JP2804879B2 - プラズマプロセス方法及び装置 - Google Patents
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Description
集積回路を製造するための誘導プラズマ源に関する。
て利用されているが、特に集積回路の製造分野で用いら
れている。集積回路の製造では、種々の材料内に厳密に
制御されたサブミクロンの寸法の形状を複写すること
と、微細な構造及び残りの材料に損傷を与えずに選択的
に材料を取り除くことが要求される。集積回路を製造す
るためのプラズマエッチングの具体例には、イオンスパ
ッタクリーニング、同時に行われる気相成長法(“CV
D”)とエッチングとを含む絶縁層の充填、レジストを
用いない化学ブランケットエッチバック、及びレジスト
を用いた化学パターンエッチングがある。
計は、プラズマデポジション及びプラズマエッチングに
用いられることが知られている。例えば、電子サイクロ
トロン共振(“ECR”)源は、合衆国マサチューセッ
ツ州WoburnのApplied Science and Technology 社また
はマサチューセッツ州PrymouthのWAVEMAT社から入手す
ることができる。また、ウエハの洗浄及びエッチングプ
ロセスは、絶縁チャンバの上板の上に取り付けられた平
坦な螺旋状に配置された誘導巻線と同様に、一定または
変化する種々のピッチを備えた誘導巻線を有する種々の
直径の円筒形の水晶容器を用いる装置によって実施され
てきた。ラジオ周波数(“rf”)のダイオード及びト
ライオード構造では、ウエハ電極及び他の電極がプラズ
マを発生するために13.56MHzで駆動される。
る物理スパッタリングは、シースを通過し、エッチング
される材料にエネルギーと運動量とを伝達するエネルギ
ーの高いイオンによって材料を除去する。従来技術の誘
導性に結合されたキャビティ及びダイオードとトライオ
ードとの機構の多くで実施されたように、物理スパッタ
リングは、低い材料除去速度、イオン電流の均一性が低
いためにエッチングの均一性が低いこと、及びイオンの
エネルギーが高いためにイオンの衝突及び注入から基板
が受ける電気的な損傷を含む多くの不利益を有する。E
CR源は、改良された性能を提供するが、しかし誘導型
のスパッタ源よりも非常に複雑になる。
エッチレートを達成するための適切なイオン密度、直径
の大きい基板の材料を均一に除去するための均一なイオ
ン電流、プラズマ内でのより均一なイオン分布及びアス
ペクト比の大きい構造内のイオンのより高い指向性を提
供することのできる、簡単な構造の機械によって実施さ
れるプラズマ源システムを提供することが必要とされ
る。
と、前記チャンバ内の基板をその表面上に支持するプラ
テンとを有する、集積回路製造用のプラズマプロセス装
置であって、その基部の巻線が前記プラテンの前記表面
に略平行であって、かつ前記表面と同一平面上にあり、
他の巻線が各々前記プラテンの前記表面に略平行であ
り、前記チャンバが内部に配置された半球型のインダク
ションコイルと、前記インダクションコイルに連結され
た低周波ラジオ周波電源と、前記基板をバイアスするた
めに前記プラテンに連結されたバイアス電源とを有する
ことを特徴とするプラズマプロセス装置を提供すること
によって達成される。
インダクションコイルは半球型をしている。基板が導入
されるチャンバは、インダクションコイル内に配置され
ている。他の実施例では、インダクションコイルは半球
型の容器の輪郭に沿った形状を有し、チャンバをその内
部に含んでいる。更に他の実施例では、電源は周波数約
450kHz、出力200〜2000Wの低周波電源で
あり、圧力は約0.1〜100mTorrである。
ており、図2は半球型誘導プラズマ源1の簡略化された
斜視図が示されている。半球型誘導プラズマ源1は、高
さ26.62cm、幅43.82cmのステンレス鋼製のハ
ウジング10内に配置され、かつ4個の巻線用型枠の拡
張する螺旋型のパターンによって形成された半球型のイ
ンダクションコイル18を含んでいる。図を明瞭にする
ために型枠12及び14だけが描かれている。インダク
ションコイル18の組立を容易にするために、4個の型
枠が用いられているが、組立方法によっては、単一の型
枠のような他の形式の型枠が用いられる。巻線用型枠、
例えば型枠12及び14は、ナイロンなどの絶縁材料を
含む任意の適切な材料から形成されている。インダクシ
ョンコイル18は、任意の適切な絶縁材料の帯、接着剤
またはセメントによって巻線用型枠、例えば型枠12及
び14内のチャネルの内側の定位置に保持されている。
型枠12及び14を含む巻線用型枠は、ねじまたは接着
剤によって従来通りにハウジング10に締着されてい
る。
mm及び外径4.75mmの銅製のチューブからなる。半球
型のインダクションコイル18は、中心線の半径が7.
