JP3090615B2 - 誘導プラズマ発生装置および容量結合を与える方法 - Google Patents
誘導プラズマ発生装置および容量結合を与える方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、集積回路
（ＩＣ）製造における、半導体ウエハのプラズマ処理に
関し、特に、プラズマへの一定量の容量結合を可能にす
る、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）用の改善された高周
波数（ＲＦ）層コイル構造を有する、プラズマ処理用の
誘導プラズマを発生する装置に関する。
（ＩＣ）製造における、半導体ウエハのプラズマ処理に
関し、特に、プラズマへの一定量の容量結合を可能にす
る、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）用の改善された高周
波数（ＲＦ）層コイル構造を有する、プラズマ処理用の
誘導プラズマを発生する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理は、大規模集積（ＶＬＳ
Ｉ）回路の製造において欠くことのできない技術であ
る。プラズマ・アシスト・エッチング技術は、化学エッ
チングにとって代わり、スパッタリングは、金属堆積用
の蒸着にとって代わってきている。プラズマ励起ＣＶＤ
（ＰＥＣＶＤ）は、従来の低圧ＣＶＤ技術に代わるもの
である。
Ｉ）回路の製造において欠くことのできない技術であ
る。プラズマ・アシスト・エッチング技術は、化学エッ
チングにとって代わり、スパッタリングは、金属堆積用
の蒸着にとって代わってきている。プラズマ励起ＣＶＤ
（ＰＥＣＶＤ）は、従来の低圧ＣＶＤ技術に代わるもの
である。
【０００３】誘導プラズマのプラズマ処理の応用におい
ては、殆ど純粋な誘導プラズマを必要とする一方、より
多くの容量結合を必要とする。現在使用されているコイ
ルでは、ＲＦコイルの外側端部の近くで誘導プラズマ電
流に対するシータ変動が起こる。殆どの応用において
は、最も効率の良いＲＦコイルを必要とする。これは、
ＲＦコイルの磁気結合係数を減少させる、プラズマの閉
じ込めが、ＲＦコイルの近くで使用される場合に、特に
当てはまる。
ては、殆ど純粋な誘導プラズマを必要とする一方、より
多くの容量結合を必要とする。現在使用されているコイ
ルでは、ＲＦコイルの外側端部の近くで誘導プラズマ電
流に対するシータ変動が起こる。殆どの応用において
は、最も効率の良いＲＦコイルを必要とする。これは、
ＲＦコイルの磁気結合係数を減少させる、プラズマの閉
じ込めが、ＲＦコイルの近くで使用される場合に、特に
当てはまる。
【０００４】誘導型励振プラズマ・ソースの今日の設計
は、プラズマへの容量結合の問題を扱っていない。これ
は、重合化学作用，および高い活性化エネルギーを有す
る化学作用を扱う際の処理における、不均一性を導く。
は、プラズマへの容量結合の問題を扱っていない。これ
は、重合化学作用，および高い活性化エネルギーを有す
る化学作用を扱う際の処理における、不均一性を導く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、集積回路製造プロセスにおける誘導結合型プラズマ
用の、改善されたＲＦコイル構造を有する、誘導プラズ
マを発生する装置を提供することにある。
は、集積回路製造プロセスにおける誘導結合型プラズマ
用の、改善されたＲＦコイル構造を有する、誘導プラズ
マを発生する装置を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、プラズマの一定量の
容量結合を可能にする、誘導結合型プラズマ用のＲＦコ
イルを有する、プラズマ処理用の装置を提供することに
ある。
容量結合を可能にする、誘導結合型プラズマ用のＲＦコ
イルを有する、プラズマ処理用の装置を提供することに
ある。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、プラズマ処理
用の装置において、低圧誘導結合型プラズマを発生させ
るＲＦコイルを提供し、選択的化学作用，或は重合化学
作用の際、ウエハ処理の均一性を促進させることにあ
る。
用の装置において、低圧誘導結合型プラズマを発生させ
るＲＦコイルを提供し、選択的化学作用，或は重合化学
作用の際、ウエハ処理の均一性を促進させることにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ワーク
ピースのプラズマ処理用に使用する、誘導プラズマを発
生させる装置を提供し、この装置が、チャンバ内に、半
導体ウエハのようなワークピースを収容する手段を有す
る真空チャンバを有して、プラズマ処理を行う。ＲＦ誘
導コイル構造は、コイル構造内での電気的破壊を防止す
るのに十分な厚さの絶縁体によって分離された、少なく
とも第１および第２の層で形成される。ＲＦ源は、ＲＦ
誘導コイル構造の第１の層に接続される。ＲＦ誘導コイ
ル構造は、前記ＲＦ源によって励起される際、真空チャ
ンバ内で誘導プラズマを発生する。リアクティブ・イン
ピーダンスは、ＲＦ誘導コイル構造の第２の層に接続さ
れ、ＲＦ誘導コイル構造をアースから分離する。リアク
ティブ・インピーダンスは、プラズマに最も近接した層
上で、ＲＦ電圧の大きさを制御する。
ピースのプラズマ処理用に使用する、誘導プラズマを発
生させる装置を提供し、この装置が、チャンバ内に、半
導体ウエハのようなワークピースを収容する手段を有す
る真空チャンバを有して、プラズマ処理を行う。ＲＦ誘
導コイル構造は、コイル構造内での電気的破壊を防止す
るのに十分な厚さの絶縁体によって分離された、少なく
とも第１および第２の層で形成される。ＲＦ源は、ＲＦ
誘導コイル構造の第１の層に接続される。ＲＦ誘導コイ
ル構造は、前記ＲＦ源によって励起される際、真空チャ
ンバ内で誘導プラズマを発生する。リアクティブ・イン
ピーダンスは、ＲＦ誘導コイル構造の第２の層に接続さ
れ、ＲＦ誘導コイル構造をアースから分離する。リアク
ティブ・インピーダンスは、プラズマに最も近接した層
上で、ＲＦ電圧の大きさを制御する。
【０００９】本発明は、いくつかの実施例で実行でき
る。ＲＦコイル構造は、真空チャンバの誘電体ウィンド
ウの上側，或は外側の層に設けられ、誘電体ウィンドウ
が、この層コイル構造をプラズマから分離する。層構造
は、コイルのターンの数を増加して、プラズマが“遭遇
する（ｓｅｅｓ）”電圧に影響を与えずに、ターン内の
コイルの“Ｑ”を増加することができる。さらに純粋な
誘導プラズマ用には、コイルの低電圧（対称的に励振さ
れる）端部を、プラズマに最も近接して配置する。さら
に容量結合を必要とするなら、高電圧の端部をプラズマ
に最も近接して配置する。追加ターンは、今日整合回路
網の中で使用する、大きいインダクタに取って代わるも
のである。
る。ＲＦコイル構造は、真空チャンバの誘電体ウィンド
ウの上側，或は外側の層に設けられ、誘電体ウィンドウ
が、この層コイル構造をプラズマから分離する。層構造
は、コイルのターンの数を増加して、プラズマが“遭遇
する（ｓｅｅｓ）”電圧に影響を与えずに、ターン内の
