JP2003224115A

JP2003224115A - プラズマプロセスにおけるチャンバの共振を緩和する装置並びに方法

Info

Publication number: JP2003224115A
Application number: JP2002321190A
Authority: JP
Inventors: Richard Parsons; リチャード・パーソンズ; Steven T Fink; スティーブン・ティー・フィンク
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2003-08-08
Also published as: US20030084999A1

Abstract

(57)【要約】【課題】チャンバ内で果たされるプラズマプロセスの均
一性を高め、プラズマプロセスチャンバ内のチャンバ共
振を減じるプラズマプロセスシステム並びに方法。【解決手段】プラズマプロセスシステムは、プラズマ領
域１４を囲むチャンバ１０と、このプラズマ領域中内に
プラズマ１２を生じさせるようにガスと相互作用するＲ
Ｆ電磁界をＲＦパワーが形成するプラズマ領域中へＲＦ
パワーを供給するように前記チャンバ内に設けられた電
極に結合されたＲＦパワー源を備えたＲＦプラズマ源２
２と、前記プラズマ領域内に設けられたＲＦ吸収体５０
を有する少なくとも１つの吸収面と、前記ＲＦ吸収体を
プラズマ領域からシールするようにＲＦ吸収体に設けら
れた保護層５２とを有する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマプロセス
システム、特に、このようなシステム内でプラズマを生
じさせて持続させるためのＲＦパワーの供給に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路（ＩＣ）製造産業では、
容量性結合プラズマ（ＣＣＰ）源のようなプラズマプロ
セス装置が、ドライエッチングやプラズマエンハンスメ
ント化学堆積（plasma enhanced chemical depositio
n）のために、幅広く使用されている。このドライエッ
チングは、ウエハ表面から材料の層を除去するためのプ
ロセスである。この除去プロセスは、高エネルギープラ
ズマイオン及び化学反応物とウエハ表面との間の相互作
用に関連した、組み合わされた機械的及び化学的作用の
結果である。また、前記プラズマエンハンスメント化学
堆積では、材料の層が、ウエハ表面に堆積される。この
材料は、この材料を含むターゲットをスパッタリングす
る（物理的気相成長、ＰＶＤ）か、堆積材料が化学反応
によって生じさせられる堆積材料の物質を含んだガスを
供給する（化学的気相成長、ＣＶＤ）かによって、プラ
ズマ中に導入される。更に、この材料は、プラズマによ
ってイオン化されて、電界によってウエハに引き付けら
れ得る（イオン化された物理的気相成長、ＩＰＶＤのよ
うに）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体製造産業の方向
性が、小さな素子形態を有する集積回路に向いてきてい
る。この結果、ウエハ表面全体に渡る、エッチング並び
に堆積レートの均一性が、特に層が所定のパターンに従
ってエッチングされるか堆積されるときには、更に重要
になってきている。又、同時に、プラズマ源の技術の近
年の発展が、プラズマを生じさせて持続させるための、
例えば６０乃至３００ＭＨｚの、可能であれば更に高
い、非常に高い周波数のＲＦ励起の使用の増加を招いて
いる。

【０００４】前記非常に高い励起周波数の使用は、プラ
ズマ電子温度の上昇によって引き起こされ得る、プラズ
マへの増加されたパワーの結合の形態で、かくして励起
の効率での利点を与える。しかし、励起周波数の増加
は、結合された電磁波の固有波長の減少を招き、そし
て、適当なパワーを有する励起周波数の高調波に対し
て、各波長は、プロセスチャンバの直径のオーダとなり
得る。かくして、高くなった励起周波数での動作と、強
い高調和振幅の存在でのこうした非常に高い励起周波
数、特に反応炉ＲＦシステムの固有周波数と一致する高
調波周波数におけるエッチング並びに堆積レートの均一
性のレベルのための要求の持続とが、大きな課題となり
得る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、本発明によって
提供される方法並びに装置は、チャンバ内で果たされる
プラズマプロセスの均一性を高め、プラズマプロセスチ
ャンバ内のチャンバ共振を減じる。

【０００６】本発明は、効果的には、プラズマ領域を囲
むチャンバを有するプラズマプロセスシステムを提供す
る。このシステムは、ＲＦパワーをプラズマ領域中に供
給するようにチャンバに結合されたＲＦパワー源を有す
るＲＦプラズマ源を更に具備する。このＲＦパワーは、
プラズマを生じさせるようにプラズマ領域内のガスと相
互作用するＲＦ電磁界を形成する。ＲＦ吸収体を備えた
ＲＦ吸収面が、プラズマ領域内に設けられ、また、保護
層が、ＲＦ吸収体をプラズマ領域内のプラズマからシー
ルするようにＲＦ吸収体に設けられている。

