JP3527201B2 - 高周波型プラズマ強化化学気相堆積反応装置、及びプラズマ強化化学気相堆積処理を実施するための方法 - Google Patents
高周波型プラズマ強化化学気相堆積反応装置、及びプラズマ強化化学気相堆積処理を実施するための方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波型プラズマ
強化化学気相堆積反応装置、及びプラズマ強化化学気相
堆積処理を実施するための方法に関する。
強化化学気相堆積反応装置、及びプラズマ強化化学気相
堆積処理を実施するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体処理過程には、しばしば、その上
に既に他の層が形成されていたり、いなかかったりする
半導体基板表面の上方又はその直上に、膜又は層を堆積
する過程が含まれる。そのような膜又は層を堆積する方
法の一つは、化学気相堆積法（ＣＶＤ）により行われ
る。ＣＶＤは、基板又は基板表面上に堆積されるべき所
望の成分を含有する気相化学物質又は反応物の化学反応
を含むものである。反応性ガスは、反応室又は反応装置
内に導入され、分解され、そして所望の膜又は層を形成
するように、加熱された表面のところで反応する。
に既に他の層が形成されていたり、いなかかったりする
半導体基板表面の上方又はその直上に、膜又は層を堆積
する過程が含まれる。そのような膜又は層を堆積する方
法の一つは、化学気相堆積法（ＣＶＤ）により行われ
る。ＣＶＤは、基板又は基板表面上に堆積されるべき所
望の成分を含有する気相化学物質又は反応物の化学反応
を含むものである。反応性ガスは、反応室又は反応装置
内に導入され、分解され、そして所望の膜又は層を形成
するように、加熱された表面のところで反応する。
【０００３】所望の膜又は層を形成するのに、現在あり
また利用されているＣＶＤ処理方法には、大きく分けて
三つのものがある。すなわち、常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶ
Ｄ），減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）及びプラズマ強化ＣＶ
Ｄ（ＰＥＣＶＤ）である。最初の二つの処理方法（ＡＰ
ＣＶＤ及びＬＰＣＶＤ）は、その圧力管理に特徴があ
り、そして所望の化学反応が起こるために、入力エネル
ギーとして典型的には温度エネルギーを利用するもので
ある。一番最後の処理方法（ＰＥＣＶＤ）は、圧力管理
とエネルギー入力の方法に特徴があるものである。
また利用されているＣＶＤ処理方法には、大きく分けて
三つのものがある。すなわち、常圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶ
Ｄ），減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）及びプラズマ強化ＣＶ
Ｄ（ＰＥＣＶＤ）である。最初の二つの処理方法（ＡＰ
ＣＶＤ及びＬＰＣＶＤ）は、その圧力管理に特徴があ
り、そして所望の化学反応が起こるために、入力エネル
ギーとして典型的には温度エネルギーを利用するもので
ある。一番最後の処理方法（ＰＥＣＶＤ）は、圧力管理
とエネルギー入力の方法に特徴があるものである。
【０００４】ＰＥＣＶＤ装置においては、化学反応を開
始し維持するために、温度エネルギーに依存するのでは
なく、むしろ高周波誘導グロー放電が、エネルギーを反
応性ガスに伝達するのに用いられる。そうすることによ
り、ＡＰＣＶＤ及びＬＰＣＶＤ装置の場合よりも、基板
の温度をより低く維持することができる。基板の温度が
低いことはある場合において好ましい。なぜならば、基
板によっては、他の方法による被覆を許容する温度安定
性を有していないからである。他の望ましい特徴として
は、堆積速度が加速されること、特徴ある成分及び特性
を備えた膜又は層が形成されることである。さらに、Ｐ
ＥＣＶＤ方法及び装置は、良好な付着性、低いピンホー
ル密度、良好な段差被覆性、適当な電気的特性、及び微
細ラインパターン転写処理との適合性などの利点をもた
らすものである。
始し維持するために、温度エネルギーに依存するのでは
なく、むしろ高周波誘導グロー放電が、エネルギーを反
応性ガスに伝達するのに用いられる。そうすることによ
り、ＡＰＣＶＤ及びＬＰＣＶＤ装置の場合よりも、基板
の温度をより低く維持することができる。基板の温度が
低いことはある場合において好ましい。なぜならば、基
板によっては、他の方法による被覆を許容する温度安定
性を有していないからである。他の望ましい特徴として
は、堆積速度が加速されること、特徴ある成分及び特性
を備えた膜又は層が形成されることである。さらに、Ｐ
ＥＣＶＤ方法及び装置は、良好な付着性、低いピンホー
ル密度、良好な段差被覆性、適当な電気的特性、及び微
細ラインパターン転写処理との適合性などの利点をもた
らすものである。
【０００５】しかしながら、ＰＥＣＶＤ処理方法を含む
堆積処理方法に関係した問題の一つに、特に、高いアス
ペクト比形状をもたらすことにもなる不均一な膜又は層
の被覆性の問題がある。例えば、堆積処理過程におい
て、“ブレッドローフィング（bread-loafing）”又は
尖った部分が典型的には形成される。通常、そのような
ものは、好ましくない不均一な堆積物質の集まりからな
り、基板上の主要要素間のキーホールスペースのように
見えるものを形成する。従来技術による一つの解決方法
は、極めて薄い層を、途中にプラズマエッチング処理を
挟んで、多重堆積することであった。途中に挟まれるプ
ラズマエッチングは、より均一に被覆された層を形成す
るために、尖った部分を除去又は切除するように機能す
る。その後、堆積とエッチングが、所定の被覆性が達成
されるまで繰り返し行われる。ＰＥＣＶＤ処理方法及び
反応装置において、膜又は層の堆積の質を改善すること
が望ましい。
堆積処理方法に関係した問題の一つに、特に、高いアス
ペクト比形状をもたらすことにもなる不均一な膜又は層
の被覆性の問題がある。例えば、堆積処理過程におい
て、“ブレッドローフィング（bread-loafing）”又は
尖った部分が典型的には形成される。通常、そのような
ものは、好ましくない不均一な堆積物質の集まりからな
り、基板上の主要要素間のキーホールスペースのように
見えるものを形成する。従来技術による一つの解決方法
は、極めて薄い層を、途中にプラズマエッチング処理を
挟んで、多重堆積することであった。途中に挟まれるプ
ラズマエッチングは、より均一に被覆された層を形成す
るために、尖った部分を除去又は切除するように機能す
る。その後、堆積とエッチングが、所定の被覆性が達成
されるまで繰り返し行われる。ＰＥＣＶＤ処理方法及び
反応装置において、膜又は層の堆積の質を改善すること
が望ましい。
【０００６】本発明は、ＰＥＣＶＤ処理装置及び処理方
法の改善に関して案出されたものである。また、本発明
は、先に述べた利点及び特徴を含むＰＥＣＶＤ装置に関
連した利点及び特徴を更に改善するために案出されたも