コイルの“Ｑ”を増加することができる。さらに純粋な
誘導プラズマ用には、コイルの低電圧（対称的に励振さ
れる）端部を、プラズマに最も近接して配置する。さら
に容量結合を必要とするなら、高電圧の端部をプラズマ
に最も近接して配置する。追加ターンは、今日整合回路
網の中で使用する、大きいインダクタに取って代わるも
のである。
【００１０】さらに本発明では、コイルの外側のターン
を、１つの層から次の層へ連続するサークルのように
し、これによって誘導プラズマのシータ変動を、かなり
小さくする。コイル構造は、２つのコイルの中央からパ
ワーされる。２つのコイルは、反対方向に巻かれ、プラ
ズマ内のコイルの磁界が印加するように接続される。
を、１つの層から次の層へ連続するサークルのように
し、これによって誘導プラズマのシータ変動を、かなり
小さくする。コイル構造は、２つのコイルの中央からパ
ワーされる。２つのコイルは、反対方向に巻かれ、プラ
ズマ内のコイルの磁界が印加するように接続される。
【００１１】他の方法では、直接接続に対抗するものと
して、コイル構造を、集中コンデンサ，或は分布キャパ
シタによって、接続しても良い。集中コンデンサの場合
は、コイル間の誘電体層のインピーダンスへの影響は、
２つのコイルのファクタ以上に減少する。誘電体層はそ
れ自体、キャパシティブ接続として使用されると、コイ
ル構造の１層に沿った電圧は、２つのコイルのファクタ
に降下し、極限的には、コイルの一部の層を使用するこ
とによって、殆ど０まで降下できる。第２の場合では、
分布キャパシタの層が、平板コイルの場合は、プラズマ
の半径方向に電界Ｅｒが発生するような、遅波回路を形
成するのに使用できる。この半径方向の電界Ｅｒは、さ
らに、プラズマ・イオンの、熱および半径方向のイオン
速度を減少する。
して、コイル構造を、集中コンデンサ，或は分布キャパ
シタによって、接続しても良い。集中コンデンサの場合
は、コイル間の誘電体層のインピーダンスへの影響は、
２つのコイルのファクタ以上に減少する。誘電体層はそ
れ自体、キャパシティブ接続として使用されると、コイ
ル構造の１層に沿った電圧は、２つのコイルのファクタ
に降下し、極限的には、コイルの一部の層を使用するこ
とによって、殆ど０まで降下できる。第２の場合では、
分布キャパシタの層が、平板コイルの場合は、プラズマ
の半径方向に電界Ｅｒが発生するような、遅波回路を形
成するのに使用できる。この半径方向の電界Ｅｒは、さ
らに、プラズマ・イオンの、熱および半径方向のイオン
速度を減少する。
【００１２】選択的処理，および重合体生成処理におい
ては、ウィンドウからのフレーキングの問題を少なくす
るように、誘電体ウィンドウをクリーンにする必要があ
る。均一の容量結合は、ウィンドウを加熱し、さらにス
パッタリングや反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）
は、ウィンドウをクリーンにする。このように、選択
的，或は重合体ガス混合物によってエッチングする、高
密度プラズマ・ソースの応用においては、誘導および容
量結合を混合する必要がある場合がある。ここで起こる
１つの問題は、誘導および容量結合の均一性ということ
である。
ては、ウィンドウからのフレーキングの問題を少なくす
るように、誘電体ウィンドウをクリーンにする必要があ
る。均一の容量結合は、ウィンドウを加熱し、さらにス
パッタリングや反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）
は、ウィンドウをクリーンにする。このように、選択
的，或は重合体ガス混合物によってエッチングする、高
密度プラズマ・ソースの応用においては、誘導および容
量結合を混合する必要がある場合がある。ここで起こる
１つの問題は、誘導および容量結合の均一性ということ
である。
【００１３】本発明の実施においては、均一の誘導結合
は、適正なコイルの設計によって達成される。平板コイ
ルでは、インダクタンスは、その真中で減少し、その外
側および中央部付近で増加する。均一の容量結合は、一
対のＲＦスパイラル・コイルの容量結合によって、或は
誘導コイルとプラズマとの間に配置するファラデー・シ
ールドを使用することによって達成できる。一対のコイ
ルを使用すると、誘電体ウィンドウに最も近接するコイ
ルは、２重または３重のスパイラルにでき、或はソレノ
イド・コイルで良く、コイルに沿った電圧の変化を減少
させ、従って、容量結合をさらに均一にする。
は、適正なコイルの設計によって達成される。平板コイ
ルでは、インダクタンスは、その真中で減少し、その外
側および中央部付近で増加する。均一の容量結合は、一
対のＲＦスパイラル・コイルの容量結合によって、或は
誘導コイルとプラズマとの間に配置するファラデー・シ
ールドを使用することによって達成できる。一対のコイ
ルを使用すると、誘電体ウィンドウに最も近接するコイ
ルは、２重または３重のスパイラルにでき、或はソレノ
イド・コイルで良く、コイルに沿った電圧の変化を減少
させ、従って、容量結合をさらに均一にする。
【００１４】ファラデー・シールドをＲＦコイル構造に
使用するとき、このファラデー・シールドは、コイルの
高電圧の端部に電気的に接続しても良く、容量結合の量
を最大にする。アースに対するコイルのリアクティブ結
合を変化させることによって、ファラデー・シールド上
のＲＦ電圧は、プラズマ処理に必要な値まで調整でき
る。ファラデー・シールドの設計は、重要である。ファ
ラデー・シールドは、誘導結合の不均一性を導く、誘導
コイルからの電流を“引き込む（ｓｔｅａｌ）”ことは
ない。
使用するとき、このファラデー・シールドは、コイルの
高電圧の端部に電気的に接続しても良く、容量結合の量
を最大にする。アースに対するコイルのリアクティブ結
合を変化させることによって、ファラデー・シールド上
のＲＦ電圧は、プラズマ処理に必要な値まで調整でき
る。ファラデー・シールドの設計は、重要である。ファ
ラデー・シールドは、誘導結合の不均一性を導く、誘導
コイルからの電流を“引き込む（ｓｔｅａｌ）”ことは
ない。
【００１５】１つの実施例において、コイルへの接続点
は、中央から離れて配置し、改善された均一性を導く。
他の実施例では、ファラデー・シールドを可変リアクタ
ンスによって励振し、他の可変リアクタンスによってア
ースし、ファラデー・シールドの励振を制御する。
は、中央から離れて配置し、改善された均一性を導く。
他の実施例では、ファラデー・シールドを可変リアクタ
ンスによって励振し、他の可変リアクタンスによってア
ースし、ファラデー・シールドの励振を制御する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図面、特に図１に、本発明の第１
の実施例を示す。ＲＦ源１は、励起信号をＲＦコイル２
に供給する。ＲＦ源１は、典型的には、ＲＦ発生機と整
合回路網で構成される。ＲＦコイル２は、層構造で、絶
縁体５によって分離した、第１のスパイラル・コイル３
および第２のスパイラル・コイル４を有し、絶縁体５
は、低い誘電率を有する。このＲＦコイル２を、真空チ
ャンバ７の誘電体ウィンドウ６上に配置し、真空チャン
