁気源は、絶縁ワイヤで構成されている。チャンバの周囲には、複数の絶縁ワ
イヤが巻回されている。第１群のワイヤはチャンバの上方領域に巻回されている
。これらのワイヤを用いて約１５〜２０回巻回された。サセプタより上方にある
チャンバの中央領域では、チャンバの周囲領域の回りに第２群のワイヤが巻回さ
れている。これらのワイヤを用いて約１５〜２０回巻回された。ワイヤの各接地
には、電源が接続されている。ワイヤの頂群には、約５ボルトおよび約４０アン
ペアのＤＣ電源がワイヤの底群に接続されている。印加される適正電圧および電
流については以下に詳細に説明する。

【００５７】 チャンバ内に水素ガスを供給するのに水素ガス源を使用した。水素ガス源は、
半導体グレード（９９．９９９５％）の純度をもつ水素ガスである。ガスは、室
温（すなわち大気温度）および数ミリトル（mili-torr）の圧力において、２０s
ccmの流量でチャンバに流入させた。マスフローコントローラは、チャンバ内へ
の水素ガスの導入を選択的に制御するのに使用した。マスフローコントローラは
、MKS社の製造に係るものであるが、これに限定されるものではない。マスフロ
ーコントローラは、水素ガスがチャンバ内に選択的に流入できるようにする。

【００５８】 作動に際し、ブランクの８インチシリコンウェーハがチャンバ内に置かれた。
真空ポンプが、チャンバを真空引きした。一般に、真空は、加工中に約０．５ミ
リトル以下の圧力を有するように維持される。もちろん、使用される特定圧力は
、特に、用途に基いて定められる。真空ポンプはVarian社の製造に係るTurbo Mo
lecular ポンプ等の任意の適当なユニットで構成できるが、これに限定されるも
のではない。水素ガスは、チャンバに流入することが許容される。次に、rf出力
が付勢され、プラズマが点火される。Rf出力は約４kWである。真空チャンバの側
のガラス覗き窓を介してグロー放電を見ることができる。水素含有粒子の混合物
が測定される。

【００５９】 水素含有粒子の相対濃度の測定には、質量分析システムを使用した。本発明の
例では、英国のHiden社の製造に係る質量分析装置が使用された。ここで、チャ
ンバ内には、図示のようにプローブが配置された。プローブは、プラズマ中の水
素の種類を検出すべく、チャンバ内の２箇所に使用した。プローブは、チャンバ
の壁領域に当接する第１位置においてチャンバ内に挿入された。第１位置におい
て測定を行った。次に、プローブを図示のように、チャンバ内の第２位置に移動
し、この第２位置で測定を行った。表１には、２つのトライアルのための水素含
有粒子の混合物が示されている。第１トライアルは、rf源のみが適用される源に
ついての水素を測定する。第２トライアルは、rf源と磁気源とを有する源につい
ての水素を測定する。

【００６０】

【表１】

【００６１】 表１に示すように、水素含有粒子の濃度には、水素（１）（例えば、Ｈ_１ ^＋）
、水素（２）（例えば、Ｈ_２ ^＋およびＨ_２）および水素（３）（例えばＨ_３ ^＋）
がある。rf電源からの誘導結合により、水素含有粒子には、Ｈ（１）、Ｈ（２）
およびＨ（３）が含まれる。全部で３つの形態の水素の存在は、例えば壁領域で
の水素の或る種の再結合に基いていると考えられる。誘導結合を用いたプラズマ
密度は、約５×１０^９イオン／ｃｍ^３である。

【００６２】 圧力が約１ミリトルであるとき、磁界はＤＣ電源（単一または複数）によりチ
ャンバに加えられる。プラズマ放電は、Ｈ（１）により支配される状態に変形さ
れる。ガラス窓を通しての水素放電の照度の検査により、プラズマからの光照度
がより高いことが明らかになる。この照度は、rf源のみにより行われるプラズマ
放電よりも非常に高い（すなわち、色が青色から赤紫色に変化している）。水素
含有粒子の相対濃度も変化した。表１には、水素（１）が今や９９％より大きく
、水素（２）が０．０５％より小さく、かつ水素（３）が０．００１％より大き
いことが示されている。従って、プラズマ放電は、実質的に、水素の「陽子モー
ド（protonic mode）」と呼ばれる水素（１）となる。