【０００７】更に、本発明は、効果的には、プラズマチ
ャンバ内のチャンバ共振を緩和するための方法を提供す
る。この方法は、プラズマ領域を囲むチャンバ内にＲＦ
吸収体を提供する工程と、ＲＦ吸収体をＲＦ吸収体の保
護層を用いてプラズマ領域からシールする工程とを有す
る。この方法は、更に、ＲＦパワー源からチャンバ内の
プラズマ領域へと、ここでＲＦパワーがプラズマ領域内
のガスと相互作用するＲＦ電磁界を形成するように、Ｒ
Ｆパワーを供給することによってプラズマを生じさせる
工程を提供する。

【０００８】本発明は、更に効果的には、プラズマ領域
を囲むチャンバを有するプラズマプロセスシステムを提
供する。このシステムは、プラズマ領域中にＲＦパワー
を供給するためのチャンバ内に設けられた電極に結合さ
れたＲＦパワー源を備えたＲＦプラズマ源を、更に有す
る。ＲＦパワーは、プラズマを生じさせるようにプラズ
マ領域内のガスと相互作用するＲＦ電磁界を形成する。
非反射面が、プラズマ領域内に設けられ、この非反射面
は、誘電体材料の層を有し、デザイン周波数（design f
requency）でのＲＦパワーの反射を最小にするように働
く。非反射面は、デザイン周波数で誘電体層内に広がる
波の４分の１の波長と同じ厚さを更に有する。

【０００９】本発明のより完全な認識と、付随される多
くの利点とが、以下の詳細な説明を参照して、特に添付
図面に関連して考察される際に、容易に明らかになるだ
ろう。

【００１０】

【発明の実施の形態】プラズマを生じさせて持続させる
ためにＲＦパワーを利用するプラズマプロセスシステム
は、代表的には、プラズマの励起を生じさせるのに使用
される周波数の高調波を、プラズマチャンバ内に発生さ
せる。この励起周波数の高調波へのパワーの供給は、プ
ラズマシース内の電流の整流作用の間に生じることが、
理解されている。集積回路の製造で使用されるプラズマ
プロセスマシンは、幅広い様々の構成と幾何学形状とを
有する。プロセスチャンバの物理的な構成とサイズと
は、定常波の形成によって生じる特定の周波数で共振を
生じさせ、これは、更に、図５に例示されるように、プ
ラズマ内に発生されている既存の高調波周波数と一致す
る。例えば、図５は、周波数掃引からのチャンバの共振
の存在を示している。図５に示されるように、チャンバ
の共振は、励起周波数が６０ＭＨｚのときに１０倍の励
起周波数の高調波に等しい、ほぼ６００ＭＨｚ近くで生
じる。６０ＭＨｚで伝播する電磁波の存在と、ほぼこの
周波数近くでチャンバを共振させるポテンシャルとが、
プラズマプロセスの均一性に悪い影響を与え得る。プラ
ズマチャンバが構成及びサイズを変えられるにつれて、
共振周波数は、周波数スペクトルが変えられる。これら
の変化の予測は、チャンバとプラズマとの複雑さと、Ｒ
Ｆ周波数での後に続くこれらの相互作用とによって、困
難である。

【００１１】本発明は、例えばプラズマチャンバ内の高
調波周波数で生じ得る共振を少なくとも部分的になく
し、かくして、プラズマプロセスシステムの構成と幾何
学形状とに関係なくプラズマチャンバ内でのプロセスの
均一性を向上させるための方法並びに装置を提供する。
本発明は、一般的に、チャンバの共振の励起を緩和する
ために、プラズマチャンバ内でＲＦ吸収材を利用してい
る。このＲＦ吸収材は、一般的に、ＲＦ吸収体の劣化と
プラズマプロセスの環境の汚染とを防ぐように、例え
ば、セラミックもしくは石英を用いて、プラズマプロセ
スの環境からシールされている。ＲＦ吸収材は、チャン
バ内に発生されるＲＦ周波数が実際は“無限（infinit
e）”のサイズのチャンバに実質的に見なせることを確
実にするために、プロセスチャンバ内で種々の所望位置
に設けられている。チャンバが“無限”であるときに
は、チャンバの共振の発生が、回避され、かくして、均
一性が向上され得る。

