JP4928055B2 - プラズマを閉じ込める処理室構成 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ製造に用いられる半導体基板、またはフラットパネルディスプレイのアプリケーションに用いられるガラスパネルのような基板を処理する装置および方法に関している。より具体的には本発明は、プラズマリアクタの処理室におけるプラズマ形成を制御する改良された技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ベースの製品（集積回路やフラットパネルディスプレイのような）の製造においてプラズマエンハンスト処理を使うことはよく知られている。一般にプラズマ処理は、基板をプラズマリアクタの処理室内で処理することを含む。たいていのプラズマリアクタにおいて、適当なエッチング剤または成膜ソースガスを含むガスを処理室に供給し、それらのソースガスに基板の表面上の材料の膜をそれぞれエッチングまたは成膜するためのエネルギーを与えることによってプラズマは発生され維持される。例えば、容量結合型プラズマリアクタが半導体基板およびディスプレイパネルを処理するために広く使われてきている。容量結合型プラズマリアクタにおいては、ＲＦ電力が電極の一方または両方に印加されるとき、容量性放電が平行電極対の間に形成される。
【０００３】
プラズマは電極対の間の処理領域に主にとどまるが、プラズマの一部は処理室全体を満たす。プラズマは典型的には維持されるところにはどこへでも行くが、それはつまり処理室内のあらゆるところということになる。例えばプラズマは、ポンプ機構のジャバラ部のような、処理領域以外の領域をも満たしえる。もしプラズマがこのような領域に到達するなら、その領域のエッチング、成膜、および／または腐食が進み、これは処理室内部での異物汚染につながりえ、かつ／または処理室または処理室用部品の寿命を縮めることにつながる。さらに、閉じ込められないプラズマは、不均一なプラズマを形成し、これは処理性能のバラツキにつながる。
【０００４】
したがって処理領域に閉じ込められ、よってより安定したプラズマを発生させようとする努力が続けられている。閉じ込められたプラズマは、エネルギーから放電へ効率的に結合することを確かにし、プラズマ均一性を高め、かつプラズマ密度を増す。これらは全て、処理された基板のよりよい処理均一性および高い歩留まりにつながる。閉じ込められたプラズマを達成するにはさまざまな方法がある。あるアプローチは外部磁界を用いてプラズマを閉じ込める。他のアプローチは閉じ込めリングを用いてプラズマを閉じ込める。閉じ込めリングは典型的には、物理的にプラズマが行き来する通路を遮ることによってプラズマを閉じ込める絶縁材料から形成される。両方の方法がプラズマ処理のためにとても適していることが証明されてきており、より具体的には処理制御を改善し、かつ再現性を確実にするのに適している。これらのアプローチはうまくいくものではあるが、プラズマ閉じ込めを改良し、より具体的には、処理室の処理領域以外の領域における不要なプラズマ形成を最小化および／またはなくすための努力が続けてなされている。例えば電力、圧力、および化学条件に依存して、比較的強い電荷および残留イオン種のかなりの量が閉じ込めプラズマ領域外に存在しており、これは閉じ込めプラズマ領域外にグロー放電をさらに誘起し、すなわちプラズマが閉じ込められないことになる。
【０００５】
【発明の概要】
本発明はある実施形態においては、処理室内の処理領域以外の領域における不要なプラズマ形成を最小化するプラズマ閉じ込め機構に関する。この機構は処理室の周辺近傍に位置する第１閉じ込め要素を含む。第１閉じ込め要素は電気的に接地された露出された伝導性表面を含む。この機構はさらに処理領域の周辺近傍に位置し、第１閉じ込め要素から距離を置かれている第２閉じ込め要素を含む。第２閉じ込め要素は露出された絶縁性表面を含み、電気的に接地された伝導性部分を覆うように構成される。第１閉じ込め要素および第２閉じ込め要素は、それらの間を通るプラズマ形成要素（例えば帯電粒子および／または電界）の効果を実質的に低減するように構成される。
【０００６】
他の実施形態においては、プラズマ閉じ込め要素はさらに絶縁材料から形成された第３閉じ込め要素を含む。第３閉じ込め要素は、前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素の間に配置され、前記処理領域の前記周辺近傍にある。第３閉じ込め要素は、処理領域の内部にプラズマを物理的に含み、前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素の間を通るプラズマ形成要素の効果を実質的に低減するように構成される。
【０００７】
他の実施形態においては、本発明は基板を処理するプラズマリアクタに関する。プラズマリアクタは、室壁を有する処理室を含む。このプラズマリアクタは、電界を発生するように構成され、前記処理室内での前記処理のためのプラズマを点火し維持するのにじゅうぶんに強い電極構成を含む。この電極構成は互いに距離をおかれている第１電極および第２電極を有する。プラズマリアクタはさらにプラズマが処理領域の外で形成されることを防ぐプラズマ閉じ込め機構を含む。このプラズマ閉じ込め機構は第１電極を囲むように構成される第１リングと、第２電極を囲むように構成される第２リングとを含む。第１リングは、電気的に接地された露出された伝導性表面を含み、第２リングは、接地された非露出伝導性要素を覆う露出された絶縁性表面を含む。このプラズマ閉じ込め機構は、第１閉じ込めリングおよび第２閉じ込めリングの間を通るプラズマ形成要素の効果を実質的に低減するように構成される。
【０００８】
ある実施形態においては、誘電体材料から形成され、第１および第２リングの間に配置される圧力制御リングを含む。圧力制御リングは、処理領域内にプラズマを物理的に閉じ込めながらも、処理ガスがその中を通れるように構成される。
【０００９】
他の実施形態においては、第１リングは内側リングおよび外側リングを含む。内側リングは誘電体材料から形成され、第１電極および外側リングの間に配置され、外側リングは接地された伝導性表面を含む。他の実施形態においては、第２リングは内側リングおよび外側リングを含む。内側リングは誘電体材料から形成され、第２電極および外側リングの間に配置され、外側リングは、絶縁層によって覆われ、電気的に接地された伝導性コアを含む。
【００１０】
本発明は添付の図面を参照して例示的に説明され、これは限定のためではなく、ここで同様の参照番号は類似の要素を参照する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明が添付図面に図示されるいくつかの好ましい実施形態を参照して以下に詳細に説明される。以下の記載において、本発明の理解を完全にするために多くの具体的な詳細が述べられる。しかし当業者には明らかなように、本発明はこれら具体的な詳細の一部または全てがなくても実施できる。あるいはよく知られた処理ステップは詳細には記載されていないが、これは本発明を不必要にぼやかさないためである。
