JP2004506339A - 外部から励磁されるトロイダルプラズマ源 - Google Patents
外部から励磁されるトロイダルプラズマ源 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004506339A JP2004506339A JP2002519385A JP2002519385A JP2004506339A JP 2004506339 A JP2004506339 A JP 2004506339A JP 2002519385 A JP2002519385 A JP 2002519385A JP 2002519385 A JP2002519385 A JP 2002519385A JP 2004506339 A JP2004506339 A JP 2004506339A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- conduit
- wafer
- plasma chamber
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
(発明の属する技術分野)
本発明は、マイクロエレクトロニック回路、フラットパネルディスプレイ等の製造におけるワークピースの処理に用いられるプラズマリアクタ、及び特に、それらのためのプラズマ源に関する。
【0002】
(技術の背景)
マイクロエレクトロニック回路においては、従来より増大する密度及び小さなフィーチャサイズに向かう傾向が続き、このようなデバイスのプラズマ処理をより困難にしている。例えば、コンタクトホールの直径は減少されるが、一方そのホールの深さは増大している。例えば、シリコンウエハ上の誘電体膜のプラズマ増強エッチング中に、ホトレジストに対する誘電体材料(例えば、二酸化シリコン)のエッチング選択性は、エッチングプロセスがコンタクトホールをエッチングするのに充分でなければならない。コンタクトホールの直径はホールを規定するホトレジストマスクを邪魔することなくその深さの10倍から15倍である。細かなホトリソグラフに対してより短い波長の光に向かう最近の傾向は薄いホトレジスト層を必要とし、その結果誘電体とホトレジストのエッチング選択性は、いままで以上に大きくなければならないので、この仕事(タスク)を非常に困難にする。この要求は、比較的遅いエッチング速度を有するプロセス、例えば容量性結合プラズマを用いる誘電体エッチングプロセスを使用することによって容易に受け入れられる。容量性結合プラズマのプラズマ密度は、誘導性結合プラズマの密度より比較的小さく、容量性結合プラズマのエッチングプロセスは、誘電体とホトレジストの良好なエッチング選択性を示す。容量性結合プロセスの問題点は、それが遅く、従って生産性が比較的小さいことである。このようなエッチングプロセスに生じる他の問題は、プラズマが一様に分布しないことである。
【0003】
生産性、即ちエッチング速度を増加するために、高密度プラズマが用いられている。一般に、高密度プラズマは誘導結合プラズマである。しかし、プロセスの先駆ガスは、フリーなフッ素、即ちホトレジストに対するエッチングの選択性を減少する種の高プラズマを形成して、高密度プラズマにおいて急速に分離する傾向にある。この傾向を減少するために、酸素を含有しない表面、例えばホトレジスト上に累積する傾向にあるフッ素含有エッチャント種及び1つまたはそれ以上のポリマー種において分離するフルオロカーボンプロセスガス、例えばCF2が用いられる。これはエッチング選択性を増加する傾向にある。酸素を含有する誘電体材料における酸素は、誘電体上にポリマーのピロリゼーションを増進し、その結果誘電体材料がエッチングされてポリマーが除去されるが、一方酸素含有材料(例えば、ホトレジスト)がポリマーによって覆われ続け、従ってエッチャントから保護される。問題は、より進んだデバイス設計を可能にするために、コンタクト開口の深さの増加とホトレジスト厚の減少によって、誘電体のエッチング中にホトレジストを傷つける可能性のある高密度プラズマプロセスが行われたことである。エッチング速度を増進するために、プラズマ密度が増加されるに従って、酸素を含まない材料、例えばホトレジストを保護するために多くのポリマーの豊富なプラズマが用いられなければならないので、酸素を含む誘電体の表面からのポリマー除去の速度は、特に小さな、制限された領域、例えば狭いコンタクト開口の底部においてかなり遅くなる。その結果、ホトレジストはかなり保護されるけれども、コンタクト開口がある深さに達すると、ポリマーの累積によって阻止されるために、エッチングプロセスに対してその可能性は増大される。一般に、エッチングの停止深さは、コンタクト開口の必要な深さより少ないのでデバイスは失敗する。コンタクト開口は、中間を絶縁する酸化シリコン層を介して上部のポリシリコン導体層と下部のポリシリコン導体層間に接続を与える。例えば、エッチングの停止深さが上部と下部のポリシリコン層間の距離より小さい場合、デバイスの失敗が生じる。代わりに、たとえば10:1または15:1のアスペクト比のコンタクト開口を有するデバイス設計のようなより進んだデバイス設計への実際のまたは信頼できる応用に対して狭くなりすぎるエッチング停止のない高密度プラズマを達成するためのプロセスウインドウの可能性が起きる。
【0004】
現在必要なものは、容量結合リアクタの選択性を有し、誘導結合のプラズマリアクタ(高密度プラズマを有する)のエッチング速度を有するリアクタである。単一のマシンリアクタにおいて両方の形式のリアクタの利点を実現することは困難であった。
【0005】
特に、ウエハまたはワークピースに面するオーバヘッドコイルアンテナを有する形式の高密度誘導結合プラズマリアクタのもつ1つの問題点は、エッチング速度を増大するために、コイルアンテナに供給される電力が増加されるに従って、電力がウエハの充分上方にあるプラズマ領域に吸収されるように、ウエハと天井のギャップが著しく大きくなければならないことである。これによって、強いRF磁界によるウエハ上のデバイス損傷のリスクを避けることができる。さらに、オーバヘッドコイルアンテナに供給されるRF電力の高レベルに対して、ウエハと天井のギャップを比較的大きくしなければならず、従って、小さなギャップの利点を実現することができない。
【0006】
もし、天井が誘導結合リアクタのRF磁界に対して半導電性のウインドウであるか、または容量結合リアクタの導電性電極であるなら、ウエハと天井の小さなギャップの1つの利点は、天井が比較的小さなギャップ距離(例えば、1または2インチオーダー)にあるウエハの面を横切って与えることができる増大された電位または接地基準である。
【0007】
したがって、誘導結合リアクタのイオン密度とエッチング速度を有する容量結合リアクタの選択性をもつだけでなく、更に、基本的な制限、例えばプラズマシースの厚さ以外のウエハと天井のギャップ長に関する従来の制限をもたないリアクタを得ることが必要である。さらに、供給されたRFプラズマソース電力を必ずしも増加することなくイオン密度とエッチング速度が増大される容量結合リアクタの選択性と誘導結合リアクタのエッチング速度を有するリアクタを得ることが必要である。
【0008】
(本発明の概要)
ワークピースを処理するためのプラズマリアクタは、エンクロージャを有し、このエンクロージャ内のワークピース支持体は、エンクロージャの上方にある部分に面しており、このワークピース支持体とエンクロージャの上方にある部分はワークピース支持体の直径を横切って広がる、それらの間にプロセス領域を画定する。このエンクロージャは、ワークピース支持体のほぼ反対側の近くにそれらを介して少なくとも第1と第2の開口を有する。プロセス領域の外側にある少なくとも1つの中空導管が第1と第2の開口に接続され、導管を通して延び、プロセス領域を横切る第1のトロイダルパス(通路)を与える。RF電力を受けるのに適合された第1のコイルアンテナが中空導管の内部に誘導的に結合され、トロイダルパスにプラズマを維持することができる。
【0009】
(好適な実施の形態の詳細な説明)
プラズマリアクタチャンバの概要
図1を参照すると、円筒上の側壁105と天井110によって囲まれたプラズマリアクタチャンバ100が半導体ウエハまたはワークピース120を支持するためのウエハペデスタルを有している。プロセスガス源125が側壁105を通して延びるガス入口ノズル130A−130Dを介してプロセスガスをチャンバ100へ供給する。真空ポンプ135がチャンバ100内の圧力を制御し、圧力を一般に0.5ミリトル(mT)以下に保つ。半分のトロイダル中空チューブのエンクロージャまたは導管(コンジット)150が半円形状に天井の上に延びている。導管150は、天井110から外側外方に延びているけれども、それにも拘わらずリアクタの一部であり、チャンバの壁を形成している。内部的には、それはリアクタの他の場所に存在している同じ排気された雰囲気を共有している。実際に、真空ポンプ135は、図1に示されたチャンバの主な部分の底部に結合される代わりに、これは好適ではないけれども導管150に結合されてもよい。導管150は、リアクタの天井110における第1の開口155の周りにシールされた1つの開口端150aとリアクタの天井110における第2の開口160の周りにシールされた他の開口端150bを有する。2つの開口またはポート150、160は、ウエハ支持ペデスタル115のほぼ反対側に配置されている。中空の導管150は、それが1つの開口においてチャンバの主な部分を出て、他の開口で再び入る流路を提供している点で、リエントラントである。この明細書において、導管は中空であり、プラズマが流れることができる閉じたパスの一部を与えることおいて、導管150は半分のドロイダルとして記載されており、全体の通路はウエハ支持ペデスタル115の上にある全体のプロセス領域を横切って流れることによって完成される。用語”Atorroidal”@の使用にもかかわらず、通路の軌道ばかりでなく通路または導管150の断面形状も円形または非円形、正方形、矩形または他のあらゆる形状、即ち規則的な形状または不規則な形状であることができる。
【0010】
外部の導管150は比較的薄い導体、例えばシート状の金属から形成されることができるが、チャンバ内の圧力に耐えるために充分な強度を有している。中空導管150のシート金属における渦電流を抑制するために(及びそれによって、導管150の内部へのRF誘導性磁界の結合を容易にする)、導管を2つの環状区分に分けるように、絶縁ギャップ152が中空の導管150を横切って、及び導管を介して伸びている。ギャップ152は絶縁性材料、例えばシート金属スキンに代えてセラミックのリング154によって満たされているので、ギャップは真空気密である。第2の絶縁ギャップ153が設けられており、その結果導管150の1つの区分は電気的に浮いている。バイアスRF発生器162がインピーダンス整合回路(図面では、Z整合回路として示す)164を介してウエハペデスタル115とウエハ120にRFバイアス電力を供給している。
【0011】
代わりに、中空導管150は、導電性シートの金属の代わりに非導電性材料から形成されてもよい。非導電性材料は、例えばセラミックである。このような代替の実施の形態においては、ギャップ152または153は必要でない。
【0012】
アンテナ、例えば中空導管150の一方の側に配置され、半分のトロイダルチューブの対称軸に平行な軸の周りに巻かれた巻線、即ちコイル165は、インピーダンス整合回路175を介してRF電源180に接続されている。アンテナ170は、更に、中空の導管150の反対側に配置され、第1の巻線165と同方向に巻かれた第2の巻線185を有しているので、両方の巻線からの磁界は有利に加わる。
【0013】