のである。
法の改善に関して案出されたものである。また、本発明
は、先に述べた利点及び特徴を含むＰＥＣＶＤ装置に関
連した利点及び特徴を更に改善するために案出されたも
のである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施態様
を添付図面を参照しながら説明する。図１を参照する
と、参照符号１０で、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥ
ＣＶＤ）反応装置の概略が示されている。装置１０は、
ガス供給ユニット１２、化学気相堆積反応器１４、高周
波パワースプリッタ１６、及び高周波パワー発生器１８
を含む。
を添付図面を参照しながら説明する。図１を参照する
と、参照符号１０で、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥ
ＣＶＤ）反応装置の概略が示されている。装置１０は、
ガス供給ユニット１２、化学気相堆積反応器１４、高周
波パワースプリッタ１６、及び高周波パワー発生器１８
を含む。
【０００８】ガス供給ユニット１２は、本発明による処
理が行われるために、反応器１４内に一つ又はそれ以上
のガス状反応物を供給することができる。典型的には、
そのような装置は、エネルギーを反応性ガスに伝達する
ために高周波誘導グロー放電を利用する。そうすると、
エネルギーを得た自由電子が放電領域内に発生し、その
結果、その自由電子がガス分子と衝突すると、反応性ガ
スの分裂及びイオン化が起こる。これに応じて、活動的
な種は次に、ワークピース又は基板上に吸収される。
理が行われるために、反応器１４内に一つ又はそれ以上
のガス状反応物を供給することができる。典型的には、
そのような装置は、エネルギーを反応性ガスに伝達する
ために高周波誘導グロー放電を利用する。そうすると、
エネルギーを得た自由電子が放電領域内に発生し、その
結果、その自由電子がガス分子と衝突すると、反応性ガ
スの分裂及びイオン化が起こる。これに応じて、活動的
な種は次に、ワークピース又は基板上に吸収される。
【０００９】ＰＥＣＶＤ反応器１４は、その中で本発明
による処理が実施される処理室又は処理空間を画定す
る。第１の好適実施例では、反応器１４は、平行平板型
反応器からなる。そのような平行平板型反応器は、たっ
た一つだけの半導体ワークピース又はウェーハを処理す
るように構成することができる。これに代えて、そのよ
うな反応器は、一つ以上の半導体ワークピース又はウェ
ーハを処理するように構成することもできる。第２の好
適実施例では、反応器１４は、誘導コイル型ＰＥＣＶＤ
反応器からなる。両方の好適実施例を、以下、図２及び
図３を参照しながら詳細に説明する。
による処理が実施される処理室又は処理空間を画定す
る。第１の好適実施例では、反応器１４は、平行平板型
反応器からなる。そのような平行平板型反応器は、たっ
た一つだけの半導体ワークピース又はウェーハを処理す
るように構成することができる。これに代えて、そのよ
うな反応器は、一つ以上の半導体ワークピース又はウェ
ーハを処理するように構成することもできる。第２の好
適実施例では、反応器１４は、誘導コイル型ＰＥＣＶＤ
反応器からなる。両方の好適実施例を、以下、図２及び
図３を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】図１を参照すると、図示されている好適実
施例の高周波パワースプリッタ１６は、高周波パワー発
生器１８から供給される高周波入力パワーを、別々の反
応器電極にパワーを供給するために使用される複数の高
周波パワー成分に、分離、さもなければ分割する。好適
実施例では、そのようなパワーは、装置のオペレータに
よって操作することができる適当に選択されたパワー比
に従って分離又は分割される。その比は、丁度１：１以
外の比であることが好ましい。そのように分離又は分割
されたパワーは次に、ライン又は端子１５，１７を介し
て、以下に詳細が説明されるように、反応器１４の一部
をなす個々の電極に印加される。
施例の高周波パワースプリッタ１６は、高周波パワー発
生器１８から供給される高周波入力パワーを、別々の反
応器電極にパワーを供給するために使用される複数の高
周波パワー成分に、分離、さもなければ分割する。好適
実施例では、そのようなパワーは、装置のオペレータに
よって操作することができる適当に選択されたパワー比
に従って分離又は分割される。その比は、丁度１：１以
外の比であることが好ましい。そのように分離又は分割
されたパワーは次に、ライン又は端子１５，１７を介し
て、以下に詳細が説明されるように、反応器１４の一部
をなす個々の電極に印加される。
【００１１】図２を参照すると、第１の好適実施例によ
るＰＥＣＶＤ反応器が参照符号２０で示されている。反
応器２０は好ましくは容量結合式平行平板型反応器であ
り、これは、一つ以上のワークピース又はウェーハを処
理するように構成することもできるし、またそうしなく
ても構わない。好ましくは、反応器２０は、その内部に
設けられる第１電極２２を有する処理室２１を画定す
る。電極２２は、半導体ウェーハ片Ｗの状態の少なくと
も一つの半導体ワークピースを支持するように構成され
る。本明細書中において使用され、また各実施例におけ
る第１電極に関連して用いられる用語“支持”は、一つ
又はそれ以上の数の半導体ワークピースを、そこで化学
気相堆積が行なわれるように、所定の方向に維持又は位
置を決めて載置することを意味する。したがって、半導
体ワークピースを、図示されている水平位置以外の方向
に支持、維持、さもなければ載置することができる。さ
らに、本明細書では二つの電極だけを有する装置として
説明するが、本発明の反応器及び処理方法は、必ずしも
二つの電極のみではない装置にも適用できるものであ
る。第１電極２２は、本発明による処理が実施されるた
めに、ウェーハＷがその上に載置される第１電極表面領
域を有する。図示された好ましい実施例では、第１電極
２２は、ワークピースを支持するサセプタである。処理
室２１はその中に設けられる第２電極２６を有する。電
極同士は相互に適当に離れるように、電極間にはギャッ
プが存在する。図示の好ましい実施例では、第２電極２
６はシャワーヘッド型電極を構成し、それは、サセプタ
の近傍に作動的に配置されるとともに、ガス供給ユニッ
ト１２（図１参照）から反応室にガス状反応物を提供す
るように構成される。しかしながら、ガス状反応物は、
他の方法により反応器内に導入されてもよい。好ましく
は、第２電極２６は、第１電極表面領域２４とは異な
る、好ましくはそれよりも面積が狭い第２電極表面領域
２８を画定する。すなわち、第１電極表面領域２４は第
２電極表面領域２８より面積が広い。第１電極と第２電
極間のそのような表面領域面積の差があることにより、
唯一の高周波パワーソースを用いたときに、電極間に発
生する高周波パワーの差が生じることになるのである。
このことは、以下の説明で明確となる。
るＰＥＣＶＤ反応器が参照符号２０で示されている。反
応器２０は好ましくは容量結合式平行平板型反応器であ