バ７の中に、処理するウエハすなわちワークピース８を
配置する。ガスを導管９によってチャンバ７に導入し、
ＲＦ源１が、ＲＦコイル２を励起する際、このガスはプ
ラズマのソースである。
の実施例を示す。ＲＦ源１は、励起信号をＲＦコイル２
に供給する。ＲＦ源１は、典型的には、ＲＦ発生機と整
合回路網で構成される。ＲＦコイル２は、層構造で、絶
縁体５によって分離した、第１のスパイラル・コイル３
および第２のスパイラル・コイル４を有し、絶縁体５
は、低い誘電率を有する。このＲＦコイル２を、真空チ
ャンバ７の誘電体ウィンドウ６上に配置し、真空チャン
バ７の中に、処理するウエハすなわちワークピース８を
配置する。ガスを導管９によってチャンバ７に導入し、
ＲＦ源１が、ＲＦコイル２を励起する際、このガスはプ
ラズマのソースである。
【００１７】励起された２つのスパイラル・コイル３お
よび４によって発生した磁界は、プラズマ内で一緒に印
加される。ＲＦスパイラル・コイル３および４の外側の
部分は、一緒に接続される。ＲＦスパイラル・コイル４
の低電圧の端部は、プラズマに最も近接して配置でき、
容量結合を減少させる。容量結合の増加のためには、高
電圧の端部をプラズマに最も近接して配置できる。プラ
ズマへの、必要な量の容量結合を与えるには、ＲＦスパ
イラル・コイル３および４の結合を、コンデンサ１０に
よって行い、それは集中コンデンサ或は分布キャパシタ
ンスのどちらでも良い。リアクティブ・インピーダンス
１１は、第２のコイル４とアースとの間に接続される。
インピーダンス１１は、可変リアクタンスでも良く、調
整されて、プラズマに最も近接するスパイラル・コイル
４上のＲＦ電圧の大きさを制御する。
よび４によって発生した磁界は、プラズマ内で一緒に印
加される。ＲＦスパイラル・コイル３および４の外側の
部分は、一緒に接続される。ＲＦスパイラル・コイル４
の低電圧の端部は、プラズマに最も近接して配置でき、
容量結合を減少させる。容量結合の増加のためには、高
電圧の端部をプラズマに最も近接して配置できる。プラ
ズマへの、必要な量の容量結合を与えるには、ＲＦスパ
イラル・コイル３および４の結合を、コンデンサ１０に
よって行い、それは集中コンデンサ或は分布キャパシタ
ンスのどちらでも良い。リアクティブ・インピーダンス
１１は、第２のコイル４とアースとの間に接続される。
インピーダンス１１は、可変リアクタンスでも良く、調
整されて、プラズマに最も近接するスパイラル・コイル
４上のＲＦ電圧の大きさを制御する。
【００１８】本発明の特定の実施例において、コイル３
および４は、平板の銅のスパイラルとして製造され、約
１／４インチ（６．３５ｍｍ）の厚さで、絶縁体５はテ
フロン（登録商標）のポリマー膜で、これも約１／４イ
ンチ（６．３５ｍｍ）の厚さである。銅よりなる殆ど円
形の外側コイルが、これらの２つのスパイラルを接続す
る。コイルのスパイラルは、互いに反対方向、すなわ
ち、１つは時計方向に、他は反時計方向に巻かれてい
る。それらを接続し、その磁界をプラズマ内に印加す
る。
および４は、平板の銅のスパイラルとして製造され、約
１／４インチ（６．３５ｍｍ）の厚さで、絶縁体５はテ
フロン（登録商標）のポリマー膜で、これも約１／４イ
ンチ（６．３５ｍｍ）の厚さである。銅よりなる殆ど円
形の外側コイルが、これらの２つのスパイラルを接続す
る。コイルのスパイラルは、互いに反対方向、すなわ
ち、１つは時計方向に、他は反時計方向に巻かれてい
る。それらを接続し、その磁界をプラズマ内に印加す
る。
【００１９】本発明で使用するコイルを、図２，図３，
図４，図５に示す。図２は、単独のスパイラル・コイル
１２の平面図である。このようなコイルは、コイルの中
央環体の近くのプラズマ内に、より高いパワーを印加す
る。このコイルは、コイルの最も内側の部分の近くのタ
ーンと、コイルの外側の部分の近くのターンとの間の間
隔を小さくすることによって、良好な誘導均一性を得る
ために改良できる。このようにして、内側と外側の単位
長さ当たりのインダクタンスは、中央環体のインダクタ
ンスと比較して減少する。さらに、プラズマ密度が、コ
イルの中央近くでより大きい場合、外側のターンは、よ
り接近して配置できる。同様に、そのウェブ幅は、米国
特許第５，３０４，２７９号明細書で示されるように、
外側でより小さく形成される。
図４，図５に示す。図２は、単独のスパイラル・コイル
１２の平面図である。このようなコイルは、コイルの中
央環体の近くのプラズマ内に、より高いパワーを印加す
る。このコイルは、コイルの最も内側の部分の近くのタ
ーンと、コイルの外側の部分の近くのターンとの間の間
隔を小さくすることによって、良好な誘導均一性を得る
ために改良できる。このようにして、内側と外側の単位
長さ当たりのインダクタンスは、中央環体のインダクタ
ンスと比較して減少する。さらに、プラズマ密度が、コ
イルの中央近くでより大きい場合、外側のターンは、よ
り接近して配置できる。同様に、そのウェブ幅は、米国
特許第５，３０４，２７９号明細書で示されるように、
外側でより小さく形成される。
【００２０】図３に示すように、スパイラルの２つのア
ーム１３および１４を、同じＲＦ電流で並列に励振する
と、２重スパイラル・コイルは、図２に示すコイルより
も、コイルに沿った電圧の変動がより小さい。
ーム１３および１４を、同じＲＦ電流で並列に励振する
と、２重スパイラル・コイルは、図２に示すコイルより
も、コイルに沿った電圧の変動がより小さい。
【００２１】図２および図３に示すコイルの、一方或は
両方の組合わせは、図１に示す本発明の第１の実施例に
よるＲＦコイルの層構造を形成するのに使用できる。一
例として、本発明のコイルは、図４に示すように、形成
できる。この例において、２つの層コイルは、プラズマ
に最も近接しているコイル１５が実線で、他の同軸コイ
ル１６が点線で示されている。絶縁体（図示されていな
い）がこれらの２つのコイル１５と１６とを分離する。
コイル１５は、その中央でもう半回転する点を除いて
は、図２に示すコイルと同様に形成され、反対向きにス
パイラルを形成するように巻かれ、外側のスパイラルに
接続される。コイル１６は、図２に示すコイルと基本的
に同一である。コイル１５のスパイラルは時計方向のス
パイラルであり、一方、コイル１６のスパイラルは反時
計方向のスパイラルであることに注意するべきである。
両方の組合わせは、図１に示す本発明の第１の実施例に
よるＲＦコイルの層構造を形成するのに使用できる。一
例として、本発明のコイルは、図４に示すように、形成
できる。この例において、２つの層コイルは、プラズマ
に最も近接しているコイル１５が実線で、他の同軸コイ
ル１６が点線で示されている。絶縁体（図示されていな
い）がこれらの２つのコイル１５と１６とを分離する。
コイル１５は、その中央でもう半回転する点を除いて
は、図２に示すコイルと同様に形成され、反対向きにス
パイラルを形成するように巻かれ、外側のスパイラルに
接続される。コイル１６は、図２に示すコイルと基本的
に同一である。コイル１５のスパイラルは時計方向のス
パイラルであり、一方、コイル１６のスパイラルは反時
計方向のスパイラルであることに注意するべきである。
