JP2003503839A

JP2003503839A - 可変振幅高周波エンベロープに応答するコイルを有するプラズマプロセッサ

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Publication number: JP2003503839A
Application number: JP2001506574A
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Inventors: ピーホーランドジョン
Original assignee: Lam Research Corp
Current assignee: Lam Research Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2003-01-28
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: WO2001001443B1; US6319355B1; KR100748050B1; KR20020031344A; EP1190436B1; JP5031159B2; DE60039874D1; EP1190436A1; WO2001001443A1; TW494707B

Abstract

(57)【要約】真空プラズマプロセッサは、応答的にプラズマを励起するコイルを含んでいる。ワークピースに入射するプラズマは、実質的に一様である。応答的にコイルからプラズマへ場を結合させるコイルと誘電窓は、およそ等しい直径である。高周波電源は、高周波キャリアを含むパルス振幅が変調されたエンベロープをコイルに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は一般に、真空チェンバ内の気体を、チェンバ内におけるワークピース
を処理するプラズマへと励起する高周波応答コイルを具備しているプラズマプロ
セッサに関しており、特にワークピース上のプラズマ密度を、コイルに加えられ
る高周波エンベロープの振幅を変化させることによって制御する、前記プロセッ
サ及び処理方法に関している。

【０００２】

【従来の技術】

真空チェンバにおいて、高周波プラズマによってワークピースを処理するプロ
セッサのタイプのひとつでは、高周波電源に応答するコイルを有している。コイ
ルは高周波電源に応答し電磁場を生み出し、チェンバ内に存在するイオン化可能
気体をプラズマへと励起する。一般的にコイルは、平面状で水平方向に広がって
いて、処理対象であるワークピースの表面に対して、一般に平行方向に広がって
いる誘電窓上にあり、あるいは隣接している。励起したプラズマはチェンバ内の
ワークピースと相互に作用し、ワークピースを食刻したりワークピース上に物質
を蒸着させたりする。ワークピースは典型的には、半導体ウエハまたは金属板で
ある。半導体ウエハは、例えば平面パネルディスプレイで使用される矩形ガラス
基板などで、表面が円形の平面であったり、または固体誘電板を有していたりす
る。

【０００３】ＯｇｌｅによるＵＳ特許４，９４８，４５８号は、上記の結果を達成するため
の多巻回螺旋コイルを開示している。一般にアルキメデスタイプである螺旋は、
インピーダンス整合回路網を介して高周波電源に接続されている内部端子及び外
部端子間を、径方向及び周辺方向へと延びている。このような一般的タイプのコ
イルは、容量性磁場成分を有する振動高周波場を生み出し、誘電窓を通り抜けて
、誘電窓に近接するチェンバ内のプラズマの一部に存在する気体内の電子を熱す
る。その振動高周波はプラズマ内でプラズマ内の電子を熱する電流を誘発する。
誘電窓に近接するプラズマの一部分における磁場の空間分布は、コイルの各巻回
によって生じる個々の磁場の和の関数である。コイルの各巻回によって生じる磁
場成分は、高周波電源の周波数におけるコイルの電送線効果のために、異なる巻
回では異なる各巻回における高周波電流の大きさの関数である。

【０００４】Ｏｇｌｅによる４，９４８，４５８号特許によって開示され、それを基礎とし
ている巻回の設計では、螺旋コイルにおける高周波電流は、誘電窓に近接するプ
ラズマの一部分においてトロイド状の磁場領域を形成するように分布する。１．
０〜１０ｍＴｏｒｒのような低圧では、リング状領域からのプラズマの拡散は、
チェンバの中央部分及び周辺部分におけるワークピースのちょうど上部に、プラ
ズマ密度のピークを生じさせる。よって、ワークピースを処理するイオンや電子
の密度のピークは、ワークピースの中心線並びにワークピースの周辺に近接して
いる。１０〜１００ｍＴｏｒｒのような中間圧力領域では、プラズマ内の電子
、イオン、中性子の気体相衝突は、トロイド領域外部でのプラズマ性を帯びた粒
子の実質的拡散を妨げる。結果として、ワークピースのリング状領域では比較的
大きなプラズマ束が存在するが、ワークピースの中央及び周辺部分では小さなプ
ラズマ束のみが存在する。

【０００５】これらの異なる作動状況では、リングとリングの内部及び外部の体積間に大き
なプラズマ束（つまりはプラズマ密度）のバリエーションが生じることになる。
そして、ワークピース上への入射プラズマ束の実質標準偏差は３を超えない。ワ
ークピースに入射するプラズマ束の実質標準偏差は、非一様なワークピースの処
理に原因がある傾向がある。つまり、ワークピースの異なる部分は異なる程度に
食刻され、また／あるいはワークピース上に異なる量の分子を蒸着する。

【０００６】プラズマの一様性を改善するために、多くのコイルが設計されてきた。Ｈｏｌ
ｌａｎｄらによって１９９８年６月２日に発行され、譲受人に譲受されたＵＳ特
許５，７５９，２８０号は、市販用の実施形態において、直径約３０ｃｍ（１２
インチ）で、内部壁の円直径が約３５ｃｍ（１４インチ）の真空チェンバが関連
して作動するコイルを開示している。コイルは、直径約３７ｃｍ（１４．７イン
チ）で、約２ｃｍ（０．８インチ）の一様な厚みの石英窓を介して、チェンバ内
部に電磁場を与える。円形半導体ウエハワークピースは、誘電窓の底面の約１２
ｃｍ（４．７インチ）下のワークピースホルダ上に置かれる。その時、各ワーク
ピースの中心は、コイルの中心線と一致している。

【０００７】５，７５９，２８０号特許は、４，９４８，４５８号特許のコイルよりもかな
り小さい、ワークピース全体におけるプラズマ束のバリエーションを提供する。
５ｍＴｏｒｒで作動しているチェンバにおいて、５，７５９，２８０号特許のコ
イルから生じるプラズマ束の、２００ｍｍのウエハ上での標準偏差は、約２．０
であり、同じ条件下で４，９４８，４５８号特許のコイルから生じるプラズマ束
が示す標準偏差約３．０と比べてかなりの改善といえる。５，７５９，２８０号
特許のコイルは、ワークピースの中央におけるプラズマ密度が、ワークピースの
中間部分のプラズマ密度よりも大きくなるような磁場を生み出す。それはまた、
ワークピースの周辺部のプラズマ密度よりも大きいということである。５，７５
９，２８０号特許のコイルによるチェンバの異なる部分におけるプラズマ密度の
バリエーションは、同じ作動条件下での４，９４８，４５８号特許のコイルのプ
ラズマ密度のバリエーションよりもかなり小さく、標準偏差もより小さい。