り、これは、一つ以上のワークピース又はウェーハを処
理するように構成することもできるし、またそうしなく
ても構わない。好ましくは、反応器２０は、その内部に
設けられる第１電極２２を有する処理室２１を画定す
る。電極２２は、半導体ウェーハ片Ｗの状態の少なくと
も一つの半導体ワークピースを支持するように構成され
る。本明細書中において使用され、また各実施例におけ
る第１電極に関連して用いられる用語“支持”は、一つ
又はそれ以上の数の半導体ワークピースを、そこで化学
気相堆積が行なわれるように、所定の方向に維持又は位
置を決めて載置することを意味する。したがって、半導
体ワークピースを、図示されている水平位置以外の方向
に支持、維持、さもなければ載置することができる。さ
らに、本明細書では二つの電極だけを有する装置として
説明するが、本発明の反応器及び処理方法は、必ずしも
二つの電極のみではない装置にも適用できるものであ
る。第１電極２２は、本発明による処理が実施されるた
めに、ウェーハＷがその上に載置される第１電極表面領
域を有する。図示された好ましい実施例では、第１電極
２２は、ワークピースを支持するサセプタである。処理
室２１はその中に設けられる第２電極２６を有する。電
極同士は相互に適当に離れるように、電極間にはギャッ
プが存在する。図示の好ましい実施例では、第２電極２
６はシャワーヘッド型電極を構成し、それは、サセプタ
の近傍に作動的に配置されるとともに、ガス供給ユニッ
ト１２（図１参照）から反応室にガス状反応物を提供す
るように構成される。しかしながら、ガス状反応物は、
他の方法により反応器内に導入されてもよい。好ましく
は、第２電極２６は、第１電極表面領域２４とは異な
る、好ましくはそれよりも面積が狭い第２電極表面領域
２８を画定する。すなわち、第１電極表面領域２４は第
２電極表面領域２８より面積が広い。第１電極と第２電
極間のそのような表面領域面積の差があることにより、
唯一の高周波パワーソースを用いたときに、電極間に発
生する高周波パワーの差が生じることになるのである。
このことは、以下の説明で明確となる。
【００１２】更に図２を参照すると、ライン１５，１７
がそれぞれ第１及び第２電極２２，２６と作動的に接続
されている。このラインは、高周波パワー発生器１８
（図１参照）を高周波パワースプリッタ１６を介して各
電極に接続するものである。この高周波パワースプリッ
タ１６は、以下で更に詳しく説明されるが、高周波パワ
ー発生器とサセプタとの間、及び高周波パワー発生器と
シャワーヘッド電極との間に作動的に介在するものであ
る。高周波パワー発生器１８は単一のパワーソース発生
器であることが好ましく、これは、反応処理室と作動的
に連絡し、高周波パワースプリッタに高周波パワーを供
給するように構成される。そして、この高周波パワース
プリッタは次に、高周波パワーを、以下に詳細に述べる
選択されたパワー比率に従ってサセプタとシャワーヘッ
ドの両方に供給する。この構成が、高周波パワーソース
によってシャワーヘッド電極のみがパワー供給されると
共にサセプタ電極が接地されている従来のＰＥＣＶＤ反
応器とは異なる新規な点である。図示の単一高周波パワ
ー発生器は、好ましくは、反応処理室内にプラズマ処理
環境を形成すると共に、半導体ワークピースに対して所
望のバイアスを与えるのに有効な高周波パワーを両電極
に供給するように構成される。例えば、両電極間に好ま
しいパワー差が維持されることにより、対象ワークピー
スに向かうイオン、イオン種の加速が容易となり、これ
により、特に高いアスペクト比形状における整った被覆
性を促進する。さらに、より均一な膜又は層の構造と、
より大きな膜又は層の純粋度の達成が可能である。
がそれぞれ第１及び第２電極２２，２６と作動的に接続
されている。このラインは、高周波パワー発生器１８
（図１参照）を高周波パワースプリッタ１６を介して各
電極に接続するものである。この高周波パワースプリッ
タ１６は、以下で更に詳しく説明されるが、高周波パワ
ー発生器とサセプタとの間、及び高周波パワー発生器と
シャワーヘッド電極との間に作動的に介在するものであ
る。高周波パワー発生器１８は単一のパワーソース発生
器であることが好ましく、これは、反応処理室と作動的
に連絡し、高周波パワースプリッタに高周波パワーを供
給するように構成される。そして、この高周波パワース
プリッタは次に、高周波パワーを、以下に詳細に述べる
選択されたパワー比率に従ってサセプタとシャワーヘッ
ドの両方に供給する。この構成が、高周波パワーソース
によってシャワーヘッド電極のみがパワー供給されると
共にサセプタ電極が接地されている従来のＰＥＣＶＤ反
応器とは異なる新規な点である。図示の単一高周波パワ
ー発生器は、好ましくは、反応処理室内にプラズマ処理
環境を形成すると共に、半導体ワークピースに対して所
望のバイアスを与えるのに有効な高周波パワーを両電極
に供給するように構成される。例えば、両電極間に好ま
しいパワー差が維持されることにより、対象ワークピー
スに向かうイオン、イオン種の加速が容易となり、これ
により、特に高いアスペクト比形状における整った被覆
性を促進する。さらに、より均一な膜又は層の構造と、
より大きな膜又は層の純粋度の達成が可能である。
【００１３】図３を参照すると、本発明の他の好適実施
例による、異なる形式のＰＥＣＶＤ反応器３０が示され
ている。この反応器は、誘導コイル型ＰＥＣＶＤ反応器
である。反応器３０は、その中で本発明による化学気相
堆積処理が実行される反応処理室３１を有する。第１電
極３２が反応器の内部に設けられ、これは、その上にウ
ェーハＷ等の少なくとも一つの半導体ワークピースを支
持するように構成される。第１電極３２は、好ましい単
一の高周波パワー発生器１８（図１参照）によってパワ
ーが供給される。一つ以上のウェーハを本発明にしたが
って処理することも可能である。第２電極３４は処理室
３１の外側に設けられ、これは、同一の好ましい単一高
周波パワー発生器によってパワーが供給される複数のコ
イルからなる。
例による、異なる形式のＰＥＣＶＤ反応器３０が示され
ている。この反応器は、誘導コイル型ＰＥＣＶＤ反応器
である。反応器３０は、その中で本発明による化学気相
堆積処理が実行される反応処理室３１を有する。第１電
極３２が反応器の内部に設けられ、これは、その上にウ
ェーハＷ等の少なくとも一つの半導体ワークピースを支
持するように構成される。第１電極３２は、好ましい単
一の高周波パワー発生器１８（図１参照）によってパワ
ーが供給される。一つ以上のウェーハを本発明にしたが
って処理することも可能である。第２電極３４は処理室
３１の外側に設けられ、これは、同一の好ましい単一高
周波パワー発生器によってパワーが供給される複数のコ
イルからなる。
【００１４】ここで、図２及び図３を参照すると、両実
施例とも、単一の高周波パワー発生器又は供給装置によ
ってパワーが供給される各電極を有するＰＥＣＶＤ反応
器である。第１の実施例によれば、両方の電極が反応処
理室の内側に設けられている（図２）。第２実施例によ
れば、電極のうち少なくとも一方の電極は、反応処理室