【００１２】
大きな帯電した粒子の流れおよび／または大きな電界が処理室の処理領域外の領域で存在すると、不必要な放電またはプラズマが発生することがあることがわかっている。ここで用いられる用語として処理領域とは、基板を処理するのに用いられる処理室の領域をいい、例えば、基板の直上の領域である。帯電粒子に関して、処理領域を離れた帯電粒子は処理室の壁に衝突し、その結果、プラズマを発生および／または維持する２次電子を放出する。電界について、電界は電子を加速し、処理ガスの分子と衝突させ、その結果、イオン化し、プラズマを発生しえる。さらに帯電した粒子は電界線に沿う傾向があり、よって漏れ電界線はより多くの帯電粒子を処理室の処理領域外の領域へと導きえる。例えば電界は、帯電粒子を処理室の壁に向かう向きに加速しえる。この加速と、あとに続く帯電粒子および処理室壁の衝突とは２次電子を放出し、プラズマを発生および／または維持しえる。
【００１３】
よって本発明は、プラズマを処理室の処理領域に閉じ込める改良された方法および装置に関する。より具体的には、本発明は、処理室の処理領域以外の領域における不必要な放電（またはプラズマ形成）を最小化および／または除去するシステムに関する。議論を簡単にするために、処理領域以外の領域はここでは、処理室の外部領域と呼ぶ。本発明の一つの局面は、処理室の外部領域における帯電粒子の密度を低減することに関する。例えば、帯電粒子が外部領域に到達する前に表面で粒子を吸収することによって、または粒子が外部領域へと通過させないことによってそれはなされる。本発明の他の局面は、処理室の外部領域において（プラズマを形成するために用いられる）電界を減衰させることに関する。例えば電界を外部領域から離すように導くことによってそれはなされる。本発明は特に、プラズマを形成するために容量結合型放電を利用するプラズマ処理システムにおいて有用である。
【００１４】
本発明のある実施形態によれば、処理室の処理領域内にプラズマを閉じ込めるプラズマ閉じ込め機構が提供される。この機構は、処理領域の側面に向かって位置し、電気的に接地された露出導電表面を含む第１閉じ込め要素を含む。この機構はまた、処理領域の側面に向かい、かつ第１閉じ込め要素から離れて位置し、電気的に接地された非露出導電部を覆う露出絶縁表面を含む第２閉じ込め要素を含む。ある構成においては、プラズマ閉じ込め機構は、絶縁された圧力制御リングを含んでもよく、これも処理領域の側面に向かって位置し、第１および第２閉じ込め要素の間に存在する。
【００１５】
上記機構は以下のものに限定はされないが、処理室の処理領域から流れ出す帯電粒子を捕捉し、かつ処理室の処理領域の外部に漏れる電界の一部を遮蔽することによって上記機構はプラズマ閉じ込めを達成すると一般に考えられている。例えばこの機構は、第１閉じ込め要素の導電表面に帯電粒子を導き、そこを通して粒子をグラウンドに流すことによって、処理領域の外の領域における帯電粒子の密度を低減できる。この機構はまた、圧力制御リング上の帯電粒子を中和することによって処理領域の外部の領域における帯電粒子の密度を低減するように構成されている。さらにこの機構は、導電表面を通してグラウンドに漏れ電界を再び導くことによって、処理領域の外部の領域における電界を低減するように構成されている。例えば、処理室または処理室壁の外部領域へと延びる視線を電界がもはや持たないように電界の向きが変えられえる。
【００１６】
本発明の実施形態は図１〜７を参照して以下に説明される。しかし当業者にはすぐにわかるように、これら図面を参照してここで述べられた詳細な説明は例示的な目的のためであり、本発明はこれらの限定的な実施形態を超えるものである。
【００１７】
図１は本発明のある実施形態によるプラズマリアクタ１０の概略図である。プラズマリアクタ１０は処理室１２を含み、この一部は上部板１３および室壁１４によって定義され、基板１８を処理するためにこの中でプラズマ１７が点火され、維持される。基板１８は処理されるワークピースを表し、例えば、エッチングまたは処理される半導体基板、または処理されてフラットパネルディスプレイになるガラス基板を表す。たいていの実施形態において、処理室１２は実質的に円筒形の形状であるように構成され、室壁は実質的に垂直であるように構成される。さらに上部板１３および室壁１４はふつう接地され、アルミのような適切な材料で形成される。図示された実施形態においては、上部板１３および室壁１４は電気的に接続され（接触部１９において）、１６において示すように接地される。上部板１３および室壁１４はまた、絶縁表面１５を含み、これは適切な誘電体材料で形成され、またはアルミの上部板または室壁の場合は、絶縁表面は陽極酸化されたアルミから形成されてもよい。しかし上記構成は限定ではなく、それらはそれぞれのプラズマリアクタの具体的な設計に応じて変わってもよい。例えば室壁は傾斜がつけられたり、または上部板は別個に接地されていてもよい。
【００１８】
たいていの実施形態において、基板１８は処理室１２内に導入され、平行電極対の間に、より具体的には底部電極２０および上部電極２４の間に配置される。底部および上部電極２０、２４はその間に処理領域２６を定義する。図示のように、プロセス１７は垂直方向には底部電極２０および上部電極２４の間に閉じ込められる。底部電極２０は処理のあいだ、基板１８を支持し、固定するチャックとしてはたらいてもよい。例として、チャックは静電チャック、真空チャックまたは機械チャックのいずれかでありえる。電極２０、２４はまた、ふつう実質的に円筒形の形状であり、処理室１２の軸１１と軸についてアラインすることによって、処理室１２および電極２０、２４が円筒形状で対称である。さらに電極２０、２４は似たような寸法でふつう構成され、例えば二つの電極は同じ直径である。しかし二つの電極の大きさ、形状および配置はそれぞれのプラズマリアクタの具体的な設計によって変わりえる。さらにエッジリング２７は、底部電極２０を反応物質（すなわちイオンの衝突）から遮蔽するためとともに、基板の端部近傍の処理の電気的および機械的特性を改善するために設けられえる。エッジリング２７は、基板１８の端部を囲み、底部電極２０を覆うように構成される。エッジリング２７は、セラミック、水晶、プラスチックのような適切な誘電体材料からふつう形成される。
【００１９】
ふつう電極２０、２４は、処理室１２の処理領域２６に高周波エネルギーを伝達することによって、プロセス１７を点火し維持するように構成される。より具体的には図示の実施形態においては、上部電極２４は上部板１３に結合され、これは１６において示されるように接地され、底部電極２０は整合回路網３０を介してＲＦ電源２８に結合される。整合回路網は一般にこの技術分野においてよく知られており、簡潔のためにここでは詳細には説明されない。上部電極２４は電気的に上部板１３と連続であるように構成され、よって上部電極２４もまた接地されている（例えばＲＦ回路を構成する）。上部電極２０は、シリコンのような適切な導電材料から形成される。さらにＲＦ電源２８は底部電極２０にＲＦエネルギーを供給するように構成される。図示の実施形態においては、ＲＦ電源２８は、第１ＲＦ電源２８Ａおよび第２ＲＦ電源２８Ｂからなる。第１ＲＦ電源は第１ＲＦ周波数を底部電極２０に供給し、第２ＲＦ電源は第２ＲＦ周波数を底部電極２０に供給する。例を挙げれば、第１ＲＦ周波数は約２７ＭＨｚでありえ、第２ＲＦ周波数は約２ＭＨｚでありえる。一般に知られるように、プラズマの密度および基板に入射するイオンの量を制御するために高い周波数が用いられ、一方、基板に入射するイオンのエネルギーを制御するために低い周波数が用いられる。さらに底部電極２４は、アルミのような適切な導電材料から形成されえる。