【０００８】ワークピースに入射するプラズマ密度の一様性を改善するための他の形態では
、たいていはコイルの幾何的形状に関しており、幾何的原理に集約されるといえ
る。例として、ＵＳ特許５，３０４，２７９号、５，２７７，７５１号、５，２
２６，９６７号、５，３６８，７１０号、５，８００，６１９号、５，４０１，
３５０号、５，８４７，７０４がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

以上からわかるように、本発明の目的は、意図的にワークピースに入射するプ
ラズマ密度を制御できる、新規で改良された真空プラズマプロセッサと、その真
空プラズマプロセッサを作動する方法を提供することである。

【００１０】さらなる本発明の目的は、ワークピースに入射するプラズマ密度が比較的高い
一様性を有する、新規で改良された真空プラズマプロセッサと、その真空プラズ
マプロセッサを作動する方法を提供することである。

【００１１】もうひとつの本発明の目的は、従来技術と同じ幾何的形状であるが、制御され
たプラズマ密度特性を有するように操作される、新規で改良された真空プラズマ
プロセッサを提供することである。

【００１２】さらに、もうひとつの本発明の目的は、従来技術と同じ幾何的形状であるが、
従来技術よりも高いプラズマ密度一様性を有するように作動する、新規で改良さ
れた真空プラズマプロセッサとその真空プラズマプロセッサを作動する方法を提
供することである。

【００１３】さらなる本発明の目的は、ワークピースに入射するプラズマ密度の標準偏差が
、実質的に２．０よりも小さくなるように作動する新規で改良された真空プラズ
マプロセッサを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

わたしは、５，７５９，２８０号特許に開示されているようなコイル等のプラ
ズマ励起コイルに印加される高周波エンベロープの振幅を変化させることによっ
て、前述の目的が達成されることを発見した。

【００１５】本発明の実施の形態によると、本発明は、（１）プラズマによってワークピー
スを処理する真空チェンバ、（２）ワークピース用チェンバ内のホルダ、（３）
チェンバ内の気体をプラズマへと励起するコイル、（４）高周波電源、からなる
ワークピースを処理する真空プラズマプロセッサである。ここで高周波電源はコ
イルに高周波キャリアを供給する。真空プラズマプロセッサは、（ａ）可変エン
ベロープ振幅、（ｂ）チェンバ内の圧力、及び（ｃ）コイル、チェンバ、ホルダ
の配置を、ワークピースがホルダ上にある間、プラズマがワークピース全体に対
して実質的に一定の束を与えるように設定する。

【００１６】さらなる本発明の実施の形態は、エンベロープ振幅が可変である高周波キャリ
アを、高周波キャリアに応答し電磁プラズマ励起場をプラズマに結合させるコイ
ルに適用することによって、チェンバ内の気体をプラズマへと励起して、真空プ
ラズマプロセッサチェンバにおけるホルダ上のワークピースをプラズマ処理する
方法と関係している。チェンバ、ワークピース、及びホルダの配置だけでなく、
エンベロープ振幅とコイルの幾何的形状のバリエーションは、ワークピース全体
におけるプラズマ密度が、プラズマエンベロープが一定の振幅であるときよりも
、実質的に小さい標準偏差を有するように設定する。したがって、エンベロープ
の振幅のバリエーションを制御することで、ワークピース全体におけるプラズマ
密度を、実質的に一定にできる。

【００１７】本発明のもうひとつの形態は、真空チェンバ内にワークピースホルダを含有し
、可変振幅エンベロープを有する高周波電源によって誘発されチェンバ内の気体
をプラズマへと励起するコイルを具備した真空プラズマプロセッサと関係してい
る。真空プラズマプロセッサでは、可変振幅とチェンバ内の圧力と、（ａ）コイ
ル（ｂ）チェンバ（ｃ）ホルダの配置は、一定振幅高周波エンベロープがコイル
に与えられた時に、コイルの中央から取り出されたコイルの一部と対応するワー
クピースの一部よりも、コイルの中央に対応しているワークピースの一部におい
て大きな束を持つ原因となり、また、可変振幅エンベロープは、ワークピース全
体におけるプラズマ束において、コイルの中央と対応したワークピースの一部か
ら取り出されたワークピースの一部におけるプラズマ束が、少なくともコイルの
中央部に対応するワークピースの一部におけるプラズマ束と等しくなるような原
因となる。

【００１８】さらなる本発明の実施の形態は、高振幅部分の振幅が、互いの高振幅部分の間
隔の増加とともに増加するように、コイルを駆動する電源が配置されている真空
プラズマプロセッサと関係している。

【００１９】さらなる本発明の実施の形態は、コイルを駆動する高周波電源の可変振幅エン
ベロープの制御によって、コイルの中央に対応するワークピースの一部から除去
されたワークピースの一部におけるプラズマ束が、少なくともコイルの中央に対
応するワークピースの一部におけるプラズマ束と等しくなるプラズマプロセッサ
と関係している。

【００２０】可変振幅エンベロープは、望ましくは振幅の大きい部分と小さい部分を有して
いるのがよい。振幅の小さい部分は、気体内の電荷粒子のプラズマへの励起を妨
げる程十分に小さい。それぞれの小さい振幅部分の期間と大きさは十分なので、
エンベロープの値がワークピースを処理する状態にプラズマを励起するほど高い
とき起こる電荷粒子拡散よりも、かなりの度合いでプラズマ内の電荷粒子を拡散
することができる。

【００２１】好ましくは、可変振幅エンベロープは、有限振幅周期間で間隔のある零振幅周
期を有しているパルスの形であるべきである。零振幅期間は、あるひとつの実施
では、その間（例えば、零振幅の周期は約１０μｓ）にプラズマが消滅しないほ
ど十分に短い。そして、もうひとつの実施では、零振幅期間は、その間（例えば
零振幅の周期は約１０ｍｓ）にプラズマが消滅してしまうほど十分に長い。