【００１２】本発明は、効果的には、チャンバの共振を
緩和するようにＲＦ振動を選択的に吸収し、プロセスの
均一性を向上させるために、チャンバ内の吸収面の配設
を利用している。本発明は、多くの異なる実施の形態で
なされ得る。例えば、ＲＦ吸収材を備えたＲＦ吸収面
は、プロセスチャンバの内部のほとんどを占めても良い
し、選択された領域のみに設けられても良い。この表面
は、プロセスチャンバ内に位置されるか部分的に位置さ
れた他の部分を含み得る。この吸収材は、プロセスでの
パーテクルの発生もしくは汚染を確実に防止するため
に、プロセスチャンバ内の環境から吸収材を分離するセ
ラミック並びに／もしくは石英の層を使用して、プロセ
スチャンバからシールされ得る。例えば、このシール材
は、吸収材を完全に覆うように、チャンバもしくはセラ
ミックの他の片にシールされ得る。ＲＦエネルギーは、
セラミック構造タ体を通り、吸収材内の吸収面で消散さ
れ得る。

【００１３】本発明が適用される形式のプラズマプロセ
スシステムは、アルゴンのような適当にイオン化可能な
ガスが満たされたプラズマ領域を囲み、中にＲＦ電磁エ
ネルギーが結合されるチャンバを有する。このエネルギ
ーは、ガスと相互作用して、プラズマを発生し、維持さ
せる。

【００１４】図１は、本発明の一実施の形態に係わるプ
ラズマプロセスシステムの概略図である。このシステム
は、中にプラズマが発生されて維持されるプラズマ領域
１４（一般的に、上側電極２０とチャックアッセンブリ
ー４０との間の領域）を囲んでいるプラズマプロセスチ
ャンバ１０を有する。このプラズマチャンバ１０は、Ｒ
Ｆ電力（ＲＦパワー）を供給するプラズマ励起ＲＦ源２
２と整合ネットワーク２４とに接続された上側電極２０
を有する。この励起ＲＦ源２２は、前記プラズマ領域１
４の中にＲＦ電力をするように前記上側電極２２に接続
されている。このプラズマ領域内で、ＲＦ電力は、ガス
噴射アッセンブリー３０からプラズマ領域１４に供給さ
れるガスと相互作用して、プラズマ１２を発生させるＲ
Ｆ電磁界を形成する。

【００１５】前記上側電極２０は、プラズマチャンバ１
０の上部に配置されている。また、プラズマプロセスシ
ステムは、前記上側電極２０内に組入れられたシャワー
ヘッド噴射システム３２と、ガス供給システム３４と、
このガス供給システム３４をシャワーヘッド噴射システ
ム３２に接続している導管３６とを有する。前記上側電
極２０は、プレナム室からプラズマ領域１４にプロセス
ガスを供給するための多数の通路（図示せず）が設けら
れたシャワーヘッドタイプのものである。前記プレナム
室には、ガス供給システム３４内のプロセスガス源に接
続されたたガス供給ライン３６によりプロセスガスが供
給される。

【００１６】ウエハチャック（下側電極）４０が、前記
プラズマ領域の下部に配置され、かつ、第２の整合ネッ
トワーク４４を介してウエハチャックＲＦ源４２に接続
されている。前記両電極２０，４０は、前記チャック４
０上に装着されたウエハに対してエッチングもしくは堆
積作用を果たさせるために使用される容量性結合ＲＦプ
ラズマ源を形成している。前記ＲＦ源４２は、ＲＦバイ
アスを主として与え、また、ウエハチャック４０にＤＣ
自己バイアスを印加する。この自己バイアスは、チャッ
ク４０上に装着されたウエハの表面にイオンを吸引させ
る機能を果たす。

