JP2017212447A - 高アスペクト比フィーチャをエッチングするための多周波電力変調 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマを使用して基板上の１つの材料を、基板上の別の材料に対して選択的にエッチングするための方法を提供する。
【解決手段】基板をエッチングする方法が記載される。前記方法は、表面を有する基板を配置して、プラズマプロセシングシステムのプロセシング空間中で第１の材料および第２の材料を曝露すること、および変調されたプラズマエッチングプロセスを行って、第２の材料を除去するより高い速度で第１の材料を選択的に除去することを含む。変調されたプラズマエッチングプロセスは、プラズマプロセシングシステムに第１の電力変調シーケンスを適用すること、およびプラズマプロセシングシステムに第２の電力変調シーケンスを適用することを含み、第２の電力変調シーケンスは、第１の電力変調シーケンスとは異なる。
【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１６年５月２６日に出願され、発明の名称が「高アスペクト比フィーチャをエッチングするための多周波電力変調（multi−frequency power modulation）」である、米国仮特許出願番号６２／３４１，８４０の利益を主張し、その全体は参照により本願に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、プラズマを使用して基板上の１つの材料を、基板上の別の材料に対して選択的にエッチングするための方法に関する。

関連する分野の説明
半導体デバイスの製造におけるコストおよび性能の依然として残る競争の必要性により、集積回路技術のデバイス密度の継続的な増加が引き起こされてきた。半導体集積回路におけるより高い集積化および微細化を達成するために、半導体ウエハ上に形成された回路パターンの微細化もまた達成されなければならない。

プラズマエッチングは、幾何学的形状およびパターンをリソグラフィックマスクから半導体ウエハの下部層へ転写することにより半導体集積回路構成要素を製造するのに使用される標準的技術である。アスペクト比の増加およびより複雑な材料により、選択性およびプロファイル制御要件に見合う最先端のエッチングプロセスへの必要性が、ますます決定的になっている。

発明の要約
本発明の態様は、プラズマを使用して基板上の１つの材料を、基板上の別の材料に対して選択的にエッチングするための方法に関する。

１つの態様によれば、基板をエッチングする方法が記載される。前記方法には、表面を有する基板を配置して、プラズマプロセシングシステムのプロセシング空間中で第１の材料および第２の材料を曝露すること、および変調されたプラズマエッチングプロセスを行って第２の材料を除去するより高い速度で第１の材料を選択的に除去することが含まれる。変調されたプラズマエッチングプロセスには、プラズマプロセシングシステムに第１の電力変調シーケンスを適用すること、およびプラズマプロセシングシステムに第２の電力変調シーケンスを適用することから構成される電力変調サイクルが含まれ、第２の電力変調シーケンスは、第１の電力変調シーケンスとは異なる。
図面の簡単な説明
添付の図面には、以下が記載される：

図１Ａは、基板上でのシーケンスのパターニングの概略図を例示し； 図１Ｂは、基板上でのシーケンスのパターニングの概略図を例示し； 図２は、態様による、基板をエッチングする方法を例示するフローチャートを提供し； 図３は、態様による、多周波電力変調を描き； 図４は、態様による、プラズマプロセシングシステムの概略図を示し； 図５は、別の態様による、プラズマプロセシングシステムの概略図を示し； 図６は、なお別の態様による、プラズマプロセシングシステムの概略図を示す。

いくつかの態様の詳細な説明
以下の説明において、説明の目的のためであって限定の目的ではなく、例えばプロセシングシステムの特定の外形、種々の構成要素の説明およびそこで使用されるプロセスなどの具体的な詳細が記載される。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細から離れた他の態様において実施され得ることが理解されなければならない。

同様に、説明の目的のために、具体的な数値、材料および配置が、本発明の完全な理解を提供するために記載される。それにもかかわらず、本発明は、具体的な詳細なしで実施されてもよい。さらに、図に示された種々の態様は例示的な提示であり、必ずしもスケールのとおりには描かれていないことが理解される。

種々の操作が、多数の別の操作として、本発明を理解するのに最も助けとなるやり方で交互に記載される。しかしながら、説明の順序は、これらの操作が必ずしも順序依存であることを意味すると解釈されてはならない。特に、これらの操作は、提示の順で行われる必要はない。記載される操作を、記載された態様とは別の順序で行ってもよい。種々の追加の操作を行ってもよく、および／または記載された操作を、追加の態様において省略してもよい。

本願において使用される「基板」は、総称として本発明に従ってプロセスされる対象物を指す。基板には、デバイス、特に半導体または他のエレクトロニクスデバイスのあらゆる材料部分または構造が含まれてもよく、例えば、半導体ウエハ、または例えば、薄膜などのベース基板構造上の層またはベース基板構造の上の層などのベース基板構造などであってもよい。基板は、従来のシリコン基板または半導体性材料の層を含む他のバルク基板であってもよい。本願において使用されるとおり、用語「バルク基板」は、シリコンウエハのみならず、例えばシリコン−オン−サファイア（「ＳＯＳ」）基板およびシリコン−オン−ガラス（「ＳＯＧ」）基板などのシリコン−オン−インシュレータ（silicon−on−insulator）（「ＳＯＩ」）基板、ベース半導体基礎（foundation）上のシリコンのエピタキシャル層、および他の半導体または例えばケイ素−ゲルマニウム、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、およびリン化インジウムなどのオプトエレクトロニック材料を意味し、これらを含む。基板は、ドープされていても、または未ドープでもよい。よって、基板が、いかなる特定のベース構造、下部層または上部層、パターン化されたまたは未パターン化されたものに限定されることは意図されず、むしろ、あらゆるかかる層またはベース構造、および層および／またはベース構造のあらゆる組合せを含むことが想定される。以下の説明は、特定のタイプの基板を示してもよいが、これは例示的目的のためのみであり、限定するものではない。

パターンエッチングの間に乾式プラズマエッチングプロセスを利用することができ、ここで、電子を加熱して、後続のプロセスガスの原子および／または分子構成成分のイオン化および解離を生じさせるために、プラズマは、例えばラジオ周波数（ＲＦ）電力などの電磁（ＥＭ）エネルギーをプロセスガスに結合することによりプロセスガスから形成される。さらに、電磁エネルギーの結合を使用して、曝露された基板表面上で入射する帯電した種のエネルギーレベルを制御することができる。帯電した種の密度、帯電した種の流量、帯電した種のエネルギー、化学的流量などを含む種々のプラズマ特性の制御により、プラズマエッチングプロセスのための所望の最終結果を、本願で記載される態様により達成することができる。特に、ターゲットエッチング選択性、プロファイル制御、および基板帯電制御を達成する態様が提供される。