【００２２】従来の技術にプラズマ励起源のパルス化が開示されているのは承知である。特
に次ぎのことにも承知している。ＳｕｍｉｏＡｓｈｉｄａ，Ｍ．Ｒ．Ｓｈｉｍ
及びＭ．Ａ．Ｌｉｅｂｅｒｍａｎによる、「誘導結合プラズマ源におけるパルス
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５，３１０，４５２，ｉｓｓｕｅｄＭａｙ１０，１９９４）これらの参考文献のうちのいくつかは、コイルによって励起されたプラズマを
扱っているが、そのような励起源を開示しているどの参考文献も、コイルのパル
スによる励起がプラズマ密度の一様性に影響を与えず、特にプラズマ密度の一様
性も改善しない。これは驚くべきことではない。というのは、引用文献に言及さ
れているコイルは、プラズマ束を実質的に一様にする誘導的な幾何形状として開
示されていないからである。ある場合、コイルはソレノイドで、一方、他の場合
では、従来の比較的小さい平らな螺旋コイルであるであろう。このようなコイル
は、継続作動している間に、実質的に一様なプラズマを誘導供給するほどの直径
も有していないし、幾何的形状でもない。

【００２３】反対に、本発明の好ましい実施のコイルは、特にワークピース全体に対して実
質的に一様なプラズマ束を与えるように設計されている。具体的には、コイルは
センターファースト（ｃｅｎｔｅｒｆａｓｔ）であるように設計されている。
コイルが誘導する高周波場をパルス化すると、各励起間あるいは、低振幅励起が
起こるとき、エッジファースト（ｅｄｇｅ−ｆａｓｔ）プラズマ束を助長し、ワ
ークピース全体にわたって実質的にプラズマ束を一様にしている。

【００２４】Ｓａｍｕｋａｗａらが１９９６年１１月／１２月のＪｏｕｒｎａｌｏｆＶ
ａｃｕｕｍＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙにおいて、マイクロ波の電
子サイクロトロン共鳴場をパルス化することを開示しているが、一様性を改善す
るにしては、マイクロ波電子サイクロトロン共鳴による機構と、コイルが励起し
たプラズマによる機構は、あまりに異なっている。電子サイクロトロン共鳴プラ
ズマでは、かなりの直流磁場がプラズマに適用されなければならない。普通はソ
レノイドコイルによって適用され、電荷粒子は必要とされているように渦をまく
。直流磁場はマイクロ波エネルギーと相互に反応して、プラズマ励起を起こす。
高周波プラズマは大きな直流磁場やマイクロ波発振器を必要としない。コイルに
よって励起される高周波プラズマは、比較的単純で安価な（マイクロ波でない）
電源、典型的には１３．５６ｍＨｚの周波数、そして比較的安価なコイルを必要
としている。マイクロ波励起に対する高周波コイルプラズマ励起の利点は、コイ
ルによって励起されるプラズマは、強い直流磁場と結合しないので、電子サイク
ロトロン共鳴処理によって起こる拡散よりも、コイルによって励起されるパルス
化プラズマではより大きな拡散が起こる。

【００２５】本発明の上記の、そしてさらなる目的、特徴、利点は、次のいくつかの特定の
実施の詳細な記述を、特に添付されている図とともに熟慮すると明らかになるだ
ろう。

【００２６】

【発明の実施の形態】

図１の真空プラズマワークピースプロセッサは、接地された金属壁１２を有す
る円筒状の真空チェンバ１０，金属底面板１４、中央部から周辺部にかけて、同
じ厚みを有している誘電窓構造１９を含んだ円形上面板構造１８からなる。真空
チェンバ１０は、従来のガスケット（図示されていない）によって密封されてい
る。図１のプロセッサは、半導体、誘電基板、金属基板を食刻するために使用さ
れ、また、前記基板上に分子を蒸着させるために使用する。

【００２７】プラズマ状態へと励起するのに適した気体が、側壁１２のポート２０を介して
、気体源（図示せず）からチェンバ１０内部へ供給される。チェンバ内部は、端
板１４のポート２２に接続された真空ポンプ（図示せず）によって、真空状態で
、１〜１００ｍＴｏｒｒの圧力変域に維持されている。

【００２８】チェンバ内の気体は、適当な電源によって、空間的に実質均一な密度のプラズ
マへと励起される。電源は、実質的に平面上のコイル２４を含んでいる。コイル
２４は、誘電窓上に接近して取り付けられており、また周期パルス源によって与
えられた可変振幅エンベロープを有する高周波電源２６（周波数が典型的には一
定の１３．５６ｍＨｚ）を具備している。パルス源２７は、その時々に、望まし
くは周期的に、高周波電源２６の高周波出力をオンオフにする。パルス源２７が
高周波電源２６をオンにしたとき、コイル２４に印加される高周波電圧の振幅は
、コイルにおいて十分な電流を発生させ、強い磁場を発生させるのに十分である
。コイル２４の電流は、チェンバ１０における誘電窓１９に近接して十分に強い
磁束を発生させ、チェンバ内のイオン化可能気体を励起させる。パルス源２７が
高周波電源２６をオフにしたとき、あるいはパルス源２７が、高周波電源２６の
出力のエンベロープの電圧を、比較的低い値にまで下げたとき、コイル２４がチ
ェンバ１０内の気体に与える磁場は、気体をプラズマ状態まで励起するには不十
分である。結果的に、コイル２４に適用される高周波エンベロープが高値である
ときに起こる電荷粒子の拡散よりも、より大きな電荷粒子の拡散が起こる。

【００２９】高周波電源２６出力端子とコイル２４の励起端子の間に接続されたインピーダ
ンス整合回路網２８は、高周波電源がコイルに導く可変振幅エンベロープと結合
する。インピーダンス整合回路網２８は、既知の方法で制御器が変化させるリア
クタンスを有し、高周波電源２６とコイル２４及びコイルが導き出すプラズマ負
荷の間のインピーダンス整合を達成する。

【００３０】デューティサイクル制御器２９は、入力装置３１に反応し、パルス源２７が導
くパルスの持続時間を制御する。入力装置３１は、ポテンショメーターや、キー
パッドのキーを表すデューティサイクルパーセント値や、ワークピース３２の異
なる処理レシピのためのコンピュータメモリに記憶された信号に反応するマイク
ロプロセッサなどのマニュアル装置でもよい。レシピの変数は、（１）ポート２
２を通ってチェンバ１０へと流れ込む気体の種類、（２）ポート２０と接続した
真空ポンプによって制御されるチェンバ１０内の圧力、（３）パルス源２７が導
くパルスに反応して高周波電源２６が導く高周波エンベロープのデューティサイ
クル、及び（４）高周波電源２６がコイル２４に供給する平均電力である。

