JP2013239727A - 動的に調整可能なプラズマ源出力印加器を備えたプラズマリアクタ - Google Patents

Abstract

【課題】均一性が改善されたプラズマリアクタを提供する。
【解決手段】プラズマリアクタは、プロセスチャンバ１００と、被加工物支持台１２０と、プロセスガス注入装置１３５と、真空ポンプ１４５と、内側コイル１６２と外側コイル１６４からなるプラズマ源出力印加器１６０を備えている。外側コイル１６４は、上側リング２０２と下側リング２０４とからなる一対の扁心リング２００を制御することにより、対称軸線に垂直な半径方向軸線を中心に傾けることができ、且つ、少なくとも外側印加器部分を対称軸線を中心に回転させることができるように構成されている。また、内側コイル１６２は、垂直並進モーター２２４により、対称縦軸線に沿って上下動できるように構成されている。
【選択図】図１

Description

発明の背景

大きな被加工物にナノメートルスケールの大きさの形状を形成するためのプラズマ処理を伴う半導体デバイス製造においては、プラズマの均一性が基本的な問題である。例えば、被加工物が３００ｍｍの半導体ウェハ或いは長方形の石英マスク（例えば１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ）であることがあり、従って、（例えば）直径３００ｍｍのウェハの全領域にわたり、ナノメートルサイズの形状に対する均一なエッチング速度を維持することは、極めて難しい。この難しさの少なくとも１つの原因は、プロセスが複雑なことである。プラズマを利用するエッチングプロセスでは、一般に、堆積とエッチングという相反するプロセスを同時に行う。これらのプロセスは、プロセスガスの組成、チャンバ圧力、プラズマ源の出力レベル（これにより主としてプラズマのイオン密度及び解離が決まる）、プラズマバイアスの出力レベル（これにより主として被加工物表面におけるイオンボンバードメントのエネルギが決まる）、ウェハの温度、及び被加工物の表面におけるプロセスガスの流れのパターンの影響を受ける。プラズマのイオン密度の分布（プロセスの均一性及びエッチング速度の分布に影響する）自体は、リアクタチャンバのＲＦ特性（例えば、導体素子の分布）と、チャンバ全体におけるリアクタンス（特に接地に対する静電容量）の分布と、真空ポンプへのガスの流れの均一性の影響を受ける。このうち最後のガスの流れの均一性による影響は特に問題であり、なぜなら、一般に真空ポンプは排出アニュラスの底部の特定位置に配置されており、この位置が被加工物或いはチャンバに対して対称ではないためである。これらのすべての要素は、被加工物及び円筒対称の（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ）チャンバに対する非対称性を伴っており、従って、プラズマイオンの分布やエッチング速度の分布といった重要なパラメータの非対称性が高い傾向にある。

このような非対称性に関連する問題として、被加工物の表面におけるプラズマエッチング速度（又は堆積速度）の分布を調整する従来の制御機能によって行うことができるのは、円筒状チャンバ、又は被加工物或いは被加工物支持体に対して対称的な調整又は修正である。（このような従来の機能の例としては、プラズマ源電力によって独立して駆動される半径方向内側及び外側のコイル、上壁における半径方向内側及び外側の独立して供給される一連のガス注入オリフィスなどが挙げられる） このような機能は、一般には、（例えば）被加工物におけるプラズマイオン密度の不均一な分布や、エッチング速度の不均一な分布を完全に修正することができない。この理由は、実際の用途においては、このような不均一性が被加工物又はリアクタチャンバに対して非対称的であるためである。

従って、プラズマ処理パラメータの分布（例えば、被加工物におけるエッチング速度やエッチングマイクロローディング、或いはプラズマイオン密度などの分布）を調整する従来の制御機能によって、実際のプラズマ処理環境において発生する非対称的なタイプの不均一性を修正することができるようにするニーズが存在している。