の外側に設けられている（図３）。両方の好ましい実施
例において、両電極は、図１の発生器１８のような単一
の高周波パワー発生器からパワーが供給される。上で説
明した通り、これは、両電極が共通且つ単一の高周波パ
ワーソースでパワーが供給されるものではない従来のＰ
ＥＣＶＤ反応器に対して、新規であることを表わす。
施例とも、単一の高周波パワー発生器又は供給装置によ
ってパワーが供給される各電極を有するＰＥＣＶＤ反応
器である。第１の実施例によれば、両方の電極が反応処
理室の内側に設けられている（図２）。第２実施例によ
れば、電極のうち少なくとも一方の電極は、反応処理室
の外側に設けられている（図３）。両方の好ましい実施
例において、両電極は、図１の発生器１８のような単一
の高周波パワー発生器からパワーが供給される。上で説
明した通り、これは、両電極が共通且つ単一の高周波パ
ワーソースでパワーが供給されるものではない従来のＰ
ＥＣＶＤ反応器に対して、新規であることを表わす。
【００１５】図４を参照すると、好ましい高周波パワー
スプリッタが参照符号３６で示されている。図示されて
いる好ましい実施例のパワースプリッタ３６は、入力側
又は一次側巻線４０と出力側又は二次側巻線４２とを有
するトランス３８からなる。入力側４０は、同軸ケーブ
ル４４を介して高周波パワー発生器１８（図１）に作動
的に結合又は接続され、そこで発生したパワーを受け
る。出力側４２は少なくとも二つの出力端子１５，１７
を有し、これらの端子は、各第１及び第２電極２２，２
６（図２のＰＥＣＶＤ反応器の場合）に、又は各第１及
び第２電極３２，３４（図３のＰＥＣＶＤ反応器の場
合）に、作動的に結合又は接続される。好ましい実施例
においては、出力側には二つ以上の端子が無く、また、
第１及び第２電極が前記端子によってパワーが供給され
る唯一の反応処理室を構成する。パワースプリッタ３６
はパワー発生器によって供給される入力パワーを第１及
び第２成分に分離し、これら分離された第１及び第２成
分はその後、それぞれの電極に供給される。好ましいト
ランスの出力側は、以下に説明する選択されたパワー比
率に従って第１及び第２電極のそれぞれにパワーを供給
する。適当なマッチングネットワーク４６がインピーダ
ンス整合の目的で設けられている。そのネットワーク
は、典型的には、インピーダンス整合のために構成され
る各種容量性部品及び誘導性部品から成る。それらは、
ブロックダイアグラムにボックス４６として示されてい
る。
スプリッタが参照符号３６で示されている。図示されて
いる好ましい実施例のパワースプリッタ３６は、入力側
又は一次側巻線４０と出力側又は二次側巻線４２とを有
するトランス３８からなる。入力側４０は、同軸ケーブ
ル４４を介して高周波パワー発生器１８（図１）に作動
的に結合又は接続され、そこで発生したパワーを受け
る。出力側４２は少なくとも二つの出力端子１５，１７
を有し、これらの端子は、各第１及び第２電極２２，２
６（図２のＰＥＣＶＤ反応器の場合）に、又は各第１及
び第２電極３２，３４（図３のＰＥＣＶＤ反応器の場
合）に、作動的に結合又は接続される。好ましい実施例
においては、出力側には二つ以上の端子が無く、また、
第１及び第２電極が前記端子によってパワーが供給され
る唯一の反応処理室を構成する。パワースプリッタ３６
はパワー発生器によって供給される入力パワーを第１及
び第２成分に分離し、これら分離された第１及び第２成
分はその後、それぞれの電極に供給される。好ましいト
ランスの出力側は、以下に説明する選択されたパワー比
率に従って第１及び第２電極のそれぞれにパワーを供給
する。適当なマッチングネットワーク４６がインピーダ
ンス整合の目的で設けられている。そのネットワーク
は、典型的には、インピーダンス整合のために構成され
る各種容量性部品及び誘導性部品から成る。それらは、
ブロックダイアグラムにボックス４６として示されてい
る。
【００１６】本発明の好ましい態様によれば、高周波パ
ワースプリッタ３６は、第１及び第２電極のそれぞれに
供給される出力パワーが大きさにおいてほぼ等しいセン
タータップ付トランスからなる。パワースプリッタ３６
が図２のＰＥＣＶＤ反応器に使用される場合には、その
ようなトランスであることが好ましい。そのような状況
では、両電極に印加されるパワーの比率は電極２２，２
６の表面領域２４，２８に比例することが分かった。し
たがって、対象とする表面領域を変更又は調整すること
により、パワー比率を操作又は選択することができ、そ
して、第１、第２のパワー成分が印加されるそれぞれの
電極側から“見た”第１及び第２パワー成分の大きさに
影響を及ぼすことができる。図示された好ましい実施例
では、サセプタの表面領域がシャワーヘッドの表面領域
より広いというように、そのような表面領域は互いに異
なるものである。そうすることにより、定義し得る関係
に従ったパワー差を生じさせることができる。そのよう
な関係は、予め定義された相対的な大きさに関するもの
であり、それは両電極の領域の４乗の逆比に正比例す
る。他の方法によれば、サセプタとシャワーヘッドとの
間の相対的な表面領域比率を変えることにより、それら
に印加されるパワーの変化を達成することができる。図
示される好ましい実施例では、第２電極即ちシャワーヘ
ッド２６の表面領域は、第１電極即ちサセプタ２２の表
面領域よりも小さいか狭い。そうすることにより、サセ
プタよりもシャワーヘッドにより大きいパワーが印加さ
れる結果をもたらす。これにより、反応室２１へ導入さ
れた反応物質の堆積は、十分に活性化された種がワーク
ピースを支持している電極の方向に向かって降下される
という好ましい態様により、都合よく行なわれることに
なる。
ワースプリッタ３６は、第１及び第２電極のそれぞれに
供給される出力パワーが大きさにおいてほぼ等しいセン
タータップ付トランスからなる。パワースプリッタ３６
が図２のＰＥＣＶＤ反応器に使用される場合には、その
ようなトランスであることが好ましい。そのような状況
では、両電極に印加されるパワーの比率は電極２２，２
６の表面領域２４，２８に比例することが分かった。し
たがって、対象とする表面領域を変更又は調整すること
により、パワー比率を操作又は選択することができ、そ
して、第１、第２のパワー成分が印加されるそれぞれの
電極側から“見た”第１及び第２パワー成分の大きさに
影響を及ぼすことができる。図示された好ましい実施例
では、サセプタの表面領域がシャワーヘッドの表面領域
より広いというように、そのような表面領域は互いに異
なるものである。そうすることにより、定義し得る関係
に従ったパワー差を生じさせることができる。そのよう
な関係は、予め定義された相対的な大きさに関するもの
であり、それは両電極の領域の４乗の逆比に正比例す
る。他の方法によれば、サセプタとシャワーヘッドとの
間の相対的な表面領域比率を変えることにより、それら
に印加されるパワーの変化を達成することができる。図
示される好ましい実施例では、第２電極即ちシャワーヘ
ッド２６の表面領域は、第１電極即ちサセプタ２２の表