【００２２】特に、図４に示すように、２つのスパイラ
ルを、導体またはコンデンサによって接続し、或はスパ
イラルの端部を曲げて、滑らかな移行部１７を形成す
る。コイル１５および１６は、それぞれ端子１８と１９
とにおいてＲＦ源１に接続される。
ルを、導体またはコンデンサによって接続し、或はスパ
イラルの端部を曲げて、滑らかな移行部１７を形成す
る。コイル１５および１６は、それぞれ端子１８と１９
とにおいてＲＦ源１に接続される。
【００２３】図５は、他の２層コイルの構造を示す。図
５においてもまた、プラズマに最も近接するコイルは、
実線で示し、第２の同軸コイルは、点線で示す。第１の
コイルは、図３のコイルのように、アーム２０および２
１を有する２重スパイラル・コイルである。第２のコイ
ル２２は、図２に示す、単独のスパイラル・コイルであ
る。この２つのスパイラル・コイルの外側の部分を、導
体またはコンデンサによって接続する。２重スパイラル
・コイルは、それぞれ２つのスパイラル・アーム２０お
よび２１の端部の２箇所２３および２４において、単独
のスパイラルに接続される。ＲＦコンタクトは、２重ス
パイラル・コイルの中央に示される端子２５と、単独の
スパイラル・コイルの内側の端子２６とに形成される。
５においてもまた、プラズマに最も近接するコイルは、
実線で示し、第２の同軸コイルは、点線で示す。第１の
コイルは、図３のコイルのように、アーム２０および２
１を有する２重スパイラル・コイルである。第２のコイ
ル２２は、図２に示す、単独のスパイラル・コイルであ
る。この２つのスパイラル・コイルの外側の部分を、導
体またはコンデンサによって接続する。２重スパイラル
・コイルは、それぞれ２つのスパイラル・アーム２０お
よび２１の端部の２箇所２３および２４において、単独
のスパイラルに接続される。ＲＦコンタクトは、２重ス
パイラル・コイルの中央に示される端子２５と、単独の
スパイラル・コイルの内側の端子２６とに形成される。
【００２４】図６に示す第２の実施例において、プラズ
マ・チャンバ３１は、ほぼ円筒の形状で、誘電体ウィン
ドウ３２と真空壁３３とを有する。プラズマ・チャンバ
内では、ウエハすなわちワークピース３４を、チャック
３５によって保持する。導管３６は、ガスを導入するの
に使用し、ガスからプラズマが発生する。
マ・チャンバ３１は、ほぼ円筒の形状で、誘電体ウィン
ドウ３２と真空壁３３とを有する。プラズマ・チャンバ
内では、ウエハすなわちワークピース３４を、チャック
３５によって保持する。導管３６は、ガスを導入するの
に使用し、ガスからプラズマが発生する。
【００２５】第１のＲＦコイル３７は、誘電体ウィンド
ウ３２の周りに、ソレノイドすなわち円筒状のコイルと
して巻かれ、プラズマに最も近接する。第２のＲＦコイ
ル３８もまた、ソレノイドとして巻かれ、絶縁体層３９
によって第１のＲＦコイルから分離されている。第１の
実施例におけるように、２つのコイルを、直接接続する
か、或はコンデンサ４０によって接続する。ＲＦ源４１
は、外側の第２のコイル３８に接続され、リアクティブ
・インピーダンス４２は、第１のコイル３７とアースと
の間に接続される。さらに、インピーダンス４２は、可
変リアクタンスでも良い。
ウ３２の周りに、ソレノイドすなわち円筒状のコイルと
して巻かれ、プラズマに最も近接する。第２のＲＦコイ
ル３８もまた、ソレノイドとして巻かれ、絶縁体層３９
によって第１のＲＦコイルから分離されている。第１の
実施例におけるように、２つのコイルを、直接接続する
か、或はコンデンサ４０によって接続する。ＲＦ源４１
は、外側の第２のコイル３８に接続され、リアクティブ
・インピーダンス４２は、第１のコイル３７とアースと
の間に接続される。さらに、インピーダンス４２は、可
変リアクタンスでも良い。
【００２６】図７は、本発明の第３の実施例を示し、再
び２つのコイルを使用するが、これらのコイルはチャン
バ４５内、すなわちプラズマ内にある。コイルは、異な
った径の同軸管で形成する。水冷管４６は、内側コイル
層を形成する。管４６の一端は、ＲＦ真空フィードスル
ー４８を経由して、プラズマ・チャンバの真空壁４７を
通過し、ＲＦ源４９に接続される。内側コイルの他端
は、外部ＲＦコイル層を形成する外側の同軸管５０の一
端と共に、他のＲＦ真空フィードスルー５１を経由し
て、真空壁４７を通過する。絶縁体層５２によって、外
側コイル層５０から内側コイル層４６を分離する。絶縁
体層５２は、プラズマ・チャンバ４５内の外側コイル層
５０の端部まで延長しないで、そこから無くなり、シャ
ドウ構造５３を形成し、絶縁体層５２を、導電材料によ
る被覆から保護する。
び２つのコイルを使用するが、これらのコイルはチャン
バ４５内、すなわちプラズマ内にある。コイルは、異な
った径の同軸管で形成する。水冷管４６は、内側コイル
層を形成する。管４６の一端は、ＲＦ真空フィードスル
ー４８を経由して、プラズマ・チャンバの真空壁４７を
通過し、ＲＦ源４９に接続される。内側コイルの他端
は、外部ＲＦコイル層を形成する外側の同軸管５０の一
端と共に、他のＲＦ真空フィードスルー５１を経由し
て、真空壁４７を通過する。絶縁体層５２によって、外
側コイル層５０から内側コイル層４６を分離する。絶縁
体層５２は、プラズマ・チャンバ４５内の外側コイル層
５０の端部まで延長しないで、そこから無くなり、シャ
ドウ構造５３を形成し、絶縁体層５２を、導電材料によ
る被覆から保護する。
【００２７】図に示すように、ＲＦコイルを、図６に示
す実施例のようなソレノイドの層構造で形成するが、し
かし、第１の実施例のような平板的な層構造も使用でき
る。いずれにしても、内側および外側のコイルを、直接
接続するか、或はコンデンサ（図示されていない）によ
って接続する。さらに、外側コイル５０の端子を、ＲＦ
真空フィードスルー５１から突出し、リアクティブ・イ
ンピーダンス５４を経てアースに接続する。また、イン
ピーダンス５４は、可変リアクタンスでも良い。
す実施例のようなソレノイドの層構造で形成するが、し
かし、第１の実施例のような平板的な層構造も使用でき
る。いずれにしても、内側および外側のコイルを、直接
接続するか、或はコンデンサ（図示されていない）によ
って接続する。さらに、外側コイル５０の端子を、ＲＦ
真空フィードスルー５１から突出し、リアクティブ・イ
ンピーダンス５４を経てアースに接続する。また、イン
ピーダンス５４は、可変リアクタンスでも良い。
【００２８】図８は、第１の実施例の変形として、本発
明の第４の実施例を示し、第２のＲＦスパイラル・コイ
ル４がファラデー・シールド５５に置き代わっており、
その詳細を図９に示す。ファラデー・シールド５５を、
ＲＦスパイラル・コイル３の高電圧の端部に電気的に接
続する。このファラデー・シールドを、コイルの高電圧
の端部に取り付けて、容量結合の量を最大にする。コイ
ルのアースに対するリアクティブ結合を変化させること
により、ファラデー・シールドのＲＦ電圧はプラズマ処
理に必要な値に調整できる。ファラデー・シールドの設
計は重要である。ファラデー・シールドは、誘導結合に
おける不均一性を導く、誘導コイルから電流を“引き込
む（ｓｔｅａｌ）”ことはない。好適な設計において
は、コイルに接続する点を、中央から離れて配置し、改