【００３１】わたしは、チェンバ１０内のプラズマによるワークピース３２からの物質の食
刻率が、プラズマの平均電力に依存していることを発見した。一般的には、食刻
率は一定であることが望まれる。その結果、ピーク電力とデューティサイクルは
、お互いの逆関数であることが望まれ、高周波電源２６のデューティサイクルが
増加するに従い、高周波電源２６が導く高周波電圧のエンベロープは逆に減少す
る。反対に、高周波電源２６のデューティサイクルが減少する場合も同様である
。

【００３２】この目的のために、デューティサイクル制御器２９は、振幅制御器３５に、制
御器２９がパルス源２７に供給する制御信号のデューティサイクルに反比例する
振幅を持つ信号を供給する。振幅制御器３５は、制御器２９からの信号に反応し
、高周波電源２６が、コイル２４に供給する出力電圧及び高周波エンベロープの
電力を変化させる。レシピは高周波電源２６が導くエンベロープの初期連続波（
１００パーセントデューティサイクル）振幅を制御する。レシピはまた、制御器
３５からの信号が、デューティサイクルが減少するにつれて、エンベロープの振
幅を増加させる原因となる。高周波電源が導くエンベロープの振幅の制御は、入
力装置３１の個々の出力によってもパルス源２７のデューティサイクルと調和し
て、直接的に制御される。

【００３３】ワークピース３２は、ワークピースホルダ３０（つまり、チャック）の表面に
チェンバ１０内でしっかりと取り付けられている。ワークピース３２が取り付け
られているホルダ３０の表面は、誘電窓１９の表面に平行である。ワークピース
３２は、たいていは直流電力供給（図示せず）の直流電圧によって、静電気的に
ホルダ３０の表面に留められている。高周波電源３１は、一定振幅の高周波電圧
をインピーダンス整合回路網３３に供給する。インピーダンス整合回路網３３は
可変リアクタンス（図示せず）を含んでいる。整合回路網３３は、高周波電源３
１の出力をホルダ３０に結合する。制御器（図示せず）は、整合回路網３３の可
変リアクタンスを制御し、高周波電源３１のインピーダンスとホルダ３０の電極
（図示せず）のインピーダンスを整合する。電極に結合する負荷は、チェンバ１
０内のプラズマが主である。よく知られていることであるが、ホルダ３０の電極
に印加された高周波電圧源３１は、プラズマ内の電荷粒子と相互に作用し、ワー
クピース３２に直流バイアスを発生させる。

【００３４】円状平面コイル２４と水平方向に延びる上部端板１８は、金属管あるいは缶の
ようなシールド３４からなり、側壁１２の内径よりも少し大き内径を有している
。シールド３４は、コイル２４に起因する電磁場を、周囲の環境から隔離する。
シールド３４とコイル２４の周辺部分との距離は、コイル２４の周辺部分から発
生する磁場を、シールド３４が著しく吸収するのを防ぐほどに十分に離れている
。

【００３５】円筒形チェンバ１０の直径は、コイル２４の周辺部分から発生する磁場を、チ
ェンバ壁１２が吸収するのをふせぐのに十分なほど大きい。誘電窓構造１９の直
径は、チェンバ１０の直径よりも、チェンバ１０の上部面全体が誘電窓構造１９
から構成される程度に大きい。ワークピース３２の処理対象表面と誘電窓構造１
９の底面の距離は、ワークピースの露出処理対象表面上でプラズマ束が最も一様
であるように設定される。好ましい発明の実施では、処理されるワークピースの
表面と誘電窓の底面の距離は、チェンバ１０の直径の約０．３〜０．４倍であっ
て、チェンバ１２の内径は約３５ｃｍ（１４インチ）、コイル２４の直径は約３
０ｃｍ（１２インチ）、円筒形シールド３４の内径は約３６．８ｃｍ（１４．７
インチ）、処理されるワークピースの表面と誘電窓の底面の間の距離は、約１１
．８ｃｍ（４．７インチ）である。

【００３６】平面状コイル２４は電送線として機能し、コイルの線に沿って定常波を生み出
す。定常波のパターンは、コイル線に沿っての電圧及び電流の大きさを変化させ
る。コイルから発生した磁束が、これらの高周波直列電流の大きさに依存してい
ることは、コイルの異なる部分の下のチェンバの異なる部分において、異なる量
のプラズマを生じることを意味する。

【００３７】コイルの異なる部分を流れる高周波電流の大きさは様々であるが、一様なプラ
ズマを誘導するのを助けるように、空間的に平均化される。空間的に平均化され
たコイルの異なる部分での異なる電流値は、とりわけコイルの周辺近辺の付近に
おける強い高周波電流領域において、プラズマ密度が非放射状で非対称性になる
のを実質的に妨げている。平面上コイル２４における高周波電流の電送線作用は
、コイルの中央付近と関連して周辺付近にあるコイルから生じる磁束量を増加さ
せる。この結果は、高周波でコイル２４を励起することによって達成され、高周
波電流が最大になる領域は、コイルの周辺付近となる。

【００３８】図２及び図３に図示されているように、平面状コイル２４は、内部概半円ルー
プ４０，４２と、周辺概円部分４６，４８と、中間概円部分４４からなっている
。ループ４４，４６，４８はそれぞれが、ほとんど完全なコイル２４の巻回を形
成しているが、ループ４０と４２は、巻回の半分のみを形成している。その完全
巻回及び半巻回は、互いに連続的に接続されている。断片４０，４２、４４，４
６，４８は、中央にあるコイルの軸５０と同軸であり、チェンバ１０の中心線と
一致している。コイル２４の中央部にある互いに反対側にある励起端子５２と５
４は、リード５８と５６によって、それぞれ整合回路２８を介する高周波電源２
６の端子と、反対側の電極が接地されているキャパシタ８０の電極に接続されて
いる。ループ４０の端部で端子５２の反対側にある端子６０は、導電性のストラ
ップ６４によって、外ループ断片４８の端子６６に接続されている。ストラップ
６４は、コイル２４の面のわずかに上部の域に設置されていて、その下部に存在
するコイルの断片のどの部分とも接することはない。よって、ストラップは、端
子６０及び６６を除いて、コイル２４とは電気的に絶縁されている。