被加工物を処理するプラズマリアクタは、プロセスチャンバを含んでおり、このプロセスチャンバは、上壁を含んでおり、且つ上壁にほぼ垂直である対称縦軸線を有するエンクロージャと、チャンバの内側であり且つ上壁とほぼ向かい合っている被加工物支持台と、チャンバに結合されているプロセスガス注入装置と、チャンバに結合されている真空ポンプと、を備えている。このリアクタは、上壁の上に存在しているプラズマ源出力印加器（ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ ｐｏｗｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）であって、半径方向内側の印加器部分及び半径方向外側の印加器部分と、これら内側及び外側の印加器部分に結合されているＲＦ電力装置とを備えている、プラズマ源出力印加器と、少なくとも外側印加器部分を支持している傾斜装置であって、少なくとも外側印加器部分を対称軸線に垂直な半径方向軸線（ｒａｄｉａｌ ａｘｉｓ）を中心に傾けることができ、且つ、少なくとも外側印加器部分を対称軸線を中心に回転させることができる、傾斜装置と、を更に含んでいる。このリアクタは、内側部分の位置と外側部分の位置を互いに対して対称縦軸線に沿って変更する上昇装置を更に含んでいることができる。好ましい実施形態においては、上昇装置は、内側印加器部分を対称縦軸線に沿って上昇及び下降させるリフトアクチュエータを含んでいる。

第１の好ましい実施形態のリアクタを示す図である。 〜 図１の実施形態における傾斜調整メカニズムの動作を示す図である。 〜 図１の実施形態の動作における連続するステップを示す図である。 〜 図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃの各ステップにおいて得られる被加工物の表面におけるエッチング速度分布を示す図である。 第２の好ましい実施形態のリアクタを示す図である。 代替実施形態によるリアクタを示す図である。 本発明の第１の方法を示している流れ図である。 本発明の第２の方法を示している流れ図である。

発明の詳細な説明

本発明は、被加工物の表面におけるプラズマ処理パラメータ（例えばエッチング速度）の空間的な分布を、（被加工物又はチャンバに対する）非対称的な分布から、より対称的な分布に変換することができるという発明者の発見に基づいている。そのような変換の後、被加工物に対して、又はチャンバに対して対称的に動作する調整機能を使用することによって、分布（例えばエッチング速度の分布）を均一な（又はほぼ均一な）分布に容易に修正することができる。好ましい実施形態においては、エッチング速度の分布がチャンバ又は被加工物の円筒対称性に対して対称的となるような角度に、チャンバ上方のプラズマ源出力印加器を被加工物に対して傾けることによって、被加工物における（例えば）エッチング速度の空間的な分布が、非対称的な分布から対称的な分布に変換される。例えば、エッチング速度（最初は非対称的に分布している）を、被加工物におけるエッチング速度の分布として、中心が高い分布、又は中心が低い分布に変換することができる。次いで、結果としての中心が高い、又は中心が低いエッチング速度の分布を、チャンバ上方のプラズマ源出力印加器の内側部分をチャンバ上方のプラズマ源出力印加器の外側部分に対して調整することによって、完全に均一に（又はほぼ均一に）なる。好ましい実施形態においては、プラズマ源出力印加器は、（少なくとも）半径方向内側の対称的に巻かれている導体コイルと、内側コイルと同心の、半径方向外側の対称的に巻かれている導体コイルとから構成されている、誘電結合型のプラズマ源出力印加器である。一実施形態においては、外側コイルに対する内側コイルの調整は、被加工物に対する内側コイル及び外側コイルの異なる高さを調整することによって行われる。

図１を参照し、被加工物を処理するプラズマリアクタは、円筒状の側壁１０５と、上壁１１０と、底壁１１５とによって画成されている真空チャンバ１００から構成されている。底壁１１５の上の被加工物支持台１２０は、（例えば）半導体ウェハ又は石英マスクのいずれかである被加工物１２５を保持することができる。プロセスガス供給装置１３０は、プロセスガスをガス注入装置１３５を通じて望ましい流量にてチャンバ１００内に供給し、ガス注入装置１３５は、図示したように側壁１０５に設ける、又は上壁１１０に設けることができる。被加工物支持台１２０と側壁１０５との間には排出アニュラス１４０が画成されており、ガスは、スロットルバルブ１５０の制御下において真空ポンプ１４５によってチャンバ１００から排出アニュラス１４０を通じて排出される。チャンバ１００の内側のガスには、上壁１１０の上に存在するプラズマ源ＲＦ出力印加器１６０によってプラズマ源ＲＦ電力が結合されている。図１に示した好ましい実施形態においては、プラズマ源出力印加器１６０は、プラズマ源ＲＦ電力発生器１６６によってインピーダンスマッチング１７０を介して駆動される内側ＲＦコイル又は螺旋導体巻線１６２と、プラズマ源ＲＦ電力発生器１６８によってインピーダンスマッチング１７２を介して駆動される外側ＲＦコイル又は螺旋導体巻線１６４とから構成されている。プラズマバイアスＲＦ電力は、被加工物支持台１２０の内側の電極又は導電性グリッド１７５によってプラズマに結合され、バイアス電力がバイアスＲＦ電力発生器１８０によってインピーダンスマッチング１８５を介して供給される。