75cmである。インダクションコイル18の拡張する螺
旋型のパターンは、36本の巻線からなる。第1の巻線
は、基板32と略同一平面上にあり、後続の各巻線は、
2.432°ずつ変位しながら螺旋状に上昇し、全体で
36本の巻線からなるインダクションコイルが形成され
る。
は、例えば1.91cmの適切な厚さを有するステンレス
鋼製のチャンバの上板24に接続された水晶容器または
ベルジャー200に収容された真空チャンバ30の上に
配置されている。好ましくは、容器20は半円形の形状
を有し、真空キャビティ内に平衡のとれたラジオ周波数
の結合(均一な絶縁空隙)が形成される。一般に、容器
の材料は、真空に充分耐えるような構造的な完全性を備
えた絶縁材料からなる。適切な材料は、水晶、パイレッ
クス(ホウ珪酸ガラス)、アルミニウム酸化物(サファ
イアとして知られているAl2O3)、ポリアミド及びそ
の他の酸化物複合材料または窒化物複合材料を含む。例
えば、容器20の半径は17.78cmであり、容器の材
料は厚さ0.51cmの水晶である。インダクションコイ
ル18は、容器20の半円形の輪郭に沿った形状を有
し、容器20は真空状態を保ち、かつ例えば製造中の集
積回路を含む半導体ウエハ32である基板を収納するこ
とができる。
って、チャンバの上板24の上に取着されている。図1
は、誘導プラズマ源1からスプリアスのラジオ周波数が
放射されることを防止するための銅箔を含むRFシール
22によって係合されたハウジング10を示している。
は、ウエハ32の下に配置されたステンレス鋼製のプラ
テン部分44と、プラテン部分44の平面の上及び平面
内に延在するセラミック製のダークスペースリング46
とを備えたプラテン40を含む導電性の(例えばステン
レス鋼)ウエハ支持脚部42によってチャンバ30内に
支持されている。プラテン部分44の直径は18.35
cmであり、ダークスペースリング46の外径は28.6
2cmである。プラテン40の下には、外径20.32cm
のダークスペースシールド50が配置されている。
い)によって駆動されて垂直方向に動くことができる。
脚部42の位置は、プラズマエッチングシステムがプロ
セスモードで動作しているかまたはウエハ転送モードで
動作しているかによって決定される。プロセスモードで
は、図1に示すようにプラテン40はチャンバ30内に
配置されている。大気圧中の脚部駆動システムの機械的
な構成要素をチャンバ30及び60内の真空から分離す
るために、ベロウ52が十分に延出している。ウエハ3
2はプロセスチャンバ30内で脚部42の上に配置され
ている。
は7.54cmの高さに配置され、またウエハをロードす
るために、脚部42は高さ4.60cmのシール可能なウ
エハ転送開口部26をその一方の端部に含むウエハ転送
領域60へ下降される。ベロウ52は十分に圧縮され、
3個のリフトピン(リフトピン54及び56のみが図示
されている)が、脚部42が下降したときにウエハ32
を転送領域60内の定位置に保持するようにプラテン4
0に形成された孔(図示されていない)を通して突出す
る。ウエハ転送アーム(図示されていない)が、ウエハ
転送モードの間にウエハ転送フランジ28を越えて転送
領域60内に達することができるように、シール可能な
ウエハ転送開口部26が提供されている。適切なウエハ
転送アーム及び関連する機構は公知の技術である。ウエ
ハ転送動作中に、転送アームの端部にある歯がウエハ3
2の下に挿入され、ウエハがリフトピン(例えばピン5
4及び56)によって支持される。転送アームは上昇し
てリフトピンからウエハ32を持ち上げ、転送アームが
収縮してウエハ32が転送領域60から除去される。新
しいウエハが歯の上に配置され、そして転送アームが次
にリフトピン(例えば54及び56)の上の位置に移動
する。転送アームが下降かつ収縮し、ウエハ32をリフ
トピンの上に配置する。次に脚部42が上昇し、ウエハ
32がプラテン40の上に配置される。
学ブランケットエッチバック、化学パターンエッチン
グ、及びプラズマ気相成長法(“PECVD”)を含む
種々の用途に適している。イオンスパッタ洗浄は、低圧
アルゴンガスのような適切な不活性ガスから発生したプ
ラズマを用いて、基板表面の材料に運動量を与えて材料
を基板表面から除去するものである。図1に示されたエ
