JP5636038B2 - プラズマを用いた処理システムを動作させる方法 - Google Patents

プラズマを用いた処理システムを動作させる方法 Download PDF

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Description

本願は、２００９年４月６日出願された米国仮出願６０／１６６，９８７に基づく優先権を主張し、当該出願に開示された全内容が参照により組み込まれよう。
半導体製造産業においては、プラズマエッチングがウエハ処理に広く用いられている。通例、プラズマエッチングは、電気接触を形成するために、コンタクトホールまたはトレンチなどのフィーチャを形成するのに用いられる。空間が製造における重要な検討事項であることを考慮すると、しばしば、これらのコンタクトホールは、できるだけ狭くて深いことが望ましい。かかる狭くて深いフィーチャのエッチングは、プラズマエッチング処理中に生じる様々な複雑性および困難によって、多くの難題をもたらす。
図１は、従来のプラズマエッチング処理中の従来のウエハ処理システムの左側を示す断面図である。ウエハ処理システム１００は、処理チャンバ１０２、上側電極１０４、静電チャック（ＥＳＣ）１０６、および、ＲＦドライバ１１０を備える。処理チャンバ１０２、上側電極１０４、および、ＥＳＣ１０６は、プラズマ形成空間１０８を提供するよう構成される。ＲＦドライバ１１０はＥＳＣ１０６に電気接続されており、上側電極１０４は電気的に接地されている。
動作中、ウエハ１１４が、静電力によってＥＳＣ１０６上に保持される。ガス源（図示せず）は、プラズマ形成空間１０８にエッチングガスを供給する。ＲＦドライバ１１０は、ＥＳＣ１０６に駆動信号を供給して、ＥＳＣ１０６および上側電極１０４の間に電圧差を提供する。電圧差は、プラズマ形成空間１０８内に電磁場を生成し、プラズマ形成空間１０８内のガスがイオン化されて、プラズマ１１２を形成する。プラズマ１１２は、ウエハ１１４の表面をエッチングする。
従来のウエハエッチング処理の一例を、図２Ａおよび図２Ｂを参照しつつ以下で説明する。
図２Ａは、プラズマ１１２が形成される前、したがって、ウエハ１１４上の材料がエッチングされる前の図１に示したウエハ１１４の断面図である。図２Ａにおいて、ウエハ１１４は、基板２００およびマスク２０２を備える。マスク２０２は、プラズマ１１２によってエッチングされる基板２００の領域を規定するよう機能する。マスク２０２で覆われていない基板２００の部分（非マスク領域２０４）はプラズマ１１２にさらされるため、エッチング処理中にエッチングされる。逆に、マスク２０２によって覆われている基板２００の部分（マスク領域２０６）はプラズマ２０２にさらされないため、エッチング処理中にエッチングされない。マスク２０２自体も、プラズマ１１２にさらされ、いくらかエッチングされるが、プラズマ１１２の特性は、通例、マスク２０２のエッチング速度が基板２００のエッチング速度よりもはるかに遅くなる（選択比が高くなる）ように選択されるため、マスク２０２は、ほとんど損なわれることがない。
図２Ｂは、プラズマ１１２が形成され、エッチング処理が始まった後のウエハ１１４の断面図を示す。エッチング処理中、ウエハ１１４の表面には、プラズマ１１２からの入射プラズマイオン２０８が衝突する。非マスク領域２０４において、入射プラズマイオン２０８は、基板２００の一部をエッチング除去し、エッチングホール２１２を形成する。エッチング処理中、プラズマからの重合中性種の入射束は、入射プラズマイオン２０８と共に、露出したウエハ表面（主に、マスク２０２の上面）上にポリマ層２１０を蒸着させる。ポリマ層２１０の蒸着物は、一般に、マスク２０２の望ましくないエッチングを防ぐよう機能することにより、基板２００の材料に対するエッチング処理の選択性を高める。あるいは、入射中性種およびイオン種は、マスク２０２のエッチング速度を低下させるよう作用することにより、基板２００の材料に対するエッチング処理の選択性を高めうる。
図２Ｂに示すように、エッチングされたコンタクトホール２１２は、ホール高さ２１４（ｈ１）およびホール直径２１６（ｄ１）を有する。アスペクト比は、高さを直径で割ったものとして定義される。この場合、エッチングホール２１２のアスペクト比は、ｈ１／ｄ１と定義される。従来、エッチングホール２１２のように比較的アスペクト比の低いコンタクトホールは、以下でさらに詳述するように、最小限のホールの歪みで比較的容易にエッチングすることができる。しかしながら、いくつかの半導体用途では、直径が小さく非常に深いホールのエッチングを含む高アスペクト比エッチングを提供すること（高アスペクト比コンタクト（ＨＡＲＣ）を形成することなど）への需要が高い。図３Ａ〜図５Ｂを参照して説明するように、ＨＡＲＣエッチング処理を提供するための従来の方法にはいくつかの難題がある。
図３Ａおよび図３Ｂは、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号を時間の関数として表したグラフである。図３Ｃおよび図３Ｄは、それぞれ、図３Ａおよび図３Ｂに示した信号に関して、イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフである。