上記のとおり、半導体デバイス製造において典型的に用いられる材料は、変調されたプラズマエッチングを使用して互いに対して選択的に除去される。ここで同様の参照符号がいくつかの視点を通して同一または対応する部分を示す図面を参照すると、図１Ａ、１Ｂ、２、および３は、態様によるマイクロエレクトロニクスワークピース上の材料をエッチングするための方法が例示される。前記方法は、図１Ａおよび１Ｂに図で例示され、図２においてフローチャート２００により提示される。図２に提示されるとおり、フローチャート２００は、２１２において、表面を有する基板を配置することで開始し、プラズマプロセシングシステムのプロセシング空間中で第１の材料（１３０）および第２の材料（１４０）を曝露する。

図１Ａに示されるとおり、基板１１０は、エッチングされるかまたはパターン化される１つまたは２つ以上の層１２０、１３０を含む、フィルムスタックの上のパターン化された層１４０を含み得る。パターン化された層１４０は、１つまたは２つ以上の追加の層の上の開口フィーチャパターン１５０を画定し得る。基板１１０は、デバイス層をさらに含む。デバイス層は、基板上に、パターンが転写されるかまたはターゲット材料が除去される、あらゆる薄膜または構造を含み得る。

層１３０および１４０は、半導体デバイス、電気機械デバイス、光電池デバイスなどを含む、電子デバイスの製造において利用される、あらゆる材料であり得る。しかしながら、別の層（例えば、第２の材料の層１４０など）に対して１つの層（例えば、第１の材料の層１３０など）を選択的にエッチングするために、２つの層の材料組成は本質的に異なり、これにより、エッチャントに曝露される場合には、各層は異なるエッチング耐性を示す。層１３０、１４０は、有機または無機材料であり得る。層１３０、１４０は、シリコン含有材料、ゲルマニウム含有材料、炭素含有材料、または金属含有材料であり得る。例えば、シリコン含有材料は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉ）、単結晶シリコン、ドープされたシリコン、シリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ_ｙ）、シリコン炭化物（ＳｉＣ_ｚ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）、シリコン酸炭化物（ＳｉＯ_ｘＣ_ｚ）、シリコン−ゲルマニウム合金（Ｓｉ_ｘＧｅ_１−ｘ）を含み得る。金属含有材料は、金属、金属合金、遷移金属（例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｈｆなど）、遷移金属酸化物（例えば、チタン酸化物（ＴｉＯ_ｘ）など）、遷移金属窒化物 （例えば、チタン酸化物（ＴｉＮ_ｙ））、炭化物、カルコゲニドなどを含み得る。層１３０、１４０は、有機レジスト、反射防止コーティング、または平坦化層、または種々の程度のシリコン含有量を有するシリコン含有レジスト、反射防止コーティング、または平坦化層を含み得る。上記の材料を、蒸着技術、またはスピンオン堆積技術を使用して堆積してもよい。

図１Ｂおよび図２の２１４において、１つまたは２つ以上の追加の層の上の開口フィーチャパターン１５０を、変調されたプラズマエッチングプロセスを行って第２の材料（１４０）を除去するより高い速度で第１の材料（１３０）を選択的に除去することにより、層１３０中へ広げる。

ここで図３を参照すると、変調されたプラズマエッチングプロセス３００が例示される。１つの態様において、変調されたプラズマエッチングプロセス３００には、上に基板が位置される基板ホルダまたはサセプタへ送達されるラジオ周波数（ＲＦ）電力の変調が含まれる。基板ホルダは、例えば（以下で説明される）容量結合要素または誘導結合要素などのＲＦ電力による（RF powered）電極に対向する基板を位置させることができる。代替的に、基板ホルダは、スロット平面アンテナ（slotted plane antenna）に対向する基板を位置させることができ、ここで、マイクロ波周波数での電力は、例えばスロット平面アンテナなどに連結される。例示のシステムが、図４〜６に描かれる。基板ホルダまたはサセプタに送達されるＲＦ電力の変調が記載される一方で、代替的に、プラズマプロセシングシステム中の他の電力結合要素に連結させることができる。

図３に示されるとおり、変調されたプラズマエッチングプロセス３００には、プラズマプロセシングシステムに第１の電力変調シーケンス３１２を適用すること、およびプラズマプロセシングシステムに第２の電力変調シーケンス３１４を適用することから構成される電力変調サイクルが３１０が含まれ、第２の電力変調シーケンス３１４は、第１の電力変調シーケンス３１２とは異なる。

ターゲットの詳細に見合うために変調されたプラズマエッチングプロセス３００を完成することが必要であるので、電力変調サイクル３１０を少なくとももう１サイクル繰り返し、ここで、各変調サイクルには変調期間が含まれる。電力変調サイクル３１０は、周期的変調サイクルを含み得る。図３に示されるとおり、（１つまたは２つ以上の変調期間に等しい）決定された変調時間について、変調期間３１１として表される電力変調周波数で電力変調サイクル３１０を繰り返すことができ、ここで、第１の電力変調シーケンス３１２には、第１のサブ電力変調サイクル３１６を第１のサブ電力変調周波数（または第１のサブ電力変調周期）で繰り返すことが含まれる。特に、第１のサブ電力変調サイクル３１６には、以下：第１の電力レベル３２０でプラズマプロセシングシステムにラジオ周波数（ＲＦ）シグナルを印加すること、および第２の電力レベル３２２でプラズマプロセシングシステムにＲＦシグナルを印加することが含まれ、ここで、第１および第２の電力レベル３２０、３２２は、値が互いに異なる。

１つの例において、電力変調周波数は１ｋＨｚ未満であり、第１のサブ電力変調周波数は１ｋＨｚ以上である。別の例において、電力変調周波数は５００Ｈｚ未満であり、第１のサブ電力変調周波数は５００Ｈｚ以上である。なお別の例において、電力変調周波数は１００Ｈｚ未満であり、第１のサブ電力変調周波数は１００Ｈｚ以上である。閾値周波数は、プロセスに依存して変化し得る。

図３に示されるとおり、第１の電力レベル３２０は、第２の電力レベル３２２を超える。そして、いくつかの態様において、第２の電力レベル３２２は電力オフ状態である。他の態様において、ＲＦシグナルを、中間の電力レベルでプラズマプロセシングシステムに印加し、ここで、中間の電力レベルは、第１および第２の電力レベル３２０、３２２間の値に属する。

ＲＦシグナルを、第１のサブ期間３２４について第１のＲＦ電力レベルで印加し、ＲＦシグナルを、第２のサブ期間３２６について第２のＲＦ電力レベルで印加する。例えば、ＲＦシグナルが第１のＲＦ電力レベル３２０で印加される第１のサブ期間３２４は、第１のサブ電力変調サイクル３１６の期間の１０〜９０％の範囲であり得る。別の例において、第１のサブ期間３２４は、第１のサブ電力変調サイクル３１６の期間の４０〜６０％の範囲であり得る（例えば５０％デューティ（duty）サイクルなど）。