ッチ洗浄用のインダクション源1の配置では、アルゴン
ガスは、プラテン40のすぐ下のチャンバの側壁に設け
られた単一のポート58(図1)を通って、チャンバ3
0内に導かれる。化学エッチングは、不活性ガスの代わ
りにより高い圧力の反応性ガスを用い、フォトレジスト
または他のマスク材料が配置された場所をエッチバック
したり、パターン通りにエッチングしたりすることに適
している。圧力が高いかまたは種の反応性が大きいため
に、化学エッチング用のインダクション源装置(図示さ
れていない)は、反応性ガスを導入するための複数のポ
ートを基板に関して対称的に有することが好ましい。P
ECVDは、フィルムデポジションを誘導する異なる反
応性ガスを用いている。PECVD用のインダクション
システムの装置では、対称的に配置された複数のポート
が用いられることが好ましい。基板のバイアス調整を注
意深く行うことによって、PECVD用のインダクショ
ン源は絶縁ギャップの充填に適している。
ない)が、チャンバ30を弱真空にするために、転送領
域60に接続されている。適切な真空システムは、当業
者にはよく知られている。チャンバ30が弱真空にされ
た後、イオンスパッタ洗浄に適した好ましくはアルゴン
ガスからなるプロセスガスが、ポート58を通してチャ
ンバ30に供給され、プロセスガスの所望の圧力を達成
する。イオンスパッタ洗浄では、充分なアルゴンが導入
され、約0.1〜100mTorr、好ましくは0.1
〜10mTorrの範囲内の低い圧力が形成される。
数(“rf”)サブシステムは、ステンレス鋼製のrf
整合外被2内に封入された整合キャパシタンス6及び8
を有する。キャパシタンス6及び8は、バスバー(バス
バー4のみが図示されている)に接続されており、アセ
ンブリはハウジング10に取着された絶縁ブロック5に
取着されている。
く示されているように、rf整合ネットワークキャパシ
タンス6及び8に接続されている。キャパシタンス6及
び8は各々、銅製のバスバー4に螺合された一方の端子
と銅製のバスバー204に螺合されたもう一方の端子と
を有する。バスバー4は、低周波電源410(図5)に
接続されている。バスバー204は、フィッティング2
08を通してインダクションコイル18を形成する銅製
のチューブの端部206に接続されている。フィッティ
ング208は、バスバー204を通してチャネルに螺合
されている。他のフィッティング210が、チャネルの
他の端部に螺合されている。テフロンチューブ212
が、冷却用流体を伝えるためにフィッティング210に
接続されている。インダクションコイル18は、図4に
詳しく示されているようにアースされた上板24に連結
されている。バスバー302はネジ304によってハウ
ジング10にネジ止めされ、かつフィッティング308
を通してインダクションコイル18を形成する銅製のチ
ューブの端部306に接続されている。フィッティング
308は、バスバー302を通してチャネルに螺合され
ている。フィッティング310は、チャネルの他の端部
に螺合されている。テフロンチューブ312は、冷却用
流体を吸引するためにフィッティング310に接続され
ている。
ステムが図5に示されている。電源は、低周波電源41
0及び高周波電源420を含む。低周波電源410は、
約450kHzの周波数を有し、かつ動作時の出力は2
00〜2000Wである。低周波電源410は、並列に
接続されたキャパシタンス6及び8を含む低周波整合ネ
ットワークを通してインダクションコイルの巻線に接続
されている。当業者にはよく知られているように、低周
波整合ネットワークは、キャビティの形状、圧力及びプ
ラズマの状態に基づいて低周波エネルギーをプラズマキ
ャビティ内に導くように同調されている。この実施例で
は、キャパシタンス6及び8は定格電圧6000Vで静
電容量1200pFを有するマイカキャパシタンスであ
る。高周波電源420は約13.56MHzの周波数を
有し、動作時の出力は25〜500Wである。高周波電
源420は、米国ニュージャージー州KressonのRF Pla
smaProducts社から入手可能な例えばモデルAM−5の
ような自動同調高周波整合ネットワーク422を通して
プラテン40に接続されている。自動同調高周波整合ネ