面領域よりも小さいか狭い。そうすることにより、サセ
プタよりもシャワーヘッドにより大きいパワーが印加さ
れる結果をもたらす。これにより、反応室２１へ導入さ
れた反応物質の堆積は、十分に活性化された種がワーク
ピースを支持している電極の方向に向かって降下される
という好ましい態様により、都合よく行なわれることに
なる。
【００１７】図５を参照すると、他の好ましいパワース
プリッタが参照符号３６ａとして示されている。この好
適パワースプリッタによれば、対象となる電極間の表面
領域の比率に関係なく、しかも独立的に所望とする任意
のパワー差を生じさせることができ、これは、図２の反
応器の電極であろうと、図３の反応器の電極であろうと
も関係なく言えることである。最初に説明したパワース
プリッタの構成要素に用いた参照符号で適当なものはこ
の実施例でも同じ参照符号を用いることとし、構成に差
があるものについては付加記号“ａ”を付して、又は異
なる参照符号を用いて表すこととする。パワースプリッ
タ３６ａは、高周波発生器１８（図１参照）と作動的に
結合される入力側４０と、好適な反応器２０，３０の何
れか一方と作動的に結合される出力側４２ａとを有す
る。そうすることにより、しかし図２の反応器２０は必
要としないが、サセプタ電極とシャワーヘッド電極のそ
れぞれの表面領域を、より殆ど同じにすることができ
る。パワースプリッタ３６ａは、両電極に供給されるパ
ワーを変化させるような態様で、選択されたパワー比率
を都合良く調節することができる。したがって、図示さ
れている好ましい実施例では、高周波パワースプリッタ
は、複数の二次側巻線４２ａを有するトランスからな
る。これらの二次側巻線は、参照符号４８で示されるよ
うに、任意個所で接地可能となっている。
プリッタが参照符号３６ａとして示されている。この好
適パワースプリッタによれば、対象となる電極間の表面
領域の比率に関係なく、しかも独立的に所望とする任意
のパワー差を生じさせることができ、これは、図２の反
応器の電極であろうと、図３の反応器の電極であろうと
も関係なく言えることである。最初に説明したパワース
プリッタの構成要素に用いた参照符号で適当なものはこ
の実施例でも同じ参照符号を用いることとし、構成に差
があるものについては付加記号“ａ”を付して、又は異
なる参照符号を用いて表すこととする。パワースプリッ
タ３６ａは、高周波発生器１８（図１参照）と作動的に
結合される入力側４０と、好適な反応器２０，３０の何
れか一方と作動的に結合される出力側４２ａとを有す
る。そうすることにより、しかし図２の反応器２０は必
要としないが、サセプタ電極とシャワーヘッド電極のそ
れぞれの表面領域を、より殆ど同じにすることができ
る。パワースプリッタ３６ａは、両電極に供給されるパ
ワーを変化させるような態様で、選択されたパワー比率
を都合良く調節することができる。したがって、図示さ
れている好ましい実施例では、高周波パワースプリッタ
は、複数の二次側巻線４２ａを有するトランスからな
る。これらの二次側巻線は、参照符号４８で示されるよ
うに、任意個所で接地可能となっている。
【００１８】更に図５を参照すると、図示だけの目的で
はあるが、出力側４２ａは９個の巻線を有するように示
されている。異なる巻線又はコイルを選択的に接地する
ことにより、シャワーヘッド電極とサセプタ電極に異な
る比率でパワーが供給される。より具体的には、例えば
図示のように番号２のコイル又は巻線が接地されたとす
ると、電極２２（図２）又は電極３２(図３)は、パワー
発生器からの入力電力の２/９、即ち２２．２％のパワ
ーを受けることになる。したがって、第２電極である電
極２６（図２）又は電極３４（図３）は、入力パワーの
７/９、即ち７７．８％のパワーを受けることになる。
同じ原理により、もし番号７のコイル又は巻線が接地さ
れたら、パワーの分配比率が逆となる。即ち、第１電極
は入力パワーの７/９のパワーを受け、第２電極が２/９
のパワーを受けることになる。このように、異なった処
理状況となるように、好ましい電極へのパワーの供給量
を可変とすることができる。図５の好適実施例におい
て、パワースプリッタ３６ａは、異なる処理状況を達成
するべく選択されたパワー比率を可変とするために、エ
ンドユーザによって調節できるようになっている。その
ような処理状況では、第１電極よりも第２電極に対し
て、より多くのパワーを供給するのが好ましい。これに
代えて、半導体ワークピースに最も近い電極に供給され
るパワーを、そのワークピースから離れた位置の電極に
供給されるパワーより少なくすることもできる。
はあるが、出力側４２ａは９個の巻線を有するように示
されている。異なる巻線又はコイルを選択的に接地する
ことにより、シャワーヘッド電極とサセプタ電極に異な
る比率でパワーが供給される。より具体的には、例えば
図示のように番号２のコイル又は巻線が接地されたとす
ると、電極２２（図２）又は電極３２(図３)は、パワー
発生器からの入力電力の２/９、即ち２２．２％のパワ
ーを受けることになる。したがって、第２電極である電
極２６（図２）又は電極３４（図３）は、入力パワーの
７/９、即ち７７．８％のパワーを受けることになる。
同じ原理により、もし番号７のコイル又は巻線が接地さ
れたら、パワーの分配比率が逆となる。即ち、第１電極
は入力パワーの７/９のパワーを受け、第２電極が２/９
のパワーを受けることになる。このように、異なった処
理状況となるように、好ましい電極へのパワーの供給量
を可変とすることができる。図５の好適実施例におい
て、パワースプリッタ３６ａは、異なる処理状況を達成
するべく選択されたパワー比率を可変とするために、エ
ンドユーザによって調節できるようになっている。その
ような処理状況では、第１電極よりも第２電極に対し
て、より多くのパワーを供給するのが好ましい。これに
代えて、半導体ワークピースに最も近い電極に供給され
るパワーを、そのワークピースから離れた位置の電極に
供給されるパワーより少なくすることもできる。
【００１９】従って、二つの異なる、そして好ましいパ
ワースプリッタを説明したことになる。そのうち最初の
もの（図４）は、ほぼ同じ大きさの出力パワーを発生す
るのに有利なものである。そのようなパワースプリッタ
は、対象電極の表面領域面積の比率を変えることによっ
て図示電極に供給される最終的なパワーの大きさが調節
されるようになっている、例えば図２の反応器２０のよ
うな反応器に使用されるのに適している。そのようなパ
ワースプリッタはまた、反応器３０に関連して使用され
てもよい。パワースプリッタ３６ａ（図５）によれば、
出力パワーは選択されるパワー比率まで可変的に調節さ
れる。このパワースプリッタは、電極の表面領域面積間
に意味を持つ相違を持たないか、又はそのような相違が
あることを要求されない、例えば図２の反応器２０のよ
うな反応器への使用に適している。さらに、そのような
パワースプリッタは、図３の反応器３０に関連して使用
することができ、そして実際に好ましい状態で使用され
ている。
ワースプリッタを説明したことになる。そのうち最初の
もの（図４）は、ほぼ同じ大きさの出力パワーを発生す