図３において示されるとおり、第２の電源変調シーケンス３１４は、電力オフ状態からなり得る。代替的に、第２の電力変調シーケンス３１４は、一定の電力レベルでＲＦシグナルを印加することからなる。

代替的態様（図示せず）において、第２の電力変調シーケンス３１４には、第２のサブ電力変調サイクルを第２のサブ電力変調周波数で繰り返すことが含まれ得、ここで、第２のサブ電力変調サイクルには：第３の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにラジオ周波数（ＲＦ）シグナルを印加すること、および第４の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにＲＦシグナルを印加することが含まれ、ここで、第３および第４の電力レベルは、値が互いに異なる。第２のサブ電力変調周波数は、１ｋＨｚ以上であり得る。第３の電力レベルは第４の電力レベルを超えることができ、第４の電力レベルは、電力オフ状態を含み得る。

本発明者らは、第１の電力変調シーケンス３１２の比較的高い周波数の性質により、表面の帯電を減少させることができ、エッチングされるフィーチャの垂直プロファイルを改善すると推測している。そして、電力変調サイクル３１０の比較的低い周波数の性質により、エッチング副生成物の排出が強化され、フィーチャの目詰まりが減少される。

変調されたプラズマエッチングプロセスの間に、変調サイクルの少なくとも１つの特性が調節され得る。少なくとも１つの特性には、（例えばガスフロー、ソースおよび／またはバイアス電力などの他の変調された特性に対する）電力増幅、変調周波数、変調デューティサイクル、変調波形、または変調位相（modulation phase）が含まれてもよい。

１つの態様において、変調されたプラズマエッチングプロセスは、以下：約１０００ｍｔｏｒｒまでの範囲のチャンバ圧力（ミリトル）（例えば、約２００ｍｔｏｒｒまで、または約５０〜１５０ｍｔｏｒｒまで）、約２０００ｓｃｃｍまでの範囲のハロゲン含有ガスフロー速度（立方センチメートル毎分）（例えば、約１０００ｓｃｃｍまで、または約１ｓｃｃｍ〜約２００ｓｃｃｍなど）、約２０００ｓｃｃｍまでの範囲の重合ガスフロー速度（例えば、約１０００ｓｃｃｍまで、または約１ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍなど）、約２０００ｓｃｃｍまでの範囲の任意の希ガス（例えば、ＨｅまたはＡｒ）フロー速度（例えば、約１０００ｓｃｃｍまでなど）、約２０００〜５０００Ｗ（ワット）の範囲の上部電極／アンテナ電力（例えば、約１０００Ｗまで、または約６００Ｗまで）、および約１０００〜２０００Ｗまでの範囲の下部電極電力（例えば、約６００Ｗまで、または約１００Ｗまで、または約５０Ｗまでなど）、を含むプロセスパラメータ空間を含んでもよい。また、上部電極／アンテナ周波数は、約０．１ＭＨｚ〜約３ＧＨｚの範囲であり得る。さらに、下部電極ＲＦ周波数は、例えば２ＭＨｚなどの約０．１ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚの範囲であり得る。

上記の基板をエッチングするための方法の１つまたは２つ以上を、例えば図４〜６に記載されたシステムの１つなどのプラズマプロセシングシステムを利用して行ってもよい。しかしながら、検討される方法は、この例示的な提示により範囲が限定されるものではない。上記の種々の態様による基板をエッチングする方法を、以下で具体的に記載されない、他のプラズマプロセシングシステム中で行ってもよい。さらに、図４〜６に記載された種々の部品を記載されない他の部品により利用し、記載されない他の部品により置き換え、または記載されない他の部品により補完されることができる。種々の電磁周波数の１つまたは２つ以上のマイクロ波電源またはＲＦが記載される一方で、基板Ｗの上の、基板Ｗの下の、または基板Ｗを取り囲む複数のソースが想定される。

図４は、本願の態様に従うマイクロ波プラズマプロセシング装置の断面図である。マイクロ波プラズマプロセシング装置は、例えば平坦なプレートタイプのスロットアンテナなどを使用して、マイクロ波周波数で表面波プラズマ励起を介して、例えば、プラズマエッチング、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、プラズマ強化原子層堆積（ＡＬＤ）などのプラズマプロセシングを行うように構成されることができる。プラズマプロセシングを、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼などの機械加工されたかまたはキャストされた金属から構成された円筒状の真空チャンバであり得る、プロセシングチャンバ４０１内で実行することができる。プロセシングチャンバ４０１は、例えばアース線４０２などを使用して電気的に接地されている。プロセシングチャンバ４０１は、プラズマ発生のためのプロセス空間ＰＳを提供するプロセシング容器を画定する。プロセシング容器の内壁を、例えばアルミナまたはイットリア、または他の保護剤などの保護バリアでコーティングすることができる。

プロセシングチャンバ４０１内の下部中央領域において、（ディスク形状であり得る）サセプタ４１２は、例えば上にプロセスされる（例えば半導体ウエハなどの）基板Ｗが戴置され得る、戴置テーブルとして作用し得る。基板Ｗは、導入（loading）／取り出し（unloading）ポート４３７およびゲートバルブ４２７によりプロセシングチャンバ４０１中へ移動されることができる。静電チャック４３６が、サセプタ４１２の上面上に提供される。クランプ電極４３５は、ＤＣ（直流）電源４３９に電気的に接続される。静電チャック４３６は、ＤＣ電源４３９からのＤＣ電圧がクランプ電極４３５に印加される際に発生した静電気力を介して基板Ｗを引き付け、これにより、基板Ｗは、サセプタ４１２上で確実に戴置される。

ＲＦ（ラジオ周波数）バイアスを印加するための高周波電源４２９は、（インピーダンスに整合させるための、または反射電力を最小限にするための）インピーダンス整合ユニット４２８および電力供給ロッド４２４によりサセプタ４１２、またはバイアス電極に電気的に接続される。高周波電源４２９は、例えば０．２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚなどの範囲の、例えば１３．５６ＭＨｚなどの高周波電圧を出力することができる。高周波バイアス電力を印加することにより、プロセシングチャンバ４０１中でプラズマにより生じたイオンが基板Ｗに引き付けられる。電源４２９には、上記の変調サイクルによる電源４２９からの電力出力および増幅を変調するための増幅器およびシグナル発生器が含まれ得る。焦点リング４３８は、静電チャック４３６の外側で放射状に提供され、基板Ｗを取り囲む。

冷却剤フロー経路４４４を、サセプタ４１２内の例えば周縁方向などに延ばすことができ、循環される冷却剤を受容して静電チャック４３６上の基板Ｗのプロセシング温度を制御することを補助するように構成することができる。さらに、熱輸送ガス供給ユニット（例示せず）からの熱輸送ガスを、静電チャック４３６の上面および基板Ｗの背面間の空間へガス供給ライン４４５により供給することができる。