良された均一性を導く。１つの変形としては、ファラデ
ー・シールド５５を、可変リアクタンス５６によって励
振し、他の可変リアクタンス５７によってアースし、フ
ァラデー・シールドの励振を制御できる。
明の第４の実施例を示し、第２のＲＦスパイラル・コイ
ル４がファラデー・シールド５５に置き代わっており、
その詳細を図９に示す。ファラデー・シールド５５を、
ＲＦスパイラル・コイル３の高電圧の端部に電気的に接
続する。このファラデー・シールドを、コイルの高電圧
の端部に取り付けて、容量結合の量を最大にする。コイ
ルのアースに対するリアクティブ結合を変化させること
により、ファラデー・シールドのＲＦ電圧はプラズマ処
理に必要な値に調整できる。ファラデー・シールドの設
計は重要である。ファラデー・シールドは、誘導結合に
おける不均一性を導く、誘導コイルから電流を“引き込
む（ｓｔｅａｌ）”ことはない。好適な設計において
は、コイルに接続する点を、中央から離れて配置し、改
良された均一性を導く。１つの変形としては、ファラデ
ー・シールド５５を、可変リアクタンス５６によって励
振し、他の可変リアクタンス５７によってアースし、フ
ァラデー・シールドの励振を制御できる。
【００２９】このようにして、本発明は、プラズマから
コイルを分離する誘電体ウィンドウの上部或は外部で、
層に形成されるＲＦコイルを使用する。他の装置では、
層コイル構造は、プラズマ・チャンバ内に配置しても良
い。各実施例における層は、低い誘電率を有する絶縁体
によって好適に分離され、プラズマが“遭遇する（ｓｅ
ｅ）”電圧の影響を与えずに、高い“Ｑ”を有するコイ
ルが実現できる。さらに純粋な誘導プラズマ用には、コ
イルの低電圧（対称的に励振される）の端部を、プラズ
マに最も近接して配置する。より多くの容量結合が必要
であれば、より高電圧の端部をプラズマに最も近接して
配置する。ＲＦコイルの追加したターンは、現在では、
整合回路網にある、大きなインダクタに取って代わる。
外側のターンは、殆ど円形で、底の層から次の層へ連続
するので、誘導プラズマのシータ変動はかなり小さくな
る。
コイルを分離する誘電体ウィンドウの上部或は外部で、
層に形成されるＲＦコイルを使用する。他の装置では、
層コイル構造は、プラズマ・チャンバ内に配置しても良
い。各実施例における層は、低い誘電率を有する絶縁体
によって好適に分離され、プラズマが“遭遇する（ｓｅ
ｅ）”電圧の影響を与えずに、高い“Ｑ”を有するコイ
ルが実現できる。さらに純粋な誘導プラズマ用には、コ
イルの低電圧（対称的に励振される）の端部を、プラズ
マに最も近接して配置する。より多くの容量結合が必要
であれば、より高電圧の端部をプラズマに最も近接して
配置する。ＲＦコイルの追加したターンは、現在では、
整合回路網にある、大きなインダクタに取って代わる。
外側のターンは、殆ど円形で、底の層から次の層へ連続
するので、誘導プラズマのシータ変動はかなり小さくな
る。
【００３０】本発明は、ソレノイド型ＩＣＰ，プレーナ
ＩＣＰ，内部コイルに応用できる。前述した様に、内側
コイルには、異なった径の管が、同軸的に使用できる。
平板コイル用に示したスパイラルの代わりに、接続され
たサークルのような他の形を使用できる。
ＩＣＰ，内部コイルに応用できる。前述した様に、内側
コイルには、異なった径の管が、同軸的に使用できる。
平板コイル用に示したスパイラルの代わりに、接続され
たサークルのような他の形を使用できる。
【００３１】本発明を、改良された好適な２つの実施例
によって、説明したが、当業者であれば、本発明を、特
許請求の範囲の趣旨と範囲内で改良して実施できること
が解るであろう。
によって、説明したが、当業者であれば、本発明を、特
許請求の範囲の趣旨と範囲内で改良して実施できること
が解るであろう。
【００３２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 （１）ワークピースのプラズマ処理用に使用する、誘導
プラズマを発生する装置において、プラズマ処理される
ワークピースを収容する手段を有する真空チャンバと、
電気的絶縁破壊を起こさないほど十分な厚さの絶縁体に
よって分離された、少なくとも第１および第２の層で形
成されたＲＦ誘導コイル構造と、前記ＲＦ誘導コイル構
造の前記第１の層に接続され、前記ＲＦ誘導コイル構造
を励起するとき、前記真空チャンバ内で誘導プラズマを
発生させるＲＦ源と、前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第
２の層に接続され、前記ＲＦ誘導コイル構造をアースか
ら分離し、プラズマに最も近接する層へのＲＦ電圧の大
きさを制御する、リアクティブ・インピーダンスと、を
具備する誘導プラズマを発生する装置。 （２）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１および第２の
層が、平板コイルである、上記（１）に記載の装置。 （３）前記第１および前記第２の平板コイルが、その個
々の外側部分の各端部で、互いに直接接続されて、殆ど
円形の外側ターンを形成するスパイラル・コイルであ
る、上記（２）に記載の装置。 （４）前記第１および前記第２の平板コイルが、コンデ
ンサによって、互いに接続されたスパイラル・コイルで
ある、上記（２）に記載の装置。 （５）前記コンデンサが、集中コンデンサである、上記
（４）に記載の装置。 （６）前記コンデンサが、分布キャパシタンスである、
上記（４）に記載の装置。 （７）前記平板コイルが、第１および第２のスパイラル
・コイルであり、前記第１のスパイラル・コイルが、そ
の中央において、前記第２のスパイラル・コイルよりも
半回転多くのターンを有する、上記（２）に記載の装
置。 （８）前記平板コイルが、第１および第２のスパイラル
・コイルであり、前記第１および第２とのスパイラル・
コイルの少なくとも一方が、第１および第２のアームを
有する２重スパイラル・コイルであり、前記第１および
第２のアームのそれぞれの端部が、前記第２あるいは第
１のスパイラル・コイルの他方に接続された、上記
（２）に記載の装置。 （９）前記平板コイルの低電圧の端部が、前記真空チャ
ンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プラズマへ
のより多くの誘導結合を与える、上記（２）に記載の装
置。 （１０）前記平板コイルの高電圧の端部を、前記真空チ
ャンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プラズマ
へのより多くの容量結合を与える、上記（２）に記載の
装置。 （１１）前記第１および前記第２の層が、コンデンサに
よって互いに接続され、前記真空チャンバ内のプラズマ
への容量結合を与える、上記（１）に記載の装置。 （１２）前記コンデンサが、集中コンデンサである、上
記（１１）に記載の装置。 （１３）前記コンデンサが、前記第１と第２の層との間
の分布キャパシタンスであり、前記分布キャパシタンス
が、遅波回路を形成して、プラズマの半径方向に電界を