被加工物１２５の表面におけるプラズマプロセスの不均一性の分布を調整する目的で、任意の選択される半径方向軸線（すなわち、チャンバの対称円筒軸線又は対称縦軸線１９０を通りこれに垂直に延びる軸線）を中心に外側コイル１６４を回転させる（傾ける）ことができる。発明者は、この機能の１つの利点として、外側コイル１６４のそのような回転（又は「傾斜」）が、最適な半径方向軸線を中心に最適な角度だけ行われるならば、これによって、プラズマ処理パラメータ（例えばエッチング速度）の非対称的な不均一な空間分布が、対称的な不均一な分布（すなわち、対称縦軸線又は対称円筒軸線１９０に対して対称的な分布）に変換されることを発見した。この傾斜回転にとっての「最適な」半径方向軸線及び「最適な」角度は、特に特定のリアクタチャンバの個々の特性に依存し、生産被加工物を処理する前に、実験に基づいて（例えば試行錯誤試験によって）決定する。

このようにしてエッチング速度の分布が対称的になった時点で、外側コイル１６４に対しての内側コイル１６２の効果を調整することによって、分布の不均一性が容易に修正される。好ましい実施形態においては、この調整は、コイル１６２，１６４のうちの一方の上壁からの高さを、他方の上壁からの高さに対して変更することによって行うことができる。この目的のため、内側コイル１６２を、対称円筒軸線１９０に沿って外側コイル１６４に対して（及び被加工物１２５とチャンバ１００全体とに対して）並進させることができる。例えばエッチング速度の分布が、一般的な非対称分布から、中心が高い対称的な分布に変換されたならば、内側コイル１６２を垂直上方に（上壁１１０から離れる方向に）並進させて被加工物１２５の中心の上方のプラズマイオン密度を減少させることによって、不均一性が低減（又は排除）される。逆に、例えばエッチング速度の分布が、一般的な非対称分布から、中心が高い対称的な分布に変換されたならば、内側コイル１６２を垂直下方に（上壁１１０の方に）並進させて被加工物１２５の中心の上方のプラズマイオン密度を高めることによって、不均一性が低減（又は排除）される。

代替実施形態においては、外側コイルに対しての内側コイル１６２の効果の調整は、異なるコイル１６２，１６４に供給される相対的なＲＦ電力レベルを調整することによって行うことができる。この調整は、内側コイル１６２の垂直並進に加えて、又は垂直並進の代わりに行うことができる。

好ましい実施形態においては、外側コイル１６４の傾斜回転は、図２Ａ及び図２Ｂに最もよく示してあるように、一対の偏心リング２００、すなわち上側リング２０２及び下側リング２０４によって、極めて小さな回転角度を極めて微細に制御することによって行われる。外側コイル１６４は上側リング２０２によって支持されており、上側リング２０２と一緒に回転する（ことが望ましい）。上側リング２０２及び下側リング２０４は、単一の環状リングを、水平に対してある角度「Ａ」だけ傾いた平面２０６において輪切りすることによって形成されているものと考えることができる。２つのリング２０２，２０４の一方が円筒軸線１９０を中心に他方に対して回転するにつれて、上側リング２０２の上面が、図２Ａの最初の水平な向きから図２Ｂの最大回転状態まで傾く。この目的のため、２つのリング２０２，２０４は、上側回転アクチュエータ２１０及び下側回転アクチュエータ２１５によって円筒軸線１９０を中心に互いに独立して回転する。リング２０２，２０４のいずれかを静止状態に保持しながら、他方のリングを軸線１９０を中心にいずれかの方向（右回り、左回り）に回転させることができる。或いは、傾斜角度が速く変化するように、２つのリングを逆回転方向に同時に回転させることができる。更に、傾斜方向の向き（方位）を調整する目的で、所望の傾斜角度が達成される前、又は達成された後に、２つのリング２０２，２０４をアクチュエータ２１０，２１５によって一緒に同時に回転させることができる。従って、一般的な手順として、所望の傾斜角度に達するまでリング２０２，２０４を逆回転方向に回転させた後、傾斜方向が所望の向き（方位）となるまでリング２０２，２０４を同じ回転方向に一緒且つ同時に、又は非同時に回転させることにより、傾斜角度の方位方向（例えば、「北」、「南」、「東」、又は「西」、或いはこれらの間の任意の方向）を確立することによって、所望の傾斜角度を確立することができる。