チャンバ100からのプロセスガスは中空導管150を満たす。さらに、分離したプロセスガス源190がガス入口195を介して中空導管150へプロセスガスを直接供給する。外部の中空導管150におけるRF磁界は、チューブ内のガスをイオン化してプラズマを生成する。円形のコイルアンテナ170によって誘導されたRF磁界は、チューブ150内に形成されたプラズマがウエハ120と天井110間の領域を通して到達し、半分のトロイダル中空導管150を含むトロイダル通路を完成させるものである。ここで用いられているように、用語Atorroidal@は、この通路の閉じた、固定した性質を言うが、その断面形状または軌道には言及しないし、限定もしない。それらのいずれもは円形まはた非円形、または正方形又はその他の形状であってもよい。プラズマは、完全なトロイダル通路または閉じたプラズマ回路と考えられる領域を通して循環する。トロイダル領域は、ウエハ120の直径を横切って延び、ある実施の形態では、それが全体のウエハ表面を覆うようにウエハの面において充分な幅を有している。
【0014】
コイルアンテナ170からのRF誘導磁界はそれ自体閉じた磁界(全ての磁界である)を有し、従って、ここで説明される閉じたトロイダル通路をに沿ったプラズマ流を含む。RF誘導性磁界からの電力は、一般に閉じた通路に沿ったあらゆる位置で吸収され、その結果プラズマイオンは、一般に通路に沿って全て生成されると考えられている。RF電力の吸収及びプラズマイオンの生成速度は、多くのファクタに依存して閉じた通路に沿ったいろいろな位置の間で変わる。しかし、電流の密度は変わるけれども、電流は、一般に閉じた通路の長さに沿って一様である。この電流は、アンテナ170に供給されたRF信号の周波数で変化する。しかし、RF磁界によって誘導される電有は閉じているので、流れは閉じた通路の回路の周りに保全されなければならない。その結果閉じた通路のあらゆる部分に流れる電流量は、一般に通路の他の部分と同様である。以下に説明されるように、この事実は本発明において大きな利点として利用される。
【0015】
プラズマ流(プラズマカレント)が流れる閉じたトロイダル通路は、その通路を境にするいろいろな導電面に形成されるプラズマシースによって跳ね返される。これらの導電面は、中空導管150のシート金属、ウエハ(及び/又はウエハ支持ペデスタル)及びウエハの上方にある天井を含む。これらの導電面上に形成されるプラズマシースは、低質量の負の電子の大きな移動度及び重い質量の正の電子の小さな移動度のために電荷の不均衡の結果として生成される電荷空乏領域である。このようなプラズマシースは、このシースの下にある局部表面に垂直な電界を有する。従って、プロセス領域を通る、またはウエハの上にあるプロセスゾーンを通るRFプラズマ流は、ウエハに面する天井の面及びガス分配プレートに面するウエハの面に垂直な2つの電界の間によって制限され、その間を通過する。シースの厚さ(ワークピースまたは他の電極に与えられたRFバイアスを有する)は、電界が小さな領域、例えばウエハ上に集中される場合大きく、他の位置、例えば天井を覆うシースや大きな隣接するチャンバ壁の表面で小さい。従って、ウエハ上を覆うプラズマシースは非常に厚くなる。ウエハ及び天井のガス分配プレートシースの電界は互いにほぼ平行であり、プロセス領域のRFプラズマ流の流れの方向に垂直である。
【0016】
最初に、RF電力がコイルアンテナ170に加えられると、放電がギャップ152を横切って起き、中空導管150内のガスから容量結合されたプラズマを点弧する。その後、中空導管150を通るプラズマ流が増加するに従って、RF磁界の誘導結合がより支配的になるので、プラズマは誘導結合プラズマになる。代わりに、プラズマは他の手段、例えばワークピース支持体または他の電極に印加されたRFバイアスによって開始されてもよい。
【0017】
ウエハ周辺のエッジ効果を避けるために、ポート150、160はウエハの直径を越える距離だけ離される。例えば、12インチ直径のウエハに対して、ポート150、160は約16〜20インチ離される。8インチ直径のウエハに対して、ポート150、160は約10〜16インチ離される。
【0018】
本発明の利点
RF誘導性磁界が比較的長い閉じたトロイダル通路(即ち、ウエハとリアクタの天井間のギャップ長に対して長い)を通して吸収され、その結果、RF電力吸収が大きな領域上に分布されることは、大きな利点である。結果的に、ウエハと天井のギャップ(即ち、絶縁ギャップ152で混乱されないように、図2に最もよく示されたプロセス領域121)の近傍におけるRF電力は比較的小さく、従って、RF磁界からのデバイスの損傷の可能性を減少する。反対に、従来の誘導結合リアクタにおいて、RF電力の全ては狭いウエハと天井のギャップ内で吸収されるので、RF電力はその領域に非常に集中される。更に、この事実は、ウエハと天井のギャップ(他の利点の追求において)を狭くする能力をしばしば制限するし、または代わりに、ウエハの領域にRF電力の大きな集中を必要とする。従って、本発明は、従来技術の長く続いている制限を克服する。この特徴は、上述されたウエハを覆うプロセス領域の大きさの劇的な減少を通して反応性ガスの対流時間を減少することによってプロセス性能を向上する。
【0019】
コイルアンテナ170に供給されたRF電力を増加することなくウエハ表面のプラズマ密度が劇的に増大されることは、関連した、非常に重要な利点である(大きな効率を導く)。これは、トロイダル通路の残りに対してペデスタル面とウエハ面の近傍にあるトロイダル通路の断面積を減少することによって達成される。ウエハ120のみの近くにあるプラズマ流のトロイダル通路を非常に制限することによって、ウエハ表面近くのプラズマ密度が比例して増加される。これは、中空導管150を通るトロイダル通路のプラズマ流がペデスタルと天井(ウエハと天井)のギャップを通るプラズマ流と少なくともほぼ同じでなければならないからである。
【0020】
従来技術との著しい相違は、ワークピースから離れたRF磁界ばかりでなく、及びイオン密度が供給されたRF磁界を増加することなくウエハ表面で増加されるばかりでなく、プラズマイオン密度及び/又は供給されたRF磁界もウエハと天井の最小のギャップを増加することなく増大されることである。以前は、プラズマ密度のこのような増加は、ウエハ表面での強い磁界を避けるためにウエハと天井のギャップの増加を必要とした。反対に、本発明においては、増大したプラズマ密度は、ウエハ表面でのRF磁界の付随した増加を避けるために、ウエハと天井のギャップの増加を必要とすることなく実現される。これは、RF磁界がウエハから離れて供給され、ウエハ表面でのプラズマ密度の増加を実現するために、さらにRF磁界が増加される必要がないからである。その結果、いろいろな利点を達成するために、ウエハと天井のギャップを基本的な限界まで減少することができる。例えば、もし、ウエハ上の天井の面が導電性であるなら、ウエハと天井のギャップを減少することは、導電性の天井面によって与えられた電気的又は接地基準を向上する。ウエハと天井の最小ギャップについての基本的限界は、ウエハ表面と天井表面上のプラズマシースの厚さの合計である。
【0021】
本発明の更なる利点は、RF誘導磁界がRFプラズマ流の全トロイダル通路に沿って与えられるので、多くの他の誘導的に電力が供給されるリアクタとは異なって、チャンバの天井110は、誘導性磁界に対するウインドウとして機能する必要がないことであり、従って所望の材料、例えば大きな導電性と厚い材料から形成され、また例えば、以下に説明されるように導電性のガス分配プレートを有することができることである。結果として、天井はペデスタル、またはウエハ120の全面を横切って信頼できる電位または接地基準を容易に与えることができる。
【0022】
プラズマイオン密度の増加
ウエハ上のプラズマ通路の断面積を減少することによってウエハ表面に近くに高プラズマ密度を実現する1つの方法は、ウエハと天井のギャップ長を減少することである。これは、単に天井の高さを減少することによって、または図2に示されるように、ウエハ上に導電性のガス分配プレート、即ちシャワーヘッドを導入することによって達成される。図2のガス分配シャワーヘッド210は、ガス源125に接続され、複数のガスノズル開口230を通してウエハ120上のプロセス領域と連通するガス分配プレナム220からなる。導電性シャワーヘッド210の利点は、2つある。即ち、第1に、そのウエハへの接近した位置によって、シャワーヘッドはウエハ表面上のプラズマ通路を圧縮し、それによりその近傍でプラズマ流の密度を増大する。第2に、シャワーヘッドはウエハの全表面近く及びウエハ表面を横切って、均一な電位規準または接地面を与える。
【0023】
好ましくは、開口230を横切るアークを避けるために、各々の開口230は比較的小さく、ミリメートルのオーダー(好適な孔の直径は約0.5mm)である。隣り合う開口間の間隔は、数ミリメートルのオーダである。
【0024】
プラズマシースがプラズマ中に浸されているシャワーヘッドの表面部分の周りに形成されるので、導電性シャワーヘッド210は、それ自体を通して短絡回路を与えることなくプラズマ流通路を絞る。このシースは、ウエハ120とシャワーヘッド210間の空間よりプラズマ流に対して大きなインピーダンスを有し、従って全てのプラズマ流は、導電性シャワーヘッド210の周りに流れる。
【0025】
ウエハ上にあるプロセス領域近傍にトロイダルプラズマ流または通路を絞るために、シャワーヘッド(例えば、シャワーヘッド210)を用いることは必要でない。通路の絞り、及びその結果生じる処理領域におけるプラズマイオン密度の増加は、シャワーヘッドを必要とすることなくウエハと天井の高さを単に減少することによって達成される。もし、この方法でシャワーヘッド210が除去されるなら、プロセスガスは従来の入口ノズル(図示せず)によってチャンバ内部に供給されることができる。
【0026】
シャワーヘッド210の1つの利点は、例えば、ホトレジスト上のプラズマ効果の不均一性を細かく調整するために、反応性と不活性のプロセスガスのいろいろな混合比が異なる半径の異なる開口部230を通して導入されることである。従って、例えば、反応性ガスに対して大きな割合の不活性ガスを中間半径の外側の開口部230に供給することができ、これに対し、不活性ガスに対して大きな割合の反応性ガスを中間半径の内側の開口部230に供給することができる。
【0027】
以下に説明されるように、(ウエハ上のプラズマイオン密度を増加するために)トロイダルプラズマ流通路をウエハ上にある処理領域に絞る他の方法は、ウエハ支持ペデスタルに与えられるRFバイアス電力を増加することによって、ウエハ上のプラズマシースの厚さを増加することである。前述したように、プロセス領域を横切るプラズマ流は、ウエハ表面にあるプラズマシースと天井(またはシャワーヘッド)にあるプラズマシースの間に閉じ込められるので、ウエハ表面にあるプラズマシースの厚さを増加することは、必然的にプロセス領域内のトロイダルプラズマ流を減少し、それによって、プロセス領域におけるプラズマイオン密度を増加する。従って、本明細書において後でより詳細に説明されるように、ウエハ支持ペデスタルのRFバイアス電力が増加されるに従って、ウエハ表面近くのプラズマイオン密度は増加される。
【0028】
高エッチング速度での高エッチング選択性
本発明は、高密度プラズマを伴って時々生じる好ましくないエッチング選択性の問題を解決する。図1と図2のリアクタは、容量結合プラズマリアクタのエッチング選択性(約7:1)と同程度に高いに酸化シリコンとホトレジストのエッチング選択性を有し、一方、高いエッチング速度を与えることは、誘導結合プラズマリアクタのエッチング速度に近づく。この成功の理由は、図1と図2のリアクタ構造が、ウエハ120上のプラズマ領域にフリーなフッ素の発生率を減少するように、反応性プロセスガス、一般にフルオロカーボンガスの分離の程度を減少することであると考えらる。従って、フルオロカーボンガスから分離した他の種に対してプラズマ中のフリーなフッ素の割合が望ましく減少される。これらの他の種は、フルオロカーボンプロセスガスからプラズマ中に形成され、保護的なポリマーコーティングとしてホトレジスト上に堆積される保護的なカーボンの豊富なポリマー先駆種を含む。それらは、更に、フルオロカーボンプロセスガスからプラズマ中に形成される反応性のないエッチャント種、例えばCFやCF2を含む。フリーなフッ素は、それが二酸化シリコンを攻撃する程度活発にホトレジスト及びその上に形成される保護的なポリマーコーティングを攻撃する傾向にあり、従って、酸素−ホトレジストのエッチング選択性を減少する。他方、反応性のないエッチング種、例えばCFやCF2は、ホトレジスト及びその上に形成される保護的なポリマーコーティングをよりゆっくり攻撃する傾向にあり、従って優れたエッチング選択性を与える。