るのに有利なものである。そのようなパワースプリッタ
は、対象電極の表面領域面積の比率を変えることによっ
て図示電極に供給される最終的なパワーの大きさが調節
されるようになっている、例えば図２の反応器２０のよ
うな反応器に使用されるのに適している。そのようなパ
ワースプリッタはまた、反応器３０に関連して使用され
てもよい。パワースプリッタ３６ａ（図５）によれば、
出力パワーは選択されるパワー比率まで可変的に調節さ
れる。このパワースプリッタは、電極の表面領域面積間
に意味を持つ相違を持たないか、又はそのような相違が
あることを要求されない、例えば図２の反応器２０のよ
うな反応器への使用に適している。さらに、そのような
パワースプリッタは、図３の反応器３０に関連して使用
することができ、そして実際に好ましい状態で使用され
ている。
【００２０】図６を参照すると、上述した反応器に関連
して半導体ワークピースを処理するための好ましい方法
の代表的フローチャートが、参照符号１００によって示
されている。好ましい方法は、最初のステップ１１０と
して、上で説明したＰＥＣＶＤ反応器のうち選択した何
れか一つの反応器内に半導体ワークピースを載置する過
程を有する。好ましい実施例によれば、反応処理室の内
側においてワークピースを支持するためのものとして、
サセプタが設けられている。図２の実施例によれば、シ
ャワーヘッド電極２６がサセプタの近くに作動的に設け
られており、これは、反応室内にガス状反応物を提供す
るように構成されている。図３の実施例によれば、少な
くとも反応器電極の一つは、反応室の外側に設けられ
る。ステップ１１２でガス状反応物が反応室内に導入さ
れ、その後、ステップ１１４で、好ましくは単一の又は
共通の高周波パワーソースから高周波パワーが提供され
る。ステップ１１６において、提供された高周波パワー
は第１及び第２の成分に分離され、これらは、上で説明
したそれぞれの電極に選択的に供給される。例えば、第
１のパワー成分は、ステップ１１８において第１電極に
印加される。ステップ１２０において、第２のパワー成
分は第２電極に印加される。好ましくは、印加される二
つのパワー成分は互いに異なる差を有している。その差
は、両電極表面領域の面積の違いにより（図２）、また
は、パワースプリッタ３６ａの二次側即ち出力側４２ａ
（図５）を可変選択的に接地することにより生じるもの
である。好ましい実施例によれば、両パワー成分の相対
的大きさを変化させるために、センターコイル以外の、
トランスの出力側コイルを選択的に接地することができ
る。このことは、個々のユーザが反応器電極間に所望の
パワー比率を選択できる、オプションステップ１２２と
して示されている。処理ステップ１２４において、選択
された電極に所望のパワー比率が印加されることによ
り、半導体ワークピースは、その上に化学気相堆積が実
施されるように処理される。ステップ１２６において、
処理が完了し、そして次のワークピースが上の説明に従
って処理されることになる。
して半導体ワークピースを処理するための好ましい方法
の代表的フローチャートが、参照符号１００によって示
されている。好ましい方法は、最初のステップ１１０と
して、上で説明したＰＥＣＶＤ反応器のうち選択した何
れか一つの反応器内に半導体ワークピースを載置する過
程を有する。好ましい実施例によれば、反応処理室の内
側においてワークピースを支持するためのものとして、
サセプタが設けられている。図２の実施例によれば、シ
ャワーヘッド電極２６がサセプタの近くに作動的に設け
られており、これは、反応室内にガス状反応物を提供す
るように構成されている。図３の実施例によれば、少な
くとも反応器電極の一つは、反応室の外側に設けられ
る。ステップ１１２でガス状反応物が反応室内に導入さ
れ、その後、ステップ１１４で、好ましくは単一の又は
共通の高周波パワーソースから高周波パワーが提供され
る。ステップ１１６において、提供された高周波パワー
は第１及び第２の成分に分離され、これらは、上で説明
したそれぞれの電極に選択的に供給される。例えば、第
１のパワー成分は、ステップ１１８において第１電極に
印加される。ステップ１２０において、第２のパワー成
分は第２電極に印加される。好ましくは、印加される二
つのパワー成分は互いに異なる差を有している。その差
は、両電極表面領域の面積の違いにより（図２）、また
は、パワースプリッタ３６ａの二次側即ち出力側４２ａ
（図５）を可変選択的に接地することにより生じるもの
である。好ましい実施例によれば、両パワー成分の相対
的大きさを変化させるために、センターコイル以外の、
トランスの出力側コイルを選択的に接地することができ
る。このことは、個々のユーザが反応器電極間に所望の
パワー比率を選択できる、オプションステップ１２２と
して示されている。処理ステップ１２４において、選択
された電極に所望のパワー比率が印加されることによ
り、半導体ワークピースは、その上に化学気相堆積が実
施されるように処理される。ステップ１２６において、
処理が完了し、そして次のワークピースが上の説明に従
って処理されることになる。
【００２１】本願発明は、図面で示され且つ上で説明し
た好適実施例に限定されるものではなく、種々の変更、
改良が可能であることは言うまでもなく、均等の原則に
より、これらの変更、改良は、特許請求の範囲に記載の
本願発明に包含されるものである。 ［図面の簡単な説明］
た好適実施例に限定されるものではなく、種々の変更、
改良が可能であることは言うまでもなく、均等の原則に
より、これらの変更、改良は、特許請求の範囲に記載の
本願発明に包含されるものである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】図１は本願発明の好適実施例によるプラズマ強
化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）反応装置のブロック図で
ある。
化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）反応装置のブロック図で
ある。
【図２】図２は図１の装置に使用される好適なＰＥＣＶ
Ｄ反応器の一実施例を示す図である。
Ｄ反応器の一実施例を示す図である。
【図３】図３は図１の装置に使用される好適なＰＥＣＶ
Ｄ反応器の他の実施例を示す図である。
Ｄ反応器の他の実施例を示す図である。
【図４】図４は図１の装置に使用される好適なパワース
プリッタの一実施例を示す図である。
プリッタの一実施例を示す図である。
【図５】図５は図１の装置に使用される好適なパワース
プリッタの他の実施例を示す図である。
プリッタの他の実施例を示す図である。
【図６】図６は本発明の好適実施例による好適処理方法
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
フロントページの続き
(72)発明者 シャラン， スジット
アメリカ合衆国， アイダホ州 83706,
ボイズ， オリーサム プレイス エ
ス． 5683
(72)発明者 サンデュ， ガーテ， エス.