排出経路４３３を、サポートユニット４１４および／または伝導性サポートユニット４１６の外側周縁部およびプロセシングチャンバ４０１の内壁に沿って形成することができ、ここで、環状バッフルプレート４３４は、排出経路４３３および排出ポート４３２（または複数の排出ポート）の最上部または取込口に取り付けられ、これは、排出経路４３３の下部分に提供される。ガス排出ユニット４３０は、複数の排出ラインを有し得るガス排出ライン４３１により各排出ポート４３２に接続される。ガス排出ユニット４３０には、プロセシングチャンバ４０１内のプラズマプロセシング空間を所望の真空条件に減圧するように構成された、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプが含まれ得る。

マイクロ波プラズマプロセシング装置の上部分を、これから説明する。誘電ウィンドウ４５７は、プロセシングチャンバ４０１の上部分を密封するように配置され、これにより、マイクロ波周波数での電磁放射がプロセス空間ＰＳへ伝播することができる。プロセシングチャンバ４０１内の誘電ウィンドウ４５７のすぐ下の空間は、プロセス空間ＰＳとしてのプラズマ発生空間として作用する。誘電ウィンドウ４５７は、例えばクオーツまたは酸化アルミニウムを含むセラミクスなどのマイクロ波浸透誘電材料製であり得、例えば約２０ｍｍ（ミリメートル）などの厚さ、またはプロセシングチャンバ４０１の内部および周囲環境間の圧力差に機械的に耐えるのに十分な厚さを有することができる。誘電ウィンドウ４５７には、誘電ウィンドウ４５７の上面に取り付けられるか、または誘電ウィンドウ４５７の上面の上に配置される伝導体であり得るスロットプレート４５４が提供され得る。他の幾何学的配置を使用し得るが、スロットプレート４５４は、回転対象配置で同心円状に分布されたマイクロ波を照射するように構成された複数のスロットペアを有し得る。スロットプレート４５４上で、誘電プレート４５６は、スロットプレート４５４の内側で伝播されるマイクロ波の波長を短くすることができる。スロットプレート４５４は、マイクロ波伝送ライン４５８に電磁的に連結されている。例えば、平坦なプレートタイプのスロットアンテナ、またはディスク形状のラジアルラインスロットアンテナなどであり得るスロットアンテナ４５５は、スロットプレート４５４、誘電プレート４５６、およびスロットプレート４５４の反対側に提供されたアンテナ背面プレート（図示せず）を含み得る。

マイクロ波伝送ライン４５８は、マイクロ波周波数または他の周波数で、例えばマイクロ波発生器４６０からの所定の電力レベルでの出力値である２．４５ＧＨｚのマイクロ波などで、電磁波をスロットアンテナ４５５へ伝播または伝送するように構成されたラインである。マイクロ波伝送ライン４５８には、導波管４６２、導波管共軸ラインコンバータ４６４、および共軸ライン４６６が含まれ得る。導波管４６２は、例えばマイクロ波をマイクロ波発生器４６０から導波管共軸ラインコンバータ４６４へ伝送するように構成された矩形導波管などであり得る。共軸ライン４６６は、導波管共軸ラインコンバータ４６４からプロセシングチャンバ４０１の最上部の中央部分へ延び、共軸ライン４６６の末端部は、誘電プレート４５６によりスロットアンテナ４５５に連結している。外部伝導体４６９および内部伝導体４６８は、波の伝送のための空間を画定することができる。コネクタユニット４７９は、内部伝導体４６８の下側端部と連結している。

さらに、電磁波が放射状に誘電プレート４５６を通って伝播するにつれて、波長は短くなり、波長モードは、プロセシングチャンバ４０１の内側に向かって放射されるスロットアンテナ４５５の各スロットペアからの２つの直交偏光構成要素を有する円偏光の平面波に移行する。次いで、誘電ウィンドウ４５７の表面の近傍のプロセスガスは、誘電ウィンドウ４５７の表面に沿った放射方向に伝播する表面波の電場（マイクロ波電場）によりイオン化され、結果として高密度で低電子温度のプラズマが発生する。

誘電プレート４５６には、プロセシングチャンバ４０１の最上部を覆うためのアンテナ背面プレートとして作用し得る冷却ジャケットプレート４４２が含まれ得る。冷却ジャケットプレート４４２は、誘電ウィンドウ４５７および誘電プレート４５６から発生した誘電損失の熱（放射）を吸収するように構成され得る。冷却を提供するために、冷却剤をフロー経路４４３中で循環させ、これを導管４４６および導管４４８により供給して除去することができる。

マイクロ波プラズマプロセシング装置には、プロセスガス導入のための２つのルートが含まれ得る。上部ガス導入セクション４８１には、プロセシングチャンバ４０１中にプロセシングガスを導入するように構成ガス導入機構としてのプロセシングチャンバ４０１の側壁に提供されたガスフロー経路を含む側部ガス導入セクション４８７、および誘電ウィンドウ４５７に提供されたガスフロー経路が含まれる。

上部ガス導入セクション４８１において、ガスフロー経路４８８は、内部伝導体４６８の内側を通って軸方向に延びる共軸管４６６の内部伝導体４６８中に提供される。さらに、プロセスガス供給システム４８０からの第１のガス供給ライン４８４は、内部伝導体４６８の上側端部および第１のガス供給ライン４８４のガスフロー経路４８８に連結されている。コネクタユニット４７９は、穴があけられて共通取込口から放射上に分岐した複数の内部フロー経路を有し得る。コネクタユニット４７９は、伝導体製であり得、電気的に接地され得る。誘電ウィンドウ４５７は、例えばプロセシングチャンバ４０１内のプラズマ発生空間に面する誘電ウィンドウ４５７を垂直に通過するプロセスガスなどのために、分岐したガス供給経路の末端部に接続された内部フロー経路で形成されることができる。

上部ガス導入セクション４８１において、所定の圧力でプロセスガス供給システム４８０から伝達されるプロセシングガス（例えば、エッチングガスまたは膜形成ガスなど）は、共軸管４６６のガスフロー経路４８８である第１のガス供給ライン４８４を通って流れ、末端部で各ガス噴出ポート４５３から噴出される。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）４８６および対応するバルブを、第１のガス供給ライン４８４中のプロセスガスフローを、開放／閉鎖および計量するために使用することができる。

側部ガス導入セクション４８７は、誘電ウィンドウ４５７の底部面より低い位置に置かれ、バッファチャンバ４８９（マニホルド）、側壁ガス噴出ポート４５９、およびプロセスガス供給システム４８０からバッファチャンバ４８９へ延びる第２のガス供給ライン４８５を含み得る。マスフローコントローラ４８３および対応するバルブを、第２のガス供給ライン４８５中のプロセスガスフローを、開放／閉鎖および計量するために使用することができる。側部ガス導入セクション４８７からのプロセスガスを、プロセス空間ＰＳ中で拡散させるために個別の側壁ガス噴出ポート４５９から実質的に水平なフローで噴出することができる。