【００３９】断片４８には、端子６６と、そこから計って３６０度に少し満たない部分に
端子６８が存在する。端子６８は、ストラップ７２を介して、ループ断片４６の
端子７０に接続されている。ループ４６は殆ど３６０度の角を有していて、端子
７４がストラップ７８を介して、ループ４４の端子７６に接続されている。ルー
プ４４は殆ど３６０度の角を有していて、端子８０はストラップ８２を介して、
断片４２の端部で端子５４の反対側にある端子６２に接続されている。

【００４０】キャパシタ８０は、容量性インピーダンスがＺ_cap＝１／（ｊ２πｆＣ）（た
だし、ｊ＝（−１）^1/2，ｆは高周波電源２６の周波数、そしてＣはキャパシタ
８０の静電容量）であり、位相をシフトさせる。つまりは、コイル２４の全長で
の電圧と電流の分布位置をシフトさせる。電圧電流分布はコイル２４においてシ
フトするので、コイルは処理対象であるワークピース３２の表面上で、十分に一
様なプラズマを誘導する高周波電磁場を生成する。

【００４１】好ましい実施では、コイル２４の電流及び電圧の分布状態は、キャパシタ８０
の値を調節することによって調節される。コイルの端子５４では、ピークピーク
高周波電流は最小で、コイルの端子５２でのピークピーク高周波電流と等しい。
この条件では、コイルは端子５２並びに５４において、逆極性の最大ピークピー
ク高周波電圧を有し、コイルの最大高周波電流は導電性ストラップ７２付近に生
じる。コイルにおける高周波電圧と電流の分布は、Ｖ_pkpk（ｘ）＝Ｖ⁰ _pkpkｃｏｓ［β（ｘ＋ｘ⁰）］Ｉ_pkpk（ｘ）＝Ｉ⁰ _pkpkｓｉｎ［β（ｘ＋ｘ⁰）］によって近似できる。

【００４２】ここで、ｘはコイルの端子５４から計った直線距離、 βは高周波電源２６の角振動数（つまり２πｆ）を光速ｃで割った値、ｘ⁰はキャパシタ８０の値によって決定されるゼロからの相殺、Ｖ⁰ _pkpk及びＩ⁰ _pkpkはそれぞれ、コイルにおける最大高周波ピークピーク電圧
と電流である。

【００４３】コイルの好ましい実施では、キャパシタ８０の値は調節され、ｘ⁰はコイルを
流れる高周波電流の波長（λ＝ｃ／ｆ）の約０．１５から０．１６倍となる。

【００４４】コイルの周辺部分におけるピークピーク電流の大きさが、中央部分のピークピ
ーク電流の大きさよりも大きいので、コイル２４の周辺部分はコイルの中央付近
よりも強い磁束を生成する。ピークピーク高周波電流の最大振幅は、実質的に円
状ループ断片４６において起こる。近接するループ４４及び４８、また、ループ
断片４６におけるピークピーク高周波電流の振幅、そしてループ断片４４，４６
，４８の間の間隔は、これらの３つのループ断片からの磁束が空間で結合して、
比較的広い円形領域において、誘電窓１９のちょうど下の全磁束密度が最大とな
るようにする。円形領域は、ループ断片４６と４８の間から、中間断片４４と内
部断片４０及び４２の間まで延びている。全磁束は、角座標θの関数としても、
比較的一定である。角座標θは、コイルの中心線を通って延びる基準角に関する
周辺コイルの角を表している。例えば、図２において、基準角は中心線５０の左
へと水平に延びている。

【００４５】ある特定の座標値θにおいて一定である空間的に平均化された磁束は、θにお
いて放射状で対称的なプラズマを供給する。二つの、実質的に半円で同じ半径の
断片４０及び４２におけるピークピーク高周波電流は、他の断片における電流の
振幅よりも実質的に小さい。断片４０並びに４２は、他の断片４４，４６，４８
から導かれる磁束とともに平均化される、十分な磁束を導く。よって、実質的に
一様な磁束が、ワークピース３２の処理対象表面の高さのチェンバの直径全体で
発生する。

【００４６】平面コイル２４の異なる部分での電圧のプラズマへの静電（つまり容量性）結
合は（例えば、同じ角座標位置θにおけるループ断片４６と４８の間の部分）、
発生したプラズマ束の一様性に影響を与える。このような電圧のプラズマへの容
量性結合は、コイルの断片でおこるピークピーク電圧の大きさと、コイルとプラ
ズマを隔てている誘電窓１９の厚みや誘電物質に依存している。高周波電圧のた
めに発生する容量性電流の影響は、最大高周波ピークピーク電圧が端子５２及び
５４において起こるようにすることによって、最小化することができる。コイル
２４の幾何的構成したり、キャパシタ８０の値を適切に選択することによって、
最大高周波ピークピーク電圧は、端子５２，５４で起こるようになる。

【００４７】平面コイル２４を高周波励起することで、ワークピース３２全体に比較的一様
な束で、しばしばディスクの形をしたプラズマが発生する。形とは関係なく、基
板３２は、プラズマプロセッサチェンバ１０の内部寸法よりも若干小さい外部端
寸法を有している。

【００４８】譲渡されたＵ．Ｓ．特許５，７５９，２８０及び他の従来技術文献は、パルス
源２７が高周波電源２６に出力する高周波エンベロープの振幅調節を除いて、前
述の図の描写のかなりの部分が開示されている。わたしは、高周波電源２６のエ
ンベロープの振幅を変化させること、特に高周波電源をパルス化するかしないか
が、一定振幅エンベロープを導出する高周波電源２６によって達成されるよりも
、ワークピース３２上のプラズマ束をより大きなものとすることを発見した。

【００４９】高周波エンベロープの振幅が大きい時は、コイル２４は、強いトロイド状の磁
場を、真空チェンバ１８内の誘電窓１８のちょうど下の気体及びプラズマに与え
る。コイル２４は、高周波電磁場をチェンバ１８内の気体やプラズマに与える。
トロイド状磁場は、誘電窓１８の下面１９に一般に平行な面を延びていて、コイ
ル２４の中心線５０と実質的に一致する軸（磁場がゼロになるところ）を有する
。強い磁場は、プラズマ内の電荷粒子を励起し、自由電子と陽イオンを作り出す
。また、強い磁場は、電荷キャリアがトロイド状磁場からワークピース３２へ拡
散するのを防ぐ。コイル２４がチェンバ１８に結合させる高周波電磁場は、電荷
粒子をワークピース３２に向け加速する。