図３Ａは、低周波駆動信号である関数３００を含む。図３Ｂは、低周波部分および高周波部分で構成された駆動信号である関数３０２を含む。図３Ｃは、ＲＦドライバ１１０よって供給される駆動信号として図３Ａの関数３００を用いた結果生じる測定イオン束をイオンエネルギの関数として示す関数３０４を含む。図３Ｄは、ＲＦドライバ１１０によって供給される駆動信号として図３Ｂの関数３０２を実装した結果生じる予測イオンエネルギ分布を示す関数３１０を含む。
図３Ｃに示すように、関数３０４は、低イオンエネルギでの第１のピーク３０６および高イオンエネルギでの第２のピーク３０８を示す。図に示すように、第１のピーク３０６は、第２のピーク３０８よりもはるかに大きい。したがって、より大きい第１のピーク３０６によって表されるような低いイオンエネルギは、処理結果に影響を持つ。いくつかの処理要件にとって、高束の低エネルギイオンを提供することが有益であると考えられる。換言すると、できるだけ低いエネルギに、できるだけ大きいピーク３０６が存在することが有益である。低エネルギイオンは、２つの理由から有益であると考えられる。第１に、低エネルギイオンは、放電側壁によって、エッチング処理中のフィーチャの帯電を低減しうる。具体的には、陽イオンは、エネルギが低いため、フィーチャ表面上の負に帯電した領域に引きつけられることにより、フィーチャの帯電を低減する。第２に、低エネルギイオンは、エッチング処理中のポリマ蒸着に寄与して、マスクを保護しうる。
図３Ｄには、参照のために関数３０４が点線で示されている。図３Ｄに示すように、関数３１０は、関数３０４のピーク３０６から高イオンエネルギにシフトされた第１のピーク３１２を含む。さらに、関数３１０は、関数３０４のピーク３０８から低イオンエネルギにシフトされた第２のピーク３１４を含む。同様に、図３Ｃを参照して説明するように、第１のピーク３１２で表される低イオンエネルギは、処理結果に重大な影響を与える。
図３Ｂに示すように駆動信号に高周波部分を付加することで、プラズマ密度が増大する。そのため、図３Ｄの第１のピーク３１２のイオンエネルギに対応するイオン束の量は、図３Ｃの第１のピーク３０６のイオンエネルギに対応するイオン束の量よりも多い。したがって、駆動信号に高周波部分を導入すること（関数３００から関数３０２に切り替えること）により、イオンエネルギ分布がシフトされ、プラズマ密度およびイオン束が全体的に増大される。
図４は、図３Ｂの関数３０２がＲＦドライバ１１０によって供給される駆動信号として実装されたＨＡＲＣエッチングを提供する従来の方法でのウエハ１１４におけるプラズマシース電位を示すグラフである。このグラフにおいて、ｘ軸は時間（秒）であり、ｙ軸はウエハにおけるプラズマシース電位（Ｖ）である。時間の関数（関数４００）としてのプラズマシース電位は、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号に関連する。この例において、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号は、図３Ｂに示すように、連続低周波部分および連続高周波部分を重畳したものを含む。したがって、図４に示すように、結果として得られるプラズマシース電位（関数４００）も、ＲＦプラズマシースで通例見られるいくらかの歪みを伴った連続低周波部分および連続高周波部分を重畳したものを含む。
従来のＨＡＲＣエッチング処理は、ＲＦドライバ１１０によって印加されるような連続高周波信号および連続低周波信号の組み合わせを利用しうる。連続高周波信号は、高プラズマ密度ひいては高イオン束を実現するために用いられる。連続低周波信号は、高プラズマシース電位ひいては高イオン衝撃エネルギを広いイオンエネルギ分布の一部として生み出すために用いられる。
従来のＨＡＲＣエッチング処理において、ＲＦドライバ１１０は、第１の電力の連続高周波部分および第２の電力の連続低周波部分を重畳したものを含む駆動信号（図３Ｂの関数３０２など）をＥＳＣ１１０に提供しうる。連続高周波部分の電力と連続低周波部分の電力との比を調整することにより、様々なプラズマ特性を調整することができるため、プラズマのエッチング特性を調整することが可能である。例えば、駆動信号の連続高周波部分の電力が比較的大きく、駆動信号の連続低周波部分の電力が比較的小さい場合、結果として得られるプラズマは、より高いプラズマ密度およびイオン束と、より低い最大イオンエネルギとで特徴付けられる。また、駆動信号の連続高周波部分の電力を増大せると、重合プロセスを増大させることによって、コンタクト対マスクのエッチング選択比が高くなるが、エッチング停止にもつながりうる。さらに、駆動信号の連続高周波部分の電力が比較的大きいと、図５Ａを参照して以下で説明するように、通例、エッチングホールの歪みが大きくなる。
図５Ａは、従来のＨＡＲＣエッチング処理の結果生じうるウエハ１１４の断面を示す。この例では、ＲＦドライバ１１０からの駆動信号は、連続高周波部分および連続低周波部分を含んでおり、駆動信号の連続高周波部分の電力は比較的大きく、駆動信号の連続低周波部分の電力は比較的小さい。この例において、駆動信号は、関数３００で表されたプラズマシース電位を有するプラズマを生成する。