発生させる、上記（１１）に記載の装置。 （１４）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１および第２
の層が、ソレノイド・コイルである、上記（１）に記載
の装置。 （１５）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１の層が、平
板コイルであり、前記第２の層が、ファラデー・シール
ドである、上記（１４）に記載の装置。 （１６）前記ファラデー・シールドの高電圧接続部が、
第１の可変リアクタンスによって、前記平板コイルの高
電圧の端部に電気的に接続され、前記ファラデー・シー
ルドの低電圧接続部が、第２の可変リアクタンスによっ
て、アースに電気的に接続された、上記（１５）に記載
の装置 （１７）前記ＲＦ誘導コイル構造が、前記真空チャンバ
内に配置され、前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１およ
び第２の層を、直列に励銀する、上記（１）に記載の装
置。 （１８）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１と第２の層
とが、同軸管である、上記（１７）に記載の装置． （１９）前記同軸管のうち外側の同軸管のＲＦ電圧を、
最小に保ち、プラズマへのＲＦ誘導コイル構造の容量結
合を減少させる、上記（１８）に記載の装置。 （２０）前記絶縁体を、前記同軸管のうちの１つの同軸
管の一端から引き込み、シャドウ構造を形成し、前記層
間を導通させないようにした、上記（１８）に記載の装
置。 （２１）プラズマ処理装置内で、誘導的に励振されるプ
ラズマ内での制御された容量結合を与える方法におい
て、低誘電率と、コイル構造内で電気的絶縁破壊を起こ
さないほど十分な厚さとを有する絶縁体によって分離さ
れた、少なくとも第１と第２の層を備える層ＲＦ誘導コ
イル構造を形成するステップと、プラズマに、より多く
の誘導結合をするために、プラズマに最も近接して前記
層ＲＦ誘導コイル構造の低電圧の端部を配置するステッ
プと、プラズマへ、より多くの容量結合をするために、
プラズマに最も近接して前記層ＲＦ誘導コイル構造の高
電圧の端部を配置するステップと、前記層ＲＦ誘導コイ
ル構造の前記第２の層に、リアクティブ・インピーダン
スを接続し、前記層ＲＦ誘導コイル構造をアースから分
離し、前記リアクティブ・インピーダンスが、プラズマ
に最も近接する層へのＲＦ電圧の大きさを制御するステ
ップと、前記層ＲＦ誘導コイル構造を、ＲＦ源によって
励起し、プラズマを発生するステップと、を含む方法。 （２２）前記第１および第２の層がスパイラル・コイル
あり、前記第１および第２のスパイラル・コイルの外側
端部に接続するステップをさらに含む、上記（２１）に
記載の方法。 （２３）前記接続ステップが、殆ど円形のターンによっ
て、前記外側端部を直接接続するステップを含む、上記
（２２）に記載の方法． （２４）前記接続ステップが、コンデンサによって、前
記外側端部を直接接続するステップを含む、上記（２
２）に記載の方法． （２５）前記第１および第２のスパイラル・コイルを、
分布キャパシタンスによって接続し、遅波回廊を形成し
て、プラズマの半径方向に電界を発生させる、上記（２
２）に記載の方法。 （２６）前記第１および第２の層が、ソレノイド・コイ
ルであり、コンデンサによってこの２つのソレノイドを
接続するステップをさらに含む、上記（２１）に記載の
方法。
の事項を開示する。 （１）ワークピースのプラズマ処理用に使用する、誘導
プラズマを発生する装置において、プラズマ処理される
ワークピースを収容する手段を有する真空チャンバと、
電気的絶縁破壊を起こさないほど十分な厚さの絶縁体に
よって分離された、少なくとも第１および第２の層で形
成されたＲＦ誘導コイル構造と、前記ＲＦ誘導コイル構
造の前記第１の層に接続され、前記ＲＦ誘導コイル構造
を励起するとき、前記真空チャンバ内で誘導プラズマを
発生させるＲＦ源と、前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第
２の層に接続され、前記ＲＦ誘導コイル構造をアースか
ら分離し、プラズマに最も近接する層へのＲＦ電圧の大
きさを制御する、リアクティブ・インピーダンスと、を
具備する誘導プラズマを発生する装置。 （２）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１および第２の
層が、平板コイルである、上記（１）に記載の装置。 （３）前記第１および前記第２の平板コイルが、その個
々の外側部分の各端部で、互いに直接接続されて、殆ど
円形の外側ターンを形成するスパイラル・コイルであ
る、上記（２）に記載の装置。 （４）前記第１および前記第２の平板コイルが、コンデ
ンサによって、互いに接続されたスパイラル・コイルで
ある、上記（２）に記載の装置。 （５）前記コンデンサが、集中コンデンサである、上記
（４）に記載の装置。 （６）前記コンデンサが、分布キャパシタンスである、
上記（４）に記載の装置。 （７）前記平板コイルが、第１および第２のスパイラル
・コイルであり、前記第１のスパイラル・コイルが、そ
の中央において、前記第２のスパイラル・コイルよりも
半回転多くのターンを有する、上記（２）に記載の装
置。 （８）前記平板コイルが、第１および第２のスパイラル
・コイルであり、前記第１および第２とのスパイラル・
コイルの少なくとも一方が、第１および第２のアームを
有する２重スパイラル・コイルであり、前記第１および
第２のアームのそれぞれの端部が、前記第２あるいは第
１のスパイラル・コイルの他方に接続された、上記
（２）に記載の装置。 （９）前記平板コイルの低電圧の端部が、前記真空チャ
ンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プラズマへ
のより多くの誘導結合を与える、上記（２）に記載の装
置。 （１０）前記平板コイルの高電圧の端部を、前記真空チ
ャンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プラズマ
へのより多くの容量結合を与える、上記（２）に記載の
装置。 （１１）前記第１および前記第２の層が、コンデンサに
よって互いに接続され、前記真空チャンバ内のプラズマ
への容量結合を与える、上記（１）に記載の装置。 （１２）前記コンデンサが、集中コンデンサである、上
記（１１）に記載の装置。 （１３）前記コンデンサが、前記第１と第２の層との間
の分布キャパシタンスであり、前記分布キャパシタンス
が、遅波回路を形成して、プラズマの半径方向に電界を
発生させる、上記（１１）に記載の装置。 （１４）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１および第２
の層が、ソレノイド・コイルである、上記（１）に記載
の装置。 （１５）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１の層が、平
板コイルであり、前記第２の層が、ファラデー・シール
ドである、上記（１４）に記載の装置。 （１６）前記ファラデー・シールドの高電圧接続部が、