【００５０】パルス源２７が高周波電源をオフにするとき、あるいは、パルス源２７が高周
波電源２６を低振幅のエンベロープを発生させるようにするとき、トロイド状磁
場は崩壊し、静電場もオフになる。その結果、高周波電源２６が、ゼロあるいは
低い振幅を出力するとき、プラズマ内の電荷粒子は自由に拡散する。

【００５１】一の実施では、パルス源２７が十分に短い時間、例えば１０μｓ、高周波電源
２６をオフにすると、高周波プラズマが消滅を防ぐことができる。他の実施では
、パルス源２７が十分に長い時間、例えば１０ｍｓ、高周波電源２６をオフにす
ると、確かに高周波プラズマを消滅させることができる。両実施において、動き
を制限されない自由電子や陽イオンは、高周波電源２６がオンで、１ｋＷ以上の
ような大きな電力量がコイル２４にあたえられても、動きを制限するトロイド状
磁場が存在する領域から、簡単に拡散することができる。

【００５２】高周波電源３１がワークピースホルダ３０に印加する電圧は、動きを制限され
ないで、トロイド状領域から簡単に拡散する自由電子や陽イオンを、ワークピー
ス３２の方へ引きつけるのを助ける。他の要因との組合せによって、ワークピー
ス３２に引きつけられた動きを制限されない電子や陽イオンは、ワークピース３
２に入射するプラズマ密度を、実質的に一様にする。ワークピース３２上のプラ
ズマの密度に影響を与える要因は、チェンバ１０の圧力、普通は固定されている
チェンバ１０，コイル２４、ワークピースホルダ３０、及びワークピース３２の
幾何的配置、そして、可変パラメータ（１）チェンバ１０ないの圧力、（２）ポ
ート２０を介してチェンバ１０へと注がれる処理気体の流率と種類、（３）ワー
クピース３２の物質の種類と大きさ、（４）パルス源２７が制御し、高周波電源
２６がコイル２４に送る各パルスの間隔、及び（５）パルス源２６がコイル２４
に送るパルスのピーク振幅と最小振幅、などである。

【００５３】上述のように、内径約３５ｃｍ（１４インチ）である壁１２，直径約３６．８
ｃｍ（１４．７インチ）の円形誘電窓１８、直径約３０ｃｍ（１２インチ）のコ
イル、直径約２０ｃｍ（８インチ）で、上面が誘電窓１８の下面１９と平行で、
かつ約１１．８ｃｍ（４．７インチ）離れている円形ワークピースホルダを具備
したチェンバにおいて、高い程度でプラズマ密度の一様性が達成された。高周波
電源２６によって導かれる１３．５６ｍＨｚの高周波キャリアのエンベロープ変
調によって、プラズマ束（つまりプラズマ密度）の一様性は、ワークピース３２
全体で改善される。エンベロープを変調させることで、ワークピース３２に入射
するイオン束の一様性を、所望の目標の範囲で得るために、プラズマ処理条件を
調節する。このようなそれぞれの処理条件においてイオン束の一様性を調節する
方法によって、パルス源２７による高周波電源の振幅変調なしに、従来の誘導結
合プラズマ源を使用する方法で可能な結果よりも、より広い範囲の作動条件で、
よりよい結果を得ることができる。

【００５４】入力装置３１と制御器２７は高周波電源２６のデューティサイクルを変化させ
ることができるので、ワークピース３２の半径の関数として、ワークピース３２
の食刻特性を意図的に制御できるようになる。例えば、ワークピースの周辺域を
より重点的に食刻する必要があるならば、入力装置３１及び制御器２９は、パル
ス源２７を作動させ、高周波電源２６が、一定振幅のエンベロープを含む連続波
を発生させるようにする。最大限に一様に食刻する必要があるならば、前述のよ
うに、入力装置３１は、高周波電源２６のデューティサイクルを中間値に設定す
ればよい。ワークピースの中央域をより重点的に食刻する必要があるならば、入
力装置３１及び制御器２９は、高周波電源を作動させ、低デューティサイクル（
例えば１５パーセント）の高周波を出力させる。

【００５５】ワークピース３２上でのプラズマ束を実質的に一様にするために、コイル２４
はワークピースの面積よりも実質的に大きい面積を有する。前述の直径約３０ｃ
ｍ（１２インチ）のコイルとチェンバを使用した実際の実験では、シリコンポリ
ウエハでできた２００ｍｍ（５．０８インチ）のワークピースを食刻した。ひと
つの実験では、パルス源２７は、３５パーセントのディーティサイクルを、５０
ｋＨｚの振幅変調をオン状態及びオフ状態で、１３．５６ｍＨｚの高周波２６の
キャリアに適用すると、高周波電源２６は、それぞれのパルスの間隔が７ｍｓで
ある高周波パルスが発生させる。シリコンポリウエハは、５ｍＴｏｒｒの圧力の
塩素によって、食刻される。プラズマにさらされるウエハの上部面の、異なる半
径位置、周辺位置におけるウエハの厚さは、食刻作業のあと、これらの異なる位
置で食刻された材料量を決定するためにモニタされる。各位置で食刻された材料
の量は、各位置でのプラズマ密度と密に関係しているので、厚みを計測すること
で、プラズマ密度を決定することができる。このような厚み測定の標準偏差（σ
）は、ワークピースの露出表面に入射するプラズマ密度の一様性を表す尺度とな
る。ここで、一様性が高いならば標準偏差は小さくなり、一様性が低いならば標
準偏差は大きくなる。

【００５６】前述の実験における食刻標準偏差は１．５２７で、高周波電源２６が連続波を
送り出すもうひとつの実験では、食刻標準偏差は２．３０７であった。これらの
２つの実験において、パルス変調以外の要素は全て同じである。デューティサイ
クル以外の条件が同じである同様の実験では、下の表が示すように、高周波電源
２６の連続波による食刻一様性よりも、８５パーセント以下の高周波電源２６の
ディーティサイクルによる食刻一様性のほうが高いことが示される。

