JP2003243378A - 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 - Google Patents
解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置Info
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Classifications
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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-
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- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズ
マ処理装置、及び、プラズマ内の解離及びイオン化を制
御させるための方法を提供する。 【解決手段】処理チャンバと、この処理チャンバ内にプ
ラズマを発生させるプラズマ発生システムと、基板の処
理中、基板を保持する基板ホルダーと、前記処理チャン
バ中にガスを導入するガスソースと、前記処理チャンバ
内で、選択された圧力を維持するための圧力制御システ
ムと、前記処理チャンバ内を１以上の空間ゾーンに分割
している複数の仕切り部材とを有する、解離及びイオン
化の空間的制御のためのプラズマ処理装置。前記仕切り
部材は、前記処理チャンバの所定の壁から前記基板ホル
ダーに向かって延びている。
マ処理装置、及び、プラズマ内の解離及びイオン化を制
御させるための方法を提供する。 【解決手段】処理チャンバと、この処理チャンバ内にプ
ラズマを発生させるプラズマ発生システムと、基板の処
理中、基板を保持する基板ホルダーと、前記処理チャン
バ中にガスを導入するガスソースと、前記処理チャンバ
内で、選択された圧力を維持するための圧力制御システ
ムと、前記処理チャンバ内を１以上の空間ゾーンに分割
している複数の仕切り部材とを有する、解離及びイオン
化の空間的制御のためのプラズマ処理装置。前記仕切り
部材は、前記処理チャンバの所定の壁から前記基板ホル
ダーに向かって延びている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装
置、特に、空間的制御を与える構成を有するプラズマ処
理装置に関する。
置、特に、空間的制御を与える構成を有するプラズマ処
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理システムは、半導体基板の
ような基板から材料を除去し、又は、堆積させるよう
な、半導体、集積回路、ディスプレイ、その他の装置又
は材料の製造及び処理において使用される。
ような基板から材料を除去し、又は、堆積させるよう
な、半導体、集積回路、ディスプレイ、その他の装置又
は材料の製造及び処理において使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】技術の小型化の増進
が、増大された複雑さ及び比較的高いアスペクト比を有
する設計部材（ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅ）におけ
る改良された分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の必要性
を増大している。これらを達成するためには、改良され
た処理の均一性が、有効であり得る。プラズマ処理シス
テムで、エッチング又は堆積の均一性の程度に影響を与
える１つのファクターが、基板の上方のプラズマの密度
の空間的均一性である。
が、増大された複雑さ及び比較的高いアスペクト比を有
する設計部材（ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅ）におけ
る改良された分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の必要性
を増大している。これらを達成するためには、改良され
た処理の均一性が、有効であり得る。プラズマ処理シス
テムで、エッチング又は堆積の均一性の程度に影響を与
える１つのファクターが、基板の上方のプラズマの密度
の空間的均一性である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、解離及びイオ
ン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置、及び、プ
ラズマ内の解離及びイオン化を制御させることによっ
て、プラズマの特性を改良させるための方法に関する。
ン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置、及び、プ
ラズマ内の解離及びイオン化を制御させることによっ
て、プラズマの特性を改良させるための方法に関する。
【０００５】本発明の一態様は、処理チャンバと、この
処理チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発生シ
ステムと、基板の処理中、基板を保持する基板ホルダー
と、前記処理チャンバ中にガスを導入するガスソース
と、前記処理チャンバ内で、選択された圧力を維持する
ための圧力制御システムと、前記処理チャンバ内を１以
上の空間ゾーンに分割している複数の仕切り部材とを有
する、解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ
処理装置を提供する。これら仕切り部材は、前記処理チ
ャンバの所定の壁から前記基板ホルダーに向かって延び
ている。
処理チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発生シ
ステムと、基板の処理中、基板を保持する基板ホルダー
と、前記処理チャンバ中にガスを導入するガスソース
と、前記処理チャンバ内で、選択された圧力を維持する
ための圧力制御システムと、前記処理チャンバ内を１以
上の空間ゾーンに分割している複数の仕切り部材とを有
する、解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ
処理装置を提供する。これら仕切り部材は、前記処理チ
ャンバの所定の壁から前記基板ホルダーに向かって延び
ている。
【０００６】本発明の別の一態様は、プラズマ内の解離
及びイオン化を制御させるための方法を提供する。この
方法は、処理チャンバ内で基板材を配置させる工程と、
処理チャンバ中に先駆ガスの流れを与えさせる工程と、
前記処理チャンバ内で、プラズマ体積内の先駆ガスによ
りプラズマを形成させる工程と、前記処理チャンバの所
定の壁から前記基板に向かって延びる複数の仕切り部材
を用いて、基板の上方のプラズマ内のラジカル及びイオ
ンの形成を制御させる工程とを含んでいる。
及びイオン化を制御させるための方法を提供する。この
方法は、処理チャンバ内で基板材を配置させる工程と、
処理チャンバ中に先駆ガスの流れを与えさせる工程と、
前記処理チャンバ内で、プラズマ体積内の先駆ガスによ
りプラズマを形成させる工程と、前記処理チャンバの所
定の壁から前記基板に向かって延びる複数の仕切り部材