第１の可変リアクタンスによって、前記平板コイルの高
電圧の端部に電気的に接続され、前記ファラデー・シー
ルドの低電圧接続部が、第２の可変リアクタンスによっ
て、アースに電気的に接続された、上記（１５）に記載
の装置 （１７）前記ＲＦ誘導コイル構造が、前記真空チャンバ
内に配置され、前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１およ
び第２の層を、直列に励銀する、上記（１）に記載の装
置。 （１８）前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１と第２の層
とが、同軸管である、上記（１７）に記載の装置． （１９）前記同軸管のうち外側の同軸管のＲＦ電圧を、
最小に保ち、プラズマへのＲＦ誘導コイル構造の容量結
合を減少させる、上記（１８）に記載の装置。 （２０）前記絶縁体を、前記同軸管のうちの１つの同軸
管の一端から引き込み、シャドウ構造を形成し、前記層
間を導通させないようにした、上記（１８）に記載の装
置。 （２１）プラズマ処理装置内で、誘導的に励振されるプ
ラズマ内での制御された容量結合を与える方法におい
て、低誘電率と、コイル構造内で電気的絶縁破壊を起こ
さないほど十分な厚さとを有する絶縁体によって分離さ
れた、少なくとも第１と第２の層を備える層ＲＦ誘導コ
イル構造を形成するステップと、プラズマに、より多く
の誘導結合をするために、プラズマに最も近接して前記
層ＲＦ誘導コイル構造の低電圧の端部を配置するステッ
プと、プラズマへ、より多くの容量結合をするために、
プラズマに最も近接して前記層ＲＦ誘導コイル構造の高
電圧の端部を配置するステップと、前記層ＲＦ誘導コイ
ル構造の前記第２の層に、リアクティブ・インピーダン
スを接続し、前記層ＲＦ誘導コイル構造をアースから分
離し、前記リアクティブ・インピーダンスが、プラズマ
に最も近接する層へのＲＦ電圧の大きさを制御するステ
ップと、前記層ＲＦ誘導コイル構造を、ＲＦ源によって
励起し、プラズマを発生するステップと、を含む方法。 （２２）前記第１および第２の層がスパイラル・コイル
あり、前記第１および第２のスパイラル・コイルの外側
端部に接続するステップをさらに含む、上記（２１）に
記載の方法。 （２３）前記接続ステップが、殆ど円形のターンによっ
て、前記外側端部を直接接続するステップを含む、上記
（２２）に記載の方法． （２４）前記接続ステップが、コンデンサによって、前
記外側端部を直接接続するステップを含む、上記（２
２）に記載の方法． （２５）前記第１および第２のスパイラル・コイルを、
分布キャパシタンスによって接続し、遅波回廊を形成し
て、プラズマの半径方向に電界を発生させる、上記（２
２）に記載の方法。 （２６）前記第１および第２の層が、ソレノイド・コイ
ルであり、コンデンサによってこの２つのソレノイドを
接続するステップをさらに含む、上記（２１）に記載の
方法。
【図１】２つのＲＦスパイラル・コイルを使用する本発
明の第１の実施例を示す、ブロック略図である。
明の第１の実施例を示す、ブロック略図である。
【図２】図１に示す実施例で使用できる型のスパイラル
・コイルの平面図である。
・コイルの平面図である。
【図３】図１に示す実施例で使用できる２重スパイラル
・コイルの平面図である。
・コイルの平面図である。
【図４】図１に示す実施例で使用できる図２に示す型の
２層スパイラル・コイルの一例を示す平面図である。
２層スパイラル・コイルの一例を示す平面図である。
【図５】図１に示す実施例で使用するような図２および
図３に示す型の２層スパイラル・コイルの他の例を示す
平面図である。
図３に示す型の２層スパイラル・コイルの他の例を示す
平面図である。
【図６】２つのＲＦソレノイド・コイルを使用する本発
明の第２の実施例を示す、ブロック略図である。
明の第２の実施例を示す、ブロック略図である。
【図７】層ＲＦコイル構造をプラズマに配置する、本発
明の第３の実施例を示す、ブロック略図である。
明の第３の実施例を示す、ブロック略図である。
【図８】ＲＦスパイラル・コイルとファラデー・シール
ドを使用する、本発明の第２の実施例を示す、ブロック
略図である。
ドを使用する、本発明の第２の実施例を示す、ブロック
略図である。
【図９】第２の実施例で使用する、ＲＦスパイラル・コ
イルと、ファラデー・シールドの平面図である。
イルと、ファラデー・シールドの平面図である。
１ ＲＦ源 ２ ＲＦコイル ３ 第１のスパイラル・コイル ４ 第２のスパイラル・コイル ５ 絶縁体 ６ 誘電体ウィンドウ ７ 真空チャンバ ８ ワークピース ９ 導管 １０ コンデンサ １１ リアクティブ・インピーダンス １３，１４ アーム １５，１６ コイル １８，１９ 端子 ２０，２１ アーム ２３，２４ 位置 ３１ プラズマ・チャンバ ３２ 誘電体ウィンドウ ３３ 真空壁 ３４ ワークピース ３５ チャック ３７ 第１のＲＦコイル ３８ 第２のＲＦコイル ３９ 絶縁体層 ４０ コンデンサ ４１ ＲＦ源 ４２ インピーダンス ４５ チャンバ ４６ 水冷管 ４７ 真空壁 ４８，５１ ＲＦ真空フィードスルー ４９ ＲＦ源 ５０ 同軸管 ５２ 絶縁体層 ５３ シャドウ構造 ５４ インピーダンス ５５ ファラデー・シールド ５６ 可変リアクタンス ５７ 他の可変リアクタンス
フロントページの続き (72)発明者 ミッチェル・スコット・バーネス アメリカ合衆国 94111 カリフォルニ ア州 サンフランシスコ アパートメン ト 119−イー ロンバード ストリー ト 1011 (72)発明者 ジョン・カート・フォースター アメリカ合衆国 94103 カリフォルニ ア州 サンフランシスコ ハーラム 41 (72)発明者 ジョン・エドワード・ハイデンライヒ、 サード アメリカ合衆国 10598 ニューヨーク 州 ヨークタウン ハイツ レウィス アヴェニュー 332 (56)参考文献 特開 平７−235395（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−135096（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−280029（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 1/46 C23C 16/50 C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (26)
- 【請求項１】ワークピースのプラズマ処理用に使用す
る、誘導プラズマを発生する装置において、 プラズマ処理されるワークピースを収容する手段を有す
る真空チャンバと、 電気的絶縁破壊を起こさないほど十分な厚さの絶縁体に
よってお互いが分離され接続された少なくとも第１およ
び第２の層で形成されたＲＦ誘導コイル構造と、 前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１の層に接続され、前
記ＲＦ誘導コイル構造を励起するとき、前記真空チャン
バ内で誘導プラズマを発生させるＲＦ源と、前記ＲＦ誘
導コイル構造の前記第２の層に接続され、前記ＲＦ誘導