【００２０】
図１に示すプラズマリアクタにおいては、ＲＦ周波数は底部電極２０において駆動され、プラズマ１７と容量的に結合される。プラズマ１７およびそのシースは、これらの高周波で周期的に振動し、プラズマ１７中の陽イオンがシース電圧によって接地された上部電極２４へと加速される。理解されるように、底部電極２０に供給される駆動ＲＦ電流は、処理領域２６から漏れ出すイオン流束に加え、上部電極２４上のプラズマイオン電流とバランスがとられなければならない。電気回路の観点からは、これはＲＦ電流の連続性になる。理想的な状態では、底部電極２０のＲＦ電流はプラズマ１７を通過して上部電極２４に達し、それから上部板１３を通してチャンバ１４へ伝わり、最終的にはグラウンド１６で終端され、一周することになる。
【００２１】
よって本発明の他の局面によれば、プラズマ閉じ込めを向上するために、望ましいＲＦリターンパスを通してよい電気伝導性が施される。よい電気的なパスは、ＲＦ周波数での駆動を助け、よって効率的にＲＦをプラズマに結合することになる。より具体的には、よい電気的なパスは、より多くのイオン流束を上部電極に引きつけ、その結果、閉じ込め領域つまり処理領域２６の外部のような他の不必要なパスへのイオン流束を低減する。したがってプラズマはよりよく閉じ込められる。
【００２２】
ある実施形態においては、上部電極２４は低抵抗材料から形成され、それによりＲＦリターンパスを通った電気伝導性を改善する。例を挙げれば上部電極は、約１０オーム／ｃｍから約０．０１オーム／ｃｍの範囲の抵抗率（バルク）を持つ適切な半導体（例えばシリコン）から形成されえる。
【００２３】
他の実施形態においては、ＲＦリターンパスを通した電気伝導性が改善されるように、上部板１３および室壁１４の間には良好な電気的接触が保たれる（接触部１９）。この実施形態においては、接触部１９において、すなわち上部板１３および室壁１４の間においてＲＦガスケット２１を導入することで良好な電気的接触が保たれる。ＲＦガスケット２１は、可撓性の電気的伝導体として構成される。可撓性とは、接触部１９においてＲＦガスケット２１が上部板１３および室壁１４の形をとることを意味する。ある構成においては、ＲＦガスケット２１の断面形状は、螺旋形状（薄い円状スプリングに似た）をとる。螺旋によってＲＦガスケット２１は上部板１３および室壁１４の間で押し縮められて、よって両者を互いに結合する。押し縮められたときそれぞれの螺旋は隣接する表面と接触し、よってＲＦガスケット２１を、上部板１３および室壁１４の間の電気的なパスを提供する一体化された伝導性要素にする。ＲＦガスケットは、ステンレス鋼のような適切な伝導性材料からふつう形成される。
【００２４】
底部電極はＲＦ電源の対に結合されているように図示され、説明されるが、他の処理室に適用するため、またはエネルギー結合を行うのに必要な他の外部要因に適合させるために他の構成が用いられてもよいことがわかるだろう。例えば単一周波数プラズマリアクタ、または一つのＲＦ電源が底部電極に結合され、他の電源が上部電極に結合された二重周波数プラズマリアクタが用いられえる。
【００２５】
さらに、単一のガス源材料またはガス源材料の混合物を処理室１２に、より具体的には上部および底部電極２０、２４間の処理領域２６に放出するガスインジェクタ（不図示）が典型的には備えられている。例を挙げれば、ガス吹き出し口が処理室自体の壁の中に、または上部電極内にシャワーヘッド構成を通して作られてもよい。処理中に発生され使われたガスを排気する排気口３４も設けられている。図示のように、排気口３４は処理室１２の外部領域３６位置し、室壁１４および底部電極２０の間に配置される。排気口３４はターボ分子ポンプ（不図示）にふつう結合され、これは処理室１２の外に位置し、これは処理室１２内の適切な圧力を維持するように構成される。さらに、排気口は室壁および底部電極間に配置するように示されているが、排気口の実際の配置はそれぞれのプラズマ処理システムの具体的な設計によって変わりえる。例えばガスの排気は室壁内に埋め込まれた複数のポートから実現されてもよい。ガスインジェクタおよび排気口を含むガスシステムはこの技術分野でよく知られており、簡潔のためにここではこれ以上は詳細には説明されない。
【００２６】
プラズマ１７を作るために、処理ガスが典型的には処理領域２６に単一または複数のガス注入口（不図示）から入れられる。ＲＦ電源２８を用いて電力が底部電極２０へと供給され、大きな電界（図では電界線９５で示される）が処理室１２内に形成される。ほとんどの電界線は底部電極２０および上部電極２２間に含まれるが、いくつかの電界線はこの境界を越えて漏れることがある。電界は処理室１２内に存在する少数の電子を加速することで、それらを処理ガスのガス分子と衝突させる。この衝突によってイオン化およびプラズマ発生が起こる。この技術分野ではよく知られるように、処理ガスの中性ガス分子はこれらの強い電界に曝されると電子を失い、プラスに帯電したイオンをあとに残す。その結果、プラスに帯電したイオン、負に帯電した電子、および中性ガス分子が処理室１２内に含まれる。処理中、イオンは典型的には基板に向かって加速され、そこで中性種とともに基板処理、例えば、エッチング、成膜などを行う。帯電した種（例えばイオンおよび電子）のほとんどは処理領域２６内に含まれて基板処理を促進するが、一部の帯電種はこの領域の外へ（例えばポンプ通路３７を通して）漏れえる。
【００２７】
本発明のある実施形態によれば、プラズマリアクタ１０の動作中には、電極２０および２４間で発生したプラズマ放電は、閉じ込めシステム５０を備えることで実質的に処理領域２６に閉じ込められる。説明を簡単にするために、図２はこの実施形態によるプラズマリアクタ１０の破断側面図を示し、閉じ込めシステム５０およびその機能をより詳細に示す。閉じ込めシステム５０は圧力制御リング５２（または閉じ込めリング）および閉じ込め機構５１を含み、これは上部リング５３および下部リング５４を含む。図示された実施形態においては、閉じ込めシステム５０はポンプ通路３７に配置され、これは処理領域２６の側面に位置する。閉じ込めシステム５０は、プラズマ１７を処理室１２の処理領域２６に閉じ込め、かつ処理室１２の外部領域３６における不必要なプラズマ形成を最小化および／または除去するように構成される。たいていの場合、圧力制御リング５２は物理的にプラズマ１７を閉じ込め、処理領域２６の外に漏れる帯電された粒子の一部を中和するように構成される。さらに閉じ込め機構５１は処理領域２６の外に漏れ出す帯電粒子の一部を捕捉（中和）し、かつ処理領域２６の外に漏れ出す電界線を減衰するように構成される。さらに閉じ込め機構５１は少なくとも一部は物理的にプラズマ１７を閉じ込めるように構成されえる。