この例では、エッチング処理中、入射プラズマイオン２０８が、プラズマ１１２からの中性種の入射束の存在下で、ウエハ１１４の表面に衝突する。これによって、ポリマ層２１０が、露出したウエハ表面の一部の上に蒸着される。同時に、入射プラズマイオン２０８の衝突によって、非マスク領域２０４にある基板２０２の部分がエッチング除去され、エッチングコンタクトホール５００を形成する。エッチングホール５００は、ホール高さ５０２（ｈ２）およびホール直径５０４（ｄ２）を有する。したがって、エッチングホール５００は、アスペクト比ｈ２／ｄ２を有する。ここで、ｈ２＞＞ｈ１である。結果として、エッチングホール５００のアスペクト比は、図２Ｂのエッチングホール２１２のアスペクト比よりも著しく大きい。
しかしながら、図５Ａに示すように、エッチングホール５００の壁は完全には垂直ではなく、底面は一方に捻れている（ずれている）。正確なメカニズムは完全には理解されていないが、この捻れ（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）効果は、エッチングホール５００の壁に蓄積した電荷によって説明できる。図５Ｂは、エッチングホール５００の底面領域の拡大図であり、ポリマ層２１０に蓄積した電荷を示している。正の差分電荷（positive differential charge）５０６および負の差分電荷（negative differential charge）５０８の存在は、下向きに方向付けられた入射プラズマイオン２０８を一方に偏向させるように作用する電場を引き起こす。ここでは、イオン軌道５１０が右に曲がっているため、エッチングは、エッチングホール５００の底面ではなく、右の面に向かって選択的に生じる。したがって、この効果により、エッチングホール５００の歪みすなわち捻れが生じる。
従来のＨＡＲＣエッチング処理において、エッチングされるコンタクトホールの歪みは、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号の連続高周波部分の電力を低減することによって最小化することができる。しかしながら、この方法は、処理の重合特性を減少させるため、コンタクト対マスクのエッチング選択比を低下させる。また、この方法は、プラズマ密度およびイオン束を減少させ、それにより、エッチング速度を遅くする。
歪みのない最良のＨＡＲＣエッチング処理結果を提供しつつ、それと同時に、スループットを高くするために高いコンタクト−マスク選択比および高エッチング速度を維持するためのシステムおよび方法が求められている。
本発明の目的は、歪みのない良好なＨＡＲＣエッチング処理結果を提供しつつ、それと同時に、スループットを高くするために高いコンタクト−マスク選択比および高エッチング速度を維持するシステムおよび方法を提供することである。
本発明の一態様によると、ガスを受け入れるための空間と、電極部と、ＲＦドライバとを有する処理システムを動作させる方法が提供されている。ＲＦドライバは、電極部に駆動信号を供給できる。方法は、空間内にガスを供給する工程と、第１の信号部分および第２の信号部分に基づく駆動信号を電極部に供給する工程と、空間内でガスからプラズマを生成する工程とを備える。プラズマはプラズマシースを有しており、プラズマシースは、駆動信号に基づくプラズマシース電位を有する。時間の関数としてのプラズマシース電位は、第１のプラズマシース電位関数部分および第２のプラズマシース電位関数部分を重畳したものである。第１のプラズマシース電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する連続部分を含む。第２のプラズマシース電位関数部分は、第１の部分と第２の部分とデューティサイクルとを有する周期的部分を含む。第１の部分は、第２の周波数と第１の持続時間と第１の部分振幅とを有する。第２の部分は、第２の持続時間と第２の部分振幅とを有する。第１の部分振幅は、第２の部分振幅よりも大きい。デューティサイクルは、第１の持続時間および第２の持続時間の合計に対する第１の持続時間の比である。第２のプラズマシース電位関数部分の振幅変調は、第１のプラズマシース電位関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調される。
本発明の一態様によると、ガスを受け入れるよう構成された内部の空間と、空間内で電磁場を生成するよう動作可能な電磁場生成部とを有する処理システムを動作させる方法が提供されている。その方法は、空間内にガスを供給する工程と、空間内で電磁場を生成してガスの少なくとも一部をプラズマに変換するように、駆動電位で電磁場生成部を動作させる工程とを備える。時間の関数としての駆動電位は、第１の電位関数部分および第２の電位関数部分に基づく。第１の電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する第１の連続正弦関数部分を含む。第２の電位関数部分は、最大振幅区間と最小振幅区間とデューティサイクルとを有する第２の正弦関数部分を含む。最大振幅区間中、第２の正弦関数部分は、最小振幅区間中よりも高い振幅を有する。デューティサイクルは、最大振幅区間の持続時間および最小振幅区間の持続時間の合計に対する最大振幅区間の持続時間の比である。第２の正弦関数部分は、さらに、第２の周波数を有する。第２の正弦関数部分は、第１の連続正弦関数部分の第１の周波数と等しい周波数で振幅変調される。振幅変調と第１の連続正弦関数部分との間の相対位相は制御され、可変である。