プラズマプロセシング装置の構成要素を、コントロールユニット４５０に接続して、コントロールユニット４５０により制御することができ、これは、交互に対応する保存ユニット４５２およびユーザインターフェース４５１に接続されることができる。コントロールユニット４５０には、例えばガス排出ユニット４３０、高周波電源４２９、静電チャック４３６のためのＤＣ電源４３９、マイクロ波発生器４６０、上部ガス導入セクション４８１、側部ガス導入セクション４８７、プロセスガス供給システム４８０、および熱輸送ガス供給ユニット（例示せず）などのマイクロ波プラズマプロセシング装置内の構成要素の各操作、または装置全体の操作、または装置全体の操作を制御するように構成されたマイクロコンピュータが含まれ得る。種々のプラズマプロセシング操作を、ユーザインターフェース４５１を介して実行することができ、種々のプラズマプロセシングレシピおよび操作を、保存ユニット４５２中に保存することができる。したがって、所定の基板を、プラズマプロセシングチャンバ内で種々のマイクロ製作技法によりプロセスすることができる。

図５は、本願の態様に従う容量結合プラズマプロセシング装置の断面図である。この装置は、アッシング、エッチング、堆積、クリーニング、プラズマ重合、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）などを含む複数の操作に使用することができる。プラズマプロセシングを、プロセシングチャンバ５０１内で実行することができ、これは、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼などの金属から構成された真空チャンバであり得る。プロセシングチャンバ５０１を、例えばアース線５０２などを使用して接地させる。プロセシングチャンバ５０１は、プラズマ発生のためのプロセス空間ＰＳを提供するプロセシング容器を画定する。プロセシング容器の内壁を、アルミナ、イットリア、または他の保護剤でコーティングすることができる。プロセシング容器は、円筒状の形状であり得るか、または他の幾何学的配置を有し得る。

プロセシングチャンバ５０１内の下部中央領域において、（ディスク形状であり得る）サセプタ５１２は、例えば上にプロセスされる（例えば半導体ウエハなどの）基板Ｗが戴置され得る、戴置テーブルとして作用し得る。基板Ｗは、導入／取り出しポート５３７およびゲートバルブ５２７によりプロセシングチャンバ５０１中へ移動されることができる。サセプタ５１２は、上に基板Ｗを戴置させるための戴置テーブルとして作用する第２の電極の例として、下部電極５２０の一部分（下部電極アセンブリ）を形成する。具体的には、サセプタ５１２は、絶縁プレート５１７を介してプロセシングチャンバ５０１の底部の実質的な中央領域に提供されるサセプタサポート５１５によって支持されている。サセプタサポート５１５は、円筒状であり得る。サセプタ５１２は、例えばアルミニウム合金などで形成され得る。

サセプタ５１２は、基板Ｗを保持するために（下部電極アセンブリの一部分としての）静電チャック５３６に提供され得る。静電チャック５３６が、クランプ電極５３５に提供される。クランプ電極５３５は、ＤＣ（直流）電源５３９に電気的に接続される。静電チャック５３６は、ＤＣ電源５３９からのＤＣ電圧がクランプ電極５３５に印加される際に発生した静電気力を介して基板Ｗを引き付け、これにより、基板Ｗは、サセプタ５１２上で確実に戴置される。ＲＦ（ラジオ周波数）バイアスを印加するための高周波電源５２９は、（インピーダンスに整合させるための、または反射電力を最小限にするための）インピーダンス整合ユニット５２８によりサセプタ５１２、またはバイアス電極に電気的に接続される。高周波電源５２９（第２の電源）は、例えば０．２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚなどの範囲の高周波電圧を出力することができる。高周波バイアス電力を印加することにより、プロセシングチャンバ５０１中でプラズマにより生じたイオンが基板Ｗに引き付けられる。電源５２９には、上記の変調サイクルによる電源５２９からの電力出力および増幅を変調するための増幅器およびシグナル発生器が含まれ得る。焦点リング５３８は、静電チャック５３６の外側で放射状に提供され、基板Ｗを取り囲む。

例えば、円筒状でクオーツで形成され得る内壁部材５１９を、静電チャック５３６およびサセプタサポート５１５の外部周縁側部に取り付けることができる。サセプタサポート５１５には、（冷やされたまたは加熱された流体を流すための）冷却剤フロー経路５４４が含まれる。冷却剤フロー経路５４４は、プロセシングチャンバ５０１の外側に取り付けられたチラー（chiller）ユニット（図示せず）と伝達している。冷却剤フロー経路５４４には、対応するラインを通って循環する冷却剤（例えば、水または誘電流体などの冷却または加熱液体）が供給される。したがって、サセプタ５１２上に（on）／の上に（above）戴置された基板Ｗの温度を、正確に制御することができる。サセプタ５１２およびサセプタサポート５１５を通るガス供給ライン５４５は、静電チャック５３６の上面へ熱輸送ガスを供給するように構成される。（背面ガスとしても知られる）例えばヘリウム（Ｈｅ）などの熱輸送ガスを、ガス供給ライン５４５を介して基板Ｗおよび静電チャック５３６間で供給して、基板Ｗの加熱を補助することができる。

排出経路５３３を、内壁部材５１９の外側周縁部およびプロセシングチャンバ５０１の内部側壁表面に沿って形成することができる。排出ポート５３２（または複数の排出ポート）が、排出経路５３３の底部に提供される。ガス排出ユニット５３０は、ガス排出ライン５３１を介して各排出ポートに連結している。ガス排出ユニット５３０には、プロセシングチャンバ５０１内のプラズマプロセシング空間を所望の真空条件に減圧するように構成された、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプが含まれ得る。ガス排出ユニット５３０は、プロセシングチャンバ５０１の内側を開放し（evacuate）、それにより所望の程度の真空までその内圧を減圧する。

上部電極５７０（すなわち、上部電極アセンブリ）は、下部電極５２０の上に垂直に位置される第１の電極の例であり、（例えば平行プレート電極などとして）下部電極５２０に対向する。プラズマ発生空間、またはプロセス空間ＰＳは、下部電極５２０および上部電極５７０間で画定される。上部電極５７０には、例えばディスク形状などを有する内側上部電極５７１、および例えば環状の形状などを有し、内側上部電極５７１の周縁部を取り囲む外側上部電極５７２が含まれ得る。内側上部電極５７１はまた、プロセシングガスの特定量を、下部電極５２０上に戴置された基板Ｗの上のプロセス空間ＰＳ中へ注入するためのプロセスガス取込口として機能する。上部電極５７０は、それによりシャワーヘッドを形成する。