【００２８】
圧力制御リング５２は、処理領域２６を囲み、プラズマ１７中のガス圧力を制御するように配置される環状リングである。圧力制御リング５１は、電極２０および２４の表面を定義する平面の間にふつう配置され、より具体的には、処理領域２６に隣接するポンプ通路３７内に配置される。示されるように、圧力制御リング５２はポンプ通路３７の一部を物理的にブロックし、よってプラズマ１７が処理領域２６から半径方向へと逃げるのを制限しえる（例えば閉じ込め）。より具体的には、圧力制御リング５２は、処理領域２６に露出された内側表面５６と、外部領域３６に露出された外側表面５８とを有する。圧力制御リング５２は、上部リング５４から距離をおかれた上部表面５７と、下部リング５３から距離をおかれた下部表面５９とを有する。よって圧力制御リング５２は、上部および下部リング５３および５４の間に配置される。さらに圧力制御リング５２は絶縁材料からふつう形成され、単一または複数のリングである。
【００２９】
さらに圧力制御リング５２は、内側表面５６から外側表面５８へと延びる複数の通路６０をふつう含む。通路６０は、副生成物ガスまたは使用済みガス（処理中に形成される）が通過できる一方、プラズマを処理領域２６に実質的に閉じ込めるような寸法になっている。さらに通路６０は、処理領域２６から流れ出す帯電した粒子（プラズマ中で発生する）を実質的に中和するように構成される。より具体的には、帯電粒子が通路中を通過しなければならない距離が平均自由行程よりも実質的に長く、それにより、ほとんどの出て行く粒子が通路壁と少なくとも一度は衝突するように、通路は適切な比率で作られている。これらの衝突は粒子の電荷を中和する傾向がある。したがって、処理領域の外での放電の起こりやすさが低減される。
【００３０】
理解されるように、圧力制御リング５２の幅（５７から５９）および厚さ（５６から５８）は、プラズマ閉じ込めを向上するように調節されえる。例えば比較的大きな幅と厚さとを持つ圧力制御リングは、ふつう、よりよいプラズマ閉じ込めにつながる。なぜなら大きい幅または大きい厚さは、ガスのポンプによる通りやすさを制限し、帯電種およびラジカルが通過する滞留時間を増し、それによって、電荷交換および中和の確率が増すからである。特に、より幅が広い圧力制御リングは、帯電種が交換、中和され、ラジカルがクエンチされるためのより大きい表面積を提供し、一方、比較的大きい厚さの圧力制御リングは閉じ込められたプラズマ領域から外部への直線視線のギャップをさらに減らし、それによって直接に電気的絶縁破壊の確率を減らす。
【００３１】
ある構成では、圧力制御リングは、良質の溶融シリカまたは水晶のような適切な誘電体材料から形成される複数の環状リングが重ねられたものを含む。組み立てられるとき、環状リングは、水晶のような適切な誘電体材料からやはり形成されるスペーサ（不図示）によって間隔がおかれる。スペーサはワッシャまたは環状リングから突出した部分でありえる。強固な構造を形成するためにリングおよびワッシャにはネジが切られてもよい。さらに圧力制御リングは、それを処理室の一部に、例えば上部リングに結合することによって直接または間接に支持されてもよい。隣接するリング間の間隔は、個々の平行円周通路またはスロットを形成する。スロットは実質的に圧力制御リングの全周にわたって延び、スペーサによってだけ途切れる。上述の圧力制御リングの例は、共通に譲渡されたＬｅｎｚらに付与された米国特許第５，５３４，７５１号に挙げられており、それはここで参照によって援用される。さらに圧力制御リングは、基板の表面における圧力に影響を与えるために第１および第２位置の間で動くように構成されえる。これはプラズマリアクタの処理性能をさらに向上しえる。このような動く圧力制御リングの例は、共通に譲渡されたＬｅｎｚらに付与された米国特許第６，０１９，０６０号に挙げられており、それはやはりここで参照によって援用される。
【００３２】
下部リング５３について、下部リング５３は同心円状に底部電極２０を囲むように構成される環状リングである。図示される実施形態において、下部リング５３は底部電極２０および室壁１４の間に配置され、より具体的には底部電極２０の側面に隣接して、排気口３４のための空間を提供するように配置される。しかし場合によっては下部リングは、排気口の中へと延びることによって２次的な閉じ込め（例えば物理的な）を提供してもよく、ガスが通れる開口部または通路を含んでもよいことに注意されたい。ふつう下部リング５３の上部表面７０はポンプ通路３７の下部通路を定義する。図示されるように、下部リング５３の上部表面７０は、底部電極２０の上部表面を定義する平面とほぼ同じレベルにある。さらに下部リング５３の上部表面７０および側面７２は、処理室１２の内部に露出している。
【００３３】
下部リング５３は、内側リング７６および外側リング７８を含む。内側リング７６はその名前が示唆するように、下部リング５３の内側部分に位置し、よって底部電極２０に隣接する。外側リング７８は導電性コア８０で構成され、これは８４において示されるように電気的に接地され（ＲＦリターンパスを提供する）、全部または一部が絶縁表面８２によって囲まれる。絶縁表面８２は、処理室１２に露出した外側リング７８の少なくとも一部、例えば上部表面７０および側面７２を覆うように構成される。図示されないが、絶縁表面はまた、外側リング７８の露出されない部分を覆ってもよい。さらに内側リング７６は、電気的絶縁材料から形成されており、それによって外側リング７８をＲＦ駆動底部電極２０から絶縁し、それらの間に絶縁破壊およびアークが起こらないようにする。例として、内側リング７６は誘電体、水晶、セラミック、プラスチックから形成されえ、その中に構成される気泡を有してもよい。
【００３４】
ある実施形態において外側リングはアルミから形成され、露出された表面、例えば上部表面７０および側面７２は陽極酸化されたアルミ表面である。陽極酸化された表面は絶縁表面であり、よって雰囲気高周波は内側アルミ（導電コア）に陽極酸化された層を介して容量的に終端される。陽極酸化された表面が薄いので、容量は典型的には低い。外側リングのこの構成はプラズマ閉じ込めに有用であり、以下に詳述される。
【００３５】
上部リング５４について、上部リング５４は同心円状に上部電極２４を囲むように構成される環状リングであり、処理室１２の上部板１３にふつう取り付けられる。図示される実施形態において、上部リング５４は上部電極２０および室壁１４の間に配置され、より具体的には上部電極２４の側面の近傍に配置される。上部リング５４は上部表面８６、底部表面８８、内側表面９０および外側表面９２を含む。ある実施形態においては、上部リング５４の側面９０は、上部電極２４に隣接しており、他の実施形態においては（不図示）、上部リングの上部電極２４および内側表面９０の間には間隔が設けられており、それによって熱膨張のためのクリアランスを提供する。示されるように上部リング５４の外側表面９２は、処理室１２の軸１１から下部リング５３の側面７２よりもさらに遠くへ延びるように構成される。ふつう底部表面８８はポンプ通路３７の上部通路を定義する。さらに底部表面８８は、上部電極２４の上部表面を定義する平面とほぼ同じレベルにある。しかしこれは限定事項ではなく、上部リングの幅（表面８６から表面８８へ）は、圧力制御リングに似たやりかたでガスポンピングを制限するように変更されえて、それによってプラズマ閉じ込めを向上させることに注意されたい。例として、底部表面８８は下部リング５３に向かう向きに延びていてもよい。図示されるように、上部リング５４の底部表面８８および外側表面９２は処理室１２の内部に露出される。さらに上部リング５４の底部表面８８は下部リング５３の上部表面７０に向き合う位置にある。たいていの実施形態においては、底部表面および上部表面は実質的に互いに平行であり、軸１１に垂直である。