【0029】
フリーなフッ素に対するプラズマ種の分離の減少は、プラズマ中の反応性ガスの滞留時間を減少することによって、本発明において達成されると考えられる。これは、フルオロカーボンプロセスガス、例えばCFやCF2からプラズマ中に初期に分離したより複雑な種がそれ自身フリーなフッ素を含む簡単な種に最後には分離されるからである。この分離の最終ステップの程度は、プラズマ中のガスの滞留時間に依存する。本明細書において用いられる用語“滞留時間”は、プロセスガスの分子及びその分子から分離した種がワークピース又はウエハ上のプロセス領域に存在する平均時間に相当する。この時間または期間は、プロセス領域への分子の最初の注入から分子及び/又はその分離した結果が処理ゾーンを通して延びる上述した閉じたトロイダル通路に沿ってプロセス領域から外へ通過するまで延びる。
【0030】
上述したように、本発明は、フルオロカーボンのプロセスガスのプロセス領域における滞留時間を減少することによって、エッチングの選択性を増大する。滞留時間の減少は、ウエハ120と天井110間のプラズマボリューム(体積)を絞ることによって達成される。
【0031】
ウエハから天井までのギャップ、即ちボリュームの減少は、有益な効果を有する。第1に、それはウエハ上のプラズマ密度を増加して、エッチング速度を上昇する。第2に、ボリュームが減少するに従って、滞留時間が下がる。上述したように、本発明は、小さなボリュームを可能にする。従来の誘導結合リアクタと違って、RFソース電力がウエハの上にあるプロセス領域の閉じ込め内にデポジットされないで、むしろ電力デポジションがプラズマ流の全体の閉じたトロイダル通路に沿って分布される。従って、ウエハ−天井間のギャップは、RF誘導磁界の表皮深さ以下にすることができ、実際に、プロセス領域へ導入される反応性ガスの滞留時間を著しく減少するように小さくすることができ、これは著しい効果である。
【0032】
プラズマ通路の断面、従ってウエハ120上のボリュームを減少するのに2つの方法がある。1つは、ウエハからシャワーヘッドまでのギャップ距離を減少することである。他は、上に簡単に説明したように、RFバイアス電力発生器162によってウエハペデスタルに与えられるバイアスRF電力を増加することによって、ウエハ上のプラズマシースの厚さを増加することである。いずれの方法も、発光分光学(optical emission spectroscopy: OES)技術を用いて観測されるウエハの近傍におけるプラズマ中のフリーなフッ素の含有の減少(結果として、誘電体とホトレジストのエッチング選択性の増加)につながる。
【0033】
フリーなフッ素の含有を減少してエッチングの選択性を向上するための、本発明による3つの追加方法がある。1つの方法は、化学的非反応性希釈ガス、例えばアルゴンをプラズマに導入することである。好ましくは、第2のプロセスガス源190から中空導管150へアルゴンガスを直接導入することによって、アルゴンガスが外部からプロセス領域上に導入され、一方、化学的反応性プロセスガス(フルオロカーボンガス)は、シャワーヘッド210のみを通してチャンバへ入る。この有利な配置の場合、アルゴンイオン、中性子、及び励起された中性子は、トロイダル通路のプラズマ流内を、新しく導入された反応性ガス(フルオロカーボン)を希釈するためにウエハ表面を横切ってプロセス領域を通って伝播し、それにより、ウエハ上のそれらの滞留時間を効果的に減少する。プラズマのフリーなフッ素含有量を減少する他の方法は、チャンバ圧力を減少することである。さらに他の方法は、コイルアンテナ170に加えるRFソース電力を減少することである。
【0034】
図3は、ウエハ−シャワーヘッド間のギャップ距離が減少されるに従って、プラズマのフリーなフッ素の含有量が減少する、本発明において観察された傾向を示すグラフである。図4は、ウエハペデスタル115に加えられたプラズマバイアス電力を増加することによって、プラズマのフリーなフッ素含有量が減少することを示すグラフである。図5は、コイルアンテナ170に加えられるRFソース電力を減少することによって、プラズマのフリーなフッ素含有量が減少することを示すグラフである。図6は、チャンバ圧力を減少することによって、プラズマのフリーなフッ素含有量が減少することを示すグラフである。図7は、円筒状エンクロージャ150への希釈ガス(アルゴンガス)の流速を増加することによって、プラズマのフリーなフッ素含有量が減少することを示すグラフである。図3−図7のグラフは、いろいろなOES観察から判断されるプラズマの振舞いの傾向を単に概略的に示したもので、実際のデータを示したものではない。
【0035】
本発明の広いプロセスウインドウ
チャンバ圧力は、0.5T以下であり、そして1mT程度に低くすることができる。プロセスガスは、約20mTに維持されるチャンバ圧力を有し、150cc/mのアルゴンと共に約15cc/mの流速でガス分配シャワーヘッドを通してチャンバ100へ導入されるC4F8である。代わりに、アルゴンガスの流速は650cc/mに、またチャンバ圧力は60mTに増加することができる。アンテナ170は、13MHzで約500ワットのRF電力で励起される。ウエハ−シャワーヘッド間のギャップは、約0.3〜約2インチである。ウエハペデスタルに加えられるバイアスRF電力は、13MHz、2000ワットである。他の周波数の選択がなされてもよい。コイルアンテナ170に加えられるソース電力は、50KHz程度の低さか、または13MHzの数倍の高さ、或いはそれより高くてもよい。ウエハペデスタルに加えられるバイアス電力についても同じことである。
【0036】
図1と図2のリアクタに対するプロセスウインドウは、従来の誘導結合リアクタに対するプロセスウインドウよりはるかに広い。これは、従来の誘導性リアクタ、及び図1と図2のリアクタに対するRFソース電力の関数としてフリーなフッ素の特定の中性フラックス(neutral flux)を示す図8のグラフに示されている。従来の誘導結合リアクタに対して、図8は、フリーなフッ素の特定のフラックスは、ソース電力が50と100ワット間を越えるに従って、急激に増加し始めることを示している。これに対して、図1と図2のリアクタは、フリーなフッ素の特定なフラックスが急激に増加し始める前に1000ワットに近かいソース電力レベルを受け入れることができる。従って、本発明のソース電力のプロセスウインドウは、従来の誘導結合リアクタのプロセスウインドウよりも広く、これは著しい利点である。
【0037】
本発明の二重の利点
ウエハまたはワークピースの近傍のトロイダルプラズマ流路の閉じ込めは、他の性能基準に対し著しいトレードオフのない2つの独立した利点を有する。(1)ウエハ上のプラズマ密度は、プラズマのソース電力の如何なる増加の必要性もなく増加され、(2)ホトレジストまたは他の材料に対するエッチングの選択性は、上述のように増加される。従来のプラズマリアクタにおいて、エッチングの選択性を増加する同じステップによってプラズマイオン密度を増加することは、不可能ではないにしても実用的ではなかった。従って、本発明のトロイダルプラズマソースによって実現される二重の利点は、従来技術からの革新的な出発であるようである。
【0038】
他の好適な実施の形態
図9は、図1の実施の形態のサイドアンテナ170が天井110と中空導管150の間の空間内に収まった小さなアンテナ910によって置き換えられた変形例を示す。好ましくは、このアンテナ910は、中空導管150に関して中央に置かれた単一巻線である。
【0039】
図10と図11は、図1の実施の形態が天井110と中空導管150の間の空間を通して延びる閉じた磁気透過性コア1015の追加によってどのように増大されることができるかを示す。コア1015は、アンテナ170から中空導管150内のプラズマへの誘導結合を増進する。
【0040】
図11を参照して、インピーダンス整合は、同調キャパシタ1130の両端に接続された、コア1015の周囲に巻かれた二次巻線1120を用いることによって、インピーダンス整合回路175を用いずに達成するすることができる。同調キャパシタ1130の容量は、二次巻線1120をRF電源180の周波数に共振するように選択される。固定同調キャパシタ1130に対して、ダイナミックなインピーダンス整合が周波数同調及び/または順方向動力サーボ制御機構によって設けられてもよい。
【0041】
図12は、中空チューブのエンクロージャ1250がリアクタの底部の回りにのび、チャンバの底部にある一対の開口1260、1265を通してチャンバ内部と連通している本発明の実施の形態を示す。コイルアンテナ1270は、図1の実施の形態の方法で中空状のエンクロージャ1250によって与えられたトロイダル通路と一緒に沿っている。図12は、主チャンバの底部に結合された真空ポンプ135を示しているけれども、それは下にある導管1250に結合されてもよい。
【0042】
図13は、図10、図11の実施の形態の変形例を示し、アンテナ170はコア1015の上方区分を囲む誘導性巻線1320によって置き換えられる。巻線1320は、(導管の下部よりむしろ)導管150の上部にあるコア1015の部分を囲むのが都合よい。しかし、巻線1320はコア1015のどの部分を囲んでもよい。
【0043】
図14は、図13の概念の拡張を示し、第2の中空チューブ状のエンクロージャ1450が第1の中空導管150と平行に走っており、第2のトロイダルプラズマ流のための平行トロイダル通路を与える。このチューブ状のエンクロージャ1450は、天井110にあるそれぞれの開口を介してその各々の端部においてチャンバ内部と連通している。磁気コア1470が2つのチューブ状のエンクロージャ150、1450の下で、コイルアンテナを通って延びている。
【0044】
図15は、図14の概念の拡張を示し、平行な中空チューブ状のエンクロージャ15a、15b、150c、150dのアレーがリアクタチャンバを通して複数のトロイダルプラズマ流路を提供する。図15の実施の形態において、プラズマイオン密度は、独立のRF電源180a−dによって駆動される、個々の導管150a−dにおいてそれぞれ独立して制御される。個々の円筒状の開いたコア1520a−1520dがそれぞれのコイルアンテナ170a−170d内に分離して挿入される。この実施の形態において、中央からエッジまでの相対的なイオン密度分布が個々のRF電源180A−180dの電力レベルを別々に調整することによって調整される。
【0045】
図16は、図15の実施の形態の変更例を示し、チューブ状のエンクロージャ150a−dのアレーが天井を通さないでリアクタの側壁を通して延びている。図16に示された他の変更例は、チューブ状のエンクロージャ150a−dの全てに隣接する単一の共通な磁気コア1470とその回りを囲むアンテナ170を使用しているので、単一のRFソースがチューブ状のエンクロージャ150a−dの全てにプラズマを励起する。
【0046】