ットワーク422は、ウエハ32のバイアス電圧を一定
にする内部直流バイアス制御を行う。
のような適切な流体によって冷却される。冷却水はバル
ブ442を通してソース440からインダクションコイ
ル18へ導かれ、フロースイッチ444を通してシンク
446へ戻される。冷却水は例えば、3〜5barの範
囲の圧力で伝達される。
雑でなく、その製造が比較的容易であるが、高いイオン
密度、良好なイオン電流の均一性、及び安定した低圧で
の動作を達成する。アルゴンイオンスパッタ洗浄に用い
た場合、インダクションプラズマ源1によって生み出さ
れた均一な高密度のイオンの流束によって、ウエハ32
に印加された適切な高周波バイアス電圧と共に、薄い酸
化膜及び薄い金属フィルムの堆積の前に汚染を取り除く
ために特に適した緩やかな低電圧アルゴンスパッタ洗浄
が可能になる。この緩やかな低電圧アルゴンイオンスパ
ッタ洗浄は、高エネルギーでの接触洗浄の間に発生する
ゲートの損傷を防止することができる。アルゴンイオン
スパッタ洗浄はまた、シリコン表面の非結晶化ばかりで
なく本来の酸化膜の除去をも原因とする第1レベル層と
の接触抵抗を減少させるために提供された、シリコン基
板に達するようなものも含む接触部及び通路内の本来の
薄い酸化膜を取り除くために効果的に用いられる。
いる。図6は、エッチレート(オングストローム/分)
対イオン源出力(W)の種々のウエハバイアス電圧(V
dc=−50V、−75V、−100V)に対するグラ
フであり、半球型インダクションプラズマ源1は、0.
6mTorrの圧力のアルゴン中で熱酸化膜ウエハに対
して動作している。実際の空間電荷層の電位(ウエハ表
面の上の全体の電圧状態)は、ウエハのバイアス電圧よ
りも約30V高い。図6は、高いエッチレートが非常に
低い電圧レベルで達成されることを示している。200
Wのイオン源(イオン源410)出力では、ウエハバイ
アス電圧−100Vに対してエッチレートは約250オ
ングストローム/分であり、−50Vのウエハバイアス
電圧(50%減少)に対するエッチレートは約200オ
ングストローム/分(約20%減少)までにしか減少し
ていない。400Wのイオン源の出力では、ウエハバイ
アス電圧−100Vに対してエッチレートは600オン
グストローム/分であり、−50Vのウエハバイアス電
圧(50%減少)に対するエッチレートは約450オン
グストローム/分(約25%減少)までにしか減少して
いない。600Wのイオン源の出力では、−100Vの
ウエハバイアス電圧に対してエッチレートは約950オ
ングストローム/分であり、−50Vのウエハバイアス
電圧(50%減少)に対するエッチレートは約700オ
ングストローム/分(約26%減少)までにしか減少し
てしない。800Wのイオン源の出力では、−100V
のウエハバイアス電圧に対するエッチレートは約120
0オングストローム/分であり、−50V(50%減
少)に対するエッチレートは約900オングストローム
/分(約25%減少)までにしか減少していない。
流(mA)対半径方向の位置(cm)の関数として表した
グラフである。曲線602は、0.6mTorrのアル
ゴン雰囲気中で−100Vのウエハバイアス電圧で図1
に示された半球型のインダクションイオン源を用いた、
スパッタ洗浄プロセス中のウエハを流れるイオン電流を
表したものである。イオン電流は約±1.1%しか変化
していない。脚部42の上のイオン電流が均一であるだ
けでなく、0.6mTorrという低い圧力による操作
にもかかわらず、イオン電流は約6mAという非常に高
い値になっている。曲線604は、圧力20mTor
r、ウエハバイアス電圧−700Vでの従来のダイオー
ドエッチングを用いたスパッタ洗浄プロセス中のウエハ
を流れるイオン電流を表している。イオン電流は約±1
2.9%変化している。従って、ウエハ表面のイオン電
流とイオンエネルギーを個別に調整するべく2つの電源
を用いた場合、半球型インダクションプラズマ源1によ
って、ウエハ32の全体の電圧を最小にしつつ、高いエ
ッチレートを達成することができる。1×1011(イオ
ン/cm3)より高いイオン密度によって、ウエハ全体の
電圧が150V未満での300オングストローム/分以
上の熱酸化膜のエッチレートが達成される。
マ源1によって、大きく改善された結果が得られる理由