【００５７】

【表１】

【００５８】デューティサイクルが１６パーセントから７５パーセントの時に、食刻標準偏
差が実質的に小さくなっていることは、高周波電源２６の連続波によるプラズマ
密度の一様性よりも、高周波電源２６のパルス（つまり、振幅が変調されている
）によるプラズマ密度の一様性の方が、実質的に高いことを意味している。デュ
ーティサイクルが３５パーセントのときは、食刻一様性が最も高いことに加えて
、中央部と周辺部の間の中間部よりも、中央部並びに周辺部の方が食刻された材
料量は少なかった。従って、デューティサイクルが３５パーセントの場合は、ウ
エハの中央部を取り囲む部分におけるプラズマ密度よりも、ウエハの中央部に入
射するプラズマ密度の方が小さい。この条件は、センターファースト（ｃｅｎｔ
ｅｒｆａｓｔ）として知られており、とりわけ高いプラズマ密度の一様性が伴
うときは、利点が多いと一般的に考えられている。

【００５９】デューティサイクルが、２５パーセント及び１６パーセントの時は、周辺部、
中間部よりも、中央部が重点的に食刻される。デューティサイクルが８５パーセ
ント及び７５パーセントの時は中間部、中央部よりも、周辺部が重点的に食刻さ
れる。したがって、デューティサイクルを変化させることで、食刻率を半径の関
数として操作することができる。

【００６０】発明の具体的な実施の形態を説明し図示してきたが、添付された請求項で定義
されているような本発明の真の趣旨と意図を念頭に、具体的に例証し説明された
実施形態の詳細における様々なバリエーションが可能であることは明らかである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施に従ってコイルを励起するパルス化された高周
波電源を使う真空プラズマプロセッサの好ましい実施の概略図である。