を用いて、基板の上方のプラズマ内のラジカル及びイオ
ンの形成を制御させる工程とを含んでいる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下の説明で、本発明の全体を通
じた理解を容易にするために、また、何ら限定すること
のない説明のために、特定の、ガス、無線周波数発生技
術等の使用及び処理チャンバの幾何学的配置のような、
特定の詳細が、開示されている。しかしながら、本発明
は、これら特定の詳細とは異なった他の実施形態で実施
され得る。用語プラズマは、電子と、正及び負イオン
と、さらに、原子、分子、ラジカルのような中性種との
混合体であるという最も広い定義において、使用されて
いる。説明全体を通じて、プラズマ内の種は、ラジカ
ル、分子、電子、又は、イオンとして言及されている。
じた理解を容易にするために、また、何ら限定すること
のない説明のために、特定の、ガス、無線周波数発生技
術等の使用及び処理チャンバの幾何学的配置のような、
特定の詳細が、開示されている。しかしながら、本発明
は、これら特定の詳細とは異なった他の実施形態で実施
され得る。用語プラズマは、電子と、正及び負イオン
と、さらに、原子、分子、ラジカルのような中性種との
混合体であるという最も広い定義において、使用されて
いる。説明全体を通じて、プラズマ内の種は、ラジカ
ル、分子、電子、又は、イオンとして言及されている。
【０００８】最新技術の酸化物エッチングの性能を達成
し、（高アスペクト比コンタクトのエッチング処理、セ
ルフアラインメントコンタクト（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎ
ｃｏｎｔａｃｔ）のエッチング処理のような）多くの
酸化物エッチング処理についての要求（例えば、エッチ
ング速度、側壁の外形等を含んでいる）を満たすため
に、特定のエッチング反応種を形成させるようにプラズ
マ化学を最適化することが、提案されている。例えば、
複雑な化学的処理を単純化するように、炭素を含んでい
る種、例えばＣＦ、ＣＦ２、ＣＦ３のようなポリマー
と、フッ素ラジカルのような他の反応種との間の適切な
バランスが、１つの重要なパラメーターであると信じら
れている。フッ素化学のための先駆ガス（ｐｒｅｃｕｒ
ｓｏｒ ｇａｓ）は、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４
Ｆ８等のようなフッ化炭素分子であり得る。アルゴン
が、希釈材として、及び／又は、イオン衝突を介して表
面化学に触媒作用を及ぼすようにエネルギーを与えるメ
カニズムとして加えられ得る。少ないフッ素含有量のカ
ーボンポリマーが、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はポリ
シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）のような酸化物を含まない
表面を覆う、防護膜を形成するように導入され得る一方
で、依然として、酸化物エッチングを可能にしている。
しかしながら、過剰なＣｘＦｙラジカル種は、ポリマー
の蓄積のために、エッチングを妨げ得る。他方、過度の
フッ素ラジカルの形成は、酸化物とシリコン又はＳｉＮ
とのエッチングの選択性を劣ったものとし得る。フッ素
は、これら材料の両方を容易にエッチングすることが知
られている。従って、エッチングの選択性（即ち、酸化
物とシリコンとの選択性）、エッチング速度、側壁の外
形等を含んでいる幾つかのエッチングパラメーターが、
解離の状況によって敏感に左右される。
し、（高アスペクト比コンタクトのエッチング処理、セ
ルフアラインメントコンタクト（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎ
ｃｏｎｔａｃｔ）のエッチング処理のような）多くの
酸化物エッチング処理についての要求（例えば、エッチ
ング速度、側壁の外形等を含んでいる）を満たすため
に、特定のエッチング反応種を形成させるようにプラズ
マ化学を最適化することが、提案されている。例えば、
複雑な化学的処理を単純化するように、炭素を含んでい
る種、例えばＣＦ、ＣＦ２、ＣＦ３のようなポリマー
と、フッ素ラジカルのような他の反応種との間の適切な
バランスが、１つの重要なパラメーターであると信じら
れている。フッ素化学のための先駆ガス（ｐｒｅｃｕｒ
ｓｏｒ ｇａｓ）は、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４
Ｆ８等のようなフッ化炭素分子であり得る。アルゴン
が、希釈材として、及び／又は、イオン衝突を介して表
面化学に触媒作用を及ぼすようにエネルギーを与えるメ
カニズムとして加えられ得る。少ないフッ素含有量のカ
ーボンポリマーが、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はポリ
シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）のような酸化物を含まない
表面を覆う、防護膜を形成するように導入され得る一方
で、依然として、酸化物エッチングを可能にしている。
しかしながら、過剰なＣｘＦｙラジカル種は、ポリマー
の蓄積のために、エッチングを妨げ得る。他方、過度の
フッ素ラジカルの形成は、酸化物とシリコン又はＳｉＮ
とのエッチングの選択性を劣ったものとし得る。フッ素
は、これら材料の両方を容易にエッチングすることが知
られている。従って、エッチングの選択性（即ち、酸化
物とシリコンとの選択性）、エッチング速度、側壁の外
形等を含んでいる幾つかのエッチングパラメーターが、
解離の状況によって敏感に左右される。
【０００９】図１は、処理チャンバ１０４の本体の周囲
に巻かれている誘導コイル１０２を有する、本発明の第
１の実施形態のプラズマ処理装置１００の概略図であ
る。ＲＦ発生装置１０３を用いて発生された無線周波数
（ＲＦ）場は、前記処理チャンバ１０４を通ってプラズ
マに結合される。本実施形態で、前記処理チャンバが、
円筒形状であるように図示され説明されている。しかし
ながら、長方形又は多角形（これらに限定されるもので
はない）のような他の形状が、可能であることが理解さ
れる。
に巻かれている誘導コイル１０２を有する、本発明の第
１の実施形態のプラズマ処理装置１００の概略図であ
る。ＲＦ発生装置１０３を用いて発生された無線周波数
（ＲＦ）場は、前記処理チャンバ１０４を通ってプラズ
マに結合される。本実施形態で、前記処理チャンバが、
円筒形状であるように図示され説明されている。しかし
ながら、長方形又は多角形（これらに限定されるもので
はない）のような他の形状が、可能であることが理解さ
れる。
【００１０】前記誘導コイル１０２は、誘電体窓１０６
を除いて、導電体の囲い内に収容され得、この誘電体窓
１０６は、ＲＦ場の結合を可能にするように、石英又は
アルミナのような誘電材で形成され得る。加えて、接地
され、スロットを形成されている静電シールド（ファラ
デーシールド）が、前記誘導コイル１０２とプラズマと
の間の容量型結合を最小化するように、前記誘導コイル
１０２と誘電体窓１０６との間に挿入され得る。その
上、ＲＦ発生装置からのＲＦ電力が、プラズマへの電力
の移動を最大化するように、インピーダンスマッチング