コイル構造をアースから分離し、プラズマに最も近接す
る層へのＲＦ電圧の大きさを制御する、リアクティブ・
インピーダンスと、 を具備する誘導プラズマを発生する装置。 - 【請求項２】前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１および
第２の層が、平板コイルである、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】前記第１および前記第２の平板コイルが、
その個々の外側部分の各端部で、互いに直接接続され
て、殆ど円形の外側ターンを形成するスパイラル・コイ
ルである、請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】前記第１および前記第２の平板コイルが、
コンデンサによって、互いに接続されたスパイラル・コ
イルである、請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】前記コンデンサが、集中コンデンサであ
る、請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】前記コンデンサが、分布キャパシタンスで
ある、請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】前記平板コイルが、第１および第２のスパ
イラル・コイルであり、前記第１のスパイラル・コイル
が、その中央において、前記第２のスパイラル・コイル
よりも半回転多くのターンを有する、請求項２に記載の
装置。 - 【請求項８】前記平板コイルが、第１および第２のスパ
イラル・コイルであり、前記第１および第２とのスパイ
ラル・コイルの少なくとも一方が、第１および第２のア
ームを有する２重スパイラル・コイルであり、前記第１
および第２のアームのそれぞれの端部が、前記第２ある
いは第１のスパイラル・コイルの他方に接続された、請
求項２に記載の装置。 - 【請求項９】前記平板コイルの低電圧の端部が、前記真
空チャンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プラ
ズマへのより多くの誘導結合を与える、請求項２に記載
の装置。 - 【請求項１０】前記平板コイルの高電圧の端部が、前記
真空チャンバ内のプラズマに最も近接して配置され、プ
ラズマへのより多くの容量結合を与える、請求項２に記
載の装置。 - 【請求項１１】前記第１および前記第２の層が、コンデ
ンサによって互いに接続され、前記真空チャンバ内のプ
ラズマへの容量結合を与える、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】前記コンデンサが、集中コンデンサであ
る、請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】前記コンデンサが、前記第１と第２の層
との間の分布キャパシタンスであり、前記分布キャパシ
タンスが、遅波回路を形成して、プラズマの半径方向に
電界を発生させる、請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１４】前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１およ
び第２の層が、ソレノイド・コイルである、請求項１に
記載の装置。 - 【請求項１５】前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１の層
が、平板コイルであり、前記第２の層が、ファラデー・
シールドである、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】前記ファラデー・シールドの高電圧接続
部が、第１の可変リアクタンスによって、前記平板コイ
ルの高電圧の端部に電気的に接続され、前記ファラデー
・シールドの低電圧接続部が、第２の可変リアクタンス
によって、アースに電気的に接続された、請求項１５に
記載の装置。 - 【請求項１７】前記ＲＦ誘導コイル構造が、前記真空チ
ャンバ内に配置され、前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第
１および第２の層を、直列に励振する、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項１８】前記ＲＦ誘導コイル構造の前記第１と第
２の層とが、同軸管である、請求項１７に記載の装置． - 【請求項１９】前記同軸管のうち外側の同軸管のＲＦ電
圧を、最小に保ち、プラズマへのＲＦ誘導コイル構造の
容量結合を減少させる、請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】前記絶縁体を、前記同軸管のうちの１つ
の同軸管の一端から引き込み、シャドウ構造を形成し、
前記層間を導通させないようにした、請求項１８に記載
の装置。 - 【請求項２１】プラズマ処理装置内で、誘導的に励振さ
れるプラズマ内での制御された容量結合を与える方法に
おいて、 低誘電率でかつコイル構造内で電気的絶縁破壊を起こさ
ないほど十分な厚さとを有する絶縁体によってお互いが
分離され接続された少なくとも第１および第２の層を備
える層ＲＦ誘導コイル構造を形成するステップと、 プラズマに、より多くの誘導結合をするために、プラズ
マに最も近接して前記層ＲＦ誘導コイル構造の低電圧の
端部を配置するステップと、 プラズマへ、より多くの容量結合をするために、プラズ
マに最も近接して前記層ＲＦ誘導コイル構造の高電圧の
端部を配置するステップと、 前記層ＲＦ誘導コイル構造の前記第２の層に、リアクテ
ィブ・インピーダンスを接続し、前記層ＲＦ誘導コイル
構造をアースから分離し、前記リアクティブ・インピー
ダンスが、プラズマに最も近接する層へのＲＦ電圧の大
きさを制御するステップと、 前記層ＲＦ誘導コイル構造を、ＲＦ源によって励起し、
プラズマを発生するステップと、 を含む方法。 - 【請求項２２】前記第１および第２の層が、スパイラル
・コイルであり、前記第１および第２のスパイラル・コ
イルの外側端部を接続するステップをさらに含む、請求
項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】前記接続ステップが、殆ど円形のターン
によって、前記外側端部を直接接続するステップを含
む、請求項２２に記載の方法． - 【請求項２４】前記接続ステップが、コンデンサによっ
て、前記外側端部を直接接続するステップを含む、請求
項２２に記載の方法． - 【請求項２５】前記第１および第２のスパイラル・コイ
ルを、分布キャパシタンスによって接続し、遅波回路を
形成して、プラズマの半径方向に電界を発生させる、請
求項２２に記載の方法。 - 【請求項２６】前記第１および第２の層が、ソレノイド
・コイルであり、コンデンサによってこの２つのソレノ
イドを接続するステップをさらに含む、請求項２１に記
載の方法。
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