を理解するために、ガスの圧力と周波数の両方が空間電
荷層の電位に影響するという公知の原理について考えて
みる。圧力が50または100mTorr未満に低下す
ると、空間電荷層の厚み及び空間電荷層の電位差は、多
くのプラズマシステムで図7の曲線604で示されたダ
イオードエッチングの特性で象徴されるように、数10
Vから数100V若しくはそれ以上に増加し始める。そ
れに応じて、プラズマ電位が上昇し、圧力が減少すると
共にイオン−基板間の衝撃エネルギーが急激に増加す
る。これらの効果は、平均自由行程が長くなり、電子と
分子との衝突率が低下した結果である。衝突率が低下す
るにもかかわらず、イオン化の確率を上昇させプラズマ
を維持するため、電子のエネルギー及び電位は上昇す
る。低い励起用ラジオ周波数は、ダイオードシステムに
同様な影響を及ぼす。ガスの圧力が約100〜1000
mTorrの範囲にあり、周波数が約10MHzから約
1MHz未満へ低下される場合も、空間電荷の電位は急
激に上昇し、エネルギー駆動されたイオンによるエッチ
ングを促進する。電位の上昇はプラズマ維持機構の変化
による。
周波数と圧力とは交換可能な変数であり、周波数の低下
または圧力の低下のいずれも空間電荷層の電位を増加さ
せ、それによってプラズマの維持を助けるが、これは基
板に損傷を与えMOSFETデバイスのゲートの損傷の
原因にもなる。このために、より効果的なイオン化の方
法を用いることが望まれる。
ラズマ源で観測されるより高いエネルギーでの接触洗浄
の間に発生するゲートの損傷を防止する低圧での緩やか
な低電圧かつ高速のアルゴンイオンスパッタ洗浄を可能
にする。以下に半球型インダクションプラズマ源1の利
点を説明する。インダクション放電は、容器20の壁付
近に誘起された方位電界による低圧力(例えば、0.6
mTorr以下)での動作中にインダクションプラズマ
源1内で維持される。励磁コイル内の振動電流は、振動
する方位電界を生み出す軸方向の時間的に変化する磁界
を発生させる。インダクションコイル18付近のプラズ
マの境界の領域内に入る電子は、方位電界によって加速
され、インダクションコイル18の電流とは逆向きに流
れる電流を生み出す。こうして、軸方向の磁界はプラズ
マ放電の内部ではほとんど打ち消される。従って、電界
の大きさはチャンバ30の内部では非常に小さいものと
なる。
ズマの外側部分は、プラズマ電子にエネルギーが伝えら
れる主な領域である。これらの電子は気体原子との弾性
散乱衝突によってプラズマ体積を通して急速に拡散す
る。エネルギー約20eVの電子は、チャンバ30全体
に亘って原子とのイオン化衝突を起こす。インダクショ
ンプラズマ源1内では、1mTorrよりも充分低い圧
力(例えば0.6mTorr)ではイオンが発生してか
ら約10cmの平均自由行程を移動した後に壁に衝突する
までに、約1回の衝突が起こる可能性があり、それは壁
への自由落下といえる。低圧ではなく、数mTorrの
高圧の場合、同様の長さの行程では、10回以上の衝突
が起こる。この場合、イオンは壁に向かうに従って拡散
する。
ンダクションコイル18付近の外壁で励起されるため
に、散乱のための電子の平均自由行程と圧力とに大きく
依存している。圧力が非常に低い場合(0.6mTor
r)、電子の平均自由行程は電子が通常は衝突せずに容
器を移動できる長さとなる。しかし、誘起電界内の電子
の平均自由行程は、同等の寸法のダイオード(平行板)
システムの電界内を移動する電子の平均自由行程の10
0倍以上である。インダクション源はまた、“ウェーブ
ライディング(wave riding)”及び二次注入によって
空間電荷層境界にて主に発生するダイオードイオン化機
構とは対照的な非常に大きい体積での(周囲での)イオ
ン化を発生させる。電極の上の非常に均一なイオン電流
を次のように説明することができる。電子によるイオン
化衝突の可能性は、電子が中心を通過しないために、壁
の付近よりも中心部分でより小さい。それにもかかわら
ず、中心の上のプラズマ柱(plasma column)の高さが
最も大きいので、電極の中心に流れる電流は、プラズマ
柱は高くないがイオン化率の大きい周縁部に流れる電流
とほぼ等しくなる。
て決まる。ウエハ32の表面の上の空間電荷層の電位が