図17Aは、天井110にあるそれぞれのポートを通して延び、それぞれのコイルアンテナ170−aと170−bによって励起される一対の直交したチューブ状エンクロージャ150−1と150−2を示す。それぞれのコア1015−1と1015−2は、それぞれのコイルアンテナ170−aと170−b内にある。この実施の形態は、増大した均一性のために、ウエハ120上方に2つの相互に直交したトロイダルプラズマ流路を形成する。2つの直交したトロイダルまたは閉じた通路は分離され、図示されるように独立して電力が与えられるが、しかしウエハの上にあるプロセス領域において交差しており、その他の点では交差していない。直交した通路の各々1つに与えられるプラズマソース電力の独立した制御を確実にするために、図17のそれぞれのRF発生器180a、180bの周波数は異なっており、その結果インピーダンス整合回路175a、175bの動作は減結合される。例えば、RF発生器180aは、11MHzのRF信号を発生し、RF発生器180bは、12MHzのRF信号を発生することができる。代わりに、2つのRF発生器180a、180bの位相をずらせることによって、独立した動作を達成することができる。
【0047】
図17Bは、ウエハ支持体の上にある処理領域を通して2つの導管150−1、150−2の各々のトロイダルプラズマ流を案内するために、どのようにして放射状の羽根(ベイン)181が用いられるかを示している。放射状の羽根181は、チャンバの横壁近くの各々の導管の開口の間で、ウエハ支持体の端までに延びている。放射状の羽根181は、一方のトロイダル通路から他方のトロイダル通路へのプラズマの発散を防止するので、2つのプラズマ流はウエハの上にある処理領域内でのみ交差する。
【0048】
大きな直径のウエハに適した実施の形態
小さなデバイスサイズ及び高いデバイス密度に向かう最近の傾向に加えて、他の傾向は大きなウエハの直径に向かっている。例えば、最近、12インチの直径のウエハが製造されるようになっており、将来的には、恐らくさらに大きな直径のウエハになるであろう。その利点は、ウエハ毎の集積回路のダイの数が非常に大きいために、スループットが大きくなることである。この欠点は、プラズマ処理において、大きな直径のウエハを横切って均一なプラズマを維持することが困難なことである。本発明の以下の実施の形態は、特に大きな直径のウエハ、例えば12インチ直径のウエハの全表面にわたって均一なプラズマイオン密度分布を与えるのに適合されている。
【0049】
図18と図19は、絶縁ギャップ1852を有する、図1の中空導管150の幅広い扁平な矩形の態様である中空なチューブ状エンクロージャ1850を示す。この態様は、大きな直径のウエハ、例えば12インチ直径のウエハまたはワークピースを一様にカバーするのにより適したプラズマの幅広い“ベルト”を生成する。天井におけるチューブ状エンクロージャ及び一対の開口1860、1862の幅Wは、約5%またはそれ以上ウエハを超えるのが好ましい。例えば、もし、ウエハが10インチであれば、矩形のチューブ状エンクロージャ1850及び開口1860、1862の幅Wは、約11インチである。図20は、図18と図19の矩形のチューブ状エンクロージャ1850の変更態様1850’を示し、外部のチューブ状エンクロージャ1850の一部1864が絞られている。しかし、図18と図19の絞られない態様が好ましい。
【0050】
図20は、さらに、エンクロージャ1850’の絞られない部分と絞られた部分間の移行部に焦点を絞る磁石1870の選択的使用を示している。焦点を絞る磁石1870は、エンクロージャ1850の絞られない部分と絞られた部分間のプラズマの良好な移動を促進し、特に、プラズマがエンクロージャ1850の絞られない部分と絞られた部分間の移行部を横切って移動するにしたがって、プラズマからのより均一な広がりを促進する。
【0051】
図21は、チューブ状エンクロージャ1850によって囲まれた外側領域2120を通して、複数の円筒状磁気コア2110がどのように挿入されるかを示している。円筒状コア2110は、チューブ状エンクロージャの対称軸にほぼ平行である。図22は、コア2110がチューブ状エンクロージャ1850によって囲まれた外側領域2120を通して完全に延びている図21の実施の形態の変形例を示し、外側領域2120のそれぞれの半分に2対の短くされたコア2210、2220によって置き換えられている。サイドコイル165、185(図1)は、それぞれのコア対2210、2220を囲む一対のコイル巻線2230、2240によって置きかえれている。この実施の形態において、コア対2210、2220間の偏移Dは、ウエハ周辺のイオン密度に対するウエハ中央近くのイオン密度を調整するために変えることができる。広い偏移Dは、ウエハ中央近くの誘導性結合を減少し、従って、ウエハ中央におけるプラズマイオン密度を減少する。従って、ウエハ表面を横切ってイオン密度の空間分布を正確に調整するための追加の制御素子が設けられる。図23は、図22の実施の形態の変形例を示し、別々の巻線2230、2240がコア対2210、2220に対して中央に置かれた単一の中央巻線によって置き換えられている。
【0052】
図24と図25は、ウエハを横切ってプラズマイオン密度の分布に非常に優れた均一性を与える実施の形態を示す。図24と図25の実施の形態において、互いに横切って、好ましくは、相互に直交している2つのプラズマ流の通路が確立される。これは、第1のチューブ状エンクロージャ1850に対して横切って、好ましくは直交して延びる第2の幅広い矩形の中空エンクロージャ2420を与えることによって達成される。第2のチューブ状エンクロージャ2420は、天井110を通して一対の開口2430、2440を通してチャンバの内部と連通しており、そして絶縁ギャップ2452を有する。第2のチューブ状エンクロージャ2420の側面に沿って一対のサイドコイルの巻線2450、2460がプラズマを維持し、インピーダンス回路2480を介して第2のRF電源2470によって励振される。図24に示されるように、2つの直交プラズマ流がウエハ表面上の空間を同時に占め、ウエハ表面上に均一な範囲のプラズマを与える。この実施の形態は、10インチ及びそれ以上の直径を有する大きなウエハを処理するために特に有利な使用方法を見出すことが期待されている。
【0053】
図17の実施の形態におけるように、図24の実施の形態は、均一性を高めるためにウエハ上に2つの相互に直交するトロイダルプラズマを形成する。この2つの直交するトロイダル上の、または閉じた通路は、図示されるように分離され、独立して電力が供給されるが、そうしなければ、相互作用を及ぼし、または互いに発散するか、拡散する。直交する通路のそれぞれの1つに供給されるプラズマソース電力の別々の制御を確実にするために、インピーダンス整合回路の動作が減結合されるように、図24のそれぞれのRF発生器180、2470の周波数は異なる。例えば、RF発生器180は、11MHzのRF信号を発生し、一方、RF発生器2470は、12MHzのRF信号を発生することができる。代わりに、2つのRF発生器180、2470の位相をずらすことによって、独立した動作が達成される。
【0054】
図26は、図18の実施の形態の変形例を示し、絶縁ギャップ2658を有する変更された矩形のエンクロージャ2650が天井110を通ることなくチャンバの側壁105を介してチャンバ内部と連通する。この目的のために、矩形のエンクロージャ2650は水平な上部区分2652、上部区分2652のそれぞれの端において一対の下方に延びる脚2654、及び一対の水平な、内方に延びる脚2656を有し、それぞれが、下方に延びる脚2654のそれぞれの1つの下部端から側壁105にあるそれぞれの開口2670、2680に延びている。
【0055】
図27は、絶縁ギャップ2752を有する第2の矩形チューブ状エンクロージャ2710が図26の実施の形態にどのようにして加えられるかを示している。第2の矩形のチューブ状エンクロージャ2710は、矩形のチューブ状エンクロージャ2650、2710が相互に直交している(または互いに少なくとも横切っている)点を除いて図26の矩形のチューブ状エンクロージャ2650と同一である。第2の矩形のチューブ状エンクロージャは、開口2720を有する側壁105を通してそれぞれの開口を介してチャンバ内部と連通している。図25の実施の形態と同様に、チューブ状エンクロージャ2650、2710は、大きなウエハの直径上に優れた均一性を与えるために、ウエハの表面上に同時に空間を占める相互に直交するトロイダルプラズマ流を生成する。プラズマソース電力は、それぞれ対のサイドコイル巻線165、185、及び2450、2460を介してチューブ状エンクロージャの内部に供給される。
【0056】
図28Aは、サイドコイル165、185、2450、2460が2つの矩形のチューブ状エンクロージャ2650、2710によって囲まれる外側領域2860内にある一対の相互に直交する内部コイル2820、2840によってどのように置き換えられる(または、補われる)かを示している。コイル2820、2840の各々の1つが矩形のチューブ状エンクロージャ2650、2710の対応する1つにトロイダルプラズマ流を生成する。これらのコイル2820、2840は異なる周波数で完全に独立して駆動されるか、同じ位相または異なる位相の同一の周波数で駆動されれてもよい。または、それらは、結合されたトロイダルプラズマ流をソース電力周波数で回転させる位相差(即ち、90度)を有する同一周波数で駆動することができる。この場合、コイル2820、2840は、それぞれ、図28Aに示されるように共通の信号発生器2880のサインとコサイン成分で駆動される。この利点は、プラズマ流通路がプラズマイオン周波数を越える回転周波数でウエハ表面を横切って方位角的に回転するので、従来技術の方法、例えば、回転が非常に低い周波数であるMERIEリアクタより不均一性がよく抑制されることである。
【0057】
図28Bを参照すると、プラズマイオン密度の半径方向の調整は、一般に、コイル2820内で互いに向かって、または離れて軸方向に移動される一対の磁気円筒状コア2892、2894、及びコイル2840内で互いに向かって、または離れて軸方向に移動される一対の磁気円筒状コア2896、2898によって、与えられる。おのおの一対のコアが互いに向う方向に移動されるに従って、直交プラズマ流の各々の中央近くで誘導性結合がこのプラズマ流の端に対して増強されるので、ウエハ中央におけるプラズマ密度は、一般に増強される。従って中央からエッジまでのプラズマイオン密度は、コア2892、2894、2896、2898を移動することによって制御される。
【0058】
図29は、本発明の他の実施の形態を示し、2つのチューブ状エンクロージャ2650、2710が単一プレナムを構成するリアクタの中心軸の周りに360度広がる単一のエンクロージャ2910へ共に合わされている。図29の実施の形態において、プレナム2190は、下方の半ドーム状壁2920とこの半ドーム状の下方壁2920とほぼ一致する上方の半ドーム状壁2930を有している。従って、プレナム2910は、下方の半ドーム状壁2920と上方の半ドーム状壁2930間の空間である。絶縁ギャップ2921は、上方のドーム状壁2920の周りに広がっており、及び/または絶縁ギャップ2931は、下方のドーム状壁2930の周りに広がっている。プレナム2910は、チャンバの対称軸の周りに360度広がる天井110にある環状の開口2925を介してチャンバ内部と連通している。
【0059】
プレナム2910は、天井110の上の領域2950を完全に囲んでいる。図29の実施の形態において、プラズマソース電力は、一対の相互に直交するコイル2960、2965によってプレナム2910の内部に結合される。コイル2960、2965へのアクセスは、プレナム2910の中心を通る垂直の導管2980を通して与えられる。好ましくは、コイル2960、2965は、方位角方向に回転するトロイダルプラズマ流(即ちウエハ面内を回転するプラズマ流)を得るために、図28の実施の形態におけるように、直角位相(quadrature)で駆動される。回転周波数は、供給されたRF電力の周波数である。代わりに、コイル2960、2965は、異なる周波数で別々に駆動されてもよい。図30は、図29の実施の形態の状部断面図である。図31Aと図31Bは、それぞれ図30に相当する前断面図及び側断面図である。