回路を通って前記誘導コイル１０２に接続され得る。円
形の上壁１０８が、真空チャンバのカバープレートとし
て機能し、この上壁１０８から、仕切り部材が、下がっ
ており、本実施形態で、これら仕切り部材は、同心的な
円筒部材１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃであり、各円筒
部材は、プラズマ領域１１２中に所定の深さまで延び
る。しかしながら、別の配置に加えて別の形状が、可能
であることが理解されるだろう。明瞭さのために、３つ
の円筒部材が、図１で示されているが、同心的なあらゆ
る個数の円筒部材が、使用され得ることが理解される。
図１で示されているように、円筒壁１１４Ａ、１１４
Ｂ、１１４Ｃを有する同心的な３つの前記円筒部材１１
０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃが、前記上壁からプラズマ中
に延び、従って、４つの領域、即ち、領域１１６Ａ、１
１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄを規定する。同心的な前記
円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃは、例えば石英の
ような誘電体によって形成され得、また、前記円筒部材
の壁の厚さは、長さに従って変化され得る。その上、前
記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃの端部は、円形
にされ得る。例えば、壁の厚さは、各環状領域が、ウェ
ハに近づいていくに従って断面積を増大されているよう
に、長さに従って減少され得る。セットの同心的な前記
円筒部材１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは、処理スペー
ス１１８の全体を通じて、荷電種の移動を妨げ、従っ
て、プラズマ領域１１２を４つの領域１１６Ａ、１１６
Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄに仕切る。前記処理スペースを
このように区分し、各円筒壁が、前記処理スペース１１
８中に延びている長さ１２０を変化させることによっ
て、プラズマ化学の空間的制御が、可能とされている。
図１で示されているように、複数の前記円筒壁の長さ
は、径方向かつ内向きに増大されている（即ち、前記円
筒壁１１４Ａの長さは、前記円筒壁１１４Ｂの長さより
も長く、また、前記円筒壁１１４Ｂの長さは、前記円筒
壁１１４Ｃの長さよりも長い）。通常、誘導型結合プラ
ズマソースで、プラズマ密度は、基板の上方の領域に渡
って変化し、従ってまた、解離（及び反応種化学）が、
例えば、基板の端部と中心部とで互いに異なり得ること
が、観察される。基板１２４の上方のプラズマ密度を均
一化するように、同心的な前記円筒部材は、中心部近く
で移動を妨げるように配置され、従って、ウェハの外側
エッジに対してプラズマ密度を減少させる助けとなり、
また、類似の反応種化学を維持する。その上また、この
配置は、別の配置であれば、基板の中心部近くの領域で
ＲＦ電場を減少させるだろうＲＦの表皮効果（ｓｋｉｎ
ｅｆｆｅｃｔ）を相殺することにより、基板１２４の
全領域に渡る電場及びプラズマの均一性を改良し得る。
加えてまた、この配置は、複数の種の滞在時間を減少し
得、従って、プラズマ流及びガス排気を改良し得る。各
領域１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄは、例え
ば、先駆ガスの所定の流速及び種組成で、互いに独立に
供給される。図１で示されている実施形態で、供給ガス
の３つのソースＡ、Ｂ、Ｃが、使用される。バルブＭＦ
Ｃ−Ａによって制御されるガスソースＡは、領域１１６
Ａに供給し、また、バルブＭＦＣ−Ｂによって制御され
るガスソースＢは、領域１１６Ｂに供給し、そして、バ
ルブＭＦＣ−Ｃによって制御されるガスソースＣは、領
域１１６Ｃに供給する。この形態において、各々の領域
１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄで、供給ガス
の圧力、及び／又は、組成を変化させることによって、
各領域内のプラズマの比較的良い制御が、可能にされて
いる。もちろん、全ての領域は、おそらく同じソースか
ら、同じガス混合物を供給され得る。
を除いて、導電体の囲い内に収容され得、この誘電体窓
１０６は、ＲＦ場の結合を可能にするように、石英又は
アルミナのような誘電材で形成され得る。加えて、接地
され、スロットを形成されている静電シールド（ファラ
デーシールド）が、前記誘導コイル１０２とプラズマと
の間の容量型結合を最小化するように、前記誘導コイル
１０２と誘電体窓１０６との間に挿入され得る。その
上、ＲＦ発生装置からのＲＦ電力が、プラズマへの電力
の移動を最大化するように、インピーダンスマッチング
回路を通って前記誘導コイル１０２に接続され得る。円
形の上壁１０８が、真空チャンバのカバープレートとし
て機能し、この上壁１０８から、仕切り部材が、下がっ
ており、本実施形態で、これら仕切り部材は、同心的な
円筒部材１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃであり、各円筒
部材は、プラズマ領域１１２中に所定の深さまで延び
る。しかしながら、別の配置に加えて別の形状が、可能
であることが理解されるだろう。明瞭さのために、３つ
の円筒部材が、図１で示されているが、同心的なあらゆ
る個数の円筒部材が、使用され得ることが理解される。
図１で示されているように、円筒壁１１４Ａ、１１４
Ｂ、１１４Ｃを有する同心的な３つの前記円筒部材１１
０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃが、前記上壁からプラズマ中
に延び、従って、４つの領域、即ち、領域１１６Ａ、１
１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄを規定する。同心的な前記
円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃは、例えば石英の
ような誘電体によって形成され得、また、前記円筒部材
の壁の厚さは、長さに従って変化され得る。その上、前
記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃの端部は、円形
にされ得る。例えば、壁の厚さは、各環状領域が、ウェ
ハに近づいていくに従って断面積を増大されているよう
に、長さに従って減少され得る。セットの同心的な前記
円筒部材１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは、処理スペー
ス１１８の全体を通じて、荷電種の移動を妨げ、従っ
て、プラズマ領域１１２を４つの領域１１６Ａ、１１６
Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄに仕切る。前記処理スペースを
このように区分し、各円筒壁が、前記処理スペース１１
８中に延びている長さ１２０を変化させることによっ
て、プラズマ化学の空間的制御が、可能とされている。
図１で示されているように、複数の前記円筒壁の長さ