より具体的には、内側上部電極５７１には、ガス注入開口部５８２を有する（典型的には環状である）電極プレート５７５が含まれる。内側上部電極５７１にはまた、電極プレート５７５の上側部を取り外し可能に支持する電極サポート５７８が含まれる。電極サポート５７８は、（電極プレート５７５が、環状の形状として具体化されている場合には）電極プレート５７５と実質的に同一の直径を有するディスクの形状で形成することができる。代替的態様において、電極プレート５７５は、四角形、長方形、多角形などであり得る。電極プレート５７５は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ドープされたＳｉ、アルミニウムなどの導体または半導体材料で形成されることができる。電極プレート５７５は、上部電極５７０と一体的であることができ、または表面腐食後の所定のプレートを置き換える利便性のために電極サポート５７８により取り外し可能に支持されることができる。上部電極５７０にはまた、電極プレート５７５の温度を制御するための冷却プレートまたは冷却機構（図示せず）が含まれ得る。

電極サポート５７８は、例えばアルミニウムなどで形成され得、バッファチャンバ５８９を含み得る。バッファチャンバ５８９は、プロセスガスを拡散させるのに使用され、ディスク形状空間を画定し得る。プロセスガス供給システム５８０からのプロセシングガスは、ガスを上部電極５７０へ供給する。プロセスガス供給システム５８０は、例えばフィルム形成、エッチングなどの特定のプロセスを基板Ｗ上で行うためのプロセシングガスを供給するように構成されることができる。プロセスガス供給システム５８０は、プロセスガス供給経路を形成するガス供給ライン５８４に接続している。ガス供給ライン５８４は、内側上部電極５７１のバッファチャンバ５８９に接続している。次に、プロセシングガスは、バッファチャンバ５８９からその下面でガス注入開口部５８２へ移動することができる。バッファチャンバ５８９中へ導入されるプロセシングガスのフロー速度を、例えばマスフローコントローラなどを使用して調節することができる。さらに、導入されたプロセシングガスは、電極プレート５７５（シャワーヘッド電極）のガス注入開口部５８２からプロセス空間ＰＳへ均一に放出される。内側上部電極５７１は、次いでシャワーヘッド電極アセンブリを提供するために部分的に機能する。

環形状を有する誘電体５７６を、内側上部電極５７１および外側上部電極５７２間に挿入することができる。環形状を有し、例えばアルミナなどで形成されたシールド部材であり得る絶縁体５０６を、外側上部電極５７２およびプロセシングチャンバ５０１の内側周縁壁間に、気密式で挿入する。

外側上部電極５７２は、電力供給部５６５、上部電力供給ロッド５６１、および整合ユニット５６６を介して、高周波電源５６０（第１の高周波電源）に電気的に接続している。高周波電源５６０は、４０ＭＨｚ（メガヘルツ）またはそれより高い（例えば６０ＭＨｚなど）周波数を有する高周波電圧を出力することができ、または３〜３００ＭＨｚの周波数を有する極高周波（ＶＨＦ）電圧を出力することができる。この電源は、バイアス電力供給部と比較して主電力供給部と称され得る。電力供給部５６５を、開口下面を有する、例えば実質的に円筒状の形状などに形成することができる。電力供給部５６５を、外側上部電極５７２と、その下端部分で接続することができる。電力供給部５６５を、上部電力供給ロッド５６１の下端部分と、その上面の中心部分で電気的に接続する。上部電力供給ロッド５６１は、その上端部分で整合ユニット５６６の出力側と接続される。整合ユニット５６６は、高周波電源５６０に接続され、負荷インピーダンスを高周波電源５６０の内部インピーダンスと整合させることができる。しかしながら、外側上部電極５７２は任意であり、態様は、単一の上部電極により機能し得ることに留意しなければならない。

電力供給部５６５は、プロセシングチャンバ５０１のものと実質的に同一の直径である側壁を有する、円筒状でであり得る接地線５６７によりその外側が覆われる。接地線５６７は、その下端部分でプロセシングチャンバ５０１の側壁の上側部分に接続される。上部電力供給ロッド５６１は、接地線５６７の上面の中心部分を通る。絶縁部材５６４は、接地線５６７および上部電力供給ロッド５６１間の接触部分に挿入される。

電極サポート５７８は、その上面上の下部電力供給ロッド５６３に電気的に接続される。下部電力供給ロッド５６３は、コネクタを介して上部電力供給ロッド５６１に接続される。上部電力供給ロッド５６１および下部電力供給ロッド５６３は、高周波電力を高周波電源５６０から上部電極５７０へ供給するための電力供給ロッドを形成する。可変キャパシタ５６２が、下部電力供給ロッド５６３中に提供される。可変キャパシタ５６２のキャパシタンスを調節することにより、高周波電源が高周波電源５６０から印加される場合には、外側上部電極５７０下で直接形成される電場の強さの、内側上部電極５７１下で直接形成される電場の強さに対する相対比を、調節することができる。上部電極５７０の内側上部電極５７１は、低パスフィルタ（ＬＰＦ）５９１に電気的に接続されている。ＬＰＦ５９１は、高周波電源５６０からの高周波をブロックするかまたはフィルタする一方で、高周波電源５２９からの低周波数を接地へ通過させる。下部電極５２０の一部分を形成するサセプタ５１２である、システムの下部分は、高パスフィルタ（ＨＰＦ）５９２に電気的に接続されている。ＨＰＦ５９２は、高周波を高周波電源５６０から接地へ通過させる。

プラズマプロセシング装置の構成要素を、コントロールユニット５５０に接続してコントロールユニット５５０により制御することができ、これは、交互に対応する保存ユニット５５２およびユーザインターフェース５５１に接続されることができる。種々のプラズマプロセシング操作を、ユーザインターフェース５５１を介して実行することができ、種々のプラズマプロセシングレシピおよび操作を、保存ユニット５５２中に保存することができる。したがって、所定の基板を、プラズマプロセシングチャンバ内で種々のマイクロ製作技法によりプロセスすることができる。操作において、プラズマプロセシング装置は、上部電極および下部電極を使用して、プロセス空間ＰＳ中でプラズマを発生させる。次いで、この発生したプラズマは、例えばプラズマエッチング、化学蒸着、例えば薄膜太陽電池、他の光電池、およびフラットパネルディスプレイなどのための有機／無機プレートなどのガラス材料の処理および大規模パネルの処理などの種々のタイプの処理において、ターゲット基板（例えば、基板Ｗ、またはプロセスされるあらゆる材料など）をプロセスするために使用され得る。

約３ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲の高周波電源を、高周波電源５６０から上部電極５７０へ印加する。高周波電場は、上部電極５７０およびサセプタ５１２または下部電極間で発生する。プロセス空間ＰＳへ送達されるプロセシングガスを次いでイオン化して解離させて、反応性プラズマを形成することができる。約０．２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲の低周波電源を、高周波電源５２９から下部電極を形成するサセプタ５１２へ印加することができる。言い換えると、二または三周波数システムを使用することができる。結果として、プラズマ中のイオンは、イオンの補助を介して異方的にフィーチャをエッチングするのに十分なエネルギーにより、サセプタ５１２に向かって引き付けられる。利便性のために、図５は、上部電極５７０へ電力を供給する高周波電源５６０を示すことに留意しなければならない。代替的態様において、高周波電源５６０は、下部電極５２０へ供給され得る。よって、主電力（電力を与えるもの）およびバイアス電力（イオン加速電力）の両方を、下部電極に供給することができる。