【0060】
1対の相互に直交するコイル2960、2965は、360度/n度離れて配置されたそれらの巻線軸を有する別々に駆動されるコイルの数nによって置き換えられる。例えば、図32は、2つのコイル2960、2965が120度間隔で配置された巻線軸を有する3つのコイル3210、3220、3230によって置き換えられ、インピーダンス整合回路3241、3251、3261を介して3つのRF電源3240、3250、3260によって駆動される場合を示す。回転するトロイダルプラズマ流を生成するために、3つの巻線3210、3220、3230は、図33に示される共通の電源3310から120度ずれた位相で駆動される。図32と図33は、コイル間の相互結合の殆どが垂直導管2980を通ることなく周りにあると考えられるから、2つのコイルのみを有する図29の実施の形態より好適である。
【0061】
図34は、3つのコイルが囲まれた領域2950の外側にある実施の形態を示し、それらの誘導性インダクタンスは、導管2980を通して延びるそれぞれの垂直磁気コア3410によって囲まれた領域2950に結合される。各々のコア3410は、導管2980上に延びる一方の端を有し、その周りにコイル3210、3220、3230のそれぞれの1つが巻かれている。各々のコア340の底は囲まれた領域2950の内部にあり、水平の脚を有する。3つのコア3410の水平の脚は、120度間隔で開かれ、図32の囲まれた領域内の3つのコイルによって与えられた誘導性結合と同様なプレナム2910の内部に誘導性結合を与える。
【0062】
図18−28の実施の形態の平らな矩形のチューブ状エンクロージャの利点は、チューブ状エンクロージャの広い幅と比較的低い高さがトロイダルプラズマ流を大きな直径のウエハの全表面を容易に覆う、広く薄いベルト状のプラズマにすることである。チューブ状のエンクロージャの全体は最大の幅である必要はない。代わりに、図20の実施の形態について上述したように、チャンバ内部から最も遠いチューブ状のエンクロージャの他の区分が狭くされてもよい。この場合、狭い部分1852を励磁するプラズマ流を広い区分1851の全幅を横切って全体的に広げるために、広い部分1851と狭い部分1852間の移行コーナーにフォーカス磁石1870を設けることが望ましい。もし、ウエハ表面にプラズマイオン密度を最大にすることが必要なら、狭い部分1852の断面積が広い部分1851の断面積と少なくともほぼ同程度に大きいことが望ましい。例えば、狭い部分1852は、その高さと幅がほぼ同じ通路であり、広い部分はその幅より小さい高さを有することができる。
【0063】
磁気コアを用いる代わりに、空気コアのコイル(即ち、磁気コアのないコイル)を有する、ここで述べたいろいろな実施の形態を用いることができ、そしてそれらは、開いた磁気通路型(Arod@型コア)または添付図面に示された閉じた磁気コア型であることができる。さらに、異なるRF周波数で駆動された2つまたはそれ以上のトロイダル通路を有するここに述べたいろいろな実施の形態は、同じ周波数で駆動されてもよいし、また同じか、または異なる位相で駆動されてもよい。
【0064】
図35は、図17の実施の形態の変形例であり、相互に横切る中空導管が図20の実施の形態におけるように狭められている。
【0065】
図36は、図24の実施の形態の変形例であるが、それぞれのRF電源に接続するためにコアの周りにそれぞれの巻線3630、3640を有する1対の磁気コア3610、3620を用いている。
【0066】
図37は、図35の実施の形態に相当する実施の形態であるが、2つのリエントラント導管に代えて、チャンバへの全体で6つのリエントラントポートを有する3つの導管を有している。(図37に示されるように)2つより多い対称に配置された導管及びリエントラントポートを有することは、300mm及びそれより大きな直径のウエハを処理するために特に有利である。
【0067】
図38は、図35の実施の形態に相当する実施の形態であるが、2つのリエントラント導管に代えて、チャンバへの全体で6つのリエントラントポートを有する3つの導管を有している。
【0068】
図39は、図35の実施の形態に相当する実施の形態であり、外部の導管が共通のプレナム3910において一緒に結合している。
【0069】
図40は、図36の実施の形態に相当する実施の形態であり、外部の導管が共通のプレナム4010において一緒に結合している。
【0070】
図41は、図37の実施の形態に相当する実施の形態であり、外部の導管が共通のプレナム4110において一緒に結合している。
【0071】
図42は、図38の実施の形態に相当する実施の形態であり、外部の導管が共通のプレナム4210において一緒に結合している。
【0072】
図43は、図17の実施の形態に相当する実施の形態であり、外部の導管が共通のプレナム4310において一緒に結合している。
【0073】
本発明の有利な特徴
本発明のリアクタは、他の性能の特徴、例えばエッチング速度を犠牲にすることなくエッチングの選択度を増加するためのいろいろな機会を提供する。例えば、ウエハの近傍におけるトロイダルプラズマ流を狭めることは、エッチングの選択度を向上するばかりでなく、同時にプラズマイオン密度を増加することによってエッチング速度を増加する。従来のリアクタは、ワークピース上でエッチング速度またはプラズマイオン密度を増加する同じメカニズムによってエチングの選択度は増加しないと考えられている。
【0074】
ウエハまたはワークピースの近傍でトロイダルプラズマ流を絞ることによってエッチングの選択度を増加することは、いろいろな方法の1つの本発明において達成することができる。1つの方法は、ペデスタルと天井、即ちウエハと天井の高さを減少することである。他の方法は、トロイダルプラズマイオン流の通路を絞る、ウエハ上にガス分配プレートまたはシャワーヘッドを導入することである。他の方法は、ウエハーまたはワークピースへ供給されるRFバイアス電力を増加することである。エッチングの選択度を増加する前述の方法のいずれか1つまたはいずれかの組合せは、本発明を実行する当業者によって選択することができる。
【0075】
本発明において、エッチングの選択度は、さらに、反応性のプロセスガスを局部的(即ち、ウエハまたはワークピース)に注入し、一方、不活性希ガス(例えば、アルゴン)を遠隔的に(即ち、導管またはプレナム)注入するすることによって向上される。これは、ワークピースの支持体上で支持体に面してガス分配プレートまたはシャワーヘッドを直接設け、シャワーヘッドを介して反応性のプロセスガスを排他的に(または少なくとも支配的に)導入することによって達成されるのが好ましい。同時に、希釈ガスは、ウエハまたはワークピースの上にあるプロセス領域から充分離れた導管に注入される。従って、トロイダルプラズマ流は、ウエハ上の材料の反応性イオンエッチングに対してプラズマイオン源になるばかりでなく、さらに、プラズマを誘起した分離プロセスがフリーなフッ素の望ましくない量を形成する点に到達するる前に反応性プロセスガス種及びそれらのプラズマ分離された結果を一掃するためのエージェント(agent)になる。反応性プロセスガス種の滞留時間のこの減少は、ホトレジストおよび他の材料に対してエッチングの選択度を増大し、これは著しい利点である。
【0076】
本発明は、RFソース電力の、トロイダルプラズマ流への適用において大きなフレキシビリティを与える。上述したように、電力は、一般にアンテナによってトロイダルプラズマ流に誘導結合される。多くの実施の形態において、アンテナは、導管またはプレナムの隣またはその近くにあることによって外部の導管またはプレナムに主に結合される。例えば、コイルアンテナは、アンテナまたはプレナムに並んで広がることができる。しかし、他の実施の形態では、アンテナは、導管またはプレナム、及び主リアクタのエンクロージャ(例えば、天井)間の囲まれた領域に制限される。後者の場合、アンテナは、導管に並ぶのではなく導管の“下”にあると考えることができる。非常に大きなフレキシビリティは、囲まれた領域(導管と主チャンバのエンクロージャの間)を通して延びる1つの磁気コア(複数のコア)および囲まれた領域を越えた拡張部分を有し、そしてこのアンテナはコアの拡張部分に巻かれている実施の形態によって得られる。この実施の形態において、アンテナは、磁気コアを介して誘導結合され、したがって、導管内のトロイダルプラズマ流に隣接する必要はない。この実施の形態において、閉じた磁気コアが用いられ、アンテナはトロイダルプラズマ流または導管からかなり離れているコア区分の周りに巻かれる。したがって、実際に、磁気コアを介してトロイダルプラズマ流にプラズマチャンバを結合することによって、アンテナは殆んどどこに、例えば、プラズマチャンバから全く離れた位置に、配置されてもよい。
【0077】
最後に、本発明は、非常に大きな直径のウエハまたはワークピースの表面上にプラズマの均一な範囲を与える。これは、1つの実施の形態では、好ましくは、ウエハの幅を越える幅を有する広いプラズマベルトとしてトロイダルプラズマ流を形成することによって達成される。他の実施の形態では、ウエハ表面を横切るプラズマイオン密度の均一性は、ウエハ上のプロセス領域において2つまたはそれ以上の交差する、相互に横切るかまたは直交するトロイダルプラズマ流を設けることによって得られる。トロイダルプラズマ流の流れは、方向が360/nだけ互いに離れている。トロイダルプラズマ流の各々の1つは、1つのトロイダルプラズマ流の方向に沿って整列された離れたコイルアンテナによってエネルギーが与えられる。1つの好適な実施の形態においては、均一性は、ウエハの上にあるプロセス領域において回転するトロイダルプラズマ流を得るように、それぞれのアンテナへ異なる位相のRF信号を与えることによって増大される。この好適な実施の形態では、最適な構造は、トロイダルプラズマ流が天井または側壁の円形に連続した環状開口を通して主チャンバ部分と連通する円形に連続したプレナムに流れるものである。この後者の特徴は、全体のトロイダルプラズマ流が連続して方位角的に回転することを可能にする。
【0078】
本発明は、好適な実施の形態を特に参照して詳細に説明されたけれども、それらの変形及び変更は、本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく作られることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】オーバヘッドトロイダルプラズマ流路を維持する本発明による第1の実施の形態を示す。
【図2】図1の実施の形態に相当する実施の形態の側面図である。
【図3】ウエハと天井のギャップ距離の変化によるプラズマのフリーフッ素濃度の振舞いを示す。
【図4】ワークピースに供給されるRFバイアス電力の変化によるプラズマのフリーなフッ素の濃度の振舞いを示す。
【図5】コイルアンテナに供給されるRFソース電力の変化によるプラズマのフリーなフッ素の濃度の振舞いを示す。
【図6】リアクタチャンバの圧力の変化によるプラズマのフリーなフッ素の濃度の振舞いを示す。
【図7】不活性の希釈ガス、例えばアルゴンの部分圧力の変化によるプラズマのフリーなフッ素の濃度の振舞いを示す。
【図8】誘導結合リアクタ及び本発明のリアクタに対するソース電力の関数としてのプロセスガスの分離の程度を示す。
【図9】図1の実施の形態の変形を示す。
【図10】閉じた磁気コアが用いられる図1の実施の形態の変形を示す。
【図11】閉じた磁気コアが用いられる図1の実施の形態の変形を示す。
【図12】トロイダルプラズマ流路がリアクタチャンバの下を通る本発明の他の実施の形態を示す。
【図13】プラズマソース電力が閉じた磁気コアの遠位部分の周りに巻かれたコイルに供給される、図10の実施の形態の変形を示す。
【図14】2つの平行なトロイダルプラズマ流を与える実施の形態を示す。