本発明のさらなる課題、利点、および、新規の特徴については、以下の記載において部分的に説明されており、以下を検討することで当業者にとって部分的に明らかになり、また、本発明の実施によって学習されうる。本発明の課題および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘された手段および組み合わせによって達成および実現されうる。
明細書内で参照され明細書の一部を構成する図面は、本願の典型的な実施例を示しており、明細書の記載と共に、発明の概念を説明するのに供される。各図の内容は次の通り。
従来のプラズマエッチング処理中の従来のウエハ処理システムの左側を示す断面図。
プラズマが形成される前、したがって、ウエハ上の材料がエッチングされる前の図１に示したウエハを示す断面図。
プラズマが形成され、エッチング処理が始まった後のウエハを示す断面図。
ＲＦドライバによって供給される信号を時間の関数として表したグラフ。
ＲＦドライバによって供給される信号を時間の関数として表した別のグラフ。
図３Ａに示した信号に関して、イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフ。
図３Ｂに示した信号に関して、イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフ。
ＨＡＲＣエッチングを提供するための従来の方法でのウエハにおけるプラズマシース電位を示すグラフ。
従来のＨＡＲＣエッチング処理の結果生じうるウエハの断面図。
図５Ａのエッチングされたコンタクトホールの底面領域の拡大図であり、ポリマ層に蓄積した電荷を示す図。
本発明の一態様に従って、ＨＡＲＣエッチングを提供する方法の一例でのウエハにおけるプラズマシース電位を示すグラフ。
ＲＦドライバによって供給される信号を時間の関数として表したグラフ。
本発明の一態様に従って、ＲＦドライバによって供給される信号を時間の関数として表した別のグラフ。
図７Ａに示した信号に関して、イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフ。
図７Ｂに示した信号に関して、イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフ。
本発明の一態様に従って、ＨＡＲＣエッチング処理の一例を行った後のウエハを示す断面図。
本発明の一態様によると、システムおよび方法は、コンタクトホールの歪みのない最良のＨＡＲＣエッチングを提供しつつ、高スループットのために高エッチング速度を維持する。より詳細には、本発明の一態様によると、ガスに電磁場を作用させることによってプラズマを生成するよう動作可能な処理システムが、低周波正弦関数部分および高周波正弦関数部分に基づく時間の関数としてパラメータを制御する特定の方法で動作される。高周波正弦関数部分は、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調される。さらに、高周波正弦関数部分は、高振幅区間および低振幅区間を含む。高周波正弦関数部分のデューティサイクルの持続時間は、高振幅区間の持続時間および低振幅区間の持続時間の合計に対する高振幅区間の持続時間の比である。高周波正弦関数部分の高振幅区間の振幅、高周波正弦関数部分の低振幅区間の振幅、高周波正弦関数部分のデューティサイクルの持続時間、および、高周波正弦関数部分と低周波正弦関数部分との間の相対位相のいずれかを調整することによって、処理システムの処理特性が正確に制御されうる。
例の実施形態において、時間の関数としてのパラメータは、低周波正弦関数部分および高周波正弦関数部分に基づくプラズマシース電位である。これらの例の実施形態において、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分は、最大振幅区間、最小振幅区間、および、デューティサイクルを有しており、時間の関数としてのプラズマシース電位は、最小振幅区間中よりも最大振幅区間中に高い振幅を有し、デューティサイクルは、最大振幅区間および最小振幅区間の合計に対する最大振幅区間の比である。さらに、いくつかの例の実施形態において、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分は、高周波正弦関数部分の最大振幅区間が低周波正弦関数部分のサイクルの最大振幅かまたはその付近で生じ、かつ、高周波正弦関数部分の最小振幅区間が低周波正弦関数部のサイクルの最小振幅かまたはその付近で生じるように、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調される。
別の例の実施形態において、時間の関数としてのパラメータは、低周波正弦関数部分および高周波正弦関数部分に基づく駆動信号である。これらの例の実施形態において、駆動信号は、低周波正弦関数部分と、高周波正弦関数部分の最大振幅区間が低周波正弦関数部分のサイクルの最小振幅かまたはその付近で生じ、かつ、高周波正弦関数部分の最小振幅区間が低周波正弦関数部分のサイクルの最大振幅かまたはその付近で生じるように、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調された高周波正弦関数部分と、に関して記載されうる。
ここで、本発明の一態様に従った例の実施形態について、図６〜図８を参照しつつ説明する。