【００６３】 図９は、水素含有粒子の相対測定値を示す。水素含有粒子は、少なくともＨ（
１）、Ｈ（２）およびＨ（３）を有している。図示のように、縦軸は、水素含有
粒子の強度（「SEM」）をカウント／秒（Ｃ／Ｓ）の単位で示す。横軸は、水素
含有粒子の質量（マス）を原子量単位（ここでは、「AMU」という）で示す。AMU
値１の近くのピークは、Ｈ（１）を表す。AMU値２および３の小さい値は、それ
ぞれＨ（２）およびＨ（３）を表す。この図面を用いて行われた計算は、Ｈ（２
）およびＨ（３）に対するＨ（１）の濃度が９９．９６％の純度であることを示
し、これは意義深いことであると考えられる。慣用プラズマ加工ツール等を用い
る現在の慣用技術では、このような高純度を達成できないと考えられる。

【００６４】 水素含有粒子を注入するため、プラズマとワークとの間に電圧バイアス（すな
わち、準ＤＣパルス）が印加される。ワークは、約５０kV以下の電位に維持され
る。プラズマ源は約数十ボルトの印加電位を有する。ワークとプラズマ放電との
間の電圧差により、水素含有粒子はワークの表面内に加速される。水素含有粒子
は、ワークの表面を通って加速しかつワークの表面下の選択された深さに停止す
る。水素含有粒子は実質的に単一種であるので、大部分のプラズマが、簡単な態
様で基板内に注入される。この態様により、実質的に均一な注入が達成される。

【００６５】 本発明のプラズマ源により、注入の高度の均一性が達成される。図１０は、本
発明による注入の簡単化したプロファイル９００を示す。図示のように、粒子カ
ウントは、ラングミュアプローブを用いて測定された。プローブは、該プローブ
を用いて測定された注入粒子の実質的に均一な分布を測定した。図示のように、
濃度は約２．９×１０^１６イオン／ｍ^３に中心を有する。濃度は、基板が占拠す
る領域の回りで大きく変化していない。基板領域は２８ｃｍ位置の外側に形成さ
れ、この場合、４０ｃｍ位置が基板の中心部分を定める。

【００６６】 特定実施形態では、本発明は、プラズマ浸漬イオン注入を高める他のイオン濃
度を達成する。単なる一例として、水素イオン濃度は、約１×１０^１０イオン／
ｃｍ^３、または約５×１０^１０イオン／ｃｍ^３、または約５×１０^１１イオン／
ｃｍ^３、または約５×１０^１２イオン／ｃｍ^３より大きい。慣用ＩＣＰ源は、同
様なプラズマツール用いる約１×１０^９水素イオン／ｃｍ^３よりより大きくはな
らなかった。従って、本発明のプラズマ源は、慣用ツールより約１００〜２００
倍高いプラズマ密度を形成する。

【００６７】 以上、PIIIシステムに関連して説明したが、本発明は他の種々のプラズマシス
テムに適用することもできる。例えば、本発明はプラズマ源イオン注入システム
に適用できる。或いは、本発明は、保温筒（pedestal）の露出領域のイオン衝撃
が生じる殆ど全てのプラズマシステムに適用できる。従って、上記説明は単なる
一例であって、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。当業者ならば
、他の種々の変更を考え得るであろう。

【００６８】 上記は特定実施形態の完全な説明であるが、他の構造および均等物を使用する
こともできる。従って、上記説明および例示は、特許請求の範囲に記載の本発明
の範囲を制限するものと解すべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 慣用プラズマ処理システムを示す簡単化したブロック図である。

【図１Ｂ】 慣用プラズマ処理システムを示す簡単化したブロック図である。

【図２】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図３】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図４】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図４Ａ】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図５】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図６】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図７】 本発明の実施形態によるプラズマ処理システムを示す概略図である。