一定であり、スパッタ速度はイオンエネルギーの関数で
あるイオン電流密度とスパッタ効率との積なので、例え
ばSiO2の実測されたスパッタ速度は、イオン電流密
度の関数となる。脚部40の電極表面の直上(約1.9
cm)のプラズマの時間的に平均された電位は、脚部の電
極の領域に亘って均一であり、一方脚部の電極表面の電
位は場所によらず一定なので、空間電荷層の電位は均一
である。従ってプラズマと電極表面との間の電位差であ
る空間電荷層の電位もまた均一である。
たが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。従って、これまで説明されなかった他の実施例及び
種々の変形変更が、添付の請求項によって定義される本
発明の技術的視点を逸脱するものではないことは当業者
には明らかである。
成するための適切なイオン密度、直径の大きい基板の材
料を均一に除去するための均一なイオン電流、プラズマ
内でのより均一なイオン分布及びアスペクト比の大きい
構造内のイオンのより高い指向性を提供することのでき
る、簡単な構造の機械によって実施されるプラズマ源シ
ステムを提供することができる。
ラズマ源及び関連する構成要素の断面図。
り欠き斜視図。
周波数整合ネットワークとの間の接続部の平面図。
チャンバとの間の接続部の平面図。
力のグラフ。
ッチング装置とのイオン電流の均一性を表すグラフ。
Claims (21)
- 【請求項1】 集積回路基板を処理するためのプラズマ
を発生する方法であって、 半球型インダクションコイル内に含有されたチャンバ内
に基板を配置する過程と、 前記チャンバにガスを供給する過程と、 前記インダクションコイルに交流電流を供給して前記チ
ャンバ内の前記ガスの励起によってプラズマを形成する
過程と、 前記基板にバイアス電圧を印加する過程を含むことを特
徴とするプラズマプロセス方法。 - 【請求項2】 前記チャンバ内ガス圧力を0.1乃至1
00mTorrの範囲に維持する過程をさらに含むこと
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記基板にバイアス電圧を印加する過程
が、前記基板に高周波ラジオ周波電源を適用する過程を
含み、前記インダクションコイルに交流電流を供給して前記チ
ャンバ内の前記ガスの励起によってプラズマを形成する
過程が、 前記コイルに低周波ラジオ周波電源を適用する
過程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記プラズマを形成する過程はイオンス
パッタ工程であり、 前記チャンバにガスを供給する過程は前記基板表面の材
料に運動量を与えて前記基板表面から前記材料を除去す
るべく、前記チャンバに不活性ガスを供給する過程を含
むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記プラズマを形成する過程は化学エッ
チング工程であり、 前記チャンバにガスを供給する過程は前記基板に対して
半径方向にて対称的に配置された複数のガス源からの前
記基板への反応ガスの供給を含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記プラズマを形成する過程はプラズマ
化学気相成長(PECVD)工程であり、 前記チャンバにガスを供給する過程は前記基板に反応ガ
スを供給する過程を含むことを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項7】 前記チャンバにガスを供給する過程は、
前記基板に対して半径方向にて対称的に配置された複数
のガス源から前記基板への前記反応ガスの供給を行う過
程を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記チャンバにガスを供給する過程の前
に、前記チャンバを大気圧力よりも小さな圧力に連通し
てガス抜きする過程をさらに含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記インダクションコイルは銅製のチュ
ーブであり、前記チューブを通って冷却用流体を循環さ
せる過程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載