【００３６】
上部リング５４は適切な伝導性材料から形成され、電気的に接地される。上部リング５４は上部板１３を通して非直接的に接地されてもよく、また図１において９４によって示されるように直接的に接地されてもよい（ＤＣパスとＲＦリターンパスとの両方を提供する）。さらに上部リング５４は、プラズマ１７によるエッチングに実質的に耐えるか、または金属汚染に実質的に寄与しないように構成される。例えば上部リング５４はベアメタル、ＳｉＣ、Ｓｉでスパッタリングされた金属などから形成されえる。
【００３７】
下部リング５３および上部リング５４を含め閉じ込め機構５１は、プラズマ閉じ込めに大きな影響を及ぼしえるいくつかの機能を有する。一つの機能には、処理領域から流れ出る帯電粒子を実質的に中和することがある。これは、上部リング５４において帯電粒子を吸い込むことによって少なくとも部分的には達成される。より具体的には接地された底部表面８８は、陽イオンが閉じ込め処理領域から逸脱する前に中和されるための電荷シンクまたはドレインとしてふるまう。理論で縛られることは望ましくないが、処理中にＲＦ電圧は伝導性および絶縁性材料の間にＤＣ電位を発生すると一般に考えられる。ＤＣ電位は、下部リング５３の上部絶縁表面７０、または上部リング５４の底部伝導表面８８のいずれかに帯電種を導く。その結果、外に出る粒子は、上部表面７０または底部表面８８に少なくとも１回、衝突する。衝突すると、電荷を（グラウンドを介して）帯電粒子から実質的に除去する電流が発生し、その結果、これは粒子の電荷を中和する傾向にある。例えば伝導底部表面８８はＤＣグラウンドパスを帯電種のために提供する。よって外部領域における帯電粒子の密度は実質的に低減される。したがって処理領域の外部の放電傾向は低減される。
【００３８】
ある実施形態において、接地され伝導性を持つ底部表面８８の表面領域は吸い込まれる粒子の量を制御するのに用いられる。実質的に、底部表面の表面領域が大きいほど、帯電粒子の吸い込み効果は大きくなる。
【００３９】
他の機能としては、雰囲気ＲＦ（または漏れ電界線）を遮蔽することによって閉じ込め処理領域２６の外部の電界強度を弱めることがある。これは、これがなければ閉じ込め処理領域２６の外部へと半径方向に発散していく駆動ＲＦの電磁界を上部および下部リングの伝導性要素、すなわち伝導性コアおよび伝導性底部表面へ引きつけることがある。図２に示されるように、発散または漏れ電界（電界線９６で図示される）の一部は、上部リング５４を介するとともに下部リング５３の外側リング７８を介して外部領域３６から除去される。議論を簡単にするために、外側リング７８によって除去された電界線９６は９６Ａと表記され、上部リング５４によって除去された電界線９６は９６Ｂと表記される。露出された伝導性表面のため、上部リング上に入射する電界線９６Ｂは直角になる傾向があり、一方、絶縁された上部表面のため、外側リング上に入射する電界線９６Ａは角度がつく傾向がある。漏れ電界線９６Ａは、絶縁された上部表面７０を通して伝導性コア８０に結合し、伝導性コア８０を通してグラウンド８４へと走る。さらに漏れ電界線９６Ｂは伝導性底部表面８８へと走り、伝導性底部表面８８を通してグラウンド９４へと抜ける。理解されるように、伝導性底部表面および絶縁された伝導性コアの両方がＲＦリターンパスを提供する。よって外部領域における漏れ電界は、上部リング、および下部リングの外側リングの両方によって実質的に低減される。したがって処理領域の外における放電の傾向は弱められる。
【００４０】
さらに帯電粒子は電界線９６ＡおよびＢに沿う傾向があり、よって外部領域の電界を減少させることによって、帯電粒子の密度も減少される。さらに帯電粒子は、電界９６Ｂによって上部リング５４の伝導性底部表面へと導かれる傾向があり、その結果、帯電粒子、特にイオン種は中和される。帯電粒子は圧力制御リング５２の表面へ導かれる傾向もあり、その結果、帯電粒子の一部は中和される。したがって処理領域の外での放電傾向は弱められる。
【００４１】
ある実施形態においては、上部表面７０の表面領域とともに底部表面８８の表面領域は、遮蔽される電界線の量を制御するのに用いられる。事実上、表面領域が大きければ大きいほど、電界を遮蔽する効果も大きくなる。
【００４２】
代替の実施形態においては、図３に示されるように、下部リング５３が第１リング１１２、第２リング１１４、第３リング１１６、および上部リング１１８を含んでいる。この図のリングは、内側リング７６および外側リング７８についての上述の本発明の教示に基づいて作られる。すなわち第１リング１１２は内側リング７６に対応し、第２リング１１４は伝導性コア８０に対応し、第３リング１１６は側面７２に対応し、上部リング１１８は上部表面７０に対応する。よって第１リング１１２、第３リング１１６および上部リング１１８は適切な絶縁材料から形成され、一方、第２リング１１４は適切な伝導性材料から形成される。第２リング１１４はまた、８４によって示されるように電気的に接地される。他の実施形態においては、第１リング１１２、第３リング１１６および上部リング１１８は一体として形成され、第３リングがその内部に埋め込まれた構造を表しえる。他の実施形態においては、第１リング１１２、第３リング１１６および上部リング１１８は複合構造を表しえて、リングのそれぞれは異なる誘電体材料から形成される。さらに他の実施形態においては、上部リングはエッジリング２７の突出部でありえる。
【００４３】
ある実施形態において下部リングは、底部電極を囲む第１部分および第２部分を有する環状誘電体と、円筒状部分および内側に突出した部分を備える伝導性コアとを含む。円筒形状部分は実質的に環状誘電体の下部を囲んで遮蔽し、一方、内側に突出した部分は環状誘電体そのものの中に埋め込まれている。上述のような下部リングの例は、共通に譲渡されたＬｅｎｚらに付与された米国特許第５，９９８，９３２号に挙げられており、それはここで参照によって援用される。
【００４４】
他の代替の実施形態においては図４に示されるように、上部リング５４は、内側上部リング１００および外側上部リング１０２の２つのリングに分離されえる。内側上部リング１００はその名が示唆するように、上部リング５４の内側部分に位置し、よって上部電極（この図では不図示）の近傍にある。外側上部リング１０２は一方、上部リング５４の外側部分に位置する。内側上部リング１００は適切な誘電体材料から形成され、一方、外側上部リング１０２は適切な伝導性材料から形成され、９４において示されるように電気的に接地される。内側上部リング１００は、閉じ込められたプラズマ（図１および２に示されるプラズマ１７）に直接に露出される上部リング５４の内側端部上でのプラズマスパッタリングによる粒子発生を低減するように構成される。しかし外側上部リング１０２は、単一部品の上部電極について上述された本発明の教示に基づいて作られる。すなわち残留イオンは、閉じ込め処理領域の外へと漏れ出す前に、接地された外側上部リング１０２の伝導性表面においてやはり中和され、電界も接地された伝導性外側上部リング１０２によって遮蔽される。
【００４５】
他の代替実施形態において図５には示すように、上部リング５４は上部層１０６および下部層１０８を含む。上部層１０６は上部リング５４の上部に配置され、よって上部板（この図では不図示）の近傍にある。下部層１０８は上部リング５４の下部に配置され、よって処理室１２の内部に露出される。上部層１０６は適切な材料であれば伝導性または絶縁性問わずどのようなものから形成されてもよい。一方、９４によって示されるように電気的に接地されている下部層１０８は適切な伝導性材料から形成される。この実施形態においては下部層１０８は、単一部品の上部電極について上述した本発明の教示に基づいて作られる。すなわち残留イオンは、閉じ込め処理領域の外へと漏れ出す前に、接地された下部層１０８の伝導性表面においてさらに中和され、電界も接地された下部層１０８によって遮蔽される。ある実現例においては、下部層１０８は上部層１０６上にスパッタリングされる。電流はそれほど流れないので、スパッタリングされた層は伝導性材料の非常に薄い層でありえる。
【００４６】
本発明の他の実施形態においては、上部および下部リングの構成は逆転しえる。すなわち上部リングが絶縁底部表面を有し、下部リングが伝導性上部表面を有することができる。この実施形態の特徴は以下の図を参照すればよりよく理解されるだろう。図６は、処理室１２、上部板１３、室壁１４、底部電極２０、上部電極２４、および圧力制御リング５２を含めた図１のプラズマリアクタ１０の関係する部分を示す。図６はまた、上部リング２０２と、内側リング２０６および外側リング２０８を有する下部リング２０４とを含む閉じ込め機構２００を示す。内側リング２０６はそれぞれ図１に示す内側リング７６に対応する。一方、外側リング２０８は上部表面２１０を含み、これは処理室１２の内部に露出されている。この実施形態においては、外側リング２０８は、より具体的には外側リングの上部表面２１０は、適切な伝導性材料から形成され、８４によって示されるように接地される。例として外側リング２０８または上部表面は、ベアメタル、ＳｉＣ、Ｓｉでスパッタリングされた金属などから形成されえる。さらに外側リング２０８は側面２１４を含みえ、これも処理室１２の内部に露出されている。ある構成においては側面２１４は適切な伝導性材料から形成され、一方、他の構成ににおいては側面２１４は適切な絶縁材料から形成される。説明を簡単にするために、外側リング２０８の大きさ、形状および位置はそれぞれ図１に示す外側リング７８と対応する。上部リング２０２について、上部リング２０２は底部表面２１６を含み、これも処理室１２の内部に露出されている。示されるように底部表面２１６は上部表面２１０に面する。この実施形態においては上部リング２０２は、より具体的には底部表面２１６は適切な絶縁材料から形成される。例として上部リング２０２は誘電体、セラミック、プラスチックなどから形成されえる。外側リングと同様に、上部リング２０２の大きさ、形状および位置はそれぞれ図１に示す上部側面リング５４と対応する。
【００４７】
図１の閉じ込め機構５１と似た方法で、図６の閉じ込め機構２００もプラズマ閉じ込めを大きく改善する。例えば接地された上部表面２１０が処理室１２の内部に直接に露出されているので、明確に定義されたシースがこの表面上に形成され、陽イオンを表面にさらに導くシースにわたって電圧が蓄積される。よって接地された上部表面は、閉じ込め領域から逸脱する前に陽イオンを中和する電荷シンクまたはドレインのようにふるまう。したがって閉じ込め領域の外へと漏れ出す陽イオンが大きく減少するので、プラズマ閉じ込めは実質的に改善される。さらに伝導性上部表面２１０は、雰囲気ＲＦ（または漏れ電界線）を効果的に遮蔽し、閉じ込め処理領域２６の外部における電界の強度を低減する。やはりこれは、これがなければ閉じ込め処理領域２６の外部へと半径方向に発散していく駆動ＲＦの電磁界を下部リングの伝導性要素、すなわち伝導性上部表面へ引きつけることによって達成される。
【００４８】
上述のように伝導性上部表面（例えば外側リング）および絶縁底部表面（例えば上部リング）の組み合わせ、または伝導性底部表面（例えば上部リング）および絶縁上部表面（例えば外側リング）の組み合わせは大きくプラズマ閉じ込めを改善しえる。しかし残念ながら、伝導性上部表面（例えば外側リング）および伝導性底部表面（例えば上部リング）の組み合わせはプラズマ閉じ込めには逆効果でありえる。議論を進めるために、図７は伝導性上部表面２１０を含む下部リング２０８と、伝導性底部表面８８を有する上部リング５４とを含む閉じ込め機構３００を示す。示されるように上部リング５４の外側端および下部リング２０８の外側端の間にはほとんど視線が通るパスが存在する。電子または陰イオン３０２は、上部リング５４の伝導性底部表面８８および下部リング２０８の伝導性上部表面２１０上に形成されたシースによって定義されるポテンシャルの井戸によって捕捉されえる。ホローカソード効果と似て、これらの捕捉された陰性粒子種３０２はポテンシャルの井戸内で行ったり来たりする。その結果、捕捉された陰性粒子種３０２との他のイオンおよび中性粒子（不図示）の衝突を通じてグロー放電が誘起されえる。したがって誘電体上部リングおよび伝導性表面を持つ外側リングの組み合わせ、または伝導性上部リングおよび誘電体上部表面を持つ外側リングの組み合わせのいずれもプラズマ閉じ込めを改善するために実現化される。
【００４９】
上述の概念は広範に実験がなされ実験で有効であると証明された。閉じ込め処理領域の外部におけるイオン流束および電界を測定するために、カリフォルニア州、フレモントのＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な容量結合されたＥｘｅｌａｎ（商標）プラズマリアクタのような二重周波数容量結合型放電リアクタにおいてラングミュアプローブおよび電界プローブが実現化された。これらの測定によって、処理領域の外部の領域における電界およびイオン流束が従来技術におけるものよりもかなり低いことが確認された。
【００５０】
上述からわかるように、本発明は多くの効果を従来技術に対して提供する。異なる実施形態または実現例は次の一つ以上の効果を有する。本発明の一つの効果はプラズマを処理室の処理領域に閉じ込め、一方で処理による副生成物ガスが通過すること許すことを含む。本発明の他の効果は、処理室の処理領域の外の領域における不必要なプラズマ形成を最小化および／または除去することである。したがってプラズマは処理室において特定の量および特定の位置に制御され、それによりより効率的なエネルギー結合を確かにし、プラズマの均一性を高め、かつプラズマ密度を増すことができ、これらの全ては処理のよりよい均一性および処理された基板のより高い歩留まりにつながる。
【００５１】
この発明はいくつかの好ましい実施形態に基づいて説明されてきたが、改変、組み合わせ、および等価物が存在し、これらも本発明の範囲に含まれる。また本発明の方法および装置を実現する多くの代替方法が存在することに注意されたい。例えば閉じ込め機構は、基板を処理する容量結合型プラズマリアクタについて説明され示されてきたが、他のプラズマシステムも閉じ込め機構の技術および方法に適用できることに注意されたい。例えばこの閉じ込め機構は誘導結合型またはマイクロ波プラズマリアクタにおいても用いられえる。よって以下の添付のクレームは、そのような改変、組み合わせおよび等価物が全て、本発明の真の精神および範囲に含まれるよう解釈されるよう意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のある実施形態によるプラズマリアクタを示す説明図である。
【図２】本発明のある実施形態による図１のプラズマリアクタの破断図である。
【図３】本発明のある実施形態による下部リングを示す説明図である。
【図４】本発明のある実施形態による上部リングを示す説明図である。
【図５】本発明のある実施形態による上部リングを示す説明図である。
【図６】本発明のある実施形態によるプラズマリアクタを示す説明図である。
【図７】伝導性上部リングおよび伝導性下部リングを示す説明図である。

Claims (28)

1. 処理室内の処理領域の外の領域における不必要なプラズマ形成を最小にするプラズマ閉じ込め機構であって、
   前記処理領域の周辺近傍に位置し、電気的に接地されると共に前記処理領域に対して露出された伝導性表面を含む第１閉じ込め要素と、
   前記処理領域の周辺近傍に位置し、露出された絶縁表面を含む第２閉じ込め要素であって、前記露出された絶縁表面は、電気的に接地された非露出伝導性コアを少なくとも部分的に覆うように構成され、前記第２閉じ込め要素は、前記閉じ込め要素の内の一方が前記処理室の上部に配置されると共に他方が前記処理室の下部に配置されるように前記第１閉じ込め要素から距離を置かれている第２閉じ込め要素と、
   を備え、
   前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素は、それらの間を通るプラズマ形成要素の効果を実質的に低減するプラズマ閉じ込め機構。
2. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、
   絶縁材料から形成され、前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素の間に配置され、前記処理領域の前記周辺近傍にある第３閉じ込め要素をさらに含み、
   前記第３閉じ込め要素は、処理領域の内部にプラズマを物理的に含み、前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素の間を通るプラズマ形成要素の効果を実質的に低減する、プラズマ閉じ込め機構。
3. 請求項２に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第３閉じ込め要素は、前記処理領域の少なくとも一部を囲むリングであり、
   前記第３閉じ込め要素は、前記プラズマを前記処理領域内に実質的に閉じ込めながらも、前記処理からの副生成物ガスが通れるように構成されるプラズマ閉じ込め機構。
4. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記プラズマ形成要素は帯電粒子または電界であるプラズマ閉じ込め機構。
5. 請求項４に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、
   前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素は、帯電粒子を前記露出された伝導性表面に導き、それらを通して帯電粒子をグラウンドに吸い込むことによって前記処理領域の外の領域における帯電粒子の密度を低減するプラズマ閉じ込め機構。
6. 請求項４に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素および前記第２閉じ込め要素は、電界を前記接地された伝導性表面および前記接地された伝導性部分にそれぞれ引きつけることによって前記処理領域の外の領域における電界強度を低減するプラズマ閉じ込め機構。
7. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素は前記処理室の上部に配置され、前記第２閉じ込め要素は前記処理室の下部に配置されるプラズマ閉じ込め機構。
8. 請求項７に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素は上部電極を囲むリングであり、前記第２閉じ込め要素下部電極を囲むリングであり、前記上部および下部電極はプラズマの点火および維持に寄与する電界を発生するように構成されるプラズマ閉じ込め機構。
9. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素は前記処理室の下部に配置され、前記第２閉じ込め要素は前記処理室の上部に配置されるプラズマ閉じ込め機構。
10. 請求項９に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素は底部電極を囲むリングであり、前記第２閉じ込め要素は上部電極を囲むリングであり、前記上部および底部電極はプラズマの点火および維持に寄与する電界を発生するように構成されるプラズマ閉じ込め機構。
11. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記非露出伝導性コアはアルミから形成され、前記露出された絶縁表面は陽極酸化アルミから形成されるプラズマ閉じ込め機構。
12. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素の前記伝導性表面は、前記処理中の前記処理室内のプラズマによるエッチングに実質的に耐えるか、または金属汚染に実質的に寄与しない電気的伝導性材料から形成されるプラズマ閉じ込め機構。
13. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記露出された伝導性表面は、前記露出された絶縁表面が前記露出された伝導性表面と前記非露出伝導性コアとの間に配置されるように、前記露出された絶縁表面に対向するプラズマ閉じ込め機構。
14. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記絶縁表面は、電子または陰イオンが、前記露出された伝導性表面と前記非露出伝導性コアとの間に捕捉されることを防止するプラズマ閉じ込め機構。
15. 請求項１に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記接地および露出された伝導性表面、および、前記電気的に接地された非露出伝導性コアを覆う前記露出された絶縁表面は、ＲＦ電圧が前記処理室に印加された時に協働してそれらの間にＤＣ電位を形成し、前記ＤＣ電位が、前記接地および露出された伝導性表面に帯電粒子を導き、前記接地および露出された伝導性表面が、それを通して、前記導かれた帯電粒子をグラウンドに吸い込むことで、前記処理領域の外の領域における帯電粒子の密度を低減するプラズマ閉じ込め機構。
16. 処理室内の処理領域の外の領域における不必要なプラズマ形成を最小にするプラズマ閉じ込め機構であって、
    ワークピースの処理のためにプラズマが点火および維持される前記処理領域と、前記プラズマが必要ない前記処理領域の外の前記領域との間の境界に配置された第１閉じ込め要素であって、前記処理室内で前記処理領域に露出され、電気的に接地された伝導性部材を備える第１閉じ込め要素と、
    処理のために前記プラズマが点火および維持される前記処理領域と、前記プラズマが必要ない前記処理領域の外の前記領域との間の前記境界に配置された第２閉じ込め要素と
    を備え、
    前記第２閉じ込め要素は、
    前記処理室内で露出された絶縁部分と、
    前記処理室内で露出されないように前記絶縁部分によって覆われ、電気的に接地された伝導性部分と
    を備え、
    前記第２閉じ込め要素は、前記第１閉じ込め要素から離間されていることで、それらの間に開放領域を形成し、前記開放領域は、前記処理領域から前記処理領域の外の前記領域に副生成物ガスを通しつつ、前記処理領域から前記処理領域の外の前記領域に帯電粒子または電界が通ることを実質的に防止し、
    前記第１閉じ込め要素は、第１電極を囲むように構成された第１リングとして形成され、前記第２閉じ込め要素は、前記第１電極から離間され前記第１電極と平行な第２電極を囲むように構成された第２リングとして形成され、前記第１および第２電極は、それらの間に前記処理領域を定義すると共に、前記処理室の前記処理領域内で前記プラズマを点火および維持するのに十分な強さの電界を生成するよう構成されている
    プラズマ閉じ込め機構。
17. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、さらに、
    誘電体材料から形成され、前記第１および第２リングの間に配置される圧力制御リングを備え、前記圧力制御リングは、前記処理領域内にプラズマを物理的に閉じ込めつつ、処理ガスがその中を通れるように構成されているプラズマ閉じ込め機構。
18. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記露出された絶縁表面は、前記第２電極の上面と同じ高さにあるように構成されるプラズマ閉じ込め機構。
19. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１リングは、前記第１電極と前記処理室の室壁との間に配置されるよう構成されており、前記第２リングは、前記第２電極と前記処理室の前記室壁との間に配置されるよう構成されているプラズマ閉じ込め機構。
20. 請求項１９に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１リングは、前記室壁から横方向に離間されていることにより、前記第１リングおよび前記室壁の間に開放領域を形成するプラズマ閉じ込め機構。
21. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１リングは内側リングおよび外側リングを含み、
    前記内側リングは誘電体材料から形成され、前記第１電極および前記外側リングの間に配置されるよう構成され、
    前記外側リングは前記第１リングの前記伝導性部材を含むプラズマ閉じ込め機構。
22. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第２リングは内側リングおよび外側リングを含み、
    前記内側リングは誘電体材料から形成され、前記第２電極および前記外側リングの間に配置されるよう構成され、
    前記外側リングは前記伝導性部分および前記絶縁部分を含むプラズマ閉じ込め機構。
23. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記伝導性部分は前記処理室の一部であるプラズマ閉じ込め機構。
24. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１リングおよび前記第２リングは、前記処理室の軸について半径方向に延びるよう構成されており、前記第１リングの外側端部は前記第２リングの外側端部よりもさらに延びているプラズマ閉じ込め機構。
25. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１および第２閉じ込め要素は、前記処理領域および排気口の間に位置するよう構成されるプラズマ閉じ込め機構。
26. 請求項１６に記載のプラズマ閉じ込め機構であって、前記第１閉じ込め要素の前記露出された伝導性部材および前記第２閉じ込め要素の前記露出された絶縁部分は、それぞれ、実質的に互いに平行で、ワークピースの処理のためにプラズマが点火および維持される前記処理領域と前記プラズマが必要ない前記処理領域の外の前記領域との間の前記境界と垂直である表面を備えるプラズマ閉じ込め機構。
27. 処理室内の処理領域の外の領域における不必要なプラズマ形成を最小にするプラズマ閉じ込め機構であって、
    電気的に接地されると共に前記処理領域に対して露出された伝導性表面を備えた第１閉じ込め要素であって、前記伝導性表面は、それを通して帯電粒子をグラウンドに吸い込むことで前記処理領域の外の領域における電界強度を低減し、さらに、電界を引き付けることで前記処理領域の外の領域における前記電界強度を低減するよう構成されている第１閉じ込め要素と、
    電気的に接地された非露出伝導性コアを覆う露出された絶縁表面を備えた第２閉じ込め要素であって、前記絶縁表面は、前記非露出伝導性コアに帯電粒子が吸い込まれることを防止し、前記非露出伝導性コアは、電界を引き付けることで前記処理領域の外の領域における前記電解強度を低減するよう構成されている第２閉じ込め要素と
    を備えるプラズマ閉じ込め機構。
28. 基板を処理するプラズマリアクタであって、
    室壁を持つ処理室と、
    電界を発生させて、前記処理室内での前記処理のためのプラズマを点火し維持するよう構成された電極構成であって、前記構成は、第１電極と、前記第１電極から距離をおかれている第２電極とを有し、前記第１電極および前記第２電極はそれらの間に処理領域を定義する電極構成と、
    請求項１ないし請求項２７のいずれかに記載のプラズマ閉じ込め機構と
    を備えるプラズマリアクタ。

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