【図15】複数の個々に制御される平行トロイダルプラズマ流を与える実施の形態を示す。
【図16】平行なトロイダルプラズマ流が天井よりはむしろ垂直側壁を通してプラズマチャンバに入り、垂直側壁を出る図15の実施の形態の変形を示す。
【図17A】ワークピースの表面を横切る一対の相互に直交するトロイダルプラズマ流を維持する実施の形態を示す。
【図17B】図17Aの実施の形態における複数の放射状のベインの使用を示す。
【図18】トロイダルプラズマ流が大きなウエハを処理するのに適した広い通路を横切って延びる広いベルトである本発明の実施の形態を示す。
【図19】トロイダルプラズマ流が大きなウエハを処理するのに適した広い通路を横切って延びる広いベルトである本発明の実施の形態を示す。
【図20】トロイダルプラズマ流路の外方部分が狭められている図18の実施の形態の変形を示す。
【図21】ウエハ表面を横切ってイオン密度分布を調整するために、軸位置を調整することができる円筒状の磁気コアを用いる図18の実施の形態の変形を示す。
【図22】一対の巻線が円筒状の磁気コアの一対のグループの周りに巻かれている図21の変形を示す。
【図23】単一の共通の巻線がコアの両グループの周りに巻かれている図22の変形を示す。
【図24】大きなウエハを処理するのに適した広いベルトである一つにの相互に直交したトロイダルプラズマ流を維持する実施の形態を示す。
【図25】大きなウエハを処理するのに適した広いベルトである一つにの相互に直交したトロイダルプラズマ流を維持する実施の形態を示す。
【図26】誘導結合を増大するために、磁気コアが用いられる図25の実施の形態の変形を示す。
【図27】直交プラズマベルトが水平な天井を介してよりむしろ垂直な側壁を通してリアクタチャンバに入り、リアクタチャンバからでる図24の実施の形態の変更を示す。
【図28A】回転トロイダルプラズマ流を発生する図24の実施の形態の実現例を示す。
【図28B】磁気コアを有する図28Aの実施の形態の改変を示す。
【図29】トロイダル状のプラズマ流を囲むために、連続した円形プレナムが設けられる本発明の好適な実施の形態を示す。
【図30】図29に相当する上断面図を示す。
【図31A】図30に相当する前断面図である。
【図31B】図30に相当する側断面図である。
【図32】120度の間隔で面する連続したプレナムの下にある3つの独立して駆動されるRFコイルを用いる図29の実施の形態の変形である。
【図33】方位角的に回転するプラズマを与えるために、3つのRFコイルが120度の位相で駆動される図32の実施の形態の変形である。
【図34】RF駆動コイルがそれぞれの磁気コアの垂直の外側端部の周りに巻かれ、その反対側は対称的に分布した角度でプレナムの下で水平に延びるている図33の実施の形態の変形を示す。
【図35】相互に横切る中空導管が図20の実施の形態におけるように狭められている図17の実施の形態の改造例である。
【図36】それぞれのRF電源に接続するためのそれらの周りにそれぞれの巻線3630、3640を有する一対の磁気コア3610、3620を用いる図24の実施の形態の変形である。
【図37】図35の実施の形態に相当する実施の形態であるが、チャンバに全体で6つのリエントラントポートを有する、2つのリエントラント導管の代わりに3つを有している。
【図38】図36の実施の形態に相当する実施の形態であるが、チャンバに全体で6つのリエントラントポートを有する、2つのリエントラント導管の代わりに3つを有している。
【図39】外部の導管が共通のプレナム3910において互いに接続する図35の実施の形態に相当する実施の形態である。
【図40】外部の導管が共通のプレナム4010において互いに接続する図36の実施の形態に相当する実施の形態である。
【図41】外部の導管が共通のプレナム4110において互いに接続する図37の実施の形態に相当する実施の形態である。
【図42】外部の導管が共通のプレナム4210において互いに接続する図38の実施の形態に相当する実施の形態である。
【図43】外部の導管が共通のプレナム4310において互いに接続する図17の実施の形態に相当する実施の形態である。
Claims (19)
- 基板を処理するための排気された内部環境を画定するプラズマチャンバであって、
基板支持体と、
前記基板支持体に対して間隔の開けられた対面関係にあり、開口が開けられ、前記基板支持体に隣接するチャンバの内部環境にプロセスガスを流すように適合されたガス分配プレートを有し、前記ガス分配プレート及び基板支持体は、それらの間に基板処理領域を画定し、
前記内部環境を共有する中空導管の内部を有し、前記ガス分配プレートの反対側にある、前記基板処理領域にそれぞれの端部開口を有する中空導管とを有し、
前記導管は、前記導管内部の周りに、且つ前記チャンバの内部環境内の基板処理領域を横切って延びる通路にプラズマを維持するために、前記導管内の処理ガスのRF磁界によって放射を受けるように適合されていることを特徴とするプラズマチャンバ。 - 前記通路は、リエントラントであることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記通路は、トロイダルであることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記プラズマ流は、前記通路の周りを循環することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記導管の断面積は、基板の処理領域の断面積を実質的に越えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記プラズマのイオン密度は、全基板支持体を横切って実質的に均一であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記プラズマの誘導された電界ラインは、導管の端部の一方から他方へ前記基板のプラズマ処理領域を横切って延びていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記電界ラインは、ほぼ平行であることを特徴とする請求項7に記載のプラズマチャンバ。
- 前記電界の強さは、前記基板のプラズマ処理領域を横切って一様に分布されていることを特徴とする請求項8に記載のプラズマチャンバ。
- 前記導管は、それぞれの端部間のほぼ中間に絶縁ギャップを有し、導管が前記端部間に連続した導電性通路を生じるのを妨げることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記導管は、前記チャンバの直径より著しく小さな外径を有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記導管の各端部は、前記基板支持体の横方向の径と少なくとも同程度の大きさの横方向の径をを有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- さらに、RF電力アプリケータを有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記アプリケータは、RF誘導性ソースを有することを特徴とする請求項3に記載のプラズマチャンバ。
- 前記誘導性ソースは、前記導管に隣接していることを特徴とする請求項14に記載のプラズマチャンバ。
- さらに、前記基板支持体に結合されるバイアス電源を有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- さらに、前記導管へのガス注入入口を有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
- 前記ガス注入入口は、希釈ガスを流すように適合されており、且つ前記ガス分配プレートは、反応性プロセスガスを主に流すように適合されていることを特徴とする請求項17に記載のプロセスチャンバ。
- 前記ガス分配プレートは、異なる半径方向の位置において不活性ガス及び反応性プロセスガスのいろいろな混合物を流すように適合されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチャンバ。
Applications Claiming Priority (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/636,699 US6348126B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Externally excited torroidal plasma source |
US09/636,435 | 2000-08-11 | ||
US09/638,075 | 2000-08-11 | ||
US09/637,174 | 2000-08-11 | ||
US09/636,434 | 2000-08-11 | ||
US09/638,075 US7094316B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Externally excited torroidal plasma source |
US09/636,434 US6468388B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Reactor chamber for an externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate |
US09/636,436 | 2000-08-11 | ||
US09/636,436 US6410449B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Method of processing a workpiece using an externally excited torroidal plasma source |
US09/636,700 | 2000-08-11 | ||
US09/636,435 US6494986B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Externally excited multiple torroidal plasma source |
US09/636,700 US6453842B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Externally excited torroidal plasma source using a gas distribution plate |
US09/636,699 | 2000-08-11 | ||
US09/637,174 US6551446B1 (en) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | Externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate |
PCT/US2001/025505 WO2002015650A2 (en) | 2000-08-11 | 2001-08-13 | Externally excited torroidal plasma source |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004506339A true JP2004506339A (ja) | 2004-02-26 |
JP5204941B2 JP5204941B2 (ja) | 2013-06-05 |
Family