図６は、本発明の一態様に従って、ＨＡＲＣエッチングを提供する方法の一例でのウエハ１１４におけるプラズマシース電位を示すグラフである。このグラフにおいて、ｘ軸は時間であり、ｙ軸はウエハ表面におけるプラズマシース電位（Ｖ）である。時間の関数（関数６００）としてのプラズマシース電位は、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号に関連する。この例において、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号は、結果として得られるプラズマシース電位（関数６００）が連続低周波部分６０２および高周波部分６０４に基づくように提供される。例の実施形態において、連続低周波部分６０２は、高周波部分６０４の高調波と等しい周波数で振幅変調される。
連続低周波部分６０２は、周波数および振幅を有する。高周波部分６０４は、最小振幅区間および最大振幅区間を含む。この例において、高周波部分６０４の最小振幅区間は、ゼロ振幅を有しており、高周波部分６０４は「オフ」であるように見える。この例において、高周波部分６０４の最大振幅区間は、連続低周波部分６０２の振幅よりも小さい振幅を有する。最大振幅区間において、高周波部分６０４は「オン」であるように見える。したがって、高周波部分６０４のデューティサイクルは、最大振幅区間および最小振幅区間の合計に対する最大振幅区間の比である。
図に示すように、高周波部分６０４は、特定の期間中だけ「オン」である。この例において、低周波部分６０２の各サイクルに対して、オン期間６０６およびオフ期間６０８がある。オン期間の長さは、ｔＯＮで表され、オフ期間の長さは、ｔＯＦＦで表される。したがって、低周波部分６０２のサイクル（すなわち、期間）全体の長さは、ＴＬＦ＝ｔＯＮ＋ｔＯＦＦと表すことができる。サイクル全体の長さの時間に対する高周波部分６０４がオン状態である時間の比は、デューティサイクルと呼ばれる。したがって、デューティサイクルＤは、ｔＯＮ／ＴＬＦ、または、ｔＯＮ／（ｔＯＮ＋ｔＯＦＦ）と表される。
低周波部分６０２に対応するプラズマシースは、高プラズマシース電位を有し、高い衝突エネルギを提供する。したがって、図６に示すように、低周波部分６０２は、非常に大きな振幅、すなわち、高周波部分６０４の振幅よりもはるかに大きい振幅を有する。ＲＦドライバ１１０によって提供され、低周波部分６０２に対応する信号は、所与の電極ギャップ、すなわち、図１の上側電極１０４およびＥＳＣ１０６の間の距離と、所与のガス圧とに対して、プラズマが特に二次電子放出によって持続されるように選択される。二次電子放出とは、入射粒子（イオンなど）が十分なエネルギで材料に衝突した時に、さらなる電子（二次電子と呼ばれる）が材料の表面から放出される現象である。放出されると、これらの二次電子は、加速されてプラズマ内に戻り、プラズマ内の分子をイオン化するよう作用する。
一実施形態において、低周波シース電位がその振動の最小値に達し、高周波が「オフ」である期間中には、プラズマシース電位は非常に小さく、ウエハ表面には潜在的なバリアがほとんどない。この状況では、プラズマ内に閉じ込められた電子が、ウエハ表面に向かって抜け出しうる。これは、シース電位が大きい間に増大した任意の正電荷を効果的に中和しうる。したがって、この電荷の中和は、例えば図５Ａおよび図５Ｂを参照して上述したように、従来の方法においてコンタクトホールの歪みの原因の一つと考えられる帯電効果を回避するのに役立つ。この中和は、高周波が変調されない従来の場合よりも効率的でありえる。しかしながら、本発明に従って、第１の信号および第２の信号に基づいてＲＦドライバ１１０によって提供される信号、もしくは、第１の信号および第２の信号に基づくプラズマシース電位を生成する方法は、他の理由で提供されうることに注意されたい。
変調なしに低周波および高周波の両方が連続的に供給される従来の場合に、高周波の影響はいくつかの利点を有する。プラズマは、より高い密度を有し、より高いイオン束およびより多い重合を提供し、より高速なエッチング速度およびより良好なコンタクト対マスクのエッチング選択比につながることが期待される。しかしながら、高周波シース成分の連続的な存在は、プラズマシースの完全な崩壊を防止して、（図３Ｄに符号３１０で示すように）ウエハに到達するイオンのイオンエネルギ分布関数の下限をもたらしうるものであり、その結果、非常に低いエネルギでウエハ表面に到達するイオン束が少なくなる。これは、以下で説明するように、非常に低いエネルギのイオンの有益な効果を防ぎうる。あるいは、上述のように、高周波駆動関数が利用されず、低周波駆動関数のみが提供される従来の場合を考慮すると、主に二次電子放出によってプラズマが維持される。ウエハにおけるプラズマシース電位が特定の閾値よりも低い点まで減少すると、プラズマシースは「崩壊」し始める。プラズマシース電位が０（ＬＦ最小値６１０）に近づくと、イオンは非常に低いエネルギでウエハ表面に到達し、コンタクトホール壁の表面上に負電荷が蓄積した領域に引きつけられうる。これによって、蒸着されたポリマ層または既存の誘電体膜の電荷を中和して、エッチングホールの歪みを生じる帯電効果を回避することができる。これは、低周波のみのレジームの利点である。しかしながら、低周波のみのレジームでは、通例、イオン束および重合が比較的低く、比較的低いエッチング速度およびコンタクト−マスク・エッチング選択比につながる。したがって、本発明に従った態様は、適切な組み合わせのパラメータで用いられた場合に、低周波のみの場合の電荷を中和する利点と、高周波の場合の高エッチング速度および高コンタクト−マスク選択比という利点とを兼ね備えうる。