図６は、本願における態様に従う誘導結合プラズマプロセシング装置の断面図である。この装置は、アッシング、エッチング、堆積、クリーニング、プラズマ重合、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）などを含む複数の操作に使用することができる。プラズマプロセシングを、プロセシングチャンバ６０１内で実行することができ、これは、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼などの金属から構成された真空チャンバであり得る。プロセシングチャンバ６０１を、例えばアース線６０２などを使用して接地させる。プロセシングチャンバ６０１は、プラズマ発生のためのプロセス空間ＰＳを提供するプロセシング容器を画定する。プロセシング容器の内壁を、アルミナ、イットリア、または他の保護剤でコーティングすることができる。プロセシング容器は、円筒状の形状であり得るか、または他の幾何学的配置を有し得る。

プロセシングチャンバ６０１内の下部中央領域において、（ディスク形状であり得る）サセプタ６１２は、例えば上にプロセスされる（例えば半導体ウエハなどの）基板Ｗが戴置され得る、戴置テーブルとして作用し得る。基板Ｗは、導入／取り出しポート６３７およびゲートバルブ６２７によりプロセシングチャンバ６０１中へ移動されることができる。サセプタ６１２は、上に基板Ｗを戴置させるための戴置テーブルとして作用する第２の電極の例として、下部電極６２０の一部分（下部電極アセンブリ）を形成する。具体的には、サセプタ６１２は、プロセシングチャンバ６０１の下部分の実質的な中央領域に提供される、サセプタサポート６２５によって支持されている。サセプタサポート６２５は、円筒状であり得る。サセプタ２１２は、例えばアルミニウム合金などで形成され得る。

サセプタ６１２は、基板Ｗを保持するために（下部電極アセンブリの一部分としての）静電チャック６３６に提供され得る。静電チャック６３６が、クランプ電極６３５に提供される。クランプ電極６３５は、ＤＣ（直流）電源６３９に電気的に接続される。静電チャック６３６は、ＤＣ電源６３９からのＤＣ電圧がクランプ電極６３５に印加される際に発生した静電気力を介して基板Ｗを引き付け、これにより、基板Ｗは、サセプタ６１２上で確実に戴置される。

サセプタ６１２には、絶縁フレーム６１３が含まれ得、昇降機構を含み得るサセプタサポート６２５により支持され得る。サセプタ６１２は、基板Ｗの導入／取り出しの間、昇降機構により垂直に移動することができる。ベローズ（bellows）６２６を、絶縁フレーム６１３およびプロセシングチャンバ６０１の底部間に配置して、気密エンクロージャー（enclosure）としてサポート６２５を取り囲むことができる。サセプタ６１２は、温度センサおよび温度制御機構を含むことができ、（冷やされたまたは加熱された流体を流すための）冷却剤フロー経路、基板Ｗの温度を制御するのに使用され得る、例えばセラミックヒータなどの加熱ユニット（全てのものは図示せず）を含む。冷却剤フロー経路は、プロセシングチャンバ６０１の外側に取り付けられたチラーユニット（図示せず）と伝達している。冷却剤フロー経路には、対応するラインを通って循環する冷却剤（例えば、水または誘電流体などの冷却または加熱液体）が供給される。焦点リング（図示せず）は、サセプタ６１２の上面状に提供され、静電チャック６３６を取り囲み、方向性を有するイオンの衝撃を補助することができる。

サセプタ６１２を通過するガス供給ライン６４５は、静電チャック６３６の上面へ熱輸送ガスを供給するように構成される。（背面ガスとしても知られる）例えばヘリウム（Ｈｅ）などの熱輸送ガスを、ガス供給ライン１４５を介して基板Ｗおよび静電チャック１３６間で供給して、基板Ｗの加熱を補助することができる。

真空ポンプなどを含むガス排出ユニット６３０は、ガス排出ライン６３１によりプロセシングチャンバ６０１の底部に接続されることができる。ガス排出ユニット６３０には、プロセシングチャンバ６０１内のプラズマプロセシング空間を、所定のプラズマプロセシング操作の間に所望の真空条件に減圧するように構成された、例えばターボ分子ポンプなどの真空ポンプが含まれ得る。

プラズマプロセシング装置を、ウィンドウ６５５によりアンテナチャンバ６０３およびプロセシングチャンバ６０１に仕切ることができる。ウィンドウ６５５は、例えばクオーツなどの誘電材料または例えば金属などの伝導性材料であり得る。ウィンドウ６５５が金属である態様については、ウィンドウ６５５を、例えば絶縁体１０６などで、プロセシングチャンバ６０１と電気的に絶縁することができる。この例において、ウィンドウ６５５は、プロセシングチャンバ６０１の天井を形成する。いくつかの態様において、ウィンドウ６５５を、複数のセクションに分割することができ、これらのセクションは任意に互いに絶縁されている。

アンテナチャンバ６０３の側壁６０４およびプロセシングチャンバ６０１の側壁６０７間には、プロセシング装置の内側に向かって突き出したサポートシェルフ６０５が提供される。サポート部材６０９は、ウィンドウ６５５を支持する役割を果たし、またプロセシングガスを供給するためのシャワーハウジングとして機能する。サポート部材６０９がシャワーハウジングとしての役割を果たす場合には、プロセスされる基板Ｗの加工表面に平行方向に延びるガスチャネル６８３は、サポート部材６０９の内側に形成され、プロセスガスをプロセス空間ＰＳへ注入するためにガス注入開口部６８２と伝達する。ガス供給ライン６８４は、ガスチャネル６８３と伝達するように構成される。ガス供給ライン６８４は、プロセシングチャンバ６０１の天井を通るフロー経路を画定し、プロセスガス供給源、バルブシステムおよび対応する構成要素を含むプロセスガス供給システム６８０に接続される。したがって、プラズマプロセシングの間、所定のプロセスガスがプロセス空間ＰＳ中へ注入されることができる。

アンテナチャンバ６０３において、高周波アンテナ６６２（ラジオ周波数）は、ウィンドウ６５５の上に配置され、これにより、ウィンドウ６５５に対向し、絶縁材料製のスペーサ６６７によりウィンドウ６５５との間隔をあけることができる。高周波アンテナ６６２は、らせん形状に形成され得るか、または他の配置で形成され得る。