ID=27569863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002519385A Expired - Lifetime JP5204941B2 (ja) | 2000-08-11 | 2001-08-13 | 外部から励磁されるトロイダルプラズマチャンバ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1307896A2 (ja) |
JP (1) | JP5204941B2 (ja) |
KR (1) | KR100809889B1 (ja) |
WO (1) | WO2002015650A2 (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005303053A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
JP2006332055A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | New Power Plasma Co Ltd | プラズマ処理チャンバ、プラズマ反応器、大気圧プラズマ処理システム及びプラズマ処理システム |
JP2006332655A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Commiss Energ Atom | 薄膜の剥離方法 |
JP2007294414A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | New Power Plasma Co Ltd | 多重マグネチックコアが結合された誘導結合プラズマ反応器 |
JP2008533740A (ja) * | 2005-03-15 | 2008-08-21 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | プラズマイオン注入におけるプロフィール調整 |
JP2008244444A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-10-09 | Applied Materials Inc | 光学的放射分光を使用するその場でのドーズ監視 |
JP2010512649A (ja) * | 2006-12-08 | 2010-04-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ浸漬イオン注入プロセス |
JP2010518576A (ja) * | 2007-02-12 | 2010-05-27 | ボリス ヒョードロビッチ ポルトラツキー | プラズマエネルギー変換器及びそれに用いる電磁反応炉 |
JP2011040786A (ja) * | 2010-10-25 | 2011-02-24 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
JP2011511473A (ja) * | 2008-02-06 | 2011-04-07 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | チャンバ内面上に純粋またはほぼ純粋なシリコンのシーズニング層を用いるプラズマ浸漬イオン注入方法 |
JP2012104841A (ja) * | 2007-12-21 | 2012-05-31 | Applied Materials Inc | 基板からの表面ドーパントの除去 |
JP2012129530A (ja) * | 2008-03-14 | 2012-07-05 | Applied Materials Inc | プラズマイオン注入中にドーパント濃度を測定するための方法 |
JP2013511812A (ja) * | 2009-11-18 | 2013-04-04 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ源デザイン |
JP2014529163A (ja) * | 2011-08-01 | 2014-10-30 | プラズマート インコーポレーテッド | プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法 |
JP2015215942A (ja) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 国立大学法人金沢大学 | プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法 |
JP2016520950A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-07-14 | プラズマビリティー, エルエルシー | トロイダルプラズマ処理装置 |
US10443150B2 (en) | 2015-05-21 | 2019-10-15 | Plasmability, Llc | Toroidal plasma processing apparatus with a shaped workpiece holder |
WO2021261381A1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-12-30 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマを形成する装置、基板を処理する装置、及びプラズマを形成する方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7223676B2 (en) * | 2002-06-05 | 2007-05-29 | Applied Materials, Inc. | Very low temperature CVD process with independently variable conformality, stress and composition of the CVD layer |
US6939434B2 (en) * | 2000-08-11 | 2005-09-06 | Applied Materials, Inc. | Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution |
US7430984B2 (en) | 2000-08-11 | 2008-10-07 | Applied Materials, Inc. | Method to drive spatially separate resonant structure with spatially distinct plasma secondaries using a single generator and switching elements |
KR100542740B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2006-01-11 | 삼성전자주식회사 | 가스 플라즈마 생성 방법 및 장치, 플라즈마 생성용 가스조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5845736A (ja) * | 1981-09-01 | 1983-03-17 | ラム・リサーチ・コーポレイション | プラズマエツチング装置 |
JPH11135297A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Kumagai Hiromi | プラズマ発生器 |
JP2002507315A (ja) * | 1997-06-26 | 2002-03-05 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー,インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性ガスソース |
JP2003506888A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-18 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | ガスおよび材料を処理する誘導結合環状プラズマ源装置およびその方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5290382A (en) * | 1991-12-13 | 1994-03-01 | Hughes Aircraft Company | Methods and apparatus for generating a plasma for "downstream" rapid shaping of surfaces of substrates and films |
US5542559A (en) | 1993-02-16 | 1996-08-06 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Plasma treatment apparatus |
-
2001
- 2001-08-13 JP JP2002519385A patent/JP5204941B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-13 KR KR1020037002020A patent/KR100809889B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-08-13 WO PCT/US2001/025505 patent/WO2002015650A2/en active Application Filing
- 2001-08-13 EP EP01964028A patent/EP1307896A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5845736A (ja) * | 1981-09-01 | 1983-03-17 | ラム・リサーチ・コーポレイション | プラズマエツチング装置 |
JP2002507315A (ja) * | 1997-06-26 | 2002-03-05 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー,インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性ガスソース |
JPH11135297A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Kumagai Hiromi | プラズマ発生器 |
JP2003506888A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-18 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | ガスおよび材料を処理する誘導結合環状プラズマ源装置およびその方法 |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005303053A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
US7744721B2 (en) | 2004-04-13 | 2010-06-29 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
JP4657620B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2011-03-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