「オン」期間６０６中のプラズマは、より高い密度を有し、より高いイオン束およびより多い重合を提供し、より高速なエッチング速度およびより良好なコンタクト−マスク・エッチング選択比につながることが期待される。図６に示すように、オン期間６０６中、高周波部分６０４の振幅は、低周波部分６０２の振幅よりもはるかに小さい。ＲＦドライバ１１０によって提供され、高周波部分６０４に対応する信号は、ＲＦ電力をプラズマ内の電子に伝達してプラズマ密度を高めるのに十分な時間を提供するために、ウエハにおけるプラズマシース電位がオン期間６０６中に十分なＲＦサイクルを有するように選択される。
要するに、オン期間６０６中には、高周波部分６０４がオン状態であるため、プラズマは、より高いプラズマ密度およびより高いイオン束を示す。したがって、この期間中には、エッチング速度が比較的高い。また、プラズマシース電位が高いことによって、イオン衝突エネルギが非常に高くなる。次いで、オフ期間６０８が始まると、ＲＦドライバ１１０によって提供され、高周波部分６０４に対応する信号は、オフにされる。この時点で、低周波部分６０２のみが、ウエハにおけるプラズマシース電位に存在するため、イオン束は低く、エッチング速度は遅くなる。しかし、オン期間に高周波部分によって生み出されたより高い重合が、オフ期間中、ある程度持続するため、より良好なコンタクト−マスク・エッチング選択比につながる。
このように、ＲＦドライバ１１０が、本発明の一態様に従って連続低周波部分６０２および高周波部分６０４に基づくプラズマシース電位をもたらす信号を提供することを可能にすることにより、（オン期間６０６の効果によって）速いエッチング速度および良好な選択比を実現すると共に、（オフ期間６０８の効果によって）歪みを引き起こしうるフィーチャの帯電を低減することができる。
本発明に従って、第１の信号および第２の信号に基づいてＲＦドライバ１１０によって提供される信号、もしくは、第１の信号および第２の信号に基づくプラズマシース電位を生成する方法の利点の根拠を提供する他のメカニズムが存在しうることに注意されたい。非限定的なメカニズムの一例は、オフ期間６０８中の電子加熱がオン期間６０６中の電子加熱と大きく異なるために、オフ期間６０８中のプラズマ化学がオン期間中６０６のプラズマ化学と異なることに関する。したがって、本発明の一態様によると、第１の信号および第２の信号に基づいてＲＦドライバ１１０によって提供される信号、もしくは、第１の信号および第２の信号に基づくプラズマシース電位を生成する方法は、二重周波数駆動信号条件の高イオン束と併せて、低周波（のみの）駆動信号条件に近いプラズマ化学を実現するために用いられてもよい。
図６を参照した上述の例では、高周波数部６０４のデューティサイクルは、１／２よりも短い。より具体的には、オン期間６０６は１３５ｎｓ、オフ期間６０８は約３４０ｎｓであり、その結果、高周波部分６０４のデューティサイクルは約２８％になる。別の実施形態において、高周波部分６０４のデューティサイクルは、１／２以上であってもよい。デューティサイクルは、必要とされるエッチングパラメータを実現するように選択されてよい。例えば、デューティサイクルを大きくすれば、より速いエッチング速度を実現できる。しかしながら、デューティサイクルを大きくすると、蒸着されたポリマ層内での中和をさらに低減しうるため、歪みを促進することになる。したがって、デューティサイクルの選択により、エッチング速度を最適化し、歪みを最小化することができる。
図６を参照して上述した例では、時間の関数としてのプラズマシース電位は、ＲＦドライバ１１０によってＥＳＣ１０６に供給された特定のタイプのＲＦ駆動信号の結果である。このタイプのＲＦ駆動信号については、図７Ａ〜図７Ｄを参照しつつ以下で詳述する。
図７Ａおよび図７Ｂは、ＲＦドライバ１１０によって供給される信号を時間の関数として表したグラフである。図７Ｃおよび図７Ｄは、それぞれ、図７Ａおよび図７Ｂに示した信号に関して、予測イオン束をイオンエネルギの関数として表したグラフである。
図７Ａは、低周波部分および高周波部分を含んだ駆動信号である関数７００を含む。関数７００の高周波部分は、「オン」部分７０２と、低周波部分の高調波に等しい周波数で振幅変調された「オフ」部分７０４とを含み、オン部分７０２は低周波部分の最大電位で生じ、オフ部分７０４は低周波部分の最小電位で生じるようになっている。
図７Ｂは、低周波部分および高周波部分を含んだ駆動信号である関数７０６を含む。関数７０６の高周波部分は、「オン」部分７０８と、低周波部分の高調波に等しい周波数で振幅変調された「オフ」部分７１０とを含み、オン部分７０８は低周波部分の最小電位で生じ、オフ部分７１０は低周波部分の最大電位で生じるようになっている。
図７Ｃは、ＲＦドライバ１１０よって供給される駆動信号として図７Ａの関数７００を用いた結果生じる予測イオン束をイオンエネルギの関数として示す関数７１２を含む。図７Ｃに示すように、関数７１２は、低イオンエネルギに対する第１のピーク７１４および高イオンエネルギに対する第２のピーク７１６を示す。図に示すように、第１のピーク７１４は、第２のピーク７１６よりもはるかに大きい。より大きい第１のピーク７１４によって表された低イオンエネルギは、処理結果に対して特定の効果を与え、より小さい第２のピーク７１６によって表された高イオンエネルギは、処理結果に対して異なる効果与える。本発明によると、ＲＦドライバ１１０によって供給される駆動信号の制御を通して各効果の量を制御することにより、処理結果をより正確に制御することができる。
図７Ｃには、参照のために図３Ｃの関数３０４（低周波のみの駆動信号に対応する）が点線で示されている。図７Ｃにおいて、第１のピーク７１４は、関数３０４の第１のピーク３０６から高イオンエネルギにシフトされていることは明らかである。さらに、第２のピーク７１６は、関数３０４の第２のピーク３０８から低イオンエネルギにシフトされていることは明らかである。また、第１のピーク７１４のイオンエネルギに対応するイオン束の量は、第１のピーク３０６のイオンエネルギに対応するイオン束の量よりも多いことに注意されたい。したがって、関数７００を駆動信号として用いると、関数３００を駆動信号として用いる場合に比べて、プラズマ密度およびイオン束が全体的に増大する。
図７Ｄは、ＲＦドライバ１１０によって供給される駆動信号として図７Ｂの関数７０６を実装した結果生じる予測イオンエネルギ分布を示す関数７１８を含む。図７Ｄには、参照のために関数３０４が点線で示されている。
図に示すように、関数７１８は、低イオンエネルギに対する第１のピーク７２０および高イオンエネルギに対する第２のピーク７２２を含む。より大きい第１のピーク７２０によって表された低イオンエネルギは、処理結果に対して特定の効果を与え、より小さい第２のピーク７２２によって表された高イオンエネルギは、処理結果に対して異なる効果与える。本発明によると、ＲＦドライバ１１０によって供給される駆動信号の制御を通して各効果の量を制御することにより、処理結果をより正確に制御することができる。
第１のピーク７２０は、関数３０４の第１のピーク３０６のイオンエネルギから異なるイオンエネルギへ大幅にはシフトされていない。第２のピーク７２２は、第２のピーク３０８のイオンエネルギから低いイオンエネルギへシフトされている。
図３Ｄおよび図７Ｃに関して上述した状況と同様に、第１のピーク７２０のイオン束の量は、ピーク３０６のイオン束の量よりもはるかに大きく、プラズマ密度の増大を示唆する。しかしながら、図３Ｄおよび図７Ｃに関して上述した状況と異なり、第１のピーク７２０のイオン束は、関数３０４の第１のピーク３０６のイオンエネルギから異なるイオンエネルギへ大幅にはシフトされていない。関数７０６に示すように、本発明の一態様に従った駆動信号は、プラズマ密度およびイオン束を全体的に増大させ、同時に、低エネルギイオンの存在を維持する。このイオンエネルギ分布は、連続的な多周波励起を組み合わせることによっては実現不可能であり、本発明に特有の結果である。低エネルギイオンの存在は、トレンチの側壁に蓄積した電荷を放電する助けとなることによって帯電効果を低減する助けとなりうるものであり、変調された高周波信号によって導入された比較的高いイオン束および比較的多い重合反応は、エッチング速度およびコンタクト−マスク選択比を改善する傾向があるため、これは、ＨＡＲＣエッチング処理に有効でありえる。
したがって、本発明の一態様に従った一実施形態は、図６の関数６００の形態のプラズマシース電位を得ることができるように、図７Ｂの関数７０６の形態のＲＦ駆動信号を実装することである。電位が測定される方法により、図６の関数６００に関連するプラズマシース電位の結果は、図７Ｂの関数７０６に関連する駆動信号の電位と極性が逆になることに注意されたい。
図６および図７を参照して上述した実施形態について、図１のウエハ処理システムを参照してさらに説明する。ただし、本発明の一態様は、図１のウエハ処理システムに限定されないことに注意されたい。逆に、本発明の一態様は、印加された電磁場によってプラズマを生成するよう動作可能な任意のウエハ処理システムと共に利用されてよい。かかるシステムは、容量結合プラズマ処理システムまたは誘導結合プラズマ処理システムを含むが、これらに限定されない。この観点から、プラズマを生成するために電磁場を印加する任意の周知の方法が、本発明に従って利用されてよい。図１を参照して上述した例では、駆動信号は単一の電極に印加される。別の実施形態では、複数の活性電極がプラズマ形成空間の周りに配置されてよく、プラズマ形成空間は、ガスを受け入れるように構成される。これらの実施形態では、プラズマ形成空間内に電磁場を生成してガスからプラズマを発生させ、本発明に従ったプラズマシース電位を得るために、複数の電極に複数の信号が供給されてよい。
図６および図７Ｄを参照して上述した実施形態において、結果として得られるプラズマシース電位（関数６００）は、２つの部分、すなわち、連続低周波部分６０２および高周波部分６０４に基づく。しかしながら、別の実施形態は、３つ以上の部分、例えば、連続低周波部分および複数の非連続高周波部分に基づくプラズマシース電位を有するプラズマ生成を含んでもよいことに注意されたい。
図６および図７を参照して上述した実施形態では、連続低周波部分６０２は、オン期間６０６が低周波部分６０２の最大振幅区間を中心とするように、高周波部分６０４の高調波と等しい周波数で振幅変調される。しかしながら、別の実施形態では、連続低周波部分６０２は、オン期間６０６が低周波部分６０２の最大振幅区間から中心をずらして配置されるように、高周波部分６０４の高調波と等しい周波数で振幅変調されてもよい。低周波部分６０２の最大振幅区間の中心に対するオン期間６０６の具体的な配置により、所望の通りにエッチング特性が修正される。