【図２】図１のプロセッサにおける、好ましいコイルの平面図である。

【図３】図２に描かれているコイルの斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマによってワークピースを処理する真空チェンバと、ワークピースを固定するためのチェンバ内ホルダと、チェンバ内気体をプラズマへと励起するコイルと、可変振幅エンベロープを有する高周波キャリアをコイルに供給する高周波電源
とを具備し、前記可変振幅、チェンバ圧力、及びコイル、チェンバ、ホルダの配置によって
、ワークピースがホルダ上にあるときに、ワークピース全体におけるプラズマが
実質的に一定の束となるようにしたことを特徴とするワークピースを処理する真空プラズマプロセッサ。
【請求項２】可変振幅がパルス形であることを特徴とする請求項１記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項３】パルスが高周波エンベロープをゼロ振幅にすることを特徴とする請求項２記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項４】連続した各パルスの間隔が約１０ｍｓであることを特徴とする請求項３記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項５】コイルが、内部アーチ状断片、外部アーチ状断片、高周波電源に
接続できるように施された第一、第二の励起端子を有し、該第一の励起端子はコ
イルの端部かつ該内部アーチ状断片の端部にあり、該外部アーチ状断片は前記内
部アーチ状断片から径方向にずらした位置にあり、該第二の励起端子は、前記内
部アーチ状断片とは異なるアーチ状断片の一つにあって、該励起端子の一つはリ
アクタンスによって高周波電源に接続されており、コイルにおける最大高周波ピ
ークピーク電圧及び電流、Ｖ_pkpk（ｘ）、Ｉ_pkpk（ｘ）が、高周波電源に接続されたコイルの入力端子から測った直線距離であるｘ、高周波励起手段の周波数によって決定される定数であるβ、高周波励起手段の周波数におけるリアクタンスのインピーダンスによって決定
されるゼロによる相殺値であるｘ⁰ を用いて表される、Ｖ_pkpk（ｘ）＝Ｖ⁰ _pkpkｃｏｓ［β（ｘ＋ｘ⁰）］Ｉ_pkpk（ｘ）＝Ｉ⁰ _pkpkｓｉｎ［β（ｘ＋ｘ⁰）］によって近似されるような、リアクタンス値、コイルの長さ、及び高周波励起手
段を有していることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項６】コイル内のピークピーク高周波電圧が、コイルの第一端子におい
て、第一極性とともに最大値を有し、コイルの第二端子において、第二極性とと
もに最大値を有するように高周波電源がコイルの第一、第二端子に接続されることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項７】コイルが、殆どひとつの巻回であるアーチ部を有する複数のアー
チ断片を含んでおり、該複数のアーチ断片は、ほぼひとつの巻回を有する最外部
アーチ断片と、ほぼひとつの巻回を有するひとつ内側のアーチ断片を含んでおり
、高周波電源がコイルに接続され、最外部アーチ断片及びひとつ内側のアーチ断
片における高周波電源が、コイルの内部断片における電流よりも実質的に大きく
なるように該コイルが構成されることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項８】高周波電源がコイルの第一、第二端子に接続されており、該コイ
ルは、第一端子におけるピークピーク高周波電流の大きさが、第二端子における
ピークピーク高周波電流におよそ等しく、第一及び第二端子における該等しい電
流は、コイルの他のどの電流よりも小さい振幅を有するように設定されることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項９】リアクタンスがコイル及び高周波電源と直列に接続され、該リア
クタンスはひとつの値を有し且つコイルに接続されており、前記高周波電源とコ
イルが、コイルの励起端子におけるピークピーク高周波電流の大きさがおよそ等
しくなるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項１０】チェンバが所定の内径の金属側壁を有し、コイルが該所定の内
径におよそ等しい直径を有し、チェンバが前記側壁に対して実質的に直角に延び
る誘電窓を含んでおり、コイルがチェンバの外部に誘電窓に近接して位置づけら
れ、コイルからの磁場が誘電窓を介してプラズマと結合することを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項１１】可変振幅が、十分な持続期間と大きさの低振幅部を有し、プラ
ズマをワークピースが処理される状態へと励起できるほど可変振幅が高値のとき
の電荷粒子拡散よりもより高い度合いで、プラズマ内の電荷粒子がチャンバ内を
拡散することを可能とすることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ
。
【請求項１２】低振幅部の持続期間及び振幅では、連続した高振幅部間でプラ
ズマが消滅することを特徴とする請求項１１記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項１３】低振幅部の持続期間及び振幅では、連続した高振幅部間でプラ
ズマが消滅しないことを特徴とする請求項１１記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項１４】チェンバ内の圧力及び（ａ）コイル、（ｂ）チェンバ、（ｃ）
ホルダ、等の配置によって、一定振幅高周波エンベロープがコイルに加えられた
ときに、コイルの中央部から取り出されたコイルの一部と対応するワークピース
の一部におけるプラズマ束よりも、コイルの中央部と対応したワークピースの一
部におけるプラズマ束の方が一様になるようにし、前記可変振幅エンベロープは
ワークピース全体にかけてプラズマ束を実質的に一定とすることを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の真空プラズマプロセッサ
。
【請求項１５】エンベロープ振幅を変化できる高周波キャリアをコイルに与え
ることによって、チェンバ内の気体をプラズマへと励起し、該コイルは高周波キ
ャリアに反応しプラズマ励起電磁場をプラズマと結合させ、エンベロープ振幅の
バリエーションとコイル、チェンバ、ワークピース、及びホルダ、それぞれのパ
ラメータは、プラズマエンベロープが一定振幅を有しているときよりも、ワーク
ピース全体にかけてのプラズマ密度が、実質的に低い標準偏差であることを特徴とする真空プラズマプロセッサチェンバにおいて、ホルダ上のワー
クピースをプラズマによって処理する方法。
【請求項１６】一定振幅高周波エンベロープがコイルに与えられるとき、コイ
ルの中央部を除いたコイルの一部と対応したワークピースの一部におけるプラズ
マ束よりも、コイルの中央部に対応するワークピースの一部におけるプラズマ束
の方が一様性が高くなるように、且つワークピース全体にかけてプラズマ束が実
質的に一定になるようにコイルが設定されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】エンベロープ振幅を変化できる高周波キャリアをコイルに与え
ることによって、チェンバ内の気体をプラズマへと励起し、該コイルは高周波キ
ャリアに反応し、プラズマ励起電磁場をプラズマと結合させ、エンベロープ振幅のバリエーションを制御することによって、プラズマ密度を
ワークピース全体にかけて実質的に一定に維持し、プラズマエンベロープは振幅
バリエーションを有しているが、プラズマエンベロープが一定振幅であるときよ
りも、ワークピース全体にかけてプラズマ密度が実質的に低い標準偏差を有することを特徴とする、真空プラズマプロセッサチェンバにおいてホルダ上のワー
クピースをプラズマによって処理する方法。
【請求項１８】可変振幅がパルス形であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】前記パルスによって、高周波エンベロープがゼロ振幅を有することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】可変振幅が、十分な持続期間と大きさの低振幅部を有し、プラ
ズマをワークピースが処理される状態へと励起できるほど可変振幅が高値のとき
の電荷粒子拡散よりもより高い度合いで、プラズマ内の電荷粒子がチャンバ内を
拡散することを可能とすることを特徴とする請求項１７乃至１９記載の方法。
【請求項２１】低振幅部の持続期間及び振幅では、連続した高振幅部間でプラ
ズマが消滅しないことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】低振幅部の持続期間及び振幅では、連続した高振幅部間でプラ
ズマが消滅することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】プラズマによってワークピースを処理する真空チェンバと、ワークピースを固定するためのチェンバ内ホルダと、チェンバ内気体をプラズマへと励起するコイルと、可変振幅エンベロープを有する高周波キャリアをコイルに供給する高周波電源
を具備し、前記可変振幅、チェンバ圧力、及びコイル、チェンバ、ホルダは、一定振幅高
周波エンベロープがコイルに加えられるとき、コイルの中心部から取り除かれた
コイルの一部と対応するワークピースの一部におけるプラズマ束よりも、コイル
の中央部に対応するワークピースの一部におけるプラズマ束の方が一様性が高い
ように設定され、前記可変振幅エンベロープでは、コイルの中央部と対応するワ
ークピースの一部を除いたワークピースの一部におけるプラズマ束が、コイルの
中央部に対応するワークピースの一部におけるプラズマ束に少なくとも等しくな
るようにすることを特徴とするワークピースを処理する真空プラズマプロセッサ。
【請求項２４】エンベロープ振幅が、ワークピース全体にかけてプラズマ束を
実質的に一定にするような値を有するように電源が設定されることを特徴とする請求項２３記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項２５】ワークピース全体おけるプラズマ束を、ワークピースの中央部
におけるプラズマ束よりも、ワークピースの周辺部におけるプラズマ束の方が一
様になるようにする異なる値をエンベロープ振幅が有するように電源を設定することを特徴とする請求項２３記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項２６】前記エンベロープが、制御可能な高振幅を有する部分と、制御
可能持続期間低振幅部分を有する部分を含むように電源が設定され、前記高振幅
部分は、低ピーク振幅部分によってお互いに間隔を開けていて、前記電源は、高
振幅部分の振幅が、高振幅部分の互いの間隔が大きくなるに従って大きく成るよ
うに設定されることを特徴とする請求項２３記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項２７】高振幅部分及び低振幅部分の振幅と持続期間を変化させ、振幅
と持続期間は変化するけれども、ワークピースに入射するプラズマ束の時間平均
電力を実質的に一定にするように電源を設定することを特徴とする請求項２６記載の真空プラズマプロセッサ。
【請求項２８】エンベロープ振幅を変化できる高周波キャリアをコイルに与え
ることによって、チェンバ内の気体をプラズマへと励起させ、該コイルは高周波
キャリアに反応し、プラズマ励起電磁場をプラズマと結合し、チェンバ内の圧力
、及びコイル、チェンバ、ホルダなどの設定は、一定振幅高周波エンベロープを
コイルに加えたときに、コイルの中央部を取り除いたコイルの一部と対応するワ
ークピースの一部におけるプラズマ束よりも、コイルの中央部と対応するワーク
ピースの一部におけるプラズマ束の方が、大きくなるように設定され、コイルの中央部に対応するワークピースの一部から取り除かれたワークピース
の一部におけるプラズマ束が、少なくともコイルの中央部に対応するワークピー
スの一部におけるプラズマ束に等しくなるように、可変振幅エンベロープを制御
することを特徴とする、真空プラズマプロセッサチェンバにおいてホルダ上のワー
クピースをプラズマ処理する方法。
【請求項２９】ワークピースの周辺部におけるプラズマ束が、ワークピースの
中央部におけるプラズマ束よりも大きくなるように可変振幅エンベロープが制御
されることを特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】前記エンベロープが、制御可能な高振幅を有する部分と、制御
可能持続期間低振幅部分を有する部分を含むように電源が設定され、前記高振幅
部分は、低ピーク振幅部分によってお互いに間隔を開けていて、前記電源は、高
振幅部分の振幅が、高振幅部分の互いの間隔が大きくなるに従って大きくなるよ
うに設定されることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】高振幅部分及び低振幅部分の振幅と持続期間を変化させ、振幅
と持続期間は変化するけれども、ワークピースに入射するプラズマ束の時間平均
電力を実質的に一定にするように電源を設定することを特徴とする請求項３０記載の方法。