図１の好ましい実施形態においては、外側コイル１６４のみが上側リング２０２に結合されているが、代替実施形態においては、内側コイル１６２及び外側コイル１６４の両方が上側リング２０２に結合されており、従って両方を傾斜アクチュエータ２１０，２１５によって傾けることができる。

内側コイル１６２の軸方向（垂直方向）（上又は下への）並進は、機械的アクチュエータ（例えば、図１に示したねじ駆動アクチュエータ２２０）によって行われる。ねじ駆動アクチュエータ２２０は、非導電性材料から作製することができ、内側コイル１６２に結合されている受け側雌ねじ（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｆｅｍａｌｅ ｒｉｄｅｒ）２２２と、このライダー２２２にねじ係合する回転可能なねじ２２３とから構成することができる。ねじ２２３は、垂直並進モーター２２４によって、右回り若しくは左回り、又は両方向に回転する。或いは、アクチュエータ２２０を、コイル１６２の上に存在する支持構造（図示していない）に取り付けることができる。

代替の実施形態（ただし好ましい実施形態ではない）においては、上側リング２０２が内側コイル１６２及び外側コイル１６４の両方を支持しており、従って、内側コイル１６２及び外側コイル１６４が一緒に同時に傾く。

図３Ａ〜図３Ｃ及び図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の基本的なプロセスを示している。最初、図３Ａに示したように、外側コイル１６４は、基本的には上壁１１０の平面及び被加工物支持台１２０の平面に対して水平である。エッチング速度の分布は、図４Ａに示したように、非対称的な不均一性パターンを有する傾向にある。次いで、外側コイル１６４を、特定の半径方向軸線を中心に特定の角度だけ傾け（図３Ｂ）、この角度は、図４Ａのエッチング速度の非対称的な不均一性パターンを、図４Ｂの対称的な不均一性分布に変換するのに十分に最適な角度である。このような軸に対して対称的な分布（図４Ｂ）は、（例えば）中心が高い、又は中心が低いエッチング速度部分布を反映している。この不均一性は、図３Ｃに示したように内側コイル１６２を縦軸線１９０に沿って上方又は下方のいずれかに並進させることによって減少又は排除され、図４Ｃの完全に均一な分布が形成される。内側コイル１６２は、外側コイル１６４と一緒に傾けないことが好ましい。しかしながら、コイル１６２，１６４の両方を一緒に傾ける場合、内側コイル１６２の上方／下方への並進は、円筒軸線１９０に対してわずかな角度をなす軌跡に沿って行うことができる。

上側リング１６２及び下側リング１６４の可能なすべての回転（すなわち、円筒軸線を中心とする外側コイル１６４の傾斜若しくは回転、又はその両方）と、内側コイル１６２の垂直並進とのすべてのモード又は組合せを様々に選択できるようにする目的で、プロセスコントローラ２５０は、回転アクチュエータ２１０，２１５のそれぞれと、並進アクチュエータ２２０と、ＲＦ発生器１６６，１６８，１８０とを、独立して制御する。

図５は、別の代替実施形態を示しており、この実施形態においては、外側コイル１６４は、（図１におけるように上側リング２０２に乗っているのではなく）上側リング２０２に結合されている支持部２５５の底部から懸架されている。