プラズマプロセシングの間、誘導電場を発生させるための、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの範囲の、例えば１３．５６ＭＨｚなどの周波数を有する高周波電力を、高周波電源６６０から電力供給部材６６１を介して高周波アンテナ６６２へ供給することができる。整合ユニット６６６（インピーダンス整合ユニット）を、高周波電源６６０に接続することができる。この例における高周波アンテナ６６２は、電力供給部材６６１に接続された対応する電力供給部分６６４および電力供給部分６６５、および特定のアンテナ配置に応じた追加の電力供給部部分を有し得る。電力供給部分を、同様の正反対の距離（diametrical distance）および角度間隔（angular spacing）で配置することができる。アンテナラインは、電力供給部分６６４および電力供給部分６６５からアンテナラインの末端部分へ外側に向かって（またはアンテナ配置に応じて内側へ向かって）延びることができる。アンテナラインの末端部分を、キャパシタ６６８に接続することができ、アンテナラインは、キャパシタ６６８を介して接地される。キャパシタ６６８には、１つまたは２つ以上の可変キャパシタが含まれ得る。

プロセシングチャンバ６０１内に戴置された所定の基板により、１つまたは２つ以上のプラズマプロセシング操作を実行することができる。高周波電力を高周波アンテナ６６２に印加することにより、誘導電場がプロセシングチャンバ６０１中で発生し、ガス注入開口部６８２から供給されるプロセシングガスが励起されて、誘導電場により加熱された電子の存在下でプラズマを形成する。プラズマを、次いで使用して、エッチング、アッシング、堆積などのプロセスを行うなどして所定の基板をプロセスすることができる。

ＲＦ（ラジオ周波数）バイアスを印加するための高周波電源６２９は、サセプタ６１２、または（インピーダンスに整合させるための、または反射電力を最小限にするための）インピーダンス整合ユニット６２８を通してバイアス電極に電気的に接続される。高周波電源６２９（第２の電源）は、例えば０．２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚなどの範囲の、例えば３．２ＭＨｚなどの高周波電圧を出力することができる。高周波バイアス電力を印加することにより、プロセシングチャンバ６０１中でプラズマにより生じたイオンが基板Ｗに引き付けられる。電源６２９には、上記の変調サイクルによる電源６２９からの電力出力および増幅を変調するための増幅器およびシグナル発生器が含まれ得る。

プラズマプロセシング装置の構成要素を、コントロールユニット６５０に接続してコントロールユニット６５０により制御することができ、これは、交互に対応する保存ユニット６５２およびユーザインターフェース６５１に接続されることができる。種々のプラズマプロセシング操作を、ユーザインターフェース６５１を介して実行することができ、種々のプラズマプロセシングレシピおよび操作を、保存ユニット６５２中に保存することができる。したがって、所定の基板を、プラズマプロセシングチャンバ内で種々のマイクロ製作技法によりプロセスすることができる。

本発明の特定の態様のみを上記で詳細に説明してきたが、当業者は、本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく、態様において多くの改変が可能であることを容易に十分に理解するであろう。したがって、かかる全ての改変は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (20)

1. 以下：
   表面を有する基板を配置して、プラズマプロセシングシステムのプロセシング空間中で第１の材料および第２の材料を曝露するステップ；
   変調されたプラズマエッチングプロセスを行って、第２の材料を除去するより高い速度で第１の材料を選択的に除去するステップであって、変調されたプラズマエッチングプロセスは、以下：
   プラズマプロセシングシステムに第１の電力変調シーケンスを適用するステップ、および
   プラズマプロセシングシステムに第２の電力変調シーケンスを適用し、第２の電力変調シーケンスは、第１の電力変調シーケンスとは異なるステップ、
   を含む電力変調サイクルを含むステップ；および
   電力変調サイクルを、電力変調周波数で所定の変調期間について繰り返すステップ、
   を含み、
   ここで、第１の電力変調シーケンスは、第１のサブ電力変調周波数で第１のサブ電力変調サイクルを繰り返すことを含み、第１のサブ電力変調サイクルは、以下：
   第１の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにラジオ周波数（ＲＦ）シグナルを印加するステップ、および
   第２の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにＲＦシグナルを印加するステップであって、ここで、第１および第２の電力レベルは、値が互いに異なるステップ、
   を含む、
   エッチング方法。
2. 電力変調周波数が、１ｋＨｚ未満である、請求項１に記載の方法。
3. 第１のサブ電力変調周波数が、１ｋＨｚ以上である、請求項２に記載の方法。
4. 第１の電力レベルが、第２の電力レベルを超える、請求項１に記載の方法。
5. 第２の電力レベルが、電力オフ状態である、請求項４に記載の方法。
6. 第１のサブ電力変調サイクルが、以下：
   ＲＦシグナルを、中間の電力レベルでプラズマプロセシングシステムに印加し、ここで、中間の電力レベルは、第１および第２の電力レベル間の値に属するステップ、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 第１の電力レベルが、第２の電力レベルを超える、請求項６に記載の方法。
8. 第２の電力レベルが、電力オフ状態である、請求項７に記載の方法。
9. 第１のＲＦ電力レベルでのＲＦシグナルの印加が、第１のサブ電力変調サイクルの期間の１０〜９０％の範囲である、請求項１に記載の方法。
10. 第２の電力変調シーケンスが、電力オフ状態からなる、請求項１に記載の方法。
11. 第２の電力変調シーケンスが、一定の電力レベルでＲＦシグナルを印加することからなる、請求項１に記載の方法。
12. 第２の電力変調シーケンスが、第２のサブ電力変調周波数で第２のサブ電力変調サイクルを繰り返すことを含み、第２のサブ電力変調サイクルは、以下：
    第３の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにラジオ周波数（ＲＦ）シグナルを印加するステップ、および
    第４の電力レベルでプラズマプロセシングシステムにＲＦシグナルを印加するステップであって、ここで、第３および第４の電力レベルは、値が互いに異なるステップ、
    を含む、請求項１に記載の方法。
13. 第２のサブ電力変調周波数が、１ｋＨｚ以上である、請求項１２に記載の方法。
14. 第３の電力レベルが、第４の電力レベルを超える、請求項１２に記載の方法。
15. 第４の電力レベルが、電力オフ状態である、請求項１４に記載の方法。
16. 電力変調サイクルを行うことが、以下：
    シグナル波形を発生させて、第１および第２の電力変調シーケンスを実行するステップ；および
    発生したシグナル波形によりＲＦシグナルを増幅させるステップ、
    を含む、請求項１に記載の方法。
17. ＲＦシグナルが、基板が上に位置された基板ホルダに印加される、請求項１に記載の方法。
18. 基板ホルダが、ＲＦ電力による電極に対向する基板を位置させる、請求項１７に記載の方法。
19. 基板ホルダが、スロット平面アンテナに対向する基板を位置させる、請求項１７に記載の方法。
20. マイクロ波周波数での電力が、スロット平面アンテナに結合される、請求項１９に記載の方法。
    

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