【図８】 本発明の実施形態によるプラズマ処理方法を示す概略図である。

【図８Ａ】 本発明の実施形態によるプラズマ処理方法を示す概略図である。

【図９】 本発明の実施形態による実験情報を示すグラフである。

【図１０】 本発明の実施形態による実験情報を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ブライアン・マイケル・エー アメリカ合衆国 カリフォルニア 95032 ロスガトス ブロッサム ヒル ロード 708 スウィート 111 Ｆターム(参考） 4G075 AA30 AA61 BC08 BD03 BD14 CA05 CA47 CA62 DA02 EB42 EC14 4K029 AA06 BD01 CA10 CA13 JA01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内にプラズマを形成する段階と、 チャンバ内に誘導結合構造を設ける段階とを有し、誘導結合構造の磁界が、第
   １カスプ領域および第２カスプ領域を有し、 プラズマの大部分を、誘導結合構造をもつ真空チャンバの壁から離れた領域に
   閉じ込める段階を更に有することを特徴とするプラズマ処理方法。
2. 【請求項２】 前記プラズマは、真空チャンバの上面に横たわるように配置
   された単一または複数のコイルにより形成されることを特徴とする請求項１記載
   の方法。
3. 【請求項３】 前記第１カスプ領域はプラズマ源の近くにあることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第２カスプ領域はサセプタの近くにあることを特徴とす
   る請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記プラズマとワークとの間に電圧バイアスをかけて、プラ
   ズマ放電中の粒子をワークの表面内に導入する段階を更に有することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 直流電源からの直流を第１電磁気源に供給する段階を更に有
   することを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 直流電源からの直流を第２電磁気源に供給する段階を更に有
   することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 前記第１電磁気源は、第１方向に流れる電流を供給する直流
   電源に接続されることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記第２電磁気源は、前記第１方向とは逆方向の第２方向に
   流れる電流を供給する直流電源に接続されることを特徴とする請求項８記載の方
   法。
10. 【請求項１０】 水素ガスを真空チャンバ内に供給して、水素含有粒子を有
    するプラズマを形成する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法
    。
11. 【請求項１１】 前記プラズマは、実質的に、Ｈ_１ ^＋粒子の水素含有プラズ
    マであることを特徴とする請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】 チャンバと、 該チャンバの内部領域内に配置されたサセプタとを有し、サセプタは、この上
    にワークを固定するように構成されており、 チャンバ内のサセプタ上に横たわるように配置されたプラズマ源と、 チャンバ内に誘導結合構造を形成するように構成された誘導源とを更に有し、
    前記誘導結合構造は第１カスプ領域および第２カスプ領域を備えていることを特
    徴とするプラズマ処理システム。
13. 【請求項１３】 前記プラズマ源は、チャンバの上面上に横たわるように配
    置される単一または複数のコイルであることを特徴とする請求項１２記載のプラ
    ズマ処理システム。
14. 【請求項１４】 前記プラズマは、プラズマ源の近くの第１カスプ領域と、
    チャンバ側部の近くの第２カスプとを有することを特徴とする請求項１２記載の
    プラズマ処理システム。
15. 【請求項１５】 前記プラズマは、サセプタの近くの第１カスプ領域と、チ
    ャンバ側部の近くの第２カスプとを有することを特徴とする請求項１２記載のプ
    ラズマ処理システム。
16. 【請求項１６】 第１電磁気源および第２電磁気源は、大部分のプラズマが
    、チャンバの壁に直接隣接する領域を占拠することを防止することを特徴とする
    請求項１２記載のプラズマ処理システム。
17. 【請求項１７】 前記誘導源は、 チャンバ内のサセプタの周囲に配置された第１電磁気源を有し、該第１電磁気
    源はサセプタの方向を向いた合焦磁力線を形成し、 チャンバ内のサセプタの周囲に配置された第２電磁気源を更に有し、該第２電
    磁気源は、サセプタの方向を向いた合焦磁力線を形成することを特徴とする請求
    項１２記載のプラズマ処理システム。
18. 【請求項１８】 前記第１電磁気源は直流電源に接続され、該直流電源は第
    １方向を流れる電流を供給することを特徴とする請求項１７記載のプラズマ処理
    システム。
19. 【請求項１９】 前記第２電磁気源は直流電源に接続され、該直流電源は、
    第１方向とは逆の第２方向に流れる電流を供給することを特徴とする請求項１８
    記載のシステム。
20. 【請求項２０】 前記チャンバは、約０．１〜１．０ミリトルの圧力に維持
    された真空チャンバであることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
21. 【請求項２１】 真空チャンバと、 該チャンバの内部領域内に配置されたサセプタとを有し、該サセプタは、この
    上にワークを固定することができ、 チャンバ内のサセプタ上に横たわるように配置されたrf源を有し、該rf源は誘
    導放電を供給してチャンバ内のガスからプラズマを形成し、 チャンバの上部の周囲に配置された第１電磁気源を有し、該第１電磁気源はrf
    源に近いプラズマの第１カスプ領域を形成し、 チャンバの下部の周囲に配置された第２電磁気源を有し、該第２電磁気源はサ
    セプタに近いプラズマの第２カスプ領域を形成し、 第１電磁気源は直流電源に接続されていることを特徴とするプラズマ源。