の方法。 - 【請求項10】 チャンバと、前記チャンバ内の基板を
その表面上に支持するプラテンとを有する、集積回路製
造用のプラズマプロセス装置であって、 その基部の巻線が前記プラテンの前記表面に略平行であ
って、かつ前記表面と同一平面上にあり、他の各々の巻
線が前記プラテンの前記表面に略平行であり、前記チャ
ンバが内部に配置された半球型のインダクションコイル
と、 前記インダクションコイルに連結された低周波ラジオ周
波電源と、 前記基板をバイアスするために前記プラテンに連結され
たバイアス電源とを有することを特徴とするプラズマプ
ロセス装置。 - 【請求項11】 前記チャンバが半球型の容器内に収納
され、前記インダクションコイルが前記容器の半球型の
表面と略同じ形状を有することを特徴とする請求項10
に記載の装置。 - 【請求項12】 前記容器が水晶のベルジャーからなる
ことを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 前記容器が酸化アルミニウムのベルジ
ャーからなることを特徴とする請求項10に記載の装
置。 - 【請求項14】 前記インダクションコイルの前記巻線
が銅製のチューブからなり、 前記銅製のチューブの一方の端部から冷却用流体を供給
し、前記銅製のチューブのもう一方の端部から冷却用流
体を除去するための冷却システムを更に有することを特
徴とする請求項10に記載の装置。 - 【請求項15】 前記バイアス電源が高周波ラジオ周波
電源からなることを特徴とする請求項10に記載の装
置。 - 【請求項16】 プラズマが、0.1乃至100mTo
rrの範囲の圧力で、前記プラテンの上の前記チャンバ
内で動作可能に維持されることを特徴とする請求項10
に記載の装置。 - 【請求項17】 チャンバと、前記チャンバ内の基板を
その表面上に支持するプラテンとを有する、集積回路製
造用のプラズマプロセス装置であって、 前記チャンバを収納するための半球型の水晶の壁を備え
た容器と、 前記プラズマの境界内の前記領域に進入する電子を加速
し、前記プラズマの放電の内部の軸方向の磁界を打ち消
すべく、前記水晶の壁の付近の領域内に低周波で振動す
る方位電界を誘起する手段と、 前記誘起手段とは個別に前記ウエハ上にバイアス電圧を
印加する手段とを有することを特徴とするプラズマプロ
セス装置。 - 【請求項18】 集積回路製造用のプラズマプロセス装
置であって、 上板を備えたハウジングと、 真空チャンバを収納するために前記上板に取着され、か
つ半球型の水晶の壁を備えたベルジャーと、 前記真空チャンバ内で半導体ウエハを支持するための主
面を備えたプラテンと、 前記ベルジャーの前記水晶の壁と略同じ形状を有し、前
記プラテンと略平行な複数の巻線を有し、前記巻線の1
つがその基部にあると共に前記プラテンの前記主面と同
一平面上にある半球型のインダクションコイルと、 前記チャンバにガスを送るためのガスシステムと、 前記ベルジャーの壁付近の前記チャンバ内に振動する方
位電界を誘起するために、一方の端部が前記ハウジング
に連結された前記インダクションコイルのもう一方の端
部に整合ネットワークを通して連結された低周波ラジオ
周波電源と、 前記ウエハをバイアスするために前記プラテンに整合ネ
ットワークを通して連結された高周波ラジオ周波電源と
を有し、 プラズマが0.1乃至100mTorrの範囲の圧力で
前記チャンバ内で動作可能に維持されることを特徴とす
るプラズマプロセス装置。 - 【請求項19】 前記インダクションコイルの前記巻線
が、前記ベルジャーを収納するために充分な内側の体積
を備えた単層の半球型の拡張する螺旋を形成することを
特徴とする請求項18に記載の装置。 - 【請求項20】 冷却水を前記銅製のチューブからなる
前記インダクションコイルの前記巻線を通して前記イン
ダクションコイルに循環させるための冷却システムを更
に有することを特徴とする請求項18に記載の装置。 - 【請求項21】 プラズマが0.1乃至10mTorr
の範囲の圧力で前記真空チャンバ内に動作可能に維持さ
れることを特徴とする請求項18に記載の装置。
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