アメリカ合衆国， アイダホ州 83706,
ボイズ， パークリバー ドライブ
イー． 2964
(72)発明者 スミス， ポール
アメリカ合衆国， カリフォルニア州
95112， サンホセ， テイラー スト
リート ＃４， イー． 225
(72)発明者 チャン， メイ
アメリカ合衆国， カリフォルニア州
95070， サラトガ， コート デ ア
ルグエロ 12881
(56)参考文献 特開 平８−31806（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−193527（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C23C 16/505
H01J 37/32
H05H 1/46
Claims (28)
- 【請求項１】 容量型プラズマ強化化学気相堆積反応装
置であって、該装置は、 処理室と、 少なくとも一つの半導体ワークピースを支持するように
構成され、第１領域面積を有する、前記処理室内のサセ
プタ電極と、 前記サセプタ電極の近くに作動的に設けられ、前記処理
室内にガス状反応物を提供するように構成され、前記第
１領域面積とは異なる面積の第２領域面積を有する、前
記処理室内のシャワーヘッド電極と、 前記サセプタ電極と前記シャワーヘッド電極とに作動的
に結合され、前記処理室内にプラズマ処理環境と前記半
導体ワークピースに対して所望のバイアスとを有効的に
生じさせるために、前記両電極に高周波パワーを提供す
るように構成された単一の高周波パワー発生器と、 一次巻線とこれとは分離した二次巻線を有するトランス
からなる高周波スプリッタであり、前記一次巻線が高周
波パワー発生器に接続され、前記二次巻線が前記サセプ
タ電極とシャワーヘッド電極の両方に接続され、前記高
周波パワースプリッタは、前記高周波パワー発生器から
のパワーを、前記サセプタ電極と前記シャワーヘッド電
極との間に選択されたパワー比率をもって供給するよう
に構成された高周波パワースプリッタとを具備し、 前記サセプタ電極の前記第１領域面積は前記シャワーヘ
ッド電極の前記第２領域面積より広く、 前記選択されたパワー比率は前記第１及び第２領域面積
の逆比に比例する、 ことを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記選択されたパワー比率はそ
の比が１：１以外であることを特徴とする化学気相堆積
反応装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記高周波パワースプリッタ
は、少なくとも二つの出力端子を有するセンタータップ
付トランスからなり、各出力端子が前記サセプタ電極及
びシャワーヘッド電極の一つとそれぞれ接続されている
ことを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記高周波パワースプリッタは
センタータップ付二次巻線を有するトランスからなるこ
とを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記選択されたパワー比率は調
節可能であることを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記高周波スプリッタは、前記
選択されたパワー比率を変えるための接地箇所変更可能
な複数の二次巻線を有するトランスであることを特徴と
する化学気相堆積反応装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載のプラズマ強化化学気相
堆積反応装置において、前記高周波スプリッタは、前記
選択されたパワー比率を変えるための接地箇所変更可能
な複数の二次巻線を有することを特徴とする化学気相堆
積反応装置。 - 【請求項８】 平行平板型プラズマ強化化学気相堆積反
応装置であって、該装置は、 処理室と、 少なくとも一つの半導体ワークピースを支持するように
構成され、第１領域面積を有する、前記処理室内のサセ
プタ電極と、 前記処理室内に反応物を提供するように構成され、前記
第１領域面積の面積よりも少ない面積の第２領域面積を
有する、前記処理室内のシャワーヘッド電極と、 前記シャワーヘッド電極とサセプタ電極の両電極に作動
的に結合され、前記サセプタ電極によって支持される半
導体ワークピースに対して所望のバイアスと、前記処理
室内にプラズマ処理環境とを有効的に生じさせるため
に、前記シャワーヘッド電極とサセプタ電極の領域面積
の逆比に比例したパワー比率で、各電極に対して高周波
パワーを提供するように構成された単一の高周波パワー
ソースと、 を具備することを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の平行平板型プラズマ強
化化学気相堆積反応装置において、前記両電極に提供さ
れるパワー比率は、前記両電極の領域面積の逆比の４乗
に正比例することを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項１０】 平行平板型プラズマ強化化学気相堆積
反応装置であって、該装置は、 処理室と、 少なくとも一つの半導体ワークピースを支持するように
構成され、サセプタ電極領域面積を有する、前記処理室
内のサセプタ電極と、 前記処理室内に反応物を提供するように構成され、前記
サセプタ電極領域面積よりも少ないシャワーヘッド領域
面積を有し、前記処理室内で前記サセプタ電極の近傍に
作動的に設けられたシャワーヘッド電極と、 前記処理室と作動的に関連し、高周波パワーを提供する
ように構成された単一の高周波パワー発生器と、 入力側とこれとは分離した二つ以上でない出力端子を有
するタップ付き二次側とを有するトランスであって、入
力側は前記高周波パワー発生器に作動的に接続され且つ
これから高周波パワーを受けることができ、それぞれの
各出力端子は前記サセプタ電極とシャワーヘッド電極と
に接続され、各電極に対して、前記電極の領域面積の逆
比に比例した選択されたパワー比率をもって高周波パワ
ーを提供するように構成されたトランスと、 を具備することを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項１１】 プラズマ反応装置であって、該装置
は、 処理空間を画定する処理室と、 前記処理室と作動的に関連し、ワークピースを支持する
ように構成され、第１領域面積を有する第１電極と、 前記処理室と作動的に関連し、前記第１領域面積より狭
い第２領域面積を有する第２電極と、 単一の高周波パワー発生器と、 一次巻線とこれとは分離した二次巻線とを有するトラン
スであって、前記一次巻線はパワーを受けるために高周
波パワー発生器に接続され、前記二次巻線は二つの出力
端子を有し、その一方の出力端子は前記第１電極に接続
され、他方の出力端子は第２電極に接続され、前記二次
巻線は、各電極に対して、該電極の領域面積の逆比に比
例した選択されたパワー比率をもって高周波パワーを提
供するように構成されたトランスと、 を具備することを特徴とするプラズマ反応装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のプラズマ反応装置
において、前記電極の内の少なくとも一つの電極は、前
記処理室内に設けられ、半導体ワークピースを支持する
ように構成されることを特徴とするプラズマ反応装置。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載のプラズマ反応装置
において、前記二次巻線は、前記選択されたパワー比率
を変化させるために、複数の接地箇所変更可能巻線を有
することを特徴とするプラズマ反応装置。 - 【請求項１４】 容量型プラズマ強化化学気相堆積反応
装置であって、該装置は、 少なくとも一つの半導体ワークピースを支持するように
構成された前記処理装置内のサセプタ電極と、 前記サセプタ電極の近くに作動的に設けられ、前記処理
装置内にガス状反応物を提供するように構成され、前記
サセプタ電極の領域面積よりも狭い領域面積を有する、
前記処理装置内のシャワーヘッド電極と、 前記サセプタ電極と前記シャワーヘッド電極とに作動的