図６は、別の実施形態を示しており、この実施形態においては、内側コイル１６２と外側コイル１６４との間に位置している中間コイル２６０が導入されており、この中間コイルは、プラズマ源ＲＦ電力発生器２６２によってインピーダンスマッチング２６４を介して独立して駆動される。この実施形態を使用することにより、本発明のプロセスにおけるステップとして、３つのコイル１６２，１６４，２６０のそれぞれを異なるＲＦ位相（場合によっては同じＲＦ周波数）によって駆動して、プラズマ発生領域におけるＲＦ電力密度分布の様々な最大値及び最小値を設定するステップを実行することができる。これらの密度分布は、被加工物１２５の表面におけるエッチング速度の異なる分布パターンに反映される。中間コイル２６０は、例えば、内側コイル１６２及び外側コイル１６４とは１８０度異なる位相で駆動することができる。

次に図１に戻り、この好ましい実施形態は、（少なくとも）外側コイル１６４が被加工物１２５に対してとチャンバ１００全体に対して半径方向軸線を中心に回転する（「傾く」）装置及び方法に関連して説明してあるが、逆の操作を実行して同様の結果を達成することができる。具体的には、外側コイル１６４を傾けるのではなく（或いは外側コイル１６４を傾けることに加えて）、被加工物１２５及び被加工物支持台１２０をプラズマ源出力印加器１６０に対して（及びチャンバ１００全体に対して）傾けることができる。この目的のため、上側リング３６２と下側リング３６４とから構成されている一対の同心の傾斜面リング（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｒｉｎｇ）３６０（図１のリング１６２，１６４と同じ）を、ウェハ支持台１２０の下にこれを支持するように設け、従って、外側コイル１６４に関連して上に説明した方法において支持台１２０を傾けることができる。上側アクチュエータ３６６及び下側アクチュエータ３６８が、円筒軸線１９０を中心とする上側リング３６２及び下側リング３６４の回転を個別に制御する。

図７は、本発明の第１の方法を示している流れ図である。第１のステップ（ブロック４００）においては、プラズマ源ＲＦ出力印加器１６０（又は少なくともその外側部分又は外側コイル１６４）を、チャンバ１００に対して、又は被加工物１２５に対して傾けて、プラズマ処理パラメータ（例えばエッチング速度）の不均一な分布を、非対称的な不均一な分布（図４Ａ）から、軸に対して対称的な不均一な分布（図４Ｂ）に変換する。第２のステップ（ブロック４０２）においては、内側のプラズマ源ＲＦ出力印加器（例えば内側コイル１６２）を、外側のプラズマ源ＲＦ出力印加器（例えば外側コイル１６４）に対して、或いは上壁１１０又は被加工物１２５に対して並進させ、処理パラメータ（例えばエッチング速度）の、軸に対して対称的な不均一な分布（図４Ｂ）を、均一な分布（図４Ｃ）に変換する。

図８は、本発明の別の方法を示している流れ図であり、この方法は複数の異なるバージョンを包含することができる。第１のステップ（ブロック４０４）において、プラズマ源ＲＦ出力印加器１６０（又は少なくともその外側コイル１６４）を半径方向軸線を中心に回転させる（傾ける）。一バージョンにおいては、このステップは、最初に、すなわち生産被加工物を処理する前に実行する（ブロック４０４ａ）。このステップは、チャンバ１００の基準面に対してプラズマ源出力印加器１６０（又は外側コイル１６４）を水平にする目的で実行することができる（ブロック４０４ａ−１）。或いは、このステップは、本明細書の中で前述したように、エッチング速度の分布を円筒軸線１９０を中心に対称的にする目的で実行することができる（ブロック４０４ａ−２）。或いは、このステップは、コイル１６４の平面を被加工物１２５の平面に対して特定の向きにする目的で実行することができる（ブロック４０４ａ−３）。別のバージョンにおいては、このステップは、処理中に連続的に実行することができる（ブロック４０４ｂ）。或いは、このステップは、非連続的に、又は散発的に実行することができる（ブロック４０４ｃ）。