US8231759B2 (en) | 2004-04-13 | 2012-07-31 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
JP2008533740A (ja) * | 2005-03-15 | 2008-08-21 | バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド | プラズマイオン注入におけるプロフィール調整 |
JP2006332655A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Commiss Energ Atom | 薄膜の剥離方法 |
TWI411018B (zh) * | 2005-05-20 | 2013-10-01 | Commissariat Energie Atomique | 半導體材料薄膜的製備方法 |
JP2006332055A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | New Power Plasma Co Ltd | プラズマ処理チャンバ、プラズマ反応器、大気圧プラズマ処理システム及びプラズマ処理システム |
JP2007294414A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | New Power Plasma Co Ltd | 多重マグネチックコアが結合された誘導結合プラズマ反応器 |
JP2010512649A (ja) * | 2006-12-08 | 2010-04-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ浸漬イオン注入プロセス |
JP2008244444A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-10-09 | Applied Materials Inc | 光学的放射分光を使用するその場でのドーズ監視 |
JP2010518576A (ja) * | 2007-02-12 | 2010-05-27 | ボリス ヒョードロビッチ ポルトラツキー | プラズマエネルギー変換器及びそれに用いる電磁反応炉 |
JP2012104841A (ja) * | 2007-12-21 | 2012-05-31 | Applied Materials Inc | 基板からの表面ドーパントの除去 |
JP2011511473A (ja) * | 2008-02-06 | 2011-04-07 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | チャンバ内面上に純粋またはほぼ純粋なシリコンのシーズニング層を用いるプラズマ浸漬イオン注入方法 |
JP2012129530A (ja) * | 2008-03-14 | 2012-07-05 | Applied Materials Inc | プラズマイオン注入中にドーパント濃度を測定するための方法 |
KR20170097786A (ko) * | 2009-11-18 | 2017-08-28 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 소스 디자인 |
JP2013511812A (ja) * | 2009-11-18 | 2013-04-04 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ源デザイン |
KR101920842B1 (ko) * | 2009-11-18 | 2018-11-21 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마 소스 디자인 |
JP2011040786A (ja) * | 2010-10-25 | 2011-02-24 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
US9960011B2 (en) | 2011-08-01 | 2018-05-01 | Plasmart Inc. | Plasma generation apparatus and plasma generation method |
JP2014529163A (ja) * | 2011-08-01 | 2014-10-30 | プラズマート インコーポレーテッド | プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法 |
JP2016520950A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-07-14 | プラズマビリティー, エルエルシー | トロイダルプラズマ処理装置 |
JP2015215942A (ja) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 国立大学法人金沢大学 | プラズマ発生装置およびプラズマ発生方法 |
US10443150B2 (en) | 2015-05-21 | 2019-10-15 | Plasmability, Llc | Toroidal plasma processing apparatus with a shaped workpiece holder |
US10704161B2 (en) | 2015-05-21 | 2020-07-07 | Plasmability, Llc | Toroidal plasma processing apparatus with a shaped workpiece holder |
WO2021261381A1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-12-30 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマを形成する装置、基板を処理する装置、及びプラズマを形成する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030029130A (ko) | 2003-04-11 |
WO2002015650A2 (en) | 2002-02-21 |
KR100809889B1 (ko) | 2008-03-06 |
EP1307896A2 (en) | 2003-05-07 |
WO2002015650A3 (en) | 2002-06-20 |
JP5204941B2 (ja) | 2013-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6348126B1 (en) | Externally excited torroidal plasma source | |
US6410449B1 (en) | Method of processing a workpiece using an externally excited torroidal plasma source | |
US6551446B1 (en) | Externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate | |
US6453842B1 (en) | Externally excited torroidal plasma source using a gas distribution plate | |
US6468388B1 (en) | Reactor chamber for an externally excited torroidal plasma source with a gas distribution plate | |
JP5204941B2 (ja) | 外部から励磁されるトロイダルプラズマチャンバ | |
US6494986B1 (en) | Externally excited multiple torroidal plasma source | |
US6939434B2 (en) | Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution | |
US7430984B2 (en) | Method to drive spatially separate resonant structure with spatially distinct plasma secondaries using a single generator and switching elements | |
US7094316B1 (en) | Externally excited torroidal plasma source | |
US5938883A (en) | Plasma processing apparatus | |
JP2519364B2 (ja) | Uhf/vhf共振アンテナ供給源を用いたプラズマリアクタ | |
JP2635267B2 (ja) | Rfプラズマ処理装置 | |
US5824605A (en) | Gas dispersion window for plasma apparatus and method of use thereof | |
JPH0927485A (ja) | プラズマエッチング方法 | |
US20070017897A1 (en) | Multi-frequency plasma enhanced process chamber having a toroidal plasma source | |
JP3854909B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
US6136140A (en) | Plasma processing apparatus | |
KR100391063B1 (ko) | 유도결합으로 보강된 축전결합형 플라즈마 발생장치 및플라즈마 발생방법 | |
JP3732287B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
KR100404723B1 (ko) | 낮은 종횡비를 갖는 유도결합형 플라즈마 발생장치 | |
JPH07235394A (ja) | プラズマ生成方法及び装置とそれを用いたプラズマ処理方法及び装置 | |
USRE40963E1 (en) | Method for plasma processing by shaping an induced electric field | |
JPH11354511A (ja) | プラズマ装置 | |
JP2000353695A (ja) | プラズマ処理方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110421 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120112 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120412 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120419 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120514 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120919 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5204941 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |