JP2635267B2 - Ｒｆプラズマ処理装置 - Google Patents

Ｒｆプラズマ処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲＦプラズマ処理反応装
置に関し、より詳細には高周波（ＲＦ）エネルギー源と
関連するＲＦ電磁波をプラズマに誘導結合するための多
コイルアンテナを用いるプラズマ反応装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＲＦシステム ＣＶＤ（化学蒸着）反応システムやＲＩＥ（リアクティ
ブイオンエッチング）反応システム等の第１の従来の半
導体処理システムを考察する。これらのシステムは約１
０−５００KHz の低周波数から約１3.５６−４0.６８MH
z の高周波数までの高周波エネルギーを使用することが
ある。約１MHz 以下ではイオンと電子は振動電界あるい
はプラズマ中に発生する任意の定常状態の電界によって
加速することができる。このような比較的低い周波数に
おいては、ウエハに発生する電極シース電圧は通常１キ
ロボルトピーク以上であり、これは２００−３００ボル
トの損傷しきい値よりはるかに高い。数MHz 以上では、
電子は依然として変化する電界に追従できる。イオン量
がこれより多くなると変化する電界に追従できず、定常
状態の電界によって加速される。この周波数範囲（およ
び実用的なガス圧と電力レベル）において、定常状態の
シース電圧は数百ボルトから1,０００ボルト以上の範囲
である。磁界−増強 ＲＦシステムのバイアス電圧を低下させるための好まし
い方法として、プラズマに磁界を加える方法がある。こ
のＢフィールドは電子をウエハの表面に近い領域に閉じ
込め、イオン束密度とイオン流を増大させ、したがって
電圧およびイオンエネルギー条件が低減される。比較例
として、二酸化けい素をエッチングするための代表的な
非磁性ＲＩＥ処理には１3.５６MHz で印加されるＲＦエ
ネルギー、体積１０−１５リットルの非対称系、５０ミ
リトルの圧力および約（８−１０）対１のアノード領域
／ウエハ支持カソード領域比を用い、約８００ボルトの
ウエハ（カソード）シース電圧を発生する。６０ガウス
の磁界を印加するとバイアス電圧が約２５−３０％、８
００ボルトから約５００−６００ボルトに低下し、エッ
チング速度が約５０％も増大する。
【０００３】しかし、ウエハに平行な定常Ｂフィールド
を印加すると、Ｅ×Ｂイオン／電子ドリフトとそれに関
連するウエハ全体にプラズマ密度勾配が発生する。この
プラズマ勾配によってウエハ上のエッチング、蒸着その
他の膜特性の不均一が発生する。この不均一性はウエハ
の周囲で磁界を回転させることによって低減することが
でき、この回転は通常永久磁石の機械的運動、あるいは
９０°ずれた直角位相で駆動される電磁コイル対、ある
いはコイル対の電流を磁界中で制御された速度で歩進あ
るいはその他の運動をするように瞬間的に制御すること
によって低減することができる。しかし、磁界の回転に
よって不均一勾配は低減されるが通常ある程度の不均一
性は残る。
【０００４】さらに、コイルの設置、特に二つあるいは
それ以上の対になったコイルをチャンバーに設置してコ
ンパクトなシステムを構成することは困難であり、ヘル
ムホルツコイル構成もしくは共通のロードロックを取り
巻く個々の磁気増強された反応装置チャンバーからなる
複数チャンバーシステムを用いる場合特に困難である。
【０００５】磁界の強度と方向を瞬時に選択的に変る能
力を持ち、小型複数チャンバー反応装置システムに用い
るように設計された独特な反応装置システムがCheng そ
の他の名において同時譲渡された１９８９年６月２７日
付け米国特許第4,842,683 号に開示されている。マイクロ波／ＥＣＲシステム マイクロ波システムおよびマイクロ波ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）システムでは、８００MHz 以上で通常
2.４５GHz の周波数のマイクロ波エネルギーを用いてプ
ラズマを励起する。この技術によって高密度のプラズマ
が発生するが、粒子エネルギーは二酸化けい素の反応イ
オンエッチング等の多くの処理に対する最小反応しきい
値エネルギーより低い場合がある。これを補償するため
に、エネルギー増強用の低周波電力がウエハ支持電極に
結合され、またウエハを通してプラズマに結合される。
このようにして、ウエハの損傷の可能性は従来のシステ
ムに比べて小さくなる。
【０００６】エッチングあるいはＣＶＤといった半導体
ウエハ処理のための実用的な電力レベルで動作するマイ
クロ波システムおよびマイクロ波ＥＣＲには電力送出用
の大型導波管、高価な同調器、方向性結合器、サーキュ
レータ、および動作用のダミー負荷を必要とする。さら
に、2.４５GHz の商用周波数で運転されるマイクロ波Ｅ
ＣＲシステムのＥＣＲ条件を満足するために、８７５ガ
ウスの磁界が必要となり、これには電磁石、電力および
冷却仕様も大きくする必要がある。
【０００７】マイクロ波システムおよびマイクロ波ＥＣ
Ｒシステムの拡大・縮小は容易ではない。ハードウェア
は2.４５GHz について利用可能である。それはこの周波
数がマイクロ波オーブンに用いられるためである。９１
５MHz のシステムも利用可能であるがコストが高くな
る。他の周波数用のハードウェアは容易にあるいは経済
的に入手することができない。その結果、５−６インチ
のマイクロ波システムを拡大してより大きな半導体ウエ
ハを処理しようとする場合、より上位の動作モードが必
要である。このより上位のモードでの動作による一定周
波数における規模拡大にはより上位のあるいはより下位
の負荷へのいわゆるモードフリッピングとその結果発生
する工程の変化を防止するための非常に厳格な工程管理
が必要となる。あるいは、たとえば５−６インチのマイ
クロ波空洞については発散磁界を用いてプラズマ束をよ
り広い範囲に拡散させることによってこの規模の拡大を
達成することができる。この方法によれば有効電力密度
したがってプラズマ密度が低下する。ＲＦ伝送線システム 前述したように、発明者 Collinsその他の名で１９９０
年７月３１日同時譲渡された『ＶＨＦ／ＵＨＦ反応装置
システム』と題する親米国特許出願５５9,９４７号（Ａ
ＭＡＴファイル１５１−１）をここでは参照している。
この出願では反応装置チャンバー自体の一部が整合ネッ
トワークからチャンバーに高周波プラズマ発生エネルギ
ーを印加するための伝送線構造として構成された高周波
ＶＨＦ／ＵＨＦ反応装置システムを開示している。この
独特の一体型伝送線構造は、整合ネットワークと負荷と
の間の非常に短い伝送線要求を満たし、５０MHz から８
００MHz の比較的高い周波数の仕様を可能にする。これ
はプラズマ電極へのＲＦプラズマ発生エネルギーの効率
的で制御可能な印加を可能にし、比較的低いイオンエネ
ルギーと低いシース電圧で商業的に許容できるエッチン
グ速度および蒸着速度を発生させる。この比較的低い電
圧によって電気的に敏感な小さな寸法形状の半導体装置
への損傷の可能性が低下する。このＶＨＦ／ＵＨＦシス
テムは上述した拡大・縮小の可能性や電力上の制約とい
った従来の技術における他の種々の問題点を防止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】高密度集積化の趨勢
は、電気的に敏感で約２００−３００ボルト程度の小さ
なウエハシース電圧にさらされるときエネルギー粒子衝
撃のために損傷を受けやすい非常に小さな寸法形状の部
品や装置をもたらした。残念ながら、かかる電圧は回路
部品が標準的な集積回路製造工程中に経験する電圧より
小さい。
【０００９】先端装置用に製造されるＭＯＳ型コンデン
サおよびトランジスタは非常に薄い（厚さ２００オング
ストローム以下）のゲート酸化物を有する。これらの装
置は充電によって損傷することがあり、それによってゲ
ート破壊が発生する。これは表面電荷の中性化が起こら
ないときに、プラズマ電位あるいはプラズマ密度の不均
一によって、あるいは大きなＲＦ変位電流によってプラ
ズマ処理中に発生することがある。中間接続線等の導体
もまた同じ理由で損傷を受ける場合がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】従来技術の問題点を解決
する本発明は、プラズマ源領域と処理領域を有する真空
チャンバー、ＲＦ電極エネルギーを処理チャンバー内に
誘導結合する手段であり、チャンバー内にたとえばこの
結合手段にあるいは結合手段の下流に位置する半導体ウ
エハ等の物品を製作するための結合手段、処理領域中の
ＲＦカソード、チャンバーの壁によって形成されるアノ
ード、およびプラズマ処理を増強するための電気的に浮
動する、あるいは接地された、あるいはＲＦバイアスに
接続されたプラズマ源領域電極からなるＲＦプラズマ処
理システムの構造と動作に実施される。プラズマ源領域
電極もしくはプラズマ源領域を形成するチャンバーの壁
の構造には酸化物エッチング等の処理を増強するための
けい素を含めることができる。
【００１１】好適には、１００KHz から１００MHz の範
囲内のＬＦ／ＶＨＦ（低周波数から非常に高い周波数ま
で）ＲＦ電力が用いられる。より好適には、１００KHz
から１０MHz の範囲内のＬＦ／ＨＦ電力が用いられる。
最も好適には、３００KHz から３MHz の範囲内のＭＦ
（中周波）電力が用いられる。好適には、結合手段はコ
イルをほどいた電気長がλ／４より小さい多重巻円筒状
コイルアンテナであり、λはプラズマ動作中にコイルア
ンテナに印加される高周波ＲＦ励起エネルギーの波長で
ある。
【００１２】また、この発明はアンテナを共振に同調す
るためのアンテナに接続された手段、およびプラズマ源
の入力インピーダンスをアンテナのためのＲＦエネルギ
ーを供給する手段の出力インピーダンスに整合させるた
めのアンテナに接続された負荷手段を含む。この同調手
段はアンテナの一端とＲＦアースの間に電気的に接続さ
れた可変キャパシタンスとすることができる。ＲＦエネ
ルギーはコイルアンテナ上の選択された位置にタップを
介して印加することができる。
【００１３】このシステムはまたプラズマ源領域を形成
する誘電体ドームあるいは誘電体シリンダーを含む。コ
イルアンテナが高周波電磁エネルギーをチャンバー内に
誘導結合するためにドームを取り巻くことが好適であ
る。製作される物品はプラズマ源領域あるいはドーム内
に、アンテナの巻線あるいは最下部の巻線の内部にある
いは近接して、あるいは好適にはアンテナの下流に配置
することができる。
【００１４】また、この発明はドームの上部のガス取入
口、ドームのプラズマ源領域の基部の第１のリングマニ
ホルド、およびウエハ支持電極を取り巻く、チャンバー
に処理用の希釈剤、パッシベーション、その他のガスを
選択的に供給するための第２のリングマニホルドからな
るチャンバーにガスを供給する手段を含む。またさら
に、交流電源および制御システムが、通常プラズマ源コ
イル電力と同じかそれに近い周波数である交流バイアス
電力をウエハ支持カソードに結合し、それによってプラ
ズマ源高周波電力によって行われるプラズマ密度制御か
ら独立してカソードシース電圧とイオンエネルギーの制
御を行う。このシステムは多数の目的を果たすように選
択されたバイアス周波数を提供する。まず、周波数の上
限は“電流に誘起される”損傷（周波数が高すぎる場合
敏感な装置にチャージアップ損傷が発生することがあ
る）を防止するように選択される。周波数の下限は部分
的には“電圧に誘起される”損傷を排除するように選択
される。バイアス周波数が低いほど単位バイアス電力あ
たりのウエハシース電圧（基板の加熱を除く）は高くな
り、プラズマ密度に対する貢献は小さく、したがってイ
オン密度とイオンエネルギーの独立的制御が向上する。
しかし、バイアス周波数が低すぎるとイオンがウエハシ
ース電界のＲＦ成分に追従し、それによってイオンエネ
ルギーが変化する。その結果、ピーク／平均エネルギー
率が高くなり、イオンエネルギー分布が広くなる（２ピ
ーク）。バイアス周波数が非常に低いと、絶縁体のチャ
ージアップが発生し、バイアス周波数期間の一部におい
てイオン誘起処理を不能とする。上記の要注意事項を満
足する好適な周波数範囲はプラズマ源周波数範囲に対応
する。すなわち、好適には１００KHz から１００MHz の
範囲内のＬＦ／ＶＨＦ（低周波数から非常に高い周波数
まで）電力が用いられる。より好適には、１００KHz か
ら１０MHz の範囲内のＬＦ／ＨＦ電力が用いられる。最
も好適には、３００KHz から３MHz の範囲内のＭＦ（中
波）電力が用いられる。
【００１５】この発明はさらに直流バイアス電圧を選択
された低い値と高い値の間の周期的なパルスにして、ウ
エハ上の第１の選択された材料の上に不動態化被覆を形
成する制御手段を含み、その材料のエッチング速度を比
較的低くし、また第２の選択された材料を比較的高い速
度と選択度で選択的にエッチングするようにしている。
【００１６】また、チャンバーはチャンバー本体に接続
された第１の真空ポンプ手段とドームに接続された第２
の真空ポンプ手段によって空にされ、ドーム外への中性
粒子の流れを確立するためのドーム内の垂直方向の圧力
差を確立するようにしており、ウエハ支持電極の電圧は
帯電した粒子がチャンバー本体に向かって流れるように
この圧力差を克服するに十分なものとなっている。
【００１７】また、この発明にはコイルアンテナまたは
その他の結合手段とチャンバーとの間に介装され、高周
波電磁エネルギーの電界成分のチャンバーへの結合を防
止する異なる構成の導電性ファラデーシールドが含まれ
る。また、コイルあるいは他の結合手段を取り囲むよう
に配置された高周波反射器によって、高周波エネルギー
の放射をチャンバー内に集中する。
【００１８】磁気の増強は周辺の永久磁石あるいは電磁
石構成によって与えられ、これらは均一な発散する磁性
ミラー構成から選択されたアンテナの軸に平行な制御さ
れた静磁界を加え、ウエハの下流のプラズマの位置と移
動を制御する。また、磁石をプラズマ源もしくはチャン
バーの周囲に取り付けてウエハの近傍でチャンバーに多
極カスプ磁界を加えて、これによってプラズマをウエハ
領域に閉じ込めると同時にウエハの磁界を大幅に排除す
ることができる。さらに、磁気分路をウエハとウエハ支
持電極の周囲に配置して、ウエハ支持電極からの磁界の
方向転換することができる。
【００１９】このシステム構成は、動作周波数を選択す
ることによって低モード動作を維持しながらその大きさ
を拡大・縮小することを可能とする。処理上の他の側面
としては、この発明はプラズマ源領域と処理領域を有す
る真空チャンバーを提供するステップ、物品を処理領域
中の電極上に支持するステップ、チャンバーに処理用の
ガスを供給するステップ、電気長がλ／４より小さい一
つ以上の巻線の円筒状コイルアンテナを用い（λはアン
テナに加えられるＲＦエネルギーの波長）、ＲＦエネル
ギーをプラズマ源領域に誘導結合して前期の物品の上に
一つあるいはそれ以上の材料を製作するためのプラズマ
を発生させるステップ、および支持電極を介してＲＦエ
ネルギーをチャンバーに容量性結合して支持電極のシー
ス電圧を制御するステップからなるプラズマ発生処理に
実施される。
【００２０】また、この方法は共振に対するアンテナの
自動的反復的同調とその入力インピーダンスのアンテナ
に対するＲＦエネルギー供給源のインピーダンスへのロ
ーディングを含む。また、このプラズマ発生処理はプラ
ズマ源領域と処理領域および壁、処理領域中の電極およ
びプラズマ源領域中の電極を有する真空チャンバーを提
供するステップ、処理領域中の電極、チャンバーの壁お
よびプラズマ源電極を電気的に接続するステップ（処理
領域電極がカソード、壁がアノード、そしてプラズマ源
電極の電気的接続はアース、浮動およびＲＦあるいは直
流バイアスから選択される）、物品を処理領域中の電極
上に支持するステップ、チャンバーに処理用のガスを供
給するステップ、電気長がλ／４より小さい一つ以上の
巻線の円筒状コイルアンテナを用い（λはアンテナに加
えられるＲＦエネルギーの波長）、ＲＦエネルギーをプ
ラズマ源領域に誘導結合して前期の物品の上に一つある
いはそれ以上の材料を製作するためのプラズマを発生さ
せるステップ、および支持電極を介してＲＦエネルギー
をチャンバーに容量性結合して支持電極のシース電圧を
制御するステップからなる。
【００２１】プラズマ源電極とプラズマ源領域中のチャ
ンバーの壁のうち少なくとも一方はけい素あるいはけい
素を含むものとすることができ、プラズマ源電極はけい
素をプラズマ中に解放して処理を向上させるためにＲＦ
バイアスすることができる。また、電極に供給されるア
ンテナ電力とバイアス電力は異方性、半異方性および等
方性エッチングを選択的に行うように制御される。
【００２２】この方法には、けい素中での二酸化けい素
のエッチング、けい素増強の使用、もしくは選択度とエ
ッチングプロファイルの向上のためのＣＯやＣＯ2 等の
添加物の使用が含まれる。この方法では、バイアス電圧
を、けい素上にエッチング抑制層を形成するための選択
された低い値、および酸化けい素をけい素に対して速い
速度でエッチングするための高い値に周期的に駆動す
る。
【００２３】また、この方法には、酸化けい素のスパッ
タ蒸着および、まず酸化けい素を蒸着するために比較的
低いレベルのＲＦ電力を支持電極に印加するプテップ、
第２に酸化けい素を蒸着し平面化する網スパッタファセ
ット用の支持電極に比較的高いレベルのＲＦ電力を印加
するステップが含まれる。方法の具体的な側面は、ポリ
シリコン（多結晶けい素）の上に形成された酸化物中の
接触穴のエッチングとアルミニウム上に形成された酸化
物中お穴を介したエッチング、酸化けい素とポリシリコ
ンのいわゆる“軽い”エッチング、高速の等方性および
異方性酸化物エッチング、ゲート等のポリシリコン導体
のエッチング、フォトレジストの除去、単結晶けい素の
異方性エッチング、異方性フォトレジストエッチング、
窒化物とオキシ窒化物の低圧プラズマ蒸着、酸化物、オ
キシ窒化物および窒化物の高圧等方性コンフォーマル蒸
着、アルミニウムおよびチタン等の金属とその化合物お
よび合金のエッチング、およびスパッタファセットの平
面化を伴う局部的・全体的蒸着といった酸化物のエッチ
ングを含むが、酸化物のエッチングには限定されない。
【００２４】
【実施例】
１．概要 図１−図３は半導体ウエハ５を加工するための、誘導プ
ラズマ源装置、磁気増強したプラズマ源装置、容量性結
合されたバイアス装置、および本発明の他の側面を用い
るプラズマ反応装置チャンバーシステム１０の概略断面
図である。この三つの図はこのシステムの好適な特徴と
その他の特徴を示す。図面スペースの制約から三つの図
面を用いる。この例示したチャンバーは一体型伝送線構
造を有する同時係属中の一部継続出願中の願書に図示し
たものの変更態様である。この発明の重要な特徴はプラ
ズマ反応装置チャンバーに広く適用することができる。
さらに、当該技術に精通する者には、また以下の説明か
ら、反応装置システムの性能を向上させるこの発明のさ
まざまな特徴は個別に利用することもでき、また選択的
にシステムから省くこともできる。たとえば、誘導プラ
ズマ源装置と容量性結合されたバイアス源によってて提
供される加工条件によって磁気増強が不要となることが
多い。
【００２５】例示するシステム１０は側壁１２、頂壁１
３、底壁１４を有する陽極処理したアルミニウムその他
の適当な材料で形成した真空チャンバーハウジング１１
を含む。陽極処理したアルミニウムはアークとスパッタ
リングを抑制するため好適である。しかし、この加工に
適したポリマー、石英、あるいはセラミックのライナー
の付いたあるいはそれが付いていない裸のアルミニウム
等の他の材料を用いることもできる。頂壁１３は壁１２
−１２の間に形成された下部チャンバーウエハ加工部１
６Ｂとドーム１７によって形成された上部チャンバープ
ラズマ源部１６Ａの間の中央開口部１５を有する。この
ドームは好適には石英やその他のアルミナやアルファア
ルミナ（サファイア）等のいくつかの誘電体材料のよう
な誘電体材料によって形成される反転した単一壁あるい
は二重壁のカップとして構成することができる。図１に
示す実施例では、ドーム１７は石英等の誘電体の円筒状
の壁１７Ｗと通常アルミニウムあるいは陽極処理したア
ルミニウム製のカバーあるいは頂壁１７Ｔからなる。選
択度の高い酸化物エッチングといった目的のためには、
けい素の、あるいはけい素を含有する頂壁手段およびけ
い素で覆ったドームの側壁が好適である。
【００２６】図１に示すように、チャンバーハウジング
１１（チャンバー１６）の内部の減圧排気は、底壁１４
に接続された一つあるいはそれ以上の真空ポンプからな
る真空ポンプシステム２１につながった真空線１９中の
絞り弁１８（流量と無関係に圧力を調整する）によって
制御される。１０節に説明するように、チャンバーの壁
とドームを含むチャンバー構成要素は加工性能のために
加熱もしくは冷却することができる。たとえば、ドーム
は液体あるいはガスの伝熱媒体によって加熱あるいは冷
却することができ、あるいは加熱要素を用いて直接ドー
ムを加熱することができる。
【００２７】２節に示しまた図２に図示するように、プ
ロセスガス、パージガス、希釈剤その他は、プラズマ源
（ドーム）の基部、プラズマ源の頂部プレート１７Ｔ、
およびウエハの周辺にそれぞれ配置された三つのマニホ
ルド注入源Ｇ１，Ｇ２およびＧ３によっンバーに供給す
ることができる。これらのガスはたとえば一つあるいは
それ以上の加圧ガス源からコンピュータ制御された流れ
制御装置（図示せず）を介してチャンバー１１に供給さ
れる。主吸気マニホルドＧ１においては、ガスは頂壁１
３の内部に取り付けたあるいは頂壁１３と一体の石英リ
ングガスマニホルド５１を介して、２２に示すように内
部真空加工チャンバー１６に入る。マニホルド２３は好
適にはＲＦエネルギーの印加後にエッチングもしくは蒸
着プラズマを発生させるためにチャンバー部１６Ｂ，１
６Ａに対してわずかに上向きの角度でエッチングガスも
しくは蒸着ガスを供給する。ドーム１７の頂部プレート
１７Ｔ中の頂部マニホルド装置Ｇ２は反応性ガスあるい
はその他のガスをチャンバー１６い取り入れるのに用い
ることができる。また、ウエハの周辺に反応性ガスおよ
びその他のガスを供給するマニホルド装置６３を設ける
こともできる。 ＲＦエネルギーはＲＦ供給および整合
ネットワーク３１によって給電される少なくとも１回巻
のアンテナ３０あるいはコイルからなるプレート源によ
ってドームに供給される。アンテナ３０は好適には複数
回巻の円筒状構成を有する。コイル３０はある一定の周
波数およびプラズマ源（コイル）径に対する最小導体電
気長を規定し、好適には動作周波数において１／４波長
（＜λ／４）以下の電気長を有する。アンテナ３０自体
は共振器ではないが、ファラデーの誘導結合の法則によ
ってプラズマ源との有効な誘導結合を行うために５節に
説明するように共振に同調される。
【００２８】好適には、チャンバープラズマ源部１６Ａ
からのガスの流れはウエハ５に向かって下向きに流れ、
次にウエハから径方向に外向きに引き出される。この目
的のために、カソード伝送線構造３２の周り、一方の側
のチャンバー壁１２と他方の側の外側伝送線導体３２０
の間および底部のチャンバー底壁１４と頂部の導電性ポ
ンピングスクリーン２９の間の環状の真空マニホルド３
３を形成することができる。マニホルドスクリーン２９
は真空マニホルド３３とウエハ加工チャンバー１６Ｂの
間に介装され、チャンバー壁１２と伝送線構造３２の外
側導体３２０の間に導電路を提供する。マニホルド３３
はウエハ５の周辺からの排出ガスの均一な径方向の引き
出しを行うための環状のポンピングチャンネルを形成す
る。排出マニホルド３３は排出ガスシステム線１９に連
通している。ガスの流れはマニホルドＧ１からの通路２
２に沿ってドーム／プラズマ源に向かうもしくはマニホ
ルドＧ３からの通路２６に沿ってウエハ５に向かって径
方向に内向きに流れる。全体的なガスの流れは通路３４
に沿って上部チャンバープラズマ源部１６Ａからウエハ
５に、通路３に沿ってウエハからスクリーン２９を通っ
て排気マニホルド３３、そして通路３７に沿って排気マ
ニホルド３３から排気システム２１に向かう。導電性マ
ニホルドスクリーン２９とカソード伝送線構造はオプシ
ョンであることに注意しなければならない。通常、対象
となる周波数の低い側では波長が非常に長く、したがっ
て伝送線構造は不要である。
【００２９】これは従来のＲＦシステムの構成とは対照
的であり、ＲＦ電力は二つの電極、通常その上面がウエ
ハ５を支持するウエハ支持電極３２Ｃと反応装置チャン
バーの側壁１２、頂壁１３もしくはマニホルド２３であ
る第２の電極との間に印加される。すなわち、アンテナ
３０はドーム１７とプラズマチャンバー１６Ａの外側の
それらに隣接する位置に配置され、ＲＦ電磁（ｅｍ）エ
ネルギーをプラズマ源チャンバー１６Ａに結合してプロ
セスガスに電界を誘起するようになっている。ファラデ
ーの誘導結合の法則から、ｅｍエネルギーの変化するＢ
（磁気）成分はプロセスガスを付勢してチャンバー１６
内に比較的密度が高くエネルギーイオンが低いという特
徴を有するプラズマを形成する（参照符号１６はチャン
バー１６Ａ、１６Ｂおよびプラズマを集合的に指
す。）。このプラズマはドーム１７中でコイルアンテナ
３０内に形成された小さな容積に集中されて発生する。
イオン、電子、遊離基および励起中性物等を含む活性種
が拡散とここに説明するガス流によるバルクフローによ
ってウエハに向かって下流に移動する。また、７節に説
明するように、適当な磁界を用いて次に説明するように
ウエハに向かうイオンや電子を抽出することができる。
これはオプションであるが、プラズマ源４２とバイアス
整合ネットワーク４３からなる図１のバイアスエネルギ
ー入力装置４１はＲＦエネルギーをウエハ支持電極３２
Ｃに結合して、ウエハのプラズマシース電圧を選択的に
増大させそれによってウエハのイオンエネルギーを選択
的に増大させるのが好適である。
【００３０】基本的には底部の開放した箱である反射器
４５はアンテナをその頂部と側面部において囲んでいる
が、アンテナの底部は囲まない。この反射器はＲＦエネ
ルギーの自由空間への放射を防止し、それによってプラ
ズマ中の電力の放射や散逸を集中して効率を高めてい
る。７節に詳細に説明するように、図３のファラデーシ
ールド４５はアンテナ３０の内部、上および下に配置す
ることができ、磁界がプラズマに結合するのを可能にす
るが直接電界結合を不能にしている。直接電界結合はプ
ラズマに傾斜や不均一を誘起する恐れがある。あるいは
荷電粒子を高エネルギーに加速する恐れがある。８節に
説明するように、ウエハ５におけるプラズマ密度の向
上、ウエハへのイオンの搬送、あるいはプラズマの均一
性の向上のために、オプションとして図２の一つあるい
はそれ以上の電磁石４７−４７、あるいは永久磁石をチ
ャンバーの囲い１１に近接して取り付けることができ
る。
【００３１】４節に詳細に説明するように、この発明に
は通常マイクロ波あるいはマイクロ波ＥＣＲ周波数より
はるかに低い周波数の誘導結合された電磁エネルギーの
磁力成分を用いて、潜在的に損傷を与える恐れのある高
出力ＲＦエネルギーをウエハ５に結合することなく高密
度かつ比較的低エネルギーという特徴を持つプラズマを
生成するために真空チャンバー内に円形の電界を誘起す
る。図示する好適な下流プラズマ源構成では、ＲＦエネ
ルギーはウエハから離れて高プラズマ密度で完全に吸収
され、波がウエハに伝搬せずしたがって損傷の可能性を
最小限にするようにしている。ＲＦバイアスエネルギー
は必要に応じてウエハシース電圧、したがってイオンエ
ネルギーを増大させるために選択的に印加される。
【００３２】チャンバー１１は総チャンバー圧約0.１mt
から約５０トル、、通常エッチングには0.１mtから２０
０mtを用いて半導体ウエハの加工（蒸着およびエッチン
グ）を行うことができる。このチャンバーは５ミリトル
より低い圧力で動作することができ、実際に２ミリトル
で正常に動作した。しかし、ある種の加工には、ポンピ
ング速度と流量が増大するという点で高い圧力が好適で
ある。たとえば、酸化物エッチングには約５mT（ミリト
ル）から約５０mTの圧力範囲が好適である。このような
比較的高い圧力では、プラズマ源とウエハの間隔を小さ
くしなければならない。この発明のチャンバーはウエハ
５とアンテナ３０の最下部の巻の間の間隔と約５cm／２
in．と非常に適切な小さい間隔ｄにしたとき、敏感な装
置に対するチャージアップ損傷を生じることなく良好に
動作した。したがって、このような非常に小さい間隔に
することの利点、すなわちエッチング速度と選択度の向
上、ある一定のエッチング速度に対するバイアス電圧お
よびイオンエネルギー条件の低減、およびウエハ上のエ
ネルギーの均一性の向上が達成される。たとえば、ウエ
ハ５とソースアンテナ３０の間隔ｄを１０cm／in．（こ
れ自体小さい間隔である）から５cm／２inに縮小する
と、必要電圧は半分になり均一性は約2.５％から約１％
に上がった。 ２．多重ガス注入 前述したように、このチャンバーには反応性ガス、パー
ジガス、その他を異なる場所に注入してそれぞれの加工
（エッチング、蒸着その他）の条件とその加工に用いら
れる材料に応じて加工を向上させるための複数のガス注
入源Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３（図２）が内蔵されている。ま
ず、チャンバーはプラズマ源領域１６Ｂの基部／底部の
周囲に標準の径方向ガス分配システムＧ１を有する。好
適な構成では、Ｇ１注入システムはプラズマ源の底部の
石英ガス分配リング５１とこのリングにガスを供給する
分配チャンネルを形成する周辺環状マニホルド５２から
なる。このリングは内側を向いた径方向の穴５３−５３
を有し、好適には中空陰極放電を防止するため前記の穴
に挿入される階段状の焼結セラミック多孔性ガス拡散プ
ラグ５４−５４を有する。
【００３３】第２のガス注入装置Ｇ２は多孔性セラミッ
ク拡散ディスク５７を詰めた中央吸気穴５６を有する陽
極処理したアルミニウム等の材料でできた接地された、
あるいは浮動する、あるいはバイアスされたドーム頂部
プレート１７Ｔからなる。第３のガス注入源Ｇ３はウエ
ハ５の周辺に取り付けたリング状吸気マニホルド５８
（あるいはウエハを支持受台に保持するのに用いられる
クランプリング（図示せず）に内蔵されたガス取入口）
からなる。 例：ポリマー増強された選択度を用いたポリシリコン上
の酸化けい素エッチング 上記の通り、エッチャントおよび蒸着ガス、不動態化ガ
ス、希釈ガスその他から選択されたさまざまな種類のガ
スをＧ１からＧ３までの一つあるいはそれ以上の供給源
からチャンバーに供給して特定のエッチング・蒸着処理
および材料の必要条件を満足することができる。たとえ
ば、この誘導ソースアンテナ３０は非常に高い密度のプ
ラズマを提供し、チャンバーのドームプラズマ源領域１
６Ａ中のガスの解離に非常に有効である。したがって、
ポリマーを形成する種類のガスがＧ１あるいはＧ２を介
してドームに供給されると、解離度の高いガスがポリシ
リコンのコーティングを犠牲にしてドームの内部をコー
ティングすることができる。あるいはこのガスの解離度
が非常に高く保護コーティングを行うべきポリシリコン
表面に付着しない場合もある。この解決法として、C2F6
あるいはCF4 といったエッチャントをＧ１あるいはＧ２
を介して、あるいはＧ１とＧ２を介してプラズマ源領域
１６Ａに取り入れ、CH3FあるいはCHF3といったポリマー
を形成するガスを吸気口Ｇ３から供給して破壊的な解離
を生じることなくポリシリコン上に選択的にポリマーを
形成する方法がある。 例：けい素含有ガスの化学作用を用いたポリシリコン上
の酸化けい素エッチング ソース領域のガスの解離度が高いため、ふっ素含有ガス
（ふっ素が炭素と結合したものも含む）は通常、けい素
をエッチングし、したがって酸化物に対するエッチング
選択度を低下させる遊離ふっ素を生成する。高い選択度
が要求されるときは、けい素含有添加ガスを注入してこ
の遊離ふっ素の活動を止めてけい素エッチングを少なく
する。エッチャントガスとけい素含有添加ガスはＧ１と
Ｇ２を介して別々に導入することができる。あるいは、
Ｇ１もしくはＧ２を介して混合物として導入することが
できる。適切なふっ素消費けい素含有添加ガスとして
は、シラン（SiH4) 、ＴＥＯＳ、ジエチルシランおよび
四ふっ化けい素（SiF4) 等がある。
【００３４】ふっ素消費ガスとポリマー形成添加ガスを
同じ処理に用いてエッチングの選択度を向上させること
ができる。 例：酸化けい素蒸着 蒸着速度は酸素含有ガスおよびＯ2 やＡr2等の希釈剤を
Ｇ１もしくはＧ２を介して供給することによって、また
SiH4等のけい素含有ガスをＧ３を介して供給することに
よって向上させることができる。 3.差動ポンピング 図２は代替の真空ポンピング構成を示す。チャンバーの
底部、あるいはその近傍に接続される真空ポンピングシ
ステム２１に加えて、真空ポンプ３９が線３８を介して
ドーム１７内のプラズマ源領域１６Ａに接続される。ポ
ンピングシステム３９および２１の流量は、それらがプ
ラズマ源領域１６Ｂに垂直方向に圧力差ΔＰp を発生さ
せるように選択される。この圧力差ΔＰp は（１）プラ
ズマ源１６Ａからウエハ５への非荷電粒子の移動を防止
し、また（２）バイアス電圧によって電子やイオンとい
った荷電粒子に加えられる力Ｆb より小さい。ΔＰp の
ために、基のような非荷電粒子はウエハ５に到着せず、
むしろ主として頂部真空接続部３８から流出する。ＦDC
＞ΔＰp であることから荷電電子および荷電イオンは主
として加工領域に流れる。この方法はイオンではなく基
を選択的にウエハ加工領域外に置きたいとき有効である
ことは明らかである。この状況はたとえば、（１）ポリ
マー形成ガスの化学作用を用いるが、ポリマーがプラズ
マ源領域で形成されチャンバーの側壁に付着する、もし
くは所望のウエハ面に良好に付着しない場合、もしくは
（２）プラズマ源領域にふっ素基が形成される場合に起
こる。 4.ＲＦ電力、上部およびバイアスプラズマ源 １）上部あるいはアンテナプラズマ源 図１において、好適には上部プラズマ源３０のＲＦ電源
３１の動作周波数は密度の高いプラズマを発生して敏感
な装置への損傷を最小限とし、ＲＦ電力のプラズマへの
効率的な誘導結合を提供するように選択される。すなわ
ち、この動作範囲の上の周波数は“電流によって誘起さ
れる”損傷を最小限にするように制限される。動作周波
数の下限はプラズマへのＲＦ電力結合の効率が上がるよ
うに選択される。好適には、約１００ＫＨz から約１０
０ＭＨz までの範囲内のＬＦ／ＶＨＦ（低周波数から非
常に高い周波数まで）交流電力が用いられる。より好適
には、約１００ＫＨz から約１０ＭＨz までの範囲内の
ＬＦ／ＨＦ（低周波数から高周波数まで）電力が用いら
れる。最も好適には、約３００ＫＨz から約３ＭＨz ま
での範囲内のＭＦ（中波）電力が用いられる。 ２）下部あるいはバイアスプラズマ源 ウエハ支持カソード３２Ｃの交流電源４２はＲＦ電力を
プラズマに誘導結合して、それによって高周波電力によ
って行われるプラズマ密度制御から独立して制御される
カソードシース電圧およびイオンエネルギー等を含むさ
まざまな要素の制御を行う。バイアス周波数は多くの目
的を達成するように選択される。まず、周波数の上限は
敏感な装置への電流によって誘起されるチャージアップ
損傷を防止するように選択される。低い周波数が部分的
には電圧によって誘起される損傷を排除するために選択
される。また周波数バイアスが低ければ、基板の単位バ
イアス電圧あたりのウエハシース電圧（加熱を除く）は
高くなり、プラズマ密度への貢献は少なく、したがって
イオン密度とイオンエネルギーの独立的制御が向上す
る。しかし、バイアス周波数が低すぎると、イオンがウ
エハシース電界のＲＦ成分に追従し、それによってイオ
ンエネルギーが変調される。その結果、ピーク／平均エ
ネルギー比が高くなり、また（ピーク間）イオンエネル
ギー分布が広くなる。バイアス周波数が非常に低いと、
絶縁チャージアップが発生し、バイアス周波数制御の一
部においてイオンによって誘起される処理を不能にす
る。
【００３５】本出願人は以上の要注意事項が、プラズマ
源周波数範囲に対応するバイアス周波数範囲を用いるこ
とによって満足されることを発見した。すなわち、好適
にはバイアス電力は約１００ＫＨz から１００ＭＨz
（ＬＦ／ＶＨＦ周波数）の範囲内である。より好適には
バイアス電力の周波数は約１００ＫＨz から１０ＭＨz
（ＬＦ／ＨＦ周波数）の範囲内である。最も好適にはバ
イアス電力の周波数は約３００ＫＨz から３ＭＨz （Ｍ
Ｆ周波数）の範囲内である。 ３）上部プラズマ源とバイアスプラズマ源の連結動作 この発明の好適な特徴は電源４２によって供給される下
部あるいはバイアス電力を自動的に変更して一定のカソ
ード（ウエハ）シース電圧を維持することである。非対
象性の高いシステムにおいては低圧（＜５００mt）で
は、カソード３２Ｃで測定される直流バイアスはカソー
ドシース電圧の近似値である。下部電力は一定の直流バ
イアスを維持するために自動的に変更することができ
る。下部あるいはバイアス電力のプラズマ密度とイオン
流密度に対する影響は非常に小さい。上部あるいはアン
テナ電力はプラズマ密度と電流密度に非常に大きく影響
するが、カソードシース電圧に対する影響は非常に小さ
い。したがって、プラズマ密度とイオン流密度を規定す
るには上部電力を用い、カソードシース電圧を規定する
には下部電力を用いるのが望ましい。
【００３６】それにもかかわらずアンテナ３０を駆動す
るプラズマ源３１の高周波はマイクロ波あるいはマイク
ロ波ＥＣＲアプリケーションに用いられる周波数よりは
るかに低いため、より安価な電源によってより低い直流
電流で作動されるオプションのより小さい磁石を用いる
こともできる。この場合関連する熱負荷も小さくなる。
さらに、以上の説明から明らかなように、導波管の代わ
りに３１Ｃ等の同軸ケーブルを用いることができる。さ
らに、他の磁気増強されたあるいは磁気補助されたシス
テム中のＥ×Ｂ電子ドリフトによって引き起こされたプ
ラズマの不均一はここには存在しない。これは、印加さ
れる磁界（アンテナ３０を介して引火されるＨＦフィー
ルドの磁気成分と磁石８１によって印加される任意の静
磁界の両方）はカソードの電界とほぼ平行である。した
がってこのシステムにはＥ×Ｂドリフトはない。
【００３７】透磁率の高い材料で形成した磁気分路を用
いてプラズマ源（上部チャンバー１６Ａ）にＢフィール
ドを発生させウエハには発生させない。またオプション
として、永久磁石あるいは電磁石を、下部チャンバー１
６Ｂの周囲の通常Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ…Ｎ−Ｓという交互の
磁極構成の多極配列に置いてプラズマ源もしくはチャン
バー壁に多カスプ磁気ミラーを生成することができる。
磁石は垂直の棒磁石あるいは好適にはたとえば水平なリ
ング磁石とすることができる。かかる磁石は壁への電子
損失を低減し、それによってウエハを磁界にさらすこと
なくプラズマ密度とプラズマの均一性を向上させるのに
用いることができる。 ４）ＲＦ電源の結合と同期 上述したように、上部あるいはアンテナＲＦ電源の動作
の好適な周波数と下部あるいはバイアスＲＦ電源の動作
の好適な周波数は好都合なことに同じ範囲に入ってい
る。ここで選択することのできる構成として、これらの
二つのＲＦ電源を別々に使用する代わりに一つの電源源
に結合する方法がある。より一般的にいえば、三つのＲ
Ｆ信号（第３あるいは上部電極へのＲＦバイアスを含
む）のすべてを一つの電源から供給する、あるいはアン
テナと下部バイアスに一つの電源を用い、第３電極に第
２のプラズマ源を用いる、あるいは三つの別々の電源を
用いるといった可能性がある。別々の電源が用いられる
場合、考慮しなければならないことは別々のＲＦ信号の
周波数は等しくなければならないか、等しくなければな
らないとすればこれらの信号をなんらかの所望の位相関
係にロックしなければならないかどうかということであ
る。予備的な研究からこれらの質問に対する答は主に選
択された動作周波数によることがわかっている。二つあ
るいは三つのＲＦ電源に対して一つの周波数を選択でき
る場合、またその周波数がこのシステムが用いられる別
の加工について変更される可能性がない場合、単一のＲ
Ｆソースが論理的選択ということになる。上のサブパラ
グラフ１−３に論じた考察に基づいて、これらのプラズ
マ源に対して異なる周波数が必要である場合、あるいは
異なる加工に用いるために周波数を変更しなければなら
ない場合、別々のＲＦ電源が必要になる。別々の電源源
があり、同じ周波数が選択される場合、位相同期が問題
になる。たとえば、プラズマ源はアンテナへのＲＦ電圧
入力と下部あるいはウエハ電極へのＲＦ電圧入力の間の
位相角が加工の繰り返し精度を最適化するために選択さ
れた一定の値に維持されるように同期することができ
る。約１０ＭＨz以上といった高い周波数では、動作は
位相あるいは周波数の同期とは無関係と見られる。 5.アンテナの同調と負荷 １）同調 通常、アンテナ３０は（１）発電器３１の周波数をアン
テナと共振するように変化させることによって、あるい
は（２）共振に同調するためにアンテナに接続された別
の共振要素によって共振に同調される。たとえば、この
同調要素は可変のインダクタンス−アース、あるいは可
変のキャパシタンス−アースとすることができる。
【００３８】誘導同調および容量性同調は共振周波数を
低下させることに注意しなければならない。したがって
このシステムを望ましい最も高い共振周波数となるよう
に構成してキャパシタンスあるいはインダクタンス同調
変数を用いるさいに共振周波数の低下に対処するように
することが望ましい。自動同調は好適であり、インピー
ダンス位相／振幅検出器を用いて同調／負荷変数を駆動
することによって実行することができる。図６と９節を
参照。また、反射電力ブリッジあるいはＶＳＷＲブリッ
ジを用いて同調変数と負荷変数の両方を駆動することが
できるが、反復が必要である。 ２）ローディング 導電性、容量性、あるいは誘導性負荷手段Ｌを用いてプ
ラズマ源アンテナ３０をＲＦ発電器３１と接続用同軸ケ
ーブル３１Ｃのインピーダンスに一致させることができ
る。たとえば、タップあるいはワイパを５０オームある
いは３００オーム近辺あるいはアンテナ上の他の発電器
出力インピーダンス位置にオーミックに接触させること
ができる。また、可変インダクタンスあるいは可変キャ
パシタンスをアンテナ上の発電器出力インピーダンス点
５０に接続することもできる。 ３）同調回路と負荷回路 図４および図９において、好適にはプラズマ源アンテナ
３０と一体でプラズマ源を共振に紅潮させる同調手段Ｔ
が設けられる。また、一体負荷手段Ｌがプラズマ源アン
テナ３０の入力インピーダンスを関連の発電器３１（あ
るいは伝送線３１Ｃ）の出力インピーダンスに一致させ
るために用いられる。図４において、ある側面において
は、同調手段Ｔはアンテナ３０の一端とＲＦアースの間
に電気的に接続された可変キャパシタンスである。
【００３９】図５に示すように、また別の側面において
は、負荷手段Ｌはアンテナの一端とＲＦアースの間に電
気的に接続された可変キャパシタンスとすることができ
る。また、この負荷手段はアンテナにＲＦ入力電力を加
える可変位置タップ６０とすることができる。図６を参
照されたい。図７に示す好適な組合せにおいて、同調手
段Ｔはアンテナ３０の一端とＲＦアースの間に電気的に
接続された可変キャパシタンスであり、負荷手段Ｌはア
ンテナの他端とＲＦアースの間に電気的に接続された別
の可変キャパシタンスである。この構成では、ＲＦ入力
電力はタップを介して、すなわちアンテナに沿ってある
いはそのいずれかの端部に設けられたタップを介してア
ンテナに印加することができる。図８を参照されたい。
また、ＲＦ電力入力接続部６６を図９に示すように負荷
可変キャパシタンスＬとアンテナ３０の端部の接続部に
配置することができる。 6.ソース／バイアス加工制御 また、この発明は十分に高いバイアス電圧を用いて高い
二酸化けい素エッチング速度を提供し、バイアス電圧を
低い値に周期的にパルス化することによって、二酸化け
い素等の材料のエッチング速度が上がり、けい素等の材
料と比較して二酸化けい素のエッチング選択度が増すと
いう発見を含んでいる。 １）パルス／変調バイアス−エッチング速度と選択度の
向上 図１０において、通常二酸化けい素SiO2等の材料のエッ
チング速度は、バイアス電圧が上がるにつれて増大す
る。したがって、バイアス電圧を上げれば酸化物のエッ
チング速度が上がる。しかし、残念ながらけい素／ポリ
シリコン等の集積回路構造中の関連する材料のエッチン
グ速度もまたバイアス電圧につれて上がる。したがっ
て、非常に高い二酸化けい素エッチング速度を提供する
十分な大きさのバイアス電圧を用いると、けい素エッチ
ング速度は（酸化物エッチング速度よりいくぶん低い
が）高すぎる値になり、選択度が低下する。二酸化けい
素をエッチングするさいには、高い直流バイアス電圧Ｖ
h の特徴である高い酸化物エッチング速度と低い直量バ
イアス電圧Ｖ1 の特徴である比較的低いけい素エッチン
グ速度の組合せ、したがって高い酸化物選択度を得るこ
とが非常に望ましいことはきわめて明白である。
【００４０】ここで図１１の直流バイアス電圧波形７０
を見ると、Ｖh とＶ1 の特性を組み合わせるという前の
パラグラフで示した一見矛盾する目的は実際には高ベー
スライン直流バイアス電圧Ｖh を用い、この電圧を低い
値Ｖ1 に周期的にパルス化あるいは変調することによっ
てポリマー形成エッチング処理（けい素等の材料の上に
エッチング抑制ポリマーを形成する処理）において達成
される。Ｖ1 はけい素エッチングとけい素蒸着の間の交
差点／電圧６８（図１０）以下であり、酸化物交差点／
電圧６９以上である。その結果、保護ポリマーがけい素
上に蒸着され高速エッチング電圧Ｖh に復帰する間エッ
チングを抑制するが、Ｖh での酸化物のエッチングをに
重大な抑制を加えるような蒸着は酸化物上に発生しない
か、発生しても不十分である。好適には、Ｖ1 はポリマ
ー上の蒸着を特徴とするが、少なくとも酸化物のわずか
なエッチングである。この発明の一実施例においては、
パラメータＶh （高直流バイアス電圧）、Ｖ1 （低直流
バイアス電圧）、Ｐw （低電圧Ｖ1 のパルス幅）、およ
びＰrp（低電圧パルスと高電圧パルスのパルス繰返し率
あるいは結合された幅）の値はそれぞれ−４００Ｖ、−
２２５Ｖ、約0.１秒、および約１秒である。 ２）２周波数バイアス 代替の方法を図１２の直流バイアス電圧波形７１によっ
て示す。比較的低い周波数電圧変動が基本バイアス電圧
周波数に重畳される。たとえば、低い周波数Ｔ 2 ＜２５
ＫＨz （好適には５−１０ＫＨz ）をベース高周波Ｔ1
＜２ＭＨz に重畳あるいは混合される。酸化けい素は絶
縁体である。けい素／ポリシリコンは通常非常に薄い固
有酸化物層しか持っていない。したがって、低周波数Ｔ
2 の直流バイアス電圧変動は酸化物表面には見られな
い。なぜなら、これは帯電しているためである。しか
し、基本的に絶縁されていないポリシリコンは低周波数
Ｔ2 サイクルの低電圧のエクスカーション７２（Ｖ1 ）
中に保護層を形成することによって前述したものと同様
の態様で低周波数Ｔ2 に反応する。この低周波数で形成
した層は高周波数Ｔ1 サイクルの変動する高電圧エクス
カーション７３中、エッチングを不能とする。前述した
ように、二酸化けい素の絶縁性によってＴ2 の低電圧エ
クスカーション中、エッチング抑制蒸着を不能とし、酸
化物エッチングがＴ1 サイクルの高電圧部分の期間に抑
制されることなく進行する。
【００４１】つまり、低周波数サイクルＴ2 の低電圧エ
クスカーション７２中にけい素上に保護層が形成され、
蒸着を抑制することなく酸化物を急速にエッチングする
高周波数サイクルＴ1 の高電圧エクスカーション７３中
のけい素エッチングを抑制する。その結果、上述したパ
ルス／変調による方法の場合と同様に、高い酸化けい素
エッチング速度、比較的低いけい素エッチング速度およ
び酸化物に対する高いエッチング選択度が得られる。パ
ルス／変調法は現在２周波数バイアス法により好適であ
ることに注意しなければならない。これは前者が精密な
制御を行うことができるためである。 7.ファラデーシールド 入力端に負荷コンデンサＬ、他端に同調コンデンサＴ、
また入力端に比較的低い電圧、他端にそれよりはるかに
高い電圧を有する典型的なアンテナ３０のコイル構成に
ついて考察する。グラウンドに近いコイルの最下部の巻
線は低電圧ＲＦ入力に接続されている。通常、プラズマ
はガスの分解を静電的に開始することによってプラズマ
を開始する同調端に近い比較的高電圧の巻線の静電界に
さらされる。分解の開始に続いて、プラズマへの結合は
主として電磁的すなわち誘導的なものになる。このよう
な動作は周知である。定常状態の条件下では、通常、静
電結合と電磁誘導結合の両方が存在する。電磁結合の方
が優勢であるが、加工の種類によっては静電界に敏感な
ものもある。たとえば、ポリシリコンのエッチングには
酸化物のエッチングを防止するために低エネルギー粒子
と低エネルギー衝撃が必要である。
【００４２】図１および図１５について説明すると、定
常状態の静電界を減少させるには、この発明のチャンバ
ーにはオプションとしてファラデーシールド４５を内蔵
することもできる。図１５Ａに示す実施例における構造
は、ドーム壁１７Ｗとアンテナ３０を取り囲む接地され
た間隔を置いた軸方向に伸長するポストあるいはバーそ
の他の円筒状の配列からなる、“単一”ファラデーシー
ルド４５Ｓと呼ばれるものである。この単一シールドは
大きな間隔をおいた構成からシールドの各部分の間の間
隔が非常に小さい構成までさまざまな態様とすることが
できる。
【００４３】図１５Ｂはその一方のバーが他方の間隔に
重なるように間隔をおいた一対の同心のシールドからな
るいわゆる“全”ファラデーシールド４５Ｆを示す。こ
れは、シールドを通る電界線の視線路を排除し、それに
よって静電界を分路する。ファラデーシールド４５Ｓお
よび４５Ｆにはさまざまな構成が可能であるが、現在好
適な構成は、図１に垂直断面図で示す外向きのフランジ
の付いた導電性の端部の開放した円筒状の構成である。
単一壁あるいは二重壁の開口を設けたフィールド面４
６、４７、４８がアンテナの頂部、内面（ソース）およ
び底面の周りに伸長し、グラウンド側４９（ここは開放
していなくてもよい）がアンテナの外側に位置する。こ
の構成によれば、アンテナ３０からの電磁波の軸方向の
磁気成分がプラズマ１６を生成するアンテナの平面に平
行な閉ループ電界を誘起することを可能にする。しか
し、シールド４５はグラウンドへの直接電界成分を容量
的に分路し、高周波電磁エネルギーの直接電界成分がプ
ラズマに結合するのを防止する。シールド４５を用いる
と、アンテナの変動する電圧が容量性変位電流結合のマ
ックスウェル方程式にしたがってプラズマに結合する。
これによってプラズマ密度とウエハ５のエネルギーに不
均一性と勾配が誘起され、加工の不均一性や高エネルギ
ー荷電粒子が発生する可能性がある。積分形式で表した
ファラデーの法則によれば面を通る変化する磁界によっ
てその面に閉じた電界が発生しなければならない。この
現象を微分形式で表すマックスウェル方程式は誘起され
た電界のうずは磁界の変化の負の時間率に比例すること
を示している。正弦励起の場合、誘起されたＥは変化す
るＢフィールドの放射周波数およびそのピーク振幅に比
例する。
【００４４】つまり、不連続あるいはスリットの入った
あるいは分割されたファラデーシールドはコイルからの
変化する電磁界に対するシールドの短絡効果を最小限に
し、うず電流損失を低減し、高周波の軸方向の磁界のプ
ラズマへの結合を可能にし、プラズマを生成する閉ルー
プ電界を誘起するが、この電界（これはアンテナ上で変
化する）のプラズマへの直接結合を不能にし、それによ
ってプラズマの不均一性や高エネルギー荷電粒子に対す
る処理の不均一性といった損失を排除する。 8.磁界の制限と増強 １）制限 円筒／ドームプラズマ源の壁１７Ｗにおける損失（プラ
ズマ密度の低下）を低減するために、周辺の環状（浅
い）磁界を発生する磁気装置が設けられている。図１３
の水平断面図に示す好適な構成では、この磁界は軸方向
の永久磁石あるいは電磁石７６−７６を近接して配置し
た“バケツ”あるいは円筒状の多極配列によって提供さ
れ、磁石はそれぞれがその短尺方向に着磁されて閉じた
交番磁極の周辺−Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ−磁界Ｂを形成する。
この多極配列はドーム壁に他カスプ磁気ミラー７７を生
成する。また、この配列は水平なリング磁石とすること
もできる。かかる磁石は壁１７Ｗの電子損失を低減し、
ウエハを磁界にさらすことなくプラズマの密度と均一性
を向上させる。
【００４５】また同様に、永久磁石あるいは電磁石を下
部チャンバー１６Ａの周囲に、通常はＮ−Ｓ−Ｎ−Ｓ…
Ｎ−Ｓの交番する構成の多極配列に配置して、チャンバ
ー壁に多カスプ磁気ミラーを発生させることもできる。
これらの磁石は垂直方向の棒磁石とすることができ、ま
た好適にはたとえば水平なリング磁石とすることができ
る。かかる磁石は壁の電子損失の低減に用いることがで
き、それによってウエハを磁界にさらすことなくプラズ
マの密度と均一性が向上する。さらに、磁石の放射状の
配列を円筒状プラズマ源のドームの頂部あるいは頂部プ
レート１７Ｔ上に取り付けて頂部での損失を低減するこ
ともできる。
【００４６】図３について説明すると、基板加工領域１
６Ｂ中のプラズマは、ほぼ平面状をなす磁石の格子をプ
ラズマ源領域の底部と加工領域の頂部に配置することに
よって、発生あるいはプラズマ源領域１６Ａ中のプラズ
マから減結合することができる。この磁気格子は、上述
したバケツ構成と同様に近接したほぼ平行な磁気バー７
８−７８からなり、その短尺方向にＮＳ着磁されて磁力
線が一つのバーから出て次のバーで終了する平面構成の
−ＮＳ−ＮＳ−ＮＳ−磁界を提供する。その結果得られ
るプラズマ源の開口部１５にかかるほぼ平面状の磁気フ
ィルター７９が磁界をこの平面とプレートの領域に制限
し、プラズマ源にもウエハ領域にも侵入しない。
【００４７】Ｆ＝ｑＶ×Ｂの関係から、プラズマ源の高
エネルギー／高速電子はこの磁界７９によってイオンよ
りも高い程度で曲げられ、あるいははね返され、基板加
工領域に貫入することができない。これによって加工領
域１６Ｂ中の高エネルギー電子の密度が低下し、同領域
のプラズマ密度が低下する。加工領域とプラズマ源領域
は減結合される。
【００４８】このフィルターによる磁気制限法は小型シ
ステムのプラズマ領域を減結合するのに特に有効であ
る。すなわち、たとえば基板上のイオン密度を高くする
ことなく高い基密度を提供し、同時にコンパクトさを維
持する。ある好適な構成では、フィルター磁気制限は空
気冷却用の中空のバーと細長い磁石を有する機械仕上げ
のアルミニウム板を用いて実施される。
【００４９】バケツ磁気制限構成とフィルター磁気制限
構成を一緒に用いることもできる。 ２）増強 上述したように、図３に示す一つあるいはそれ以上の
（好適には少なくとも二つ）永久磁石あるいは電磁石８
１−８１を用いてアンテナコイルの水平面と高周波ＲＦ
放射アンテナによって誘起される電界の両方に対して直
角をなしまたそれらを通るほぼ軸方向の静電界を形成す
ることができる。好適にはつぎに説明するように、三種
類の磁界、すなわち均一磁界、発散磁界あるいは磁気ミ
ラーのうちの一つが用いられる。
【００５０】図１４（Ａ）について説明すると、磁石８
１−８１によってウエハ５に直角に加えられる同質の軸
方向の均一な磁界８２は電子の運動を壁に制限する。イ
オンが高周波磁界変動に追従できないため、イオンは電
子の不足にしたがってウエハ上のプラズマ中に集まる。
最大限の効率を得るには、この磁界あるいは他の静磁界
を高周波電磁界で共振に同調することができる。Ω＝２
πＦ＝Ｂｅ／ｍ、ここでＢは磁束密度であり、ｅとｍは
それぞれ電子の電荷と質量である。
【００５１】軸方向の発散磁界８３の概略を図１４
（Ｂ）に示す。磁気モーメントの保存により、磁界の軸
勾配が円並進エネルギーを軸並進エネルギーに変換し、
電子とイオンを強い磁気領域からより弱い磁気領域に駆
動しようとする。発散磁界は電子とイオンをプラズマ発
生領域から押し出しプラズマをウエハに集中させるのに
用いることができる。
【００５２】図１４（Ｃ）と図１４（Ｄ）について説明
すると、ふくらし磁界あるいは助成磁界８４（図１５
（Ｃ））とカスプ状あるいは対向磁界８５（図１５
（Ｄ））を示している。これらのいわゆる“磁気ミラ
ー”磁界のそれぞれの効果は軸方向発散磁界の効果と同
様である。荷電粒子が比較的強い磁界領域から比較的弱
い中央の領域に駆動される。
【００５３】磁石を選択的に配置し、また単一あるいは
複数の磁石によって提供される磁界の強さを選択および
変化させることによって、関連する均一な発散磁界ある
いは磁気ミラー磁界を制御された態様とし、ウエハのプ
ラズマ密度を増大させる。磁気ミラー磁界の場合、最大
のプラズマ密度増強を得るための好適なウエハ位置は張
り出しあるいはカスプ上あるいはそれに密接する位置で
あり、これによって最大限のプラズマ密度増強が得られ
る。
【００５４】アンテナのボリュームに軸方向の磁界を用
いてプラズマの生成を向上させたいがウエハ上では磁界
を排除したいという場合がある。（軟鉄用のニッケルあ
るいは鋼鉄等の）の高透磁性材料でできた環状のディス
クを磁石とアンテナの平面の下ウエハ５の上に介装する
ことができる。 3.抽出 適当な磁界を用いてイオンと電子をウエハ方向に抽出す
ることができる。 9.制御システム 以下の定義は図１６に示す制御システムについて用い
る。
【００５５】Psp 電力設定点 Pf 正方向電力（電源に配置した方向性結合器によ
って測定） Pr 反射電力 （電源に配置した方向性結合器によ
って測定） ｜Ｚ｜ インピーダンスの大きさ ＜phi インピーダンスの位相 Tsp 同調設定点 Lsp 負荷設定点 Tfb 同調フィードバック（測定値） Lfb 負荷フィードバック（測定値） 図１６は電源を含む各種の構成要素を制御するための代
表的なシステムのブロック図である。ここで、システム
コントローラ８６はアンテナ電源３１、インピーダンス
ブリッジ８７、アンテナ３０、バイアス電源３１、イン
ピーダンスブリッジ８８、整合ネットワーク４３、およ
びカソード３２とインターフェースされている。イオン
束密度とイオンエネルギーに対して選択された処理パラ
メータ、アンテナ電力および直流バイアスがコントロー
ラ８６への入力として供給される。また、コントローラ
８６はガス流、チャンバー圧力、電極あるいはウエハの
温度、チャンバーの温度、その他のパラメータを制御す
る。コントローラはアンテナ３０に接続された Tsp１ラ
インおよび Lsp１ライン上に信号を発することによって
初期の同調１および負荷１の条件を設定することができ
る。また、コントローラは整合ネットワーク４３に接続
された Tsp２ラインおよび Lsp２ライン上に信号を発す
ることによって初期の同調２および負荷２の条件を設定
することができる。通常、これらの条件はプラズマの開
始（ガスの降伏）を最適化するように選択される。電力
はまずアンテナ３０あるいはカソード３２のいずれかま
たはその両者に同時に印加することができる。コントロ
ーラ８６はアンテナ電源３１への Psp１ラインとバイア
ス電源４２への Psp２ライン上に同時にあるいは順次
（順次はどちらが先でもよい）電力設定点を発する。
【００５６】電子なだれ降伏がガス中で急激に発生し、
プラズマが生成される。コントローラ８６はアンテナ３
０との間の正方向電力（Pf１）および反射電力（Pr１）
を監視し、またカソード３２との間の正方向電力（Pf
２）および反射電力（Pr２）を監視する。直流バイアス
（カソード−アノード直流電圧）もまたコントローラ８
６に示すように監視される。コントローラは（ａ）正方
向電力Pf１および反射電力Pr１あるいは（ｂ）インピー
ダンスの大きさ｜Ｚ１｜とインピーダンスの位相＜phi
１のいずれかに基づいてライン Tsp１および Lsp１上に
設定点を発することによってコイル同調１および負荷１
のパラメータを調整する。ブリッジ８７はコントローラ
にインピーダンスの大きさと位相角の情報を与える。ア
ンテナ３０は反射電力Pr１がほぼゼロであるとき、また
インピーダンス（大きさと位相｜Ｚ１｜＜phi ）がコイ
ル電源出力インピーダンスの複素共役であるときマッチ
ングしている。（ゼロ反射電力条件と共役インピーダン
ス条件は同時に発生する。したがって、反射電力が最小
化されるか、インピーダンスが整合するかのいずれかで
あり、その結果は同じになる。あるいは、ＶＳＷＲ（電
圧定在波比）あるいは反射係数が最小になる。）コント
ローラ８６は（ａ）正方向電力Pf２および反射電力Pr２
あるいは（ｂ）インピーダンスの大きさ｜Ｚ２｜とイン
ピーダンスの位相＜phi ２のいずれかに基づいてライン
Tsp２および Lsp２上に設定点を発することによってカ
ソード３２と整合ネットワーク同調２および負荷２のパ
ラメータを調整する。ブリッジ８８はコントローラにイ
ンピーダンスの大きさ｜Ｚ２｜と位相＜phi ２の情報を
与える。アンテナのマッチングと同様に、反射電力Pr２
がほぼゼロであるとき、またインピーダンス（大きさ｜
Ｚ２｜と位相＜phi ２）がバイアス電源５０４出力イン
ピーダンスの複素共役であるときマッチングが起こる。
直流バイアスはコントローラ８６によって監視される。
コントローラ８６はバイアス電源の出力電力を変化させ
て所望の測定直流バイアスを得る。コントローラ８６は
直流バイアスの所望の値から直流バイアスの測定値を減
算する。その差が負である場合、バイアス電源４２の出
力が上げられる。その差が正である場合、バイアス電源
の出力が下げられる（バイアス電源の出力が高いほど直
流バイアスは負の方向に大きくなる。）この方法によれ
ば、比例制御、比例積分制御、あるいは比例積分微分制
御あるいはその他の制御を用いることができる。
【００５７】また、バイアス電源４２の出力を調整して
一定の直流バイアスを維持するこの実施例に替わって、
定バイアス電源出力を用いることもできる。上述した直
流バイアスサーボマッチング技術に加えて、ピーク−ピ
ークＲＦ電圧へのサーボによっても自動同調を行うこと
ができる。この後者の方法はたとえば計器の駆動用の電
流を提供するのにカソードとアノードに十分な導電面積
を必要とするある種のエッチング処理においては有効で
あることがある。ポリマーコーティング技術を用いると
これらの導電領域が不動態化され、電流によって計器が
飽和することを防止して有効な読みが得られる。それと
対照的に、ピーク−ピークＲＦ電圧の方法は特に好適な
周波数範囲に関連する低周波数においては影響を受けな
い。測定値はカソードではなくチャンバーに近い整合ネ
ットワーク４３で得ることができる。
【００５８】コントローラ８６は中央制御装置あるいは
制御装置の分散形システムとすることができる。感度の
よいウエハ装置構造を得るにはターンオン／ターンオフ
シーケンスが重要である。一般に、プラズマ源を始めに
オンして最後にオフするのが好適である。これはこの方
法によればシース電圧の変化を最小限にできるためであ
る。アプリケーションによっては、バイアスを先にオン
する方がよい場合もある。 10. 伝送線構造 参照した特許出願米国特許559,947 号に詳細に説明して
いるように、適正な同軸伝送線の設計には、低い特性イ
ンピーダンスを介した給電、整合ネットワークからウエ
ハまでの短い伝送線、そして伝送線に沿ったリターンパ
スが必要である。この設計条件はカソード３２Ｃ、同心
環状導体３２０、およびカソード３２Ｃを取り囲むカソ
ードを同心環状導体３２０から絶縁し、降伏の可能性の
あるプロセスガスを置換する非孔質の低損失絶縁体３２
Ｉからなる図１に示す一体伝送線構造３２によって満足
される。たとえば、TeflonTMや石英の材料は絶縁耐力が
高く、比誘電率が低く、損失が少ないため好適である。
この構造の入力側は次に説明する方法で整合ネットワー
クに接続されている。絶縁されたカソード３２Ｃと外側
導体３２０は整合ネットワーク４３とプラズマ１６の間
に別々の電流路を提供する。一つの可逆電流路は整合ネ
ットワークからカソード３２Ｃの外周に沿ってチャンバ
ー（電極）の表面のプラズマシースに向かう。第２の可
逆路はプラズマ１６からチャンバー癖１２の上部の内側
の部分に沿って次に導電性排気マニホルドスクリーン２
９に沿って外側導体３２０の内部を経て整合ネットワー
クに向かう。排気マニホルドスクリーン２９は均一径方
向ガスポンピングシステムとＲＦ電流のリターンパスの
一部をなすことに注意しなければならない。
【００５９】交流エネルギーの印加中、ＲＦ電流路の方
向は交互に図示する方向とその逆の方向になる。伝送線
構造３２は同軸ケーブル型の構造であるため、またより
詳細にはカソード３２Ｃの内部インピーダンスが（その
外側に比べて）高いため、ＲＦ電流は同軸伝送線の態様
でカソード３２Ｃの外面と外側導体３２０の内面に流れ
る。表皮効果によってＲＦ電流が伝送線の表面の近くに
集中し、電流路の有効断面積が減少する。たとえば直径
４−８インチといった大きなウエハとそれに対応する大
径のカソード３２Ｃおよび大径の外側導体３２０を用い
ると、有効断面が大きくなり、低インピーダンス電流が
この伝送線構造を流れる。
【００６０】また、同軸型伝送線構造３２がその特性イ
ンピーダンスＺ0 に等しい純抵抗で成端される場合、整
合ネットワークは伝送線の長さと無関係に一定のインピ
ーダンスＺ0 を有する。しかし、実際にはこのようには
ならない。それはプラズマはある範囲の圧力と電力にわ
たって動作し、さまざまなガスからなり、これらのガス
が集合的にプラズマが伝送線３２の終端で提供する負荷
インピーダンスＺ1 を変化させるためである。負荷Ｚ1
は理想的でない（すなわち無損失でない）伝送線３２に
整合していないため、伝送線上にある定在波が伝送線と
整合ネットワークの間の抵抗損失、誘電損失その他の損
失を増大させる。整合ネットワーク４３は定在波や整合
ネットワークの入力から増幅器あるいは電源４２までの
損失を除去するのに用いることができるが、整合ネット
ワーク、伝送線３２、およびチャンバー内のプラズマは
伝送線３２と整合ネットワーク４３の間の抵抗損失、誘
電損失その他の損失を増大させる共振系を構成してい
る。つまり、負荷インピーダンスＺ1 は損失と整合しな
いが、Ｚ1 ＝Ｚ0 のおき損失は最小限になる。
【００６１】負荷の不整合に起因する損失をなくすため
に、同軸型伝送線構造３２はプラズマ動作に伴う負荷イ
ンピーダンスの範囲に最も適した特性インピーダンスＺ
0 を持つように設計される。通常、上述の動作パラメー
タ（例：バイアス周波数範囲は約0.３−３ＭＨz ）と考
察している材料に対しては、プラズマから伝送線に与え
られる直列等価ＲＣ負荷インピーダンスＺ1 は約１０オ
ームから１００オームの範囲の抵抗と約５０ピコファラ
ドから約４００ピコファラドの範囲のキャパシタンスか
らなる。したがって、伝送線特性インピーダンスＺ0 の
最適値としては、負荷インピーダンス範囲の中間、すな
わち約３０オームから５０オームが選択される。
【００６２】整合ネットワークの見るプラズマインピー
ダンスの変形を避けるために伝送線３２は非常に短いも
のでなければならない。好適には、伝送線は１／４波長
（λ／４）よりはるかに短い。より好適には約（0.０５
−0.１）λである。また、電力結合をより効率的に行う
ためには、帰り導体３２０の内径（断面寸法）は中央導
体３２Ｃの外径（断面寸法）より著しく大きいものであ
ってはならない。
【００６３】つまり、このチャンバーは整合ネットワー
ク３１からの電力をプラズマ３３に結合する伝送線構造
を内蔵している。この伝送線構造は（１）プラズマイン
ピーダンスの変形を防止するために対象とする周波数に
おける１／４波長に比べて非常に短いかあるいは半波長
にほぼ等しいのが好適であり、（２）プラズマと整合ネ
ットワークの間の線上の定在波の存在に起因する損失を
抑制するように選択された特性インピーダンスＺ0 を有
し、（３）断面寸法が中央導体の断面寸法よりさほど大
きくない外側導体路を用いる。 11. チャンバー温度制御 反応装置チャンバーシステム１０に組み入れることので
きる温度制御機能には、吸気マニホルドの内部もしくは
外部温度をある一定の値の上下に、あるいはある一定の
範囲内に維持するための流体伝熱媒体の使用、カソード
３２Ｃの抵抗加熱、カソード３２Ｃの流体伝熱加熱ある
いは冷却、ウエハ１５とカソード３２Ｃの間のガス伝熱
媒体の使用、チャンバー壁１２−１４もしくはドーム１
７を加熱あるいは冷却するための流体伝熱媒体の使用、
およびウエハ１５をカソード３２Ｃに拘束するための機
械手段あるいは静電手段が含まれるが、これらには限定
されない。かかる機能はここで参照した同時譲渡された
１９８９年１０月１０日付け米国特許第4,872,947 号お
よび同時譲渡された１９８９年６月２７日付け米国特許
第4,842,683 号に開示している。
【００６４】たとえば、再循環閉ループ熱交換器９０を
用いて流体、好適には誘電流体を、流路９１に概略を示
すようにウエハ支持体／カソード３２Ｃのブロックおよ
び受台に流して、ウエハ支持体を冷却（もしくは加熱）
することができる。酸化けい素エッチングの場合、たと
えば−４０℃の誘電流体温度が用いられる。上述したよ
うに、ウエハ５とウエハ支持体３２の間の熱の伝達はウ
エハと支持体の界面のヘリウム等の不活性ガス伝熱媒体
によって増強される。
【００６５】チャンバー壁とドームは空気の対流（吹き
出された空気）もしくは誘電流体熱交換器によって加熱
もしくは冷却することができる。たとえば、閉回路熱交
換器９２は通路９３に沿ってチャンバーの側壁に加熱か
ら冷却までたとえば＋１２０℃から−１５０℃までの範
囲の制御された温度で誘電流体を再循環させる。同様
に、ドーム側壁１７Ｗと頂壁１７Ｔは通路９５、９７に
沿って流体を再循環させる熱交換器９４、９６によって
加熱もしくは冷却することができる。
【００６６】代替の誘電体熱制御システムにおいては、
アンテナコイル３０はドームの二重壁１７Ｗの間に再循
環する誘電流体に浸された状態で配置される。別の代替
のドーム誘電流体熱制御法では、アンテナ３０のコイル
が高温プラスティックあるいはTeflonTM中に封じられ、
伝熱性サーマルグリースがこの封入されたアンテナとド
ームの間に塗布され、中空のコイルが誘電流体をこのコ
イルに流すことによって加熱もしくは冷却される。ＲＦ
エネルギーもまたコイルに加えられ、またプラズマに近
接していることから、誘電油は、許容できる流量での効
率的熱伝達のための高い固有比熱および密度に加えて、
良好な誘電および絶縁特性さらに高い沸点を持っていな
ければならない。適当な誘電流体としてはDuPontの販売
するSilthermがある。 12. ３電極構成 図１について説明すると、現在の好適な実施例ではこの
チャンバーは新しいプロセス制御と改善を可能とする独
特の３電極構成を内蔵している。この構成はカソード
（好適にはウエハ支持電極３２）、アノード（好適には
チャンバー側壁および底壁）および頂部電極からなり、
頂部電極はドームの頂部プレート１７Ｔである（あるい
はこれを含む）。図１に示すように、頂部電極は浮動、
接地されたもの、あるいはＲＦ電源４０に接続されたも
のである。頂部電極はさまざまな構成を含み、さまざま
な材料で構成することができる。すなわち、導電性材料
（好適にはアルミニウム）、陽極処理したアルミニウム
等の誘電体コーティングした材料、アルミニウム−けい
素合金等のけい素あるいはけい素含有材料からなり、あ
るいはけい素ウエハのような犠牲けい素部材１７Ｓを含
むがシリコンウエハには限定されない。 １）接地された第３の電極 接地された頂部プレート１７Ｔは（壁１２によって与え
られる従来の基準に対して）バイアス電圧の接地基準面
を向上させ、その結果プラズマ源１６Ａから加工領域１
６Ｂへのイオン抽出を増強し、したがって加工速度（エ
ッチング速度等）を増大させる。さらに、接地された頂
部プレートは（プラズマ源で生成された）プラズマとウ
エハの結合を向上させる。 ２）バイアスされた第３電極 ＲＦバイアスされた第３の電極を（けい素含有部材を含
むあるいはけい素含有部材に覆われた電極を用いた）自
由けい素のソースプラズマへの供給と組み合わせて用い
ると、エッチング速度や選択度を含むさまざまな加工特
性が向上する。ソースプラズマの強い解離特性に助けら
れて、けい素は気相に入り、自由ふっ素と結合／除去す
る。（ソースプラズマの解離特性からふっ素含有ガス化
学作用をたとえば酸化物エッチングに用いると、高い濃
度が得られる。これによって酸化物のエッチング速度が
上がるがポリシリコン等の関連のウエハ材料のエッチン
グ速度も上がり、したがってポリに対する酸化物の選択
度が下がる。）自由けい素によるふっ素除去によって、
チャンバー上や酸化物の側壁上の蒸着を含めたポリマー
蒸着の傾向のより少ない、いわゆる“より軽い”ポリマ
ー化学作用の使用が可能になる。その結果、酸化物エッ
チング速度が上がり、ポリに対する酸化物の選択度が上
がり、酸化物エッチングの異方性と垂直プロファイルが
増強され、マイクロローディングが提言される。さら
に、自由けい素は重合反応に影響し、けい素上で酸化物
に対してより安定した不動態化ポリマーの蒸着を発生さ
せ、ポリシリコンのエッチング速度の抑制が向上し、け
い素に対する酸化物の選択度が上がる。
【００６７】さらに、犠牲けい素含有第３電極はＣＯも
しくはＣＯ2 添加剤等の炭素および酸素含有ガスの使用
と相乗的に動作してポリシリコン表面にポリマーを形成
する。これによってけい素エッチングの抑制が大きくな
り、けい素に対する酸化物の選択度が高くなり、酸化物
上のポリマー側壁蒸着が増大し、したがってエッチング
の異方性と酸化物の垂直側壁エッチプロファイルが向上
する。ここでは、“相乗的”ということばをあえて用い
ているが、これは炭素および酸素含有ガス化学作用と犠
牲けい素含有電極の使用の組合せから得られる以上の加
工の改善が、単にこれら二つの特徴の個々の利点が加わ
るというよりはるかに大きいためである。さらに、これ
らの特徴をＣＨＦ3 主エッチャントを含むガス化学作用
に用いても酸化物エッチング速度が上がり、他のふっ素
化学作用に比べてポリシリコンエッチング速度が低下す
るという点で相乗効果がある。 例：酸化けい素上でのポリシリコンエッチング けい素ウエハ上の酸化けい素の上にポリシリコンのエッ
チングを、この発明の３電極チャンバー内で約２mtから
約２０mtの範囲の圧力、５０ccの塩素（Cl2 ）エッチャ
ントガス流量（マニホルドＧ１のみ）、１５００ワット
の電源電力、２０ボルトのバイアス電圧、および接地さ
れた頂部電極（けい素なし）を用いて行った。その結
果、３５００−４０００オングストローム／分のポリシ
リコンエッチング速度、垂直なエッチングプロファイ
ル、および酸化物に対して＞１００：１のポリシリコン
の選択度が得られた。 例：酸化けい素蒸着 けい素ウエハ上での二酸化けい素の２ステップバイアス
スパッタ蒸着を、この発明の３電極チャンバー内で約２
mtから約１０mtの範囲の圧力（両ステップとも）、アル
ゴン約２００cc／酸素約９０cc／シラン約４５ccのガス
流量（両ステップとも、マニホルドＧ１のみ）、２００
０ワットの電源電力（両ステップとも）、接地された頂
部電極（両ステップとも）、約−２０ボルトのバイアス
電圧（第１ステップ）、および約１００−２００ボルト
（第２ステップ）を用いて行った。その結果、第１ステ
ップ（スパッタリングなし）において＞７５００オング
ストローム／分の蒸着と、第２のステップにおいて約４
０００−５０００オングストローム／分の純酸化物蒸着
（プロファイル制御スパッタリング蒸着）が得られた。
【００６８】例：ポリマー形成化学作用を用いたポリシ
リコン上の酸化けい素エッチング ポリシリコン上に酸化けい素を、この発明の３電極チャ
ンバー内で約２mtから約３０mtの圧力、ＣＨＦ3 、３０
−６０sccm／ＣＯあるいはＣＯ2 、６−１８sccm／Ａr
、１００−２００sccm（マニホルドＧ１のみ）のガス
化学作用流量、２０００ワットの電源電力、２００ボル
トのバイアス電圧、頂部電極１７Ｔと、そこに取り付け
られ２ＭＨz 、１０００ワットのＲＦエネルギーでバイ
アスされたけい素ディスク１７Ｓを用いて行った。酸化
けい素は８０００オングストローム／分の速度でエッチ
ングされ、ポリに対する酸化物の選択度は５０：１であ
った。また、けい素含有体は石英ドーム壁１７Ｗ上のシ
リカコーティングによって補強することができる。 13. エッチングアプリケーションの説明 １）半導体製造における重大な課題は下の層がポリシリ
コンであるとき、選択された厚みの二酸化けい素をエッ
チングすることである。酸化けい素は比較的高速でエッ
チングされ露出したポリシリコンはほとんどエッチング
されないようにするには高い選択度が必要とされる。残
念ながら、ポリシリコンは通常酸化けい素より速くエッ
チングする。この問題に対する従来の対策はプラズマガ
ス中にＣＦ 4 と結合したＣＨＦ3 や水素、あるいはメタ
ンといった炭素、水素、およびふっ素の化合物を導入す
ることであった。この結果、ポリシリコンの上に薄い不
動態化層が生成され、酸化けい素に対して比較的高い速
度でエッチングを続けることができる。残念ながら、高
密度プラズマはプラズマ源領域においてフィードガスの
原子に分解する可能性があり、ウエハ上に形成される厚
いポリマー層が小さい装置寸法形状のエッチングをより
困難にする。この点における重要な概念は“マイクロロ
ーディング”であり、次のように定義される。
【００６９】１−（エッチング速度比） ここでエッチング速度比はウエハの細部におけるエッチ
ング速度と大まかな部分におけるエッチング速度の比で
ある。したがって、あるエッチング処理が細部と大まか
な部分のいずれも同じ速度でエッチングが行われる望ま
しい特性を持っている場合、マイクロローディングは１
−１／１＝０である。細部のエッチング速度がはるかに
遅い処理においては、マイクロローディングの値は1.０
に近くなる。
【００７０】ここで説明したエッチングアプリケーショ
ンの困難な点は、高いエッチング選択度を得るためには
プラズマ中に比較的多量のポリマー形成ガスを用いなけ
ればならないが、ポリマー層のマイクロローディングは
ゼロよりはるきに大きくなることである。通常、0.１の
マイクロローディングの場合１０：１以上の選択度比を
得ることは期待できない。しかし、マイクロローディン
グが事実上ゼロで３０：１あるいは４０：１といった高
い選択度比を要求するアプリケーションも多い。 ２）プラズマ源領域におけるけい素の使用 高密度プラズマ源の場合、ポリシリコンを自然にエッチ
ングする解離生成物の一つはふっ素である。前述したよ
うに、けい素を用いてプラズマ源領域から自由ふっ素基
を取り除くことができる。けい素は第３電極１７Ｔ上、
あるいはチャンバーの内壁１７Ｗ上のコーティングの形
態を取ることができる。犠牲けい素が壁にある場合、け
い素の厚さが、ＲＦエネルギーがアンテナ３０からプラ
ズマに供給される周波数とともに問題になる。これらの
パラメータは十分なエネルギーがチャンバー壁を通して
電磁結合されるように選択しなければならない。１７Ｔ
に示すようにけい素が第３電極に含まれる場合、けい素
の厚さはさほど重要ではない。いずれにしても、けい素
がプラズマ源領域からの捕集自由ふっ素に利用可能とな
った場合、ふっ化けい素（ＳｉＦ4 ）が形成される。こ
れは揮発性ガスであり、簡単にチャンバーの外に流出し
うるものである。ふっ素がこのようにして除去される
と、より低い濃度のポリマー形成ガスが必要であり、多
量のポリマーがウエハ上に堆積する傾向は少なくなる。
選択度は二つのメカニズムによって向上するように思わ
れる。まず、ふっ素が除去されることによってポリシリ
コンのエッチング速度が下がり、次に、プラズマ源領域
のけい素の存在はポリマー層の形成の態様に影響するよ
うである。理由はまだ十分明確になっていないが、ポリ
マー層は酸化けい素よりもポリシリコン上でより急速に
形成され、これもエッチング処理を向上させる。
【００７１】けい素材料自体がこの過程でポリマーによ
ってコーティングされ、最後にはその効果を失うことが
ある。けい素が加熱されると、これはポリマーの形成を
減少させ、けい素が電気的にバイアスをかけられると、
けい素の表面の衝撃を十分増すことができ、ポリマーは
表面からスパッタされ、けい素が再び露出する。したが
って、この発明の一実施例においては、けい素をバイア
スされた電極に用いるが、代わりにけい素をバイアスさ
れていない電極の面あるいはチャンバー壁に含ませるこ
ともできる。 ３）酸素含有添加ガスの使用 １２節で述べたように、ＣＯあるいはＣＯ2 等のガスを
プラズマ源領域に用いると、エッチング性能がさらに向
上する。すなわち、プラズマのポリシリコンをエッチン
グする能力が抑制され、ポリシリコンに対する酸化けい
素のエッチング選択度が向上する。さらに、酸化物上の
ポリマーの側壁蒸着が低減され、その結果エッチングの
異方性と酸化物の垂直側壁エッチングプロファイルが向
上する。好適な方法は酸素含有添加ガスを他の関係する
増強策、すなわちバイアスされた頂部電極に含められた
けい素とともに用いることであるが、酸素含有添加ガス
は、バイアスされた頂部電極を用いたり、プラズマ源領
域からのふっ素の除去にけい素を同時に用いなくとも効
果がある。 14. 他の特徴 １）プラズマ制御 この発明の特徴は“下部”電力を自動的に変化させて一
定のカソード（ウエハ）シース電圧を維持することであ
る。高度に非対照的なシステムにおいては低圧（＜５０
０mt）ではカソードで測定される直流バイアスはカソー
ドシース電圧の近似値となる。下部電力は自動的に変化
させて一定の直流バイアスを維持することができる。下
部電力はプラズマ密度やイオン流密度にはほとんど影響
しない。上部あるいはアンテナ電力はプラズマ密度やイ
オン流密度には非常に強い影響を持つが、カソードシー
ス電圧に対する影響は非常に小さい。したがって、上部
電力をプラズマ密度やイオン流密度を決めるのに用い、
下部電力をカソードシース電圧を決めるのに用いること
が望ましい。 ２）差動バイアス ウエハ５をアースに対してバイアスする代わりに、図１
および図２に点線の接続５０で示すようにバイアス整合
ネットワーク４３と頂部プレート１７Ｔをアースから外
し、互いをレファレンスとすることもできる。図２を説
明すると、頂部プレートは頂部プレートとウエハの間の
電圧ＶT-SSが頂部プレートと壁１２の間の電圧ＶT-W の
大きさの約２倍でウエハと壁の間の電圧ＶSS-Wの大きさ
の約２倍になるように差動的に駆動されバランスされ
る。このバランスされた差動駆動がプラズマと壁の相互
作用を少なくし、プラズマ源領域１６Ａとウエハ領域１
６Ｂの間の相互作用──イオン抽出──を多くする。 ３）代替構成 この発明のプラズマ反応装置システムを図１に従来の向
き（垂直）で示す。基板５が電極３２（カソード）に上
にあり、アンテナ３０が電極の上のドーム１７を取り囲
んでいる。便宜上、アンテナ３０に供給される電力を
“アンテナ”あるいは“プラズマ源”あるいは“上部”
電力と呼び、電極／カソード３２に供給される電力を
“バイアス”あるいは“下部”電力と呼んできた。これ
らの表現および名称は便宜的なものに過ぎず、説明され
たシステムは反転、すなわち電極３２を上にアンテナを
この電極の下に配置して構成することもでき、あるいは
変更を加えることなく他の方法で配置する（たとえば水
平に配置する）ことができる。つまり、この反応装置シ
ステムは向きに関係なく機能する。反転した構成ではプ
ラズマはアンテナ３０で生成され、上方に搬送されて本
明細書で説明した方法でアンテナの上に位置する基板５
に向かう。すなわち、活性種の搬送は拡散とバルクフロ
ーによって発生する。あるいは場合によっては軸勾配を
有する磁界に助けられて発生する。この過程は重力には
左右されず、したがって方向には比較的影響されない。
反転した向きはたとえば気相状態のプラズマ発生領域、
あるいは表面上で形成された粒子が基板に落下する可能
性を最小限にできるという点で有益である。その後重力
によってかかる粒子のうち最小のものだけが重力ポテン
シャル勾配に逆らって基板表面に向かって上昇する。
【００７２】以上の詳細な説明から、この発明の原理は
ここに例として掲げたもの以外の代替の構成にもあては
まることが理解されるであろう。この発明が関係するす
べての構成の共通の特徴は、プラズマがチャンバーの外
部からのＲＦエネルギーの電磁結合によってチャンバー
内に形成され維持されることである。この発明の目的
上、電磁結合という用語はＲＦエネルギーがチャンバー
内に形成されたプラズマの容積あるいは体積に結合され
ることを意味し、エネルギーがプラズマと一つあるいは
それ以上の電極の間のシース層を介して転送される容量
性結合と異なる。ここに開示したこの発明の実施例で
は、ＲＦエネルギーは誘導によってプラズマに電磁結合
されるが、ＲＦエネルギーのプラズマの容積への直接的
電磁結合を行う他のエネルギー転送メカニズムもあるこ
とが理解されるであろう。たとえば、マイクロ波ＥＣＲ
（電子サイクロトロン共振）システムもまたエネルギー
をプラズマの容積に電磁結合するものである。 ４）高圧および低圧動作と可変間隔 この発明のチャンバーの設計は高圧動作と低圧動作の両
方に有効である。ウエハ支持カソード３２Ｃとアンテナ
の最下部のコイルあるいは巻線の面の間の間隔ｄは高圧
動作と低圧動作の両方に適応させることができる。たと
えば、５００ミリトル−５０ミリトルの高圧動作には好
適には約５cmより小さい間隔ｄが用いられ、0.１ミリト
ル−５００ミリトルより小さい範囲での低圧動作には５
cmより大きい間隔ｄが好適である。チャンバーには図示
するように固定された間隔ｄを用いることもでき、また
交換可能なあるいは入れ子式の上チャンバー部のような
可変間隔設計を用いることもできる。反応装置システム
１０は酸化けい素や窒化けい素といった材料の高圧およ
び低圧蒸着、二酸化けい素、窒化けい素、けい素、ポリ
シリコンおよびアルミニウム等の材料の低圧異方性反応
イオンエッチング、かかる材料の高圧プラズマエッチン
グ、およびウエハの微細構成の平面化を含むかかる材料
の同時蒸着およびエッチバックを含むＣＶＤファセッテ
ィング、等の処理に有効である。反応装置システム１０
を用いることのできるこれらの処理およびその他の処理
については、同時譲渡された VHF/UHF PLASMA PROCESS
FOR USE IN FORMING INTEGRATED CIRCUIT STRUCTURES O
N SEMICONDUCTOR WAFARSと題する1990年７月３１日付け
Collins その他の米国特許出願０７／５６0,５３０号
（ＡＭＡＴファイル No.１５１−２）に説明されてい
る。 15. 装置の例 この発明のシステムの実施例には図１に示すプラズマ源
構成とアンテナ構成が含まれている。高さ５インチの石
英のプラズマ源チャンバー１７の直径は１２インチであ
る。２MHz 、直径１３インチ、高さ４インチ、１３巻コ
イルアンテナが両端で（接地された可変コンデンサＬと
Ｔで）グラウンドプレーンから（の下）約0.２５インチ
間隔をおいて成端し、プラズマ源を取り囲んでいる。反
応負荷整合が可変コンデンサＬ（１０−３０００ピコフ
ァラド可変コンデンサ、定格５kV) によって供給されて
いる。またアンテナの共振への容量性同調が同調コンデ
ンサＴ（５−１００ピコファラド、１５kV定格) によっ
て提供されている。２キロワット２MHz のソースＲＦエ
ネルギーを用いた動作を行うと、２インチ下流（プラズ
マ源の下）のウエハに伸長するプラズマが提供される。
これが１−２Ｘ １０１２／cm3 のプラズマ密度とウエ
ハの下流で１０−１５mA／cm2 のイオン飽和電流密度を
提供する。アンテナの約２インチ下（下流）の支持電極
に配置された５インチのウエハに印加される２MHz 、６
００ワットの下部あるいはバイアスは２００ボルトのカ
ソードシース電圧を提供する。
【００７３】
【発明の効果】上述したように、この発明を実施した上
述の反応装置は反応イオンエッチング、高圧プラズマエ
ッチング、スパッタファセット蒸着および平面化を含む
低圧化学蒸着（ＣＶＤ）および高圧コンフォーマル等方
性ＣＶＤ等のさまざまなプラズマ加工に独自の効果を提
供する。アプリケーションにはスパッタエッチング、イ
オンビームエッチング、あるいは電子としてはイオンあ
るいは活性中性プラズマ源があるがそれらに限定される
ものではない。
【００７４】当業者にはこの発明はドームの使用に限定
されるものではないことは明白であろう。むしろ、この
発明はプラズマ源領域と加工領域を有するほとんどあら
ゆる構成に適用しうるものである。これには、たとえば
図示するような“階段状の”ドーム型チャンバー構成
や、プラズマ源領域と加工領域あるいはチャンバー部分
がほぼ同じ断面を有する非階段状の構成がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のプラズマ反応装置チャンバーの概略
断面図である。
【図２】この発明のプラズマ反応装置チャンバーの概略
断面図である。
【図３】この発明のプラズマ反応装置チャンバーの概略
断面図である。
【図４】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図５】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図６】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図７】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図８】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図９】発電器のインピーダンスをプラズマ負荷のイン
ピーダンスに整合させる同調回路の概略図である。
【図１０】けい素と二酸化けい素に対するエッチング速
度がプラズマエッチング処理中の増大する直流バイアス
電圧の増大につれて変化する態様を示すグラフである。
【図１１】この発明の一側面による直流バイアス電圧の
波形を示すグラフであり、バイアス電圧は高基線値から
はるかに低い値に周期的にパルス化される。
【図１２】この発明の他の側面による直流バイアス電圧
の波形を示すグラフであり、バイアス電圧は第１の周波
数での平均値付近で変動する。バイアス電圧のエクスカ
ーションの振幅は第１の周波数より低い第２の周波数に
したがって変更される。する直流バイアス電圧の増大に
つれて変化する態様を示すグラフである。
【図１３】プラズマ密度と均一性を向上させるための磁
石の構造を示すプラズマ加工チャンバーの概略図であ
る。
【図１４】（Ａ）−（Ｄ）はそれぞれ軸方向磁界を加工
を向上させるために加工中のウエハに対してどのような
形状にするかを示す図である。
【図１５】（Ａ）−（Ｂ）はそれぞれチャンバー中のプ
ラズマに結合する定常状態静電界を低減するための二つ
の交番するファラデーシールド構造を示す部分図であ
る。
【図１６】この発明のプラズマ反応装置のさまざまな構
成要素を制御するための例示のシステムのブロック図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (72)発明者 クレイグ エイ ローデリック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95117 サン ホセ パインヴィュー ドライヴ 776 (72)発明者 ジョン アール トロー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95111 サン ホセ ナイツヘヴン ウ ェイ 162 (72)発明者 チャン ロン ヤン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95032 ロス ガトス リーロイ アベ ニュー 16788 (72)発明者 ジェリー ユーエン クイ ウォン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント クーガー サー クル 44994 (72)発明者 ジェフリー マークス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95129 サン ホセ シエロ ヴィスタ ウェイ 4730 (72)発明者 ピーター アール ケスウィック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94560 ニューアーク ホアキン ムリ エータ アベニュー 6371エイ (72)発明者 ディヴィッド ダブリュー グルーシェ ル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズ ヴィ ア ヴァンターナ 27985 (72)発明者 ジェイ ディー ピンソン ザ セカン ド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サン ホセ クイーンズウッド ウェイ 6879 (72)発明者 石川 哲也 千葉県船橋市古作町３−14−24 (72)発明者 ローレンス チュン ライ レイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ ロックウッド ドライヴ 10236 (72)発明者 マサト トシマ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94087 サニーヴェイル スワロー ド ライヴ 1614 (56)参考文献 特開 昭63−9120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291922（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−79025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260030（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−290428（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−9464（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−7268（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）その内部にプラズマを発生する真空
    チャンバ、 ｂ）前記チャンバ内で処理されるワークピースを支持す
    るためのワークピース支持部材、 ｃ）前記チャンバにプラズマ先行プロセスガスを供給す
    るためにチャンバ内に取り付けられたガス導入口、 ｄ）第１および第２のＲＦ電力信号を供給するためのＲ
    Ｆ電源、 ｅ）前記第１のＲＦ電力信号からのＲＦエネルギを前記
    チャンバに結合して、前記プロセスガスから高密度のプ
    ラズマを形成するように前記チャンバの頂部の周りに取
    り付けられるコイルアンテナ、 ｆ）カソード電極に向かってプラズマからの荷電粒子を
    引き付ける、ワークピース支持部材の下または一部にあ
    るカソード電極、及び ｇ）前記カソード電極の上方に配置され、前記プロセス
    ガスの成分と化学的に作用するシリコンを含む電極、 を有する、ワークピースを処理するＲＦプラズマ処理装
    置。
  2. 【請求項２】 前記シリコンを含む電極が、その反応性
    を高めるように制御可能に加熱されることを特徴とする
    請求項１に記載のＲＦプラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】 前記シリコンを含む電極が、プラズマと
    接触することを特徴とする請求項１に記載のＲＦプラズ
    マ処理装置。
  4. 【請求項４】 前記シリコンを含む電極が、プラズマを
    介して前記ＲＦ電源に結合されることを特徴とする請求
    項１に記載のＲＦプラズマ処理装置。
  5. 【請求項５】 前記コイルアンテナが、基板の表面に並
    列に配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ
    プラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】 カソード電極に向かってプラズマからの
    荷電粒子を引き付ける電界を生成するように、前記第２
    のＲＦ電力信号が前記カソード電極に結合されることを
    特徴とする請求項１に記載のＲＦプラズマ処理装置。
  7. 【請求項７】 前記真空チャンバが頂部を有し、その頂
    部が、前記支持部材の上方の領域を囲み、前記コイルア
    ンテナが前記ＲＦエネルギを前記チャンバに結合する制
    御可能に加熱される誘電壁を有することを特徴とする請
    求項１に記載のＲＦプラズマ処理装置。
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