代替実施形態においては、ブロック４０４のステップの目的は、プラズマ源出力印加器１６０（又は少なくともその外側コイル１６４）の平面を被加工物１２５の平面に対して傾けることであり、この場合、（図１の回転アクチュエータ２１０，２１５を使用して）コイル１６４を傾ける、又は（回転アクチュエータ３６６，３６８を使用して）被加工物支持台１２０を傾ける。或いは、外側コイル１６４及び被加工物支持台１２０の両方を、一方の平面に対する他方の平面の所望の相対的な向きが達成されるまで、同時に傾けることが可能である。上述したように、最適な向きとは、被加工物１２５におけるプラズマパラメータ（例えばエッチング速度）の分布が対称縦軸線１９０に対して少なくともほぼ対称的である分布である。これにより、プラズマの分布に対して対称的な調整を行って、プラズマ処理パラメータの分布を少なくともほぼ均一にすることができる。このような対称的な調整としては、内側コイル１６２及び外側コイル１６４の相対的な高さを変更する、或いは、例えば２つのコイルに供給されるＲＦ電力の相対的なレベルを変更する、或いは、被加工物１２５の上に存在するプロセス領域の内側部分及び外側部分へのプロセスガスの各流量を変更することができる。このような調整は、以下に説明するステップのうちの１つ以上において実行する。

次のステップにおいては、内側のプラズマ源ＲＦ出力印加器１６２若しくは外側のプラズマ源ＲＦ出力印加器１６４、又はその両方の垂直高さを、互いに対して、又は被加工物１２５に対して調整する（ブロック４０６）。このステップは、本明細書の中で前述したように、被加工物１２５におけるエッチング速度の円筒対称の不均一な分布を均一な（又はほぼ均一な）分布に変換することを目的として実行することができる。

次のステップにおいては、処理中にプラズマ源ＲＦ出力印加器１６０（又は少なくともその外側コイル又は外側部分１６４）を縦軸線を中心に回転させる（ブロック４０８）。本明細書の中で前述したように、このようなステップは、２つの偏心リング２０２，２０４を一緒に同時に回転させることによって行うことができる。このステップは、処理中に連続的に行うことができる（ブロック４０８ａ）。或いは、このステップは、所望の効果に応じて、処理中に非連続的に、又は散発的に行うことができる（ブロック４０８ｂ）。このようなステップにより、被加工物１２５の表面におけるプラズマ源出力印加器１６０の不均一な効果を、プラズマプロセスステップ中に何度か回転させることにより平均化することができる。プラズマ源出力印加器１６０（又は少なくともその外側部分１６４）の回転は、傾斜動作の前又は後、或いは傾斜動作と同時に行うことができる。これらの動作の違いとして、傾斜動作では、対称軸線１９０を中心とする上側リング２０２及び下側リング２０４の相対的な回転運動が必要であるのに対して、対称軸線を中心とする外側印加器部分１６４による純粋な回転運動では、２つのリング２０２，２０４を、互いに相対的に動くことなく一緒に回転させる必要がある。これら２つの運動モードは、リングの２種類の相対運動を組み合わせることによって同時に実行することができる。外側印加器部分１６４がすでに傾いた状態では、その対称軸線が縦軸線１９０に一致していないが、その回転運動（リング２０２，２０４が一緒に回転するとき）は、本明細書においては縦軸線１９０を中心として起こるものと定義する。

次のステップ（ブロック４１０）においては、プラズマ処理パラメータ（例えばエッチング速度）の半径方向の分布、又はプラズマ源ＲＦ出力印加器１６０の有効範囲を制御する目的で、内側コイル１６２及び外側コイル１６４に供給されるＲＦ電力の各レベルを独立して調整することができる。１つの可能な例として、このステップは、被加工物の表面におけるエッチング速度の対称的な不均一な分布を修正する目的で行うことができる。従って、このステップは、上述した内側コイル１６２の垂直並進を捕捉する（又は代わる）ものとすることができる。

更なるステップ（ブロック４１２）においては、異なる（内側／外側の）プラズマ源出力印加器部分（例えば図６の複数の同心コイル１６２，１６４，２６０）の間のＲＦ位相の差異を調整して、プラズマ処理パラメータ（例えばエッチング速度）の半径方向の分布を制御することができる。複数のコイルの間の位相関係を変えることにより、異なるＲＦ電力分布を達成することができ、そのうちの特定のＲＦ電力分布は、特定の場合に特定の望ましい処理効果を得るうえで最適な分布である。