は、径方向かつ内向きに増大されている（即ち、前記円
筒壁１１４Ａの長さは、前記円筒壁１１４Ｂの長さより
も長く、また、前記円筒壁１１４Ｂの長さは、前記円筒
壁１１４Ｃの長さよりも長い）。通常、誘導型結合プラ
ズマソースで、プラズマ密度は、基板の上方の領域に渡
って変化し、従ってまた、解離（及び反応種化学）が、
例えば、基板の端部と中心部とで互いに異なり得ること
が、観察される。基板１２４の上方のプラズマ密度を均
一化するように、同心的な前記円筒部材は、中心部近く
で移動を妨げるように配置され、従って、ウェハの外側
エッジに対してプラズマ密度を減少させる助けとなり、
また、類似の反応種化学を維持する。その上また、この
配置は、別の配置であれば、基板の中心部近くの領域で
ＲＦ電場を減少させるだろうＲＦの表皮効果（ｓｋｉｎ
ｅｆｆｅｃｔ）を相殺することにより、基板１２４の
全領域に渡る電場及びプラズマの均一性を改良し得る。
加えてまた、この配置は、複数の種の滞在時間を減少し
得、従って、プラズマ流及びガス排気を改良し得る。各
領域１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄは、例え
ば、先駆ガスの所定の流速及び種組成で、互いに独立に
供給される。図１で示されている実施形態で、供給ガス
の３つのソースＡ、Ｂ、Ｃが、使用される。バルブＭＦ
Ｃ−Ａによって制御されるガスソースＡは、領域１１６
Ａに供給し、また、バルブＭＦＣ−Ｂによって制御され
るガスソースＢは、領域１１６Ｂに供給し、そして、バ
ルブＭＦＣ−Ｃによって制御されるガスソースＣは、領
域１１６Ｃに供給する。この形態において、各々の領域
１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ、１１６Ｄで、供給ガス
の圧力、及び／又は、組成を変化させることによって、
各領域内のプラズマの比較的良い制御が、可能にされて
いる。もちろん、全ての領域は、おそらく同じソースか
ら、同じガス混合物を供給され得る。
【００１１】別の一実施形態で、前記円筒壁１１４Ａ、
１１４Ｂ、１１４Ｃの断面形状は、非円形、即ち、長方
形、三角形、多辺形等である。別の一実施形態で、前記
円筒壁１１４ＡないしＣの少なくとも１つは、１以上の
パネル、プレート、又は、翼部を有する。さらに別の一
実施形態で、前記円筒壁は、同じ長さであり得、又は、
前記処理チャンバの中心部に向かって長さを減少され得
る。
１１４Ｂ、１１４Ｃの断面形状は、非円形、即ち、長方
形、三角形、多辺形等である。別の一実施形態で、前記
円筒壁１１４ＡないしＣの少なくとも１つは、１以上の
パネル、プレート、又は、翼部を有する。さらに別の一
実施形態で、前記円筒壁は、同じ長さであり得、又は、
前記処理チャンバの中心部に向かって長さを減少され得
る。
【００１２】特定の一実施形態で、Ｃ４Ｆ８、酸素、ア
ルゴンの混合物が、供給ガスとして使用される。前記処
理チャンバ内の残存圧力（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｐｒｅｓ
ｓｕｒｅ）は、特定の処理に応じて、１から１０００ｍ
ｉｌｉｔｏｒｒの間隔内、又は、５と５０ｍｔｏｒｒと
の間に維持される。過剰なガスは、真空システム（真空
ソース）１２２を用いて、排気される。ＲＦ発生装置
は、１から５ｋＷの電力を有し、１０と１００ＭＨｚと
の間の周波数で作動される。ＲＦソースは、プラズマを
生成し、このプラズマは、先駆ガスを解離及びイオン化
させ、従って、他の種に混じって、ＣＦ２及びＣＦ３の
ようなラジカルを生じさせる。酸化物層のエッチングの
ために、プラズマは、Ｆ、ＣＦ及びその他の種と比較し
て、高い濃度のＣＦ２及びＣＦ３ラジカルを含むとよ
い。プラズマ内で形成されたラジカル種は、基板ホルダ
ー１２６に配置されている基板１２４をエッチングする
ように使用される。基板１２４は、例えば、シリコン、
ゲルマニウムヒ化塩（ＡｓＧａ）、又は、ゲルマニウム
（Ｇｅ）であり得る。特に、シリコン基板について、シ
リコン酸化物（ＳｉＯ２）が、酸化物として使用され
得、また、シリコン窒化物が、窒化物として使用され得
る。
ルゴンの混合物が、供給ガスとして使用される。前記処
理チャンバ内の残存圧力（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｐｒｅｓ
ｓｕｒｅ）は、特定の処理に応じて、１から１０００ｍ
ｉｌｉｔｏｒｒの間隔内、又は、５と５０ｍｔｏｒｒと
の間に維持される。過剰なガスは、真空システム（真空
ソース）１２２を用いて、排気される。ＲＦ発生装置
は、１から５ｋＷの電力を有し、１０と１００ＭＨｚと
の間の周波数で作動される。ＲＦソースは、プラズマを
生成し、このプラズマは、先駆ガスを解離及びイオン化
させ、従って、他の種に混じって、ＣＦ２及びＣＦ３の
ようなラジカルを生じさせる。酸化物層のエッチングの
ために、プラズマは、Ｆ、ＣＦ及びその他の種と比較し
て、高い濃度のＣＦ２及びＣＦ３ラジカルを含むとよ
い。プラズマ内で形成されたラジカル種は、基板ホルダ
ー１２６に配置されている基板１２４をエッチングする
ように使用される。基板１２４は、例えば、シリコン、
ゲルマニウムヒ化塩（ＡｓＧａ）、又は、ゲルマニウム
（Ｇｅ）であり得る。特に、シリコン基板について、シ
リコン酸化物（ＳｉＯ２）が、酸化物として使用され
得、また、シリコン窒化物が、窒化物として使用され得
る。
【００１３】プラズマの表皮厚さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔ
ｈ）が、ＲＦ波が、ほぼ減衰する深さとして定義されて
いる。あるいは、無限小波（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ ｗ
ａｖｅ）と言われ得る。これは、プラズマ振動数が、遮
断プラズマ振動数（ｃｕｔ−ｏｆｆ ｐｌａｓｍａ ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）よりも小さいときに生じる。通常、
誘導型結合プラズマ（ＩＣＰ）ソースの表皮厚さは、チ
ャンバの半径に対して小さく、従って、前記円筒壁は、
荷電種の移動を妨げる傾向があり、プラズマ化学の制御
に影響を与える。大きなウェハ（即ち、２００から３０
０ｍｍ以上）が、処理されるときには通常のケースであ
るように、チャンバの直径が、チャンバの高さを充分越
えているとき、表皮厚さは、典型的に、上述した基準を
満たす。従って、チャンバの直径が、チャンバの高さを
越えているこの実施形態で、前記円筒壁１１４Ａ、１１
４Ｂ、１１４Ｃは、プラズマ化学を制御する役割を果た
す。
ｈ）が、ＲＦ波が、ほぼ減衰する深さとして定義されて
いる。あるいは、無限小波（ｅｖａｎｅｓｃｅｎｔ ｗ
ａｖｅ）と言われ得る。これは、プラズマ振動数が、遮
断プラズマ振動数（ｃｕｔ−ｏｆｆ ｐｌａｓｍａ ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）よりも小さいときに生じる。通常、
誘導型結合プラズマ（ＩＣＰ）ソースの表皮厚さは、チ
ャンバの半径に対して小さく、従って、前記円筒壁は、
荷電種の移動を妨げる傾向があり、プラズマ化学の制御
に影響を与える。大きなウェハ（即ち、２００から３０