に結合され、前記処理室内にプラズマ処理環境と前記半
導体ワークピースに対して所望のバイアスとを有効的に
生じさせるために、前記両電極に高周波パワーを提供す
るように構成された単一の高周波パワー発生器と、 一次巻線とこれとは分離した二次巻線を有するトランス
からなる高周波スプリッタであり、前記一次巻線が高周
波パワー発生器に接続され、前記二次巻線が前記サセプ
タ電極とシャワーヘッド電極の両方に接続され、前記高
周波パワースプリッタは、前記高周波パワー発生器から
のパワーを、前記サセプタ電極と前記シャワーヘッド電
極との間に選択されたパワー比率をもって供給するよう
に構成された高周波パワースプリッタとを具備し、 前記選択されたパワー比率は前記第１及び第２領域面積
の逆比に比例する、 ことを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載のプラズマ強化化学
気相堆積反応装置において、前記選択されたパワー比率
はその比が１：１以外であることを特徴とする化学気相
堆積反応装置。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載のプラズマ強化化学
気相堆積反応装置において、前記高周波パワースプリッ
タは、少なくとも二つの出力端子を有するセンタータッ
プ付二次巻線を具えたトランスからなり、それぞれの出
力端子は、前記サセプタ電極及び前記シャワーヘッド電
極のそれぞれ一つに接続されることを特徴とする化学気
相堆積反応装置。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載のプラズマ強化化学
気相堆積反応装置において、前記高周波パワースプリッ
タは、センタータップ付二次巻線を具えたトランスから
なることを特徴とする化学気相堆積反応装置。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載のプラズマ強化化学
気相堆積反応装置において、前記選択されたパワー比率
は調節可能であることを特徴とする化学気相堆積反応装
置。 - 【請求項１９】 請求項１４に記載のプラズマ強化化学
気相堆積反応装置において、前記高周波スプリッタは、
前記選択されたパワー比率を変えるための接地箇所変更
可能な複数の二次巻線を有することを特徴とする化学気
相堆積反応装置。 - 【請求項２０】 処理室内の半導体ワークピース上に物
質をプラズマ強化化学気相堆積するための半導体処理方
法であって、該方法は、 ワークピースを支持するための、第１領域面積を有する
第１電極を提供する過程と、 前記処理室内に作動的に関連して第２電極を提供する過
程であって、該第２電極は第２領域面積を有し、前記第
１及び第２電極は、その電極に対して所望のバイアスが
与えられると共にプラズマ処理環境を形成する処理室電
極を構成する過程と、 前記第１及び第２電極の両方に、一次巻線と二次巻線と
を有する可変トランスを介して単一の高周波発生器から
高周波パワーを印加する過程であって、印加されるパワ
ーは、前記第１及び第２領域面積の逆比に比例した所定
パワー比率を前記第１及び第２電極間に画定するもので
ある過程と、 前記処理室内の第１電極によって支持されるウェーハ上
に物質の層を化学気相堆積するのに有効な少なくとも一
つの反応性ガスを前記処理室内に提供する過程と、 を具備することを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の半導体処理方法に
おいて、前記第２電極は処理室の内側に設けられること
を特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２２】 請求項２０に記載の半導体処理方法に
おいて、前記第２電極は処理室の外側に設けられること
を特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２３】 請求項２０記載の半導体処理方法にお
いて、 前記第２電極は処理室の内側に設けられ、 前記第１電極はサセプタ電極であり、 前記第２電極はシャワーヘッド電極であり、該シャワー
ヘッド電極が前記処理室内に反応物を提供するように構
成され、 前記第１及び第２電極のそれぞれの第１及び第２領域面
積は互いに異なる面積である、 ことを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２４】 請求項２０に記載の半導体処理方法に
おいて、前記印加過程は、 前記第１電極、第２電極、及び高周波パワースプリッタ
の間に作動的な接続を形成する過程と、 前記高周波パワースプリッタと前記単一高周波パワー発
生器との間に作動的な接続を形成する過程と、 前記高周波パワー発生器によって供給される高周波パワ
ーを第１及び第２パワー成分に分離する過程と、 前記第１パワー成分を前記第１電極に印加する過程と、 前記第２パワー成分を前記第２電極に印加する過程と、 からなることを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２５】 請求項２０に記載の半導体処理方法に
おいて、前記印加過程は、 前記第１電極、前記第２電極、及び前記トランスの前記
二次巻線の間に作動的な接続を形成する過程と、 前記トランスの一次巻線と前記単一の高周波パワー発生
器の間に作動的な接続を形成する過程と、 前記高周波パワー発生器によって供給される高周波パワ
ーを第１及び第２パワー成分に分離する過程と、 前記第１パワー成分を前記第１電極に印加する過程と、 前記第２パワー成分を前記第２電極に印加する過程とか
らなり、 前記二次巻線は、前記第１及び第２パワー成分のそれぞ
れの大きさが変化できるように複数の接地箇所変更可能
コイルからなる、 ことを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２６】 処理室内の半導体ワークピース上に物
質をプラズマ強化化学気相堆積するための半導体処理方
法であって、該方法は、 ワークピースを支持するための、第１領域面積を有する
第１電極を前記処理室内に提供する過程と、 前記処理室内に、第２領域面積を有する第２電極を提供
する過程と、 一次巻線と二次巻線とを有するトランスを提供する過程
であって、前記二次巻線は複数のコイルからなり、その
内の一つはセンターコイルであるトランスを提供する過
程と、 前記トランスの一次巻線と前記単一の高周波発生器との
間に作動的な接続を形成する過程であって、前記発生器
は前記一次巻線に高周波パワーを提供するように構成さ
れると共に、前記発生器は前記処理室に作動的に関連し
た唯一の高周波パワーソースである過程と、 前記トランスの二次側と前記第１及び第２電極との間に
作動的な接続を形成する過程であって、該接続は前記ト
ランスと処理室電極とを結ぶ唯一の接続である過程と、 互いに大きさが異なる第１及び第２パワー成分を発生す
るために、トランスの二次巻線の内、センターコイル以
外の前記二次巻線コイルの一つのみを接地する過程であ
って、前記第１パワー成分は第１電極に印加され、前記
第２パワー成分は第２電極に印加され、前記第１及び第
２パワー成分の間の比率は、前記第１及び第２領域面積
の逆比に比例する過程と、 前記処理室内の第１電極によって支持されるウェーハ上
に物質の層を化学気相堆積するのに有効な少なくとも一
つの反応性ガスを前記処理室内に提供する過程と、 を具備することを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の半導体処理方法に
おいて、前記第１パワー成分は前記第２パワー成分より
も大きいことを特徴とする半導体処理方法。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載の半導体処理方法に
おいて、前記トランスは、前記第１及び第２パワー成分
の相対的な大きさを変化するために、複数の二次巻線コ
イルの内、他のコイルを選択的に接地させることができ
ることを特徴とする半導体処理方法。
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