【００１７】本発明のプラズマプロセスシステムは、更
に、プラズマチャンバ１０内に設けられたＲＦ吸収体５
０を有する。図１に示された実施の形態では、このＲＦ
吸収体５０は、ほぼ円筒形であり、チャンバ１０の円筒
形の側壁の内面に沿って設けられている。本発明の好ま
しい実施の形態は、スペッシャルクラスの誘電体材料、
即ち、“ＲＦ吸収体”を使用している。このＲＦ吸収体
の材料の例は、８６９ＷａｈｉｎｇｔｏｎＳｔ，Ｓｔ
ｅ．Ｃａｎｔｏｎ，ＭＡ０２０２１のＥｍｅｒｓｏｎ
＆ＣｕｍｉｎｇＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｒｏｄｕｃ
ｔｓ，Ｉｎｃにより市販されているＥＣＣＯＳＯＲＢ
（商標名）ＣＲキャスタブル樹脂フアミリーのメンバー
である。これら吸収体の材料は、鉄粉が混在されたエポ
キシ樹脂（ｉｒｏｎｐｏｗｄｅｒｌｏａｄｅｄｅ
ｐｏｘｙｒｅｓｉｎ）である。また、前記ファミリー
は、変化するレベルのＲＦ減衰のダースタイプの吸収体
樹脂の全体を（ｏｖｅｒａｄｏｚｅｎｔｙｐｅｓ
ｏｆａｂｓｏｒｂｅｒｒｅｓｉｎｓ，ｏｆｖａ
ｒｙｉｎｇｌｅｖｅｌｓｏｆＲＦａｔｔｅｎｕ
ａｔｉｏｎ）含む。本発明で使用可能なＥＣＣＯＳＯＲ
Ｂ（商標名）の一例は、ＣＲ−１１７の製品名で販売さ
れているキャスタブル吸収材である。

【００１８】このシステムは、プラズマ領域１４内のプ
ラズマからＲＦ吸収材５０をシールように、ＲＦ吸収材
５０に設けられた保護層５２を有する。図１に示された
実施の形態においては、前記ＲＦ吸収材５０は、保護層
５２に、埋設、封止、収容、もしくは覆われているが、
多数の他の形態が可能である。例えば、図３に示された
実施の形態は、チャンバ１０の側壁１１の内面に、ＲＦ
吸収体１５０をシールする保護層１５２を有する。この
保護層１５２は、チャンバ１０の内面と保護層１５２と
の間にＲＦ吸収材１５０が位置されるように、チャンバ
１０の内面にシールされた一体的なチャンバライナーで
ある。この保護層は、セラミック、石英、もしくは、プ
ラズマプロセス環境からＲＦ吸収材をシールしながら、
ＲＦ電力を通す他の材料で形成され得る。ＲＦ吸収材を
覆っている保護層は、周期的にクリーニングされる必要
があるだろう。

【００１９】図１に示された前記ＲＦ吸収体５０は、プ
ラズマ領域１４からチャンバの共振の問題を部分的もし
くは完全に解決するように、プラズマ領域１４のほぼ全
周に渡って延びている。このＲＦ吸収体５０は、プラズ
マチャンバ１０の噴射アッセンブリー３０から下方に、
そして、プラズマチャンバ１０のチャックアッセンブリ
ー４０の周りに延びているリング形状の形態を有する。
図１に示されたＲＦ吸収体５０は、ほぼ円筒形状をして
いるが、種々の他の形状並びに形態が使用され得る。例
えば、ＲＦ吸収体は、プラズマ領域１４の周りで下方に
延びた開口端を有する中空の円錐形状でも良い。代わっ
て、このＲＦ吸収体は、プラズマ領域１４の周りに延び
た中空の漏斗形状に形成され得る。さらに異なって、Ｒ
Ｆ吸収体は、プラズマ領域１４の周りに種々の多角形形
態を形成するように平坦な形状か、円筒形態を形成する
ように湾曲した形状の互いに取着された複数のセクショ
ンで、着脱可能か永久的にプラズマチャンバ１０内に設
けられ得る。これらＲＦ吸収体のセクションは、保護層
内に収容されて、チャンバ１０の壁に直接装着される
か、チャンバ１０に装着されたブラケット内にセクショ
ンを入れることにより、装着され得る。ＲＦ吸収体は、
チャンバ１０内で使用されるＲＦ周波数に関して“無限
（ｉｎｆｉｎｉｔｅ）”サイズをチャンバ全体に与える
ように、チャンバ１０の全体に渡って配置され得る。如
何なる所望のチャンバサイズ並びに形態に対するＲＦ吸
収体の最適な形態は、実験的に得られ得る。

【００２０】ＲＦ吸収体５０が、エネルギーを吸収する
のに従って、ＲＦ吸収体５０の温度は高くなるであろ
う。従って、ＲＦ吸収体５０から過度の熱を除去するた
めに、冷却システム６０が、ＲＦ吸収体５０に組み合わ
され、ＲＦ吸収体５０から熱を奪うように構成されてい
る。この冷却システム６０は、熱交換／ポンプユニット
６２と、ＲＦ吸収体５０から熱を奪う熱交換機として機
能するようにＲＦ吸収体５０中に延びた流体用導管６４
とを有する流体冷却システムとして構成されている。代
わって、ＲＦ吸収体５０は、ＲＦ吸収体５０から熱を奪
うために、冷媒のバスの中に配置され得る。また、代わ
って、ＲＦ吸収体は、冷却されるチャンバ壁と熱的に接
触され得る。

【００２１】プラズマプロセスシステムは、プラズマを
より均一にするために使用され得る永久磁石を有し得
る。例えば、これら永久磁石は、ＲＦ吸収体５０かフォ
ーカスリング８０（後述される）に付加され得る。図１
に示された実施の形態において、永久磁石７０は、ＲＦ
吸収体５０と関連して設けられている。これら永久磁石
は、流体冷却システムと共にＲＦ吸収体に付加され得
る。

【００２２】本プラズマプロセスシステムは、中に保護
層８４が設けられたＲＦ吸収体８２を備えたフォーカス
リングアッセンブリー８０をさらに有し得る。このフォ
ーカスリングアッセンブリー８０は、プラズマチャンバ
１０のチャックアッセンブリー４０を代表的には、囲ん
でいる。このフォーカスリングアッセンブリー８０の存
在により、等ポテンシャルの電気力線が、チャックアッ
センブリー４０上に配置されている基板の全面に渡って
実質的に均一に位置することができる。フォーカスリン
グアッセンブリー８０の中にＲＦ吸収体８２が存在する
ことにより、フォーカスリングアッセンブリー８０での
ＲＦ周波数信号の反射が減じられて、チャンバ１０内の
チャンバの共振が減少もしくは阻止されるであろう。

【００２３】図２は、上側電極２０が、誘導コイルアン
テナ２１に交換されている以外は、図１に示されている
部材と類似の部材を有する本発明の他の実施の形態を示
す。この誘導コイルアンテナ２１は、一端側が整合ネッ
トワーク２４を介してＲＦ源２２に接続され、また、他
端側が接地されている。さらに、ガス噴射アッセンブリ
ー３０が、誘導コイルアンテナ２１とプラズマ１２との
ＲＦ電力の結合を果たすように、誘電体ウインドウの中
に形成され得る。

【００２４】図３は、チャンバ１０の側壁１１の内面に
ＲＦ吸収層１５０をシールする保護層１５２を有する他
の実施の形態を示す。この実施の形態は、チャンバ１０
内のＲＦ吸収体１５０と保護層１５２との位置を調節す
るように、構成され、組み合わされた駆動機構９０を有
する。この駆動機構９０は、駆動装置９２と、この駆動
装置９２をＲＦ吸収体１５０と保護層１５２とに接続す
るリンク機構９４とを有する。この駆動装置９２は、水
圧もしくは空圧ドライバー、電動モータ、ソレノイド等
の、例えば、リニアーアクチュエータで良い。

【００２５】前記駆動機構９０は、チャンバの囲み構造
の、かくして、プラズマ領域１４とプラズマチャンバ１
０内のプラズマに対するＲＦエネルギーの相互作用の反
射並びに吸収特性を制御するために、プラズマチャンバ
１０内のＲＦ吸収体１５０（そして保護層１５２）の位
置を調節するために利用され得る。例えば、駆動機構９
０は、ＲＦ吸収体１５０がプラズマ領域１４を完全には
囲まない位置に、ＲＦ吸収体１５０の位置を変えること
により、かくして、プラズマ領域１４内のＲＦ電力の吸
収レベルを変えることにより、プロセス特性を制御する
ように使用され得る。このような決定が有効である位置
の例は、プラズマ領域内のエッチングレートを制御する
のに有効であるときである。プラズマ領域１４内でのエ
ッチングレートは、ＲＦ吸収体１５０の吸収レートを調
節することにより、制御され得る。即ち、ＲＦ吸収体に
よる吸収が増加するのに従って、エッチングレートは、
低下する。このエッチングレートは、プラズマ領域１４
内のプラズマ１２に対するＲＦ吸収体１５０の位置を調
節することにより、制御され得る。このようなエッチン
グレートを調節するプロセスは、例えば、ＲＦ吸収体の
吸収レートを大きくすることにより、かくして、エッチ
ングレートをエッチングの終了時に低下させることによ
り、プラズマ領域内のエッチングの終了を制御する方法
として、有効であり得る。

【００２６】前記プラズマ領域１４内、即ち、プラズマ
チャンバ１０内に存在するチャンバの共振の発生を制御
する異なる方法は、ＲＦ吸収体によりなされる吸収を、
かくして、ＲＦ吸収体がプラズマ領域１４並びにプラズ
マチャンバ１０内の高調波共振の存在での影響を変化を
制御するために、ＲＦ吸収体を覆うシールド（図示せ
ず）を移動させるように、前記駆動機構を利用すること
であろう。このシールドは、ＲＦ吸収体であるよりもむ
しろ、ＲＦ周波数を反射する材料でできている。

【００２７】異なる実施の形態において、前記駆動機構
９０は、前記フォーカスリングアッセンブリー８０に結
合されている。

【００２８】上述されたプラズマプロセスシステムは、
プラズマチャンバ内のチャンバの共振を緩和するための
方法に利用され得る。この方法は、プラズマ領域を囲ん
でいるチャンバ内にＲＦ吸収体を設ける工程と、このＲ
Ｆ吸収体に設けられた保護層を使用して、プラズマ領域
からＲＦ吸収体をシールする工程とを有する。かくし
て、プラズマが、プラズマ領域中内にプラズマを生じさ
せるようにプラズマ領域内のガスと相互作用するＲＦ電
磁界をＲＦパワーが形成するプラズマ領域に、前記チャ
ンバ内に設けられた電極に結合されたＲＦパワー源から
ＲＦパワーを供給することによって、発生される。

【００２９】図４は、本発明の第４の実施の形態に係わ
るプラズマプロセスシステムの一部断面図である。この
プラズマプロセスシステムは、上側電極アッセンブリー
２２０とチャックアッセンブリー２４０とを備えたプラ
ズマチャンバ２１０を一般的に有する。このプラズマチ
ャンバ２１０は、上壁２１２と、下壁２１４と、側壁２
１６とを有し、これら壁は、ＲＦ吸収体２５０と吸収体
カバー（即ち、保護層）２５２とにより裏張りされてい
る。これらＲＦ吸収体２５０と吸収体カバー２５２と
は、取付け具２５４を使用してプラズマチャンバ２１０
の壁に装着されている。

【００３０】上記説明において、ＲＦ吸収体を備えた吸
収体面が、本発明の幾つかの実施の形態に従って説明さ
れている。異なる実施の形態において、吸収体面が、非
反射面に交換されている．図６において、誘電体ライナ
ー３５０が、非反射面を形成するように、チャンバ内に
設けられている。この非反射面は、プラズマ領域内に設
けられ、また、この非反射面は、誘電体材料でできた層
を有し、デザイン周波数でのＲＦ電力を最少にするよう
に機能する。さらに、この非反射面は、デザイン周波数
で誘電体層の中を伝播する波の波長の４分の１に等しい
厚さを有する。例えば、６００ＭＨｚのＲＦ電磁波の反
射を押さえるために、誘電体ライナーは、アルミナで形
成され得、また、この誘電体ライナーの厚さは、アルミ
ナ内で６００ＭＨｚの波長の４分の１となるように選定
され、以下のようになる。

【００３１】

【数１】ここで、λは、誘電体ライナー３５０内での波長、ｋ
は、誘電体ライナー３５０を形成する誘電体材料の誘電
率、ｃは、真空での光の速度、そして、ｆは、デザイン
周波数である。異なる実施の形態において、誘電体ライ
ナー３５０は、厚さを可変にし得る。

【００３２】図示されてここで説明された例としての実
施の形態は、本発明の好ましい実施の形態を説明してお
り、如何なる場合でも請求項の範囲を制限することを意
味することが、判るであろう。

【００３３】本発明の多くの変更並びに変形が、上記技
術に基づいて可能である。このため、請求項の範囲内
で、本発明は、ここで特別に説明されたのとは別の方法
で実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態に係わるプラズマプ
ロセスシステムを概略的に示す。

【図２】図２は、本発明の他の実施形態に係わるプラズ
マプロセスシステムを概略的に示す。

【図３】図３は、本発明のさらに他の実施形態に係わる
プラズマプロセスシステムを概略的に示す。

【図４】図４は、本発明のさらに他の実施形態に係わる
プラズマプロセスシステムの部分的な断面図を示す。

【図５】図５は、例示的なプラズマプロセスチャンバ内
の様々の共振を表すグラフである。

【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係わるプラズ
マプロセスシステムを概略的に示す。

【符号の説明】

１０…プロセスチャンバ、１２…プラズマ、１４…プラ
ズマ領域、２０…上側電極、２２…プラズマ励起ＲＦ
源、３０…ガス噴射アッセンブリー、４０…ウエハチャ
ック（下側電極）、５０，１５０…ＲＦ吸収体、５２，
１５２…保護層、６０…冷却システム、８０…フォーカ
スリングアッセンブリー、９０…駆動機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F004 AA01 BA04 BA08 BA20 BB07 BB23 BB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ領域を囲むチャンバと、このプラズマ領域中内にプラズマを生じさせるようにガ
スと相互作用するＲＦ電磁界をＲＦパワーが形成するプ
ラズマ領域中へＲＦパワーを供給するように前記チャン
バ内に設けられた電極に結合されたＲＦパワー源を備え
たＲＦプラズマ源と、前記プラズマ領域内に設けられたＲＦ吸収体を有する少
なくとも１つの吸収面と、前記ＲＦ吸収体をプラズマ領域からシールするように前
記ＲＦ吸収体に設けられた保護層とを具備するプラズマ
プロセスシステム。
【請求項２】前記ＲＦ吸収体は、保護層で覆われてい
る請求項１のプラズマプロセスシステム。
【請求項３】前記保護層は、前記ＲＦ吸収体をチャン
バの内面に結合させている請求項１のプラズマプロセス
システム。
【請求項４】前記保護層は、セラミックでできている
請求項１ないし３のいずれか１のプラズマプロセスシス
テム。
【請求項５】前記保護層は、石英でできている請求項
１ないし３のいずれか１のプラズマプロセスシステム。
【請求項６】前記保護層は、前記チャンバの内面に結
合された一体的なチャンバライナーであり、また、前記
ＲＦ吸収体は、前記保護層とチャンバの内面との間に位
置されている、請求項１のプラズマプロセスシステム。
【請求項７】前記ＲＦ吸収体に結合され、ＲＦ吸収体
から熱を奪うように構成された冷却システムを更に具備
する請求項１ないし６のいずれか１のプラズマプロセス
システム。
【請求項８】前記ＲＦ吸収体と関連して設けられた永
久磁石を更に具備する請求項１ないし７のいずれか１の
プラズマプロセスシステム。
【請求項９】前記ＲＦ吸収体は、プラズマ領域の周り
に延びた部分を有する請求項１ないし８のいずれか１の
プラズマプロセスシステム。
【請求項１０】前記ＲＦ吸収体は、プラズマチャンバ
の噴射アッセンブリーから下方に、及びプラズマチャン
バのチャックアッセンブリーの周りに延びたリング形状
を有する請求項１ないし９のいずれか１のプラズマプロ
セスシステム。
【請求項１１】前記チャンバ内のＲＦ吸収体の位置を
調節するようにこれに結合及び構成された駆動機構を更
に具備する請求項１ないし１０のいずれか１のプラズマ
プロセスシステム。
【請求項１２】前記ＲＦ吸収体は、フォーカスリング
アッセンブリー内に設けられている請求項１ないし１１
のいずれか１のプラズマプロセスシステム。
【請求項１３】プラズマ領域を囲むチャンバと、このプラズマ領域中内にプラズマを生じさせるようにガ
スと相互作用するＲＦ電磁界をＲＦパワーが形成するプ
ラズマ領域中へＲＦパワーを供給するように前記チャン
バ内に設けられた電極に結合されたＲＦパワー源を備え
たＲＦプラズマ源と、前記プラズマ領域内のチャンバの共振を緩和するための
手段と、前記チャンバの共振を緩和するための手段をプラズマ領
域内のプラズマからシールするための手段とを具備する
プラズマプロセスシステム
【請求項１４】前記チャンバの共振を緩和するための
手段は、前記シールするための手段で覆われている請求
項１３のプラズマプロセスシステム。
【請求項１５】前記シールするための手段は、チャン
バの共振を緩和するための手段を、チャンバの内面に結
合させている請求項１３のプラズマプロセスシステム。
【請求項１６】前記シールするための手段は、セラミ
ックでできている請求項１３ないし１５のいずれか１の
プラズマプロセスシステム。
【請求項１７】前記シールするための手段は、石英で
できている請求項１３ないし１５のいずれか１のプラズ
マプロセスシステム。
【請求項１８】前記シールするための手段は、前記チ
ャンバの内面にシールされた一体的なチャンバライナー
であり、また、前記チャンバの共振を緩和するための手
段は、シールするための手段とチャンバの内面との間に
位置されている請求項１３のプラズマプロセスシステ
ム。
【請求項１９】前記チャンバの共振を緩和するための
手段を冷却するための手段を更に具備する請求項１３な
いし１８のいずれか１のプラズマプロセスシステム。
【請求項２０】前記チャンバの共振を緩和するための
手段に関連して設けられた少なくとも１つの永久磁石を
更に具備する請求項１３ないし１９のいずれか１のプラ
ズマプロセスシステム。
【請求項２１】前記チャンバの共振を緩和するための
手段は、前記プラズマ領域の周りに延びた部分を有する
請求項１３のプラズマプロセスシステム。
【請求項２２】前記ＲＦ吸収体は、プラズマチャンバ
の噴射アッセンブリーから下方に、及びプラズマチャン
バのチャックアッセンブリーの周りに延びたリング形状
を有する請求項１３ないし２１のいずれか１のプラズマ
プロセスシステム。
【請求項２３】前記プラズマ領域内のＲＦパワーの高
調波の減少レベルを変えるように、チャンバの共振を緩
和するための手段の構成を調節するための手段を更に具
備する請求項１３ないし２２のいずれか１のプラズマプ
ロセスシステム。
【請求項２４】前記調節するための手段は、前記チャ
ンバ内のチャンバの共振を緩和するための手段の位置を
調節するように結合及び構成された駆動機構を有する請
求項１３ないし２３のいずれか１のプラズマプロセスシ
ステム。
【請求項２５】前記チャンバの共振を緩和するための
手段は、フォーカスリングアッセンブリー内に設けられ
ている請求項１３ないし２４のいずれか１のプラズマプ
ロセスシステム。
【請求項２６】プラズマチャンバ内のチャンバの共振
を緩和するための方法であって、プラズマ領域を囲むチャンバ内にＲＦ吸収体を提供する
工程と、このＲＦ吸収体を、このＲＦ吸収体に設けられた保護層
を用いてプラズマ領域からシールする工程と、このプラ
ズマ領域中内にプラズマを生じさせるようにガスと相互
作用するＲＦ電磁界をＲＦパワーが形成するプラズマ領
域に、前記チャンバ内に設けられた電極に結合されたＲ
Ｆパワー源からＲＦパワーを供給することによって、プ
ラズマを生じさせる工程とを具備する方法。
【請求項２７】前記ＲＦ吸収体の吸収率を調節するこ
とによって、プラズマ領域内のエッチングレートを制御
する工程を更に具備する請求項２６の方法。
【請求項２８】前記エッチングレートを制御する工程
は、プラズマ領域内のプラズマに対してＲＦ吸収体の位
置を調節することを含んでいる請求項２７の方法。
【請求項２９】前記ＲＦ吸収体の吸収率を高くするこ
とによってプラズマ領域内のエッチングの停止を制御す
る工程を更に具備する請求項２６ないし２８のいずれか
１の方法。
【請求項３０】前記プラズマを生じさせる工程の間、
前記ＲＦ吸収体を冷却する工程を更に具備する請求項２
６ないし２９のいずれか１の方法。
【請求項３１】前記ＲＦ吸収体と関連した永久磁石を
設ける工程を更に具備する請求項２６ないし３０のいず
れか１の方法。
【請求項３２】前記ＲＦ吸収体は、プラズマ領域の周
りに延びた部分を有する請求項２６ないし３１のいずれ
か１の方法。
【請求項３３】前記ＲＦ吸収体は、プラズマチャンバ
の噴射アッセンブリーから下方に、及びプラズマチャン
バのチャックアッセンブリーの周りに延びたリング形状
を有する請求項２６ないし３２のいずれか１の方法。
【請求項３４】前記プラズマ領域内のＲＦパワーのチ
ャンバに対する反射レベルを変えるように、ＲＦ吸収体
の構成を調節する工程を更に具備する請求項２６ないし
３３のいずれか１の方法。
【請求項３５】前記ＲＦ吸収体は、フォーカスリング
アッセンブリー内に設けられている、請求項２６ないし
３４のいずれか１の方法。
【請求項３６】プラズマ領域を囲むチャンバと、この
プラズマ領域中内にプラズマを生じさせるようにガスと
相互作用するＲＦ電磁界をＲＦパワーが形成するプラズ
マ領域中へＲＦパワーを供給するように前記チャンバ内
に設けられた電極に結合されたＲＦパワー源を備えたＲ
Ｆプラズマ源と、前記プラズマ領域内に誘電体ライナーを有し、この誘電
体ライナーは、デザイン周波数に対応した厚さを有する
少なくとも１つの非反射面とを具備するプラズマプロセ
スシステム。
【請求項３７】前記誘電体ライナーの厚さは、デザイ
ン周波数でこの誘電体ライナーを伝播するＲＦ電磁波の
４分の１の波長に対応している請求項３６のプラズマプ
ロセスシステム。