オプションである更なるステップ（図８のブロック４１４）においては、（図６に示した）プロセスガス供給装置１３０，１３１から内側ガス入口１３０ａ及び外側ガス入口１３１ａへのプロセスガスの流量を互いに対して調整して、プラズマイオン密度の半径方向の分布を調整することができる。ブロック４０６（内側コイル１６２及び外側コイル１６４の軸方向の相対位置を調整する）と、ブロック４１０（内側コイル１６２及び外側コイル１６４に供給される相対的なＲＦ電力レベルを調整する）と、ブロック４１４（内側ガス入口１３１ａ及び外側ガス入口１３０ａへの相対的なガス流量を調整する）の各調整は、いずれも縦軸線１９０（図１）に対して対称的であり、（例えば）エッチング速度の分布がブロック４０４の傾斜ステップによって対称的な分布に変換されている場合、これらの調整を使用して、エッチング速度の分布を均一にすることができる。

ここまで、好ましい実施形態を具体的に参照しながら本発明について詳しく説明したが、本発明の概念及び範囲から逸脱することなく、本発明の変更及び修正を行うことができると理解すべきである。

Claims (20)

1. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁における半径方向内側のプラズマ源出力印加器及び半径方向外側のプラズマ源出力印加器を有し、前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
   前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
   少なくとも前記外側プラズマ源ＲＦ出力印加器を、前記プラズマプロセスパラメータの前記空間分布が前記共通の対称軸線に対して少なくともほぼ最小の非対称性を有するポジションまで、半径方向軸線を中心に回転させるステップと、
   前記内側プラズマ源出力印加器を、前記空間分布が前記ワークピースの表面における少なくともほぼ最小の不均一性を有する位置まで、前記外側プラズマ源出力印加器に対して前記対称軸線に沿って並進させるステップとを含んでいる方法。
2. 回転させる前記ステップ及び並進させる前記ステップが、供給する前記ステップより前に実行され、回転及び並進の最適な量が所定の量である請求項１記載の方法。
3. 前記プラズマプロセスパラメータがエッチング速度である請求項１記載の方法。
4. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁における半径方向内側のプラズマ源出力印加器及び半径方向外側のプラズマ源出力印加器を有し、前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
   プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように、前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
   少なくとも前記外側プラズマ源ＲＦ出力印加器を、前記プラズマプロセスパラメータの前記空間分布が前記共通の対称軸線に対して少なくともほぼ最小の非対称性を有するポジションまで、半径方向軸線を中心に回転させるステップと、
   前記ワークピースの上に存在しているプラズマプロセス領域に前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器によって結合される出力レベルの比、を調整するステップとを含んでいる方法。
5. 出力レベルの比を調整する前記ステップが、
   前記内側プラズマ源出力印加器を、前記空間分布が前記ワークピースの表面における少なくともほぼ最小の不均一性を有する位置まで、前記外側プラズマ源出力印加器に対して前記対称軸線に沿って並進させるステップを含んでいる請求項４記載の方法。
6. 出力レベルの比を調整する前記ステップが、
   前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器に供給されるＲＦ電力レベルの比を調整するステップを含んでいる請求項４記載の方法。
7. 前記回転させるステップ及び前記調整するステップが、供給する前記ステップより前に実行され、回転及び並進の最適な量が所定の量である請求項５記載の方法。
8. 前記プラズマプロセスパラメータがエッチング速度である請求項４記載の方法。
9. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁におけるプラズマ源出力印加器を有し、前記プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
   プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように、前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
   前記プラズマ源出力印加器の少なくとも半径方向外側部分を半径方向軸線を中心に回転させることによって、前記軸線に対する前記空間分布の対称性を増大させるステップと、
   以下のステップ、すなわち、
   （ａ）前記プラズマ源出力印加器の半径方向内側部分を、前記外側プラズマ源出力印加器に対して前記対称軸線に沿って並進させるステップと、
   （ｂ）前記プラズマ源出力印加器の半径方向内側部分及び半径方向外側部分に供給されるＲＦ電力レベルの比を調整するステップと、
   （ｃ）前記チャンバの半径方向内側領域及び半径方向外側領域へのプロセスガスの流量の比を調整するステップと、
   のうちの少なくとも１つのステップによって、前記空間分布を前記共通の軸線に対して対称的に変化させることにより、前記空間分布の不均一性を低減させるステップとを含んでいる方法。
10. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁における半径方向内側のプラズマ源出力印加器及び半径方向外側のプラズマ源出力印加器を有し、前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
    プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように、前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
    （ａ）前記ワークピースと、（ｂ）前記外側プラズマ源出力印加器、のうちの少なくとも一方を、前記プラズマプロセスパラメータの前記空間分布が前記共通の対称軸線に対して少なくともほぼ最小の非対称性を有するポジションまで、半径方向軸線を中心に回転させるステップと、
    前記内側プラズマ源出力印加器を、前記空間分布が前記ワークピースの表面における少なくともほぼ最小の不均一性を有する位置まで、前記外側プラズマ源出力印加器に対して前記対称軸線に沿って並進させるステップとを含んでいる方法。
11. 回転させる前記ステップ及び並進させる前記ステップが、供給する前記ステップより前に実行され、回転及び並進の最適な量が所定の量である請求項１０記載の方法。
12. 回転させる前記ステップが、
    前記ワークピース及び前記外側プラズマ源出力印加器の両方をそれぞれの半径方向軸線を中心に回転させるステップを含んでいる請求項１０記載の方法。
13. 前記プラズマプロセスパラメータがエッチング速度である請求項１０記載の方法。
14. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁における半径方向内側のプラズマ源出力印加器及び半径方向外側のプラズマ源出力印加器を有し、前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
    プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように、前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
    （ａ）前記外側プラズマ源ＲＦ出力印加器と、（ｂ）前記ワークピース、のうちの少なくとも一方を、前記プラズマプロセスパラメータの前記空間分布が前記共通の対称軸線に対して少なくともほぼ最小の非対称性を有するポジションまで、半径方向軸線を中心に回転させるステップと、
    前記ワークピースの上に存在しているプラズマプロセス領域に前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器によって結合される出力レベルの比、を調整するステップとを含んでいる方法。
15. 出力レベルの比を調整する前記ステップが、
    前記内側プラズマ源出力印加器を、前記空間分布が前記ワークピースの表面における少なくともほぼ最小の不均一性を有する位置まで、前記外側プラズマ源出力印加器に対して前記対称軸線に沿って並進させるステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
16. 出力レベルの比を調整する前記ステップが、
    前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器に供給されるＲＦ電力レベルの比を調整するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
17. 前記回転させる前記ステップが、
    前記ワークピース及び前記外側プラズマ源出力印加器の両方をそれぞれの半径方向軸線を中心に回転させるステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
18. 前記回転させるステップ及び前記調整するステップが、供給する前記ステップより前に実行され、回転及び並進の最適な量が所定の量である請求項１５記載の方法。
19. 前記プラズマプロセスパラメータがエッチング速度である請求項１４記載の方法。
20. プラズマリアクタのチャンバ内でワークピースを処理する方法であって、前記チャンバが、前記ワークピースと向かい合っている前記チャンバの上壁における半径方向内側のプラズマ源出力印加器及び半径方向外側のプラズマ源出力印加器を有し、前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器と前記ワークピースとが共通の対称軸線を共有しており、
    プラズマプロセスパラメータによって特徴付けられるプラズマプロセスを前記ワークピースに対して行うことができるように、前記プラズマ源出力印加器にプラズマ源ＲＦ電力を供給し、前記リアクタチャンバ内にプロセスガスを導入するステップであって、前記プラズマプロセスパラメータが、前記ワークピースの表面における空間分布を有する、前記ステップと、
    前記外側プラズマ源ＲＦ出力印加器及び前記ワークピースを、互いの相対的な向きとして、前記プラズマプロセスパラメータの前記空間分布が前記共通の対称軸線に対して少なくともほぼ最小の非対称性を有する相対的な向きまで、それぞれの半径方向軸線を中心に回転させるステップと、
    前記ワークピースの上に存在しているプラズマプロセス領域に前記内側プラズマ源出力印加器及び前記外側プラズマ源出力印加器によって結合される出力レベルの比を調整するステップとを含んでいる方法。

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