０ｍｍ以上）が、処理されるときには通常のケースであ
るように、チャンバの直径が、チャンバの高さを充分越
えているとき、表皮厚さは、典型的に、上述した基準を
満たす。従って、チャンバの直径が、チャンバの高さを
越えているこの実施形態で、前記円筒壁１１４Ａ、１１
４Ｂ、１１４Ｃは、プラズマ化学を制御する役割を果た
す。
【００１４】同様に、前記処理チャンバ１０４の直径
が、チャンバの高さとほぼ同じ、又は、小さい別の一実
施形態でも、前記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ
は、充分に、イオン化に局所的な影響を与えることが想
定される。即ち、前記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１
４Ｃは、これらの長さを適合させることによって、イオ
ン密度を空間的に調節することに適している。壁の長さ
部分は、プラズマと接触する比較的大きい表面積を与
え、幾つかの場合に、比較的大きな局所的なイオン化速
度を導く比較的多くの２次電子の放出を生じさせる。従
って、プラズマの生成及び維持に必要とされる臨界のＲ
Ｆ場振幅は、誘電体表面近くで小さくなり、この結果、
誘電体の円筒壁を有するシステムは、小さいＲＦ電力で
作動され得ると同時に、依然として、適切なレベルの化
学的に活性なラジカル及びイオンを生じさせ得る。
が、チャンバの高さとほぼ同じ、又は、小さい別の一実
施形態でも、前記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ
は、充分に、イオン化に局所的な影響を与えることが想
定される。即ち、前記円筒壁１１４Ａ、１１４Ｂ、１１
４Ｃは、これらの長さを適合させることによって、イオ
ン密度を空間的に調節することに適している。壁の長さ
部分は、プラズマと接触する比較的大きい表面積を与
え、幾つかの場合に、比較的大きな局所的なイオン化速
度を導く比較的多くの２次電子の放出を生じさせる。従
って、プラズマの生成及び維持に必要とされる臨界のＲ
Ｆ場振幅は、誘電体表面近くで小さくなり、この結果、
誘電体の円筒壁を有するシステムは、小さいＲＦ電力で
作動され得ると同時に、依然として、適切なレベルの化
学的に活性なラジカル及びイオンを生じさせ得る。
【００１５】図２は、処理チャンバ２０４の上部の上に
巻かれている誘導コイル２０２を有するプラズマ処理装
置２００を示している実施形態を図示している。この実
施形態で、前記誘導コイル２０２は、変圧器タイプのコ
イル、変成器型結合プラズマ（ＴＣＰ）ソースコイル、
又は、パンケーキ／螺旋コイルである。この実施形態
で、前記誘導コイルは、図２で示されているように、前
記処理チャンバの上部の上に、螺旋形態で巻かれてい
る。ＴＣＰタイプのコイルが、利用されている場合、誘
電体窓（即ち、石英、アルミナ等）、又は、シリコンの
ような半導体窓が、プラズマへの、前記チャンバの上部
プレート２０６を通るＲＦ場の結合を可能にするように
利用され得る。加えて、上述したように、径方向にスロ
ットを形成され、接地されている静電シールドが、前記
誘導コイル２０２とプラズマとの間の容量型結合を最小
化するように提供され得る。同様に、ＲＦ発生装置から
のＲＦ電力は、プラズマへの電力の移動を最大化するよ
うに、インピーダンスマッチング回路を通って、前記誘
導コイル２０２に結合され得る。
巻かれている誘導コイル２０２を有するプラズマ処理装
置２００を示している実施形態を図示している。この実
施形態で、前記誘導コイル２０２は、変圧器タイプのコ
イル、変成器型結合プラズマ（ＴＣＰ）ソースコイル、
又は、パンケーキ／螺旋コイルである。この実施形態
で、前記誘導コイルは、図２で示されているように、前
記処理チャンバの上部の上に、螺旋形態で巻かれてい
る。ＴＣＰタイプのコイルが、利用されている場合、誘
電体窓（即ち、石英、アルミナ等）、又は、シリコンの
ような半導体窓が、プラズマへの、前記チャンバの上部
プレート２０６を通るＲＦ場の結合を可能にするように
利用され得る。加えて、上述したように、径方向にスロ
ットを形成され、接地されている静電シールドが、前記
誘導コイル２０２とプラズマとの間の容量型結合を最小
化するように提供され得る。同様に、ＲＦ発生装置から
のＲＦ電力は、プラズマへの電力の移動を最大化するよ
うに、インピーダンスマッチング回路を通って、前記誘
導コイル２０２に結合され得る。
【００１６】第１の実施形態で前述されたように、円形
の上壁２０６は、真空チャンバのカバープレートとして
も機能し、この上壁２０６から、円筒部材２１０Ａ、２
１０Ｂ、２１０Ｃが、下がっており、各円筒部材は、プ
ラズマ領域２１２中に所定の深さまで延びている。図１
と同様に、明瞭さのために、３つの円筒部材が、図２で
図示されているが、同心的などんな個数の円筒部材も、
使用され得ることが理解される。図２で示されているよ
うに、円筒壁２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを有する同
心的な前記３つの円筒部材２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０
Ｃは、前記上壁からプラズマ中に延び、従って、４つの
領域、即ち、領域２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１
６Ｄを規定する。同心的な前記円筒壁２１４Ａ、２１４
Ｂ、２１４Ｃは、石英によって形成され得、また、前記
円筒部材の壁の厚さは、長さに従って変化され得る。例
えば、各環状領域が、ウェハに近づくに従って断面積を
増大されているように、壁の厚さは、長さに従って減少
され得る。セットの同心的な前記円筒部材２１０Ａ、２
１０Ｂ、２１０Ｃは、処理スペース２１８全体に渡っ
て、荷電種（特に、熱電子）の移動を妨げ、従って、プ
ラズマ領域２１２を４つの領域２１６Ａ、２１６Ｂ、２
１６Ｃ、２１６Ｄに仕切る。
の上壁２０６は、真空チャンバのカバープレートとして
も機能し、この上壁２０６から、円筒部材２１０Ａ、２
１０Ｂ、２１０Ｃが、下がっており、各円筒部材は、プ
ラズマ領域２１２中に所定の深さまで延びている。図１
と同様に、明瞭さのために、３つの円筒部材が、図２で
図示されているが、同心的などんな個数の円筒部材も、
使用され得ることが理解される。図２で示されているよ
うに、円筒壁２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを有する同
心的な前記３つの円筒部材２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０
Ｃは、前記上壁からプラズマ中に延び、従って、４つの
領域、即ち、領域２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１
６Ｄを規定する。同心的な前記円筒壁２１４Ａ、２１４
Ｂ、２１４Ｃは、石英によって形成され得、また、前記
円筒部材の壁の厚さは、長さに従って変化され得る。例
えば、各環状領域が、ウェハに近づくに従って断面積を
増大されているように、壁の厚さは、長さに従って減少
され得る。セットの同心的な前記円筒部材２１０Ａ、２
１０Ｂ、２１０Ｃは、処理スペース２１８全体に渡っ
て、荷電種（特に、熱電子）の移動を妨げ、従って、プ
ラズマ領域２１２を４つの領域２１６Ａ、２１６Ｂ、２
１６Ｃ、２１６Ｄに仕切る。
【００１７】前記処理スペースのこの区分は、プラズマ
化学の空間的制御を可能にし、前述したように、各円筒
壁が、処理スペース２１８中に延びている長さ２２０を
変化されることによって、この区分は、更に増大され得
る。また、前述したように、セットの前記円筒壁は、プ
ラズマ化学を区切り、前記処理チャンバ内での移動を妨
げ、また、適切に選択されているとき、ウェハの上方の
均一なプラズマ及び反応種化学を導き得る。実験計画
（ＤＯＥ）法を利用した実験が、円筒壁を有する仕切り
部材の最適な配置を導き得る。上述しまた以下でも述べ
るように、ウェハの上方でプラズマ領域を仕切ること
は、相対的なガス流速、及び／又は、（複数の）種分圧
を調節することを介して、局所的なプラズマ及び反応種
化学のさらなる調整を可能にしている。処理ガスの区分
けを行わず、従来行われているように、単に、同等の種
分圧及び流量の処理ガスが、１つの標準的なガス供給シ
ステムから全ての領域（即ち、ゾーン）に流される。そ
の上、ウェハの方向の誘電体壁の延長部が、ゾーン内の
ガス及びプラズマの組成に加えて、プラズマの密度、特
に、化学的に活性なラジカルの含有量を制御する。誘電
体壁の最適な長さは、ガス及びプラズマのパラメーター
に加えて、所定の処理に応じて変化する。これに対応し
て、装置をより普遍的にするために、誘電体壁の長さ
が、調節可能であり得る。各領域２１６Ａ、２１６Ｂ、
２１６Ｃ、２１６Ｄは、例えば、先駆ガスの所定の流速
及び種組成で、独立に供給される。
化学の空間的制御を可能にし、前述したように、各円筒
壁が、処理スペース２１８中に延びている長さ２２０を
変化されることによって、この区分は、更に増大され得
る。また、前述したように、セットの前記円筒壁は、プ
ラズマ化学を区切り、前記処理チャンバ内での移動を妨
げ、また、適切に選択されているとき、ウェハの上方の
均一なプラズマ及び反応種化学を導き得る。実験計画
（ＤＯＥ）法を利用した実験が、円筒壁を有する仕切り
部材の最適な配置を導き得る。上述しまた以下でも述べ
るように、ウェハの上方でプラズマ領域を仕切ること
は、相対的なガス流速、及び／又は、（複数の）種分圧
を調節することを介して、局所的なプラズマ及び反応種
化学のさらなる調整を可能にしている。処理ガスの区分
けを行わず、従来行われているように、単に、同等の種
分圧及び流量の処理ガスが、１つの標準的なガス供給シ
ステムから全ての領域（即ち、ゾーン）に流される。そ
の上、ウェハの方向の誘電体壁の延長部が、ゾーン内の
ガス及びプラズマの組成に加えて、プラズマの密度、特
に、化学的に活性なラジカルの含有量を制御する。誘電
体壁の最適な長さは、ガス及びプラズマのパラメーター
に加えて、所定の処理に応じて変化する。これに対応し
て、装置をより普遍的にするために、誘電体壁の長さ
が、調節可能であり得る。各領域２１６Ａ、２１６Ｂ、
２１６Ｃ、２１６Ｄは、例えば、先駆ガスの所定の流速
及び種組成で、独立に供給される。
【００１８】図２の実施形態で、図１で示されている第
１の実施形態と同様に、供給ガスの３つのソースＡ、
Ｂ、Ｃが、使用される。バルブＭＦＣ−Ａによって制御
されるガスソースＡは、領域２１６Ａに供給し、また、
バルブＭＦＣ−Ｂによって制御されるガスソースＢは、
領域２１６Ｂに供給し、そして、バルブＭＦＣ−Ｃによ
って制御されるガスソースＣは、領域２１６Ｃに供給す
る。この形態において、各々の領域２１６Ａ、２１６
Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄ内の供給ガスの圧力、及び／又
は、組成が、変化されることにより、各領域内のプラズ
マの制御が、改良され得る。上述したように、ガス流
（即ち、流速及び分圧）を区分することは、その場で
の、基板から基板への、バッチからバッチへの処理の変
化中、処理の均一性を調節するような追加の調整メカニ
ズムを可能にしている。要するに、この制御の主な所産
は、基板の全領域を通じて、処理の均一性を調節し改良
することが、可能にされることである。代わって、壁及
びガス流が、処理を径方向に非均一にさせるように調節
され得る。また、上述したように、複数の領域が、おそ
らく１つのソースから、同じガス混合物を供給され得
る。
１の実施形態と同様に、供給ガスの３つのソースＡ、
Ｂ、Ｃが、使用される。バルブＭＦＣ−Ａによって制御
されるガスソースＡは、領域２１６Ａに供給し、また、
バルブＭＦＣ−Ｂによって制御されるガスソースＢは、
領域２１６Ｂに供給し、そして、バルブＭＦＣ−Ｃによ
って制御されるガスソースＣは、領域２１６Ｃに供給す
る。この形態において、各々の領域２１６Ａ、２１６
Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄ内の供給ガスの圧力、及び／又
は、組成が、変化されることにより、各領域内のプラズ
マの制御が、改良され得る。上述したように、ガス流
（即ち、流速及び分圧）を区分することは、その場で
の、基板から基板への、バッチからバッチへの処理の変
化中、処理の均一性を調節するような追加の調整メカニ
ズムを可能にしている。要するに、この制御の主な所産
は、基板の全領域を通じて、処理の均一性を調節し改良
することが、可能にされることである。代わって、壁及
びガス流が、処理を径方向に非均一にさせるように調節
され得る。また、上述したように、複数の領域が、おそ
らく１つのソースから、同じガス混合物を供給され得
る。
【００１９】加えて、前述したように、ＲＦ場を生成す
る前記誘導コイル２０２は、処理チャンバの上部の上に
螺旋形状で巻かれている。この形態は、各々の領域２１
６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄ内のプラズマを制
御するという利点を有する。その上、容量型結合電極を
用いた使用、及び／又は、これらとの組み合わせが、実
施され得る。
る前記誘導コイル２０２は、処理チャンバの上部の上に
螺旋形状で巻かれている。この形態は、各々の領域２１
６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、２１６Ｄ内のプラズマを制
御するという利点を有する。その上、容量型結合電極を
用いた使用、及び／又は、これらとの組み合わせが、実
施され得る。
【００２０】別の一実施形態で、図３で示されているよ
うに、プラズマ処理装置３００が、前述した実施形態で
示されている部材を有する。しかしながら、この実施形
態で、プラズマ処理装置３００は、複数の誘導コイル３
０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃを有する。この実施形態
で、前記誘導コイル３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃは、
各用途の特質に応じて、様々な幾何学的形状を有する複
数の一重巻コイルであり得る。各誘導コイル３０２Ａ、
３０２Ｂ、３０２Ｃは、夫々、各プラズマ領域３１６
Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃに密に結合され得る。別の一実
施形態で、図４で示されているように、前記プラズマプ
ロセス装置３００の一重巻誘導コイル３０２Ａ、３０２
Ｂ、３０２Ｃは、プラズマプロセス装置４００における
多重巻誘導コイル４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃに代え
られている。前述した実施形態と同様に、各々の多重巻
誘導コイル４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃは、夫々、各
プラズマ領域４１６Ａ、４１６Ｂ、４１６Ｃに密に結合
され得る。どんな実施形態であれ、１又は複数のコイル
が、各コイルが、一重巻（ｓｉｎｇｌｅ ｔｕｒｎ）、
又は、多重巻（ｍｕｌｔｉ−ｔｕｒｎ）の状態で、利用
され得る。
うに、プラズマ処理装置３００が、前述した実施形態で
示されている部材を有する。しかしながら、この実施形
態で、プラズマ処理装置３００は、複数の誘導コイル３
０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃを有する。この実施形態
で、前記誘導コイル３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃは、
各用途の特質に応じて、様々な幾何学的形状を有する複
数の一重巻コイルであり得る。各誘導コイル３０２Ａ、
３０２Ｂ、３０２Ｃは、夫々、各プラズマ領域３１６
Ａ、３１６Ｂ、３１６Ｃに密に結合され得る。別の一実
施形態で、図４で示されているように、前記プラズマプ
ロセス装置３００の一重巻誘導コイル３０２Ａ、３０２
Ｂ、３０２Ｃは、プラズマプロセス装置４００における
多重巻誘導コイル４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃに代え
られている。前述した実施形態と同様に、各々の多重巻
誘導コイル４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃは、夫々、各
プラズマ領域４１６Ａ、４１６Ｂ、４１６Ｃに密に結合
され得る。どんな実施形態であれ、１又は複数のコイル
が、各コイルが、一重巻（ｓｉｎｇｌｅ ｔｕｒｎ）、
又は、多重巻（ｍｕｌｔｉ−ｔｕｒｎ）の状態で、利用
され得る。
【００２１】上述した実施形態のどれにおいても、セッ
トの同心的な複数の円筒形状の仕切り部材は、プレート
（これに限定されるものではない）のような様々な断面
形状の仕切り部材に代えられ得る。代わって、仕切り部
材は、比較的小さな断面を有する一束の円筒チューブに
代えられ得る。これら仕切り部材又は円筒部材は、石英
により作られ得る。
トの同心的な複数の円筒形状の仕切り部材は、プレート
（これに限定されるものではない）のような様々な断面
形状の仕切り部材に代えられ得る。代わって、仕切り部
材は、比較的小さな断面を有する一束の円筒チューブに
代えられ得る。これら仕切り部材又は円筒部材は、石英
により作られ得る。
【００２２】本発明の好ましい実施形態の詳細な説明
が、上で与えられているのに対して、本発明の教示から
外れていない様々な変形、改良、相当物が、当業者に容
易に理解されるだろう。従って、上の説明は、本発明の
範囲を限定するようにはなされておらず、本発明の範囲
は、特許請求の範囲によって規定される。
が、上で与えられているのに対して、本発明の教示から
外れていない様々な変形、改良、相当物が、当業者に容
易に理解されるだろう。従って、上の説明は、本発明の
範囲を限定するようにはなされておらず、本発明の範囲
は、特許請求の範囲によって規定される。
【図１】図１は、本発明の一実施形態のプラズマ処理装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の別の一実施形態のプラズマ処
理装置の概略図である。
理装置の概略図である。
【図３】図３は、本発明のもう１つの実施形態のプラズ
マ処理装置の概略図である。
マ処理装置の概略図である。
【図４】図４は、本発明の別の一実施形態のプラズマ処
理装置の概略図である。
理装置の概略図である。
１００…プラズマ処理装置、１０２…誘導コイル、１０
３…ＲＦ発生装置、１０４…処理チャンバ、１０６…誘
電体窓、１０８…上壁、１１０ＡないしＣ…円筒部材、
１１６ＡないしＤ…領域、１１８…処理スペース、１２
２…真空ソース、１２４…基板、１２６…基板ホルダ
ー、ガスＡないしＣ…ガスソース。
３…ＲＦ発生装置、１０４…処理チャンバ、１０６…誘
電体窓、１０８…上壁、１１０ＡないしＣ…円筒部材、
１１６ＡないしＤ…領域、１１８…処理スペース、１２
２…真空ソース、１２４…基板、１２６…基板ホルダ
ー、ガスＡないしＣ…ガスソース。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ポール・モーローズ
アメリカ合衆国、アリゾナ州 85048、フ
ェニックス、イー・アンバーウッド・ドラ
イブ 2714
(72)発明者 スティーブン・フィンク
アメリカ合衆国、アリゾナ州 85206、メ
サ、イー・ゲーブル・サークル 4609
Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA61 BC01 BC04
BC06 BD03 BD14 BD26 CA25
CA47 CA62 CA65 DA02 EB01
EC09 EC10 EE02 EE12 EE31
FB01 FB03 FB04 FB06 FC15
4K030 FA03 JA09 KA30 KA41 KA45
KA46
5F004 AA16 BA20 BB28 BB29 BC03
CA02 DA00 DA01 DA02 DA23
DA26 DB01 DB03 DB20
Claims (26)
- 【請求項１】 処理チャンバと、 この処理チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発
生システムと、 基板の処理中、基板を保持する基板ホルダーと、 前記処理チャンバ中にガスを導入するガスソースと、 前記処理チャンバ内で、選択された圧力を維持するため
の圧力制御システムと、 前記処理チャンバ内を１以上の空間ゾーンに分割してい
る１以上の仕切り部材とを、 具備し、 前記仕切り部材は、前記処理チャンバの所定の壁から前
記基板ホルダーに向かって延びている、 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装
置。 - 【請求項２】 前記仕切り部材は、複数であり、前記処
理チャンバ中へ互いに異なった距離まで延びている請求
項１の解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ
処理装置。 - 【請求項３】 前記仕切り部材は、少なくとも１つの誘
電材によって作られている請求項１の解離及びイオン化
の空間的制御のためのプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 前記誘電材は、シリコンカーバイド、カ
ーボン、シリコン、石英、並びに、アルミナからなるグ
ループから選択されている請求項３の解離及びイオン化
の空間的制御のためのプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記仕切り部材は、少なくとも１つの前
記空間ゾーン内で荷電種の移動を妨げるように形成され
ている請求項１の解離及びイオン化の空間的制御のため
のプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 前記ガスソースは、可変なガス流速及び
種組成の処理ガスを、各々の前記空間ゾーンに互いに独
立に供給するように作動される請求項１の解離及びイオ
ン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置。 - 【請求項７】 前記プラズマ発生システムは、少なくと
も１つの無線周波数（ＲＦ）コイルを有する請求項１の
解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装
置。 - 【請求項８】 前記ガスは、フッ化炭素分子を含む請求
項１の解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ
処理装置。 - 【請求項９】 少なくとも１つの前記ＲＦコイルは、前
記処理チャンバの外周の周囲に配置されている請求項７
の解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理
装置。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの前記ＲＦコイルは、
前記処理チャンバの頂部の上に螺旋パターンで配置され
ている請求項７の解離及びイオン化の空間的制御のため
のプラズマ処理装置。 - 【請求項１１】 複数の前記仕切り部材は、互いに同心
的に配置されている円筒形状であり、また、順次並んで
いる各円筒形状の、夫々の長さが、基板の中心に向かっ
て増大されているように、これら部材は、基板に向かっ
て延びている請求項１の解離及びイオン化の空間的制御
のためのプラズマ処理装置。 - 【請求項１２】 前記仕切り部材は、プレートである請
求項１の解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズ
マ処理装置。 - 【請求項１３】 前記仕切り部材は、円筒チューブであ
る請求項１の解離及びイオン化の空間的制御のためのプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項１４】 処理チャンバと、 この処理チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発
生システムと、 基板の処理中、基板を保持する基板ホルダーと、 前記処理チャンバ中にガスを導入するガスソースと、 前記処理チャンバ内で、選択された圧力を維持するため
の圧力制御システムと、 前記処理チャンバ内を１以上の空間ゾーンに分割し、前
記処理チャンバの所定の壁から前記基板ホルダーに向か
って延びている同心的な１以上の円筒壁とを、 具備する、解離及びイオン化の空間的制御のためのプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項１５】 前記ガスソースは、可変なガス流速及
び種組成の処理ガスを、各々の前記空間ゾーンに互いに
独立に供給するように作動される請求項１４の解離及び
イオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置。 - 【請求項１６】 処理チャンバ内で基板材を配置させる
工程と、 前記処理チャンバ中に先駆ガスの流れを与えさせる工程
と、 前記処理チャンバ内で、プラズマ体積内の先駆ガスによ
りプラズマを形成させる工程と、 仕切り部材を用いて、基板の上方のプラズマ内のラジカ
ル及びイオンの形成を制御させる工程とを、 具備する、プラズマ内の解離及びイオン化を制御させる
ための方法。 - 【請求項１７】 前記制御させる工程は、同心的な１以
上の円筒部材を配置させる工程を含み、各々の円筒部材
は、径方向かつ内向きに増大されている長さを有する請
求項１６のプラズマ内の解離及びイオン化を制御させる
ための方法。 - 【請求項１８】 前記先駆ガスは、フッ化炭素分子を含
む請求項１６のプラズマ内の解離及びイオン化を制御さ
せるための方法。 - 【請求項１９】 前記プラズマを形成させる工程は、無
線周波数（ＲＦ）場を発生させる工程を含んでいる請求
項１６のプラズマ内の解離及びイオン化を制御させるた
めの方法。 - 【請求項２０】 前記無線周波数場を発生させる工程
は、前記処理チャンバの周囲に巻かれている少なくとも
１つのコイルを通して電流を流させる工程を含んでいる
請求項１９のプラズマ内の解離及びイオン化を制御させ
るための方法。 - 【請求項２１】 前記仕切り部材は、誘電材によって作
られている請求項１６のプラズマ内の解離及びイオン化
を制御させるための方法。 - 【請求項２２】 前記誘電材は、石英及びアルミナを含
んでいるグループから選択されている請求項２１のプラ
ズマ内の解離及びイオン化を制御させるための方法。 - 【請求項２３】 前記ラジカルは、ＣＦ２を含む請求項
１６のプラズマ内の解離及びイオン化を制御させるため
の方法。 - 【請求項２４】 前記ラジカルは、ＣＦ３を含む請求項
１６のプラズマ内の解離及びイオン化を制御させるため
の方法。 - 【請求項２５】 前記処理チャンバ内で前記仕切り部材
によって規定される複数の空間ゾーン中に互いに独立に
ガスを導入させるように、先駆ガスの流れを形成させる
工程と、 前記処理チャンバ内の前記空間ゾーン内で、選択された
圧力を維持するように圧力を制御させる工程とを、 更に具備する請求項１６のプラズマ内の解離及びイオン
化を制御させるための方法。 - 【請求項２６】 処理チャンバ内に基板材を配置させる
工程と、 前記処理チャンバ中に先駆ガスの流れを与えさせる工程
と、 前記処理チャンバ内で、プラズマ体積内の先駆ガスによ
りプラズマを形成させる工程と、 仕切り部材を用いて、基板の上方のプラズマ内の荷電種
の移動を制限させる工程とを、 具備する、プラズマ内の荷電種の移動を制限させるため
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33125101P | 2001-11-13 | 2001-11-13 | |
| US60/331,251 | 2001-11-13 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003243378A true JP2003243378A (ja) | 2003-08-29 |
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ID=27788904
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002329547A Expired - Fee Related JP4246477B2 (ja) | 2001-11-13 | 2002-11-13 | 解離及びイオン化の空間的制御のためのプラズマ処理装置 |
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| US (1) | US6887341B2 (ja) |
| JP (1) | JP4246477B2 (ja) |
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