ここで、本発明の一態様の利点について、図８を参照しつつ詳述する。
図８は、本発明の一態様に従って、ＨＡＲＣエッチング処理の一例を行った後のウエハ１１４を示す断面図である。
図に示すように、入射プラズマイオン２０８が、ウエハ１１４の表面に衝突し、非マスク領域２０４の基板２００の部分をエッチングして、エッチングホール８００を形成する。同時に、入射プラズマイオン２０８は、重合中性種の入射束と共に、ポリマ層２１０を形成する。エッチングホール８００は、ホール高さ８０２（ｈ３）およびホール直径８０４（ｄ３）を有する。したがって、エッチングホール８００は、アスペクト比ｈ３／ｄ３を有する。ここで、図２Ｂを参照して上述した従来の方法と比べると、ｈ３＞＞ｈ１である。結果として、エッチングホール５００のアスペクト比は、図２Ｂのエッチングホール２１２のアスペクト比よりも著しく大きい。
図８に示すように、イオン軌道８０６は、完全に垂直であり、エッチングホール８００の側壁は真っ直ぐで、歪みすなわち捻れがない。これは、図６に示したようなオフ期間中に、ポリマ層２１０における電荷が中和されるため、相当量の電荷がポリマ層２１０に蓄積することが防止されるからである。帯電効果がごく小さいため、イオン軌道８０６をそらす電場が存在せず、ごく小さい歪みすなわち捻れしか持たないエッチングホール８００（高アスペクト比のコンタクトホール）の形成が可能になる。
本発明の一態様によると、歪みがなく高エッチング速度および選択比を有する最良のＨＡＲＣエッチング結果を提供するために、一構成のＲＦ波形がウエハ処理システムに適用される。適用されるＲＦ信号、ひいては、ウエハにおけるプラズマシース電位は、連続低周波部分および高周波部分を備える。ＲＦ信号の高周波部分は、低周波サイクルの低電圧部分の間にのみ最大振幅を有し、他のすべての期間には最小振幅を有する（オフにされる）。したがって、結果としてウエハで生じるプラズマシース電位は、低周波サイクルの高電圧部分（オン期間）の間にのみ最大振幅を有し、他のすべての期間（オフ期間）に最小振幅を有する高周波部分を備える。そのため、オン期間中のプラズマは、高プラズマ密度および高イオンエネルギを示し、オフ期間中のプラズマは、パルスＤＣ放電のように振る舞う。時間平均したオン期間の効果は、プラズマの化学的性質をより重合能の高いものにして、選択比の改善に寄与することである。このように、オン期間は、高速のエッチング速度および良好なコンタクト−マスク選択比を提供し、オフ期間は、コンタクトホールの側壁に蓄積した電荷を中和する時間を提供することによって歪みを低減する。
上述のように、本発明の一態様によると、ガスに電磁場を作用させることによってプラズマを生成するよう動作可能な処理システムが、特定の方法で動作される。この特定の方法は、低周波正弦関数部分および高周波正弦関数部分に基づく時間の関数としてのパラメータを制御する。高周波正弦関数部分は、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調される。
いくつかの実施形態において、処理システムが動作される特定の方法は、高周波正弦関数部分と低周波正弦関数部分との間の位相を調整して、処理システム内での処理を調整することに関する。いくつかの実施形態において、パラメータはプラズマシース電位に関し、別の実施形態において、パラメータは駆動信号に関する。
さらに、本発明の一態様によると、高周波正弦関数部分は、高振幅区間および低振幅区間を備える。いくつかの実施形態において、処理システムが動作される特定の方法は、高振幅区間の振幅および低振幅区間の振幅の少なくとも一方を調整して、処理システム内での処理を調整することに関する。いくつかの実施形態において、パラメータはプラズマシース電位に関し、別の実施形態において、パラメータは駆動信号に関する。
さらに、本発明の一態様によると、高周波正弦関数部分のデューティサイクルの持続時間は、高振幅区間の持続時間および低振幅区間の持続時間の合計に対する高振幅区間の持続時間の比である。いくつかの実施形態において、処理システムが動作される特定の方法は、高周波正弦関数部分のデューティサイクルの持続時間を調整して、処理システム内での処理を調整することに関する。いくつかの実施形態において、パラメータはプラズマシース電位に関し、別の実施形態において、パラメータは駆動信号に関する。
上述のように、本発明の一態様は、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調されることに関する。上述の例のいくつかでは、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の第１高調波と等しい周波数で振幅変調される。特定の例において、第１高調波における相対位相差は、低周波正弦関数部分のサイクルの最大振幅かまたはその付近に高周波正弦関数部分の最大振幅区間を提供し、低周波正弦関数部分のサイクルの最小振幅かまたはその付近に高周波正弦関数部分の最小振幅区間を提供する。別の例では、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の第ｎ高調波と等しい周波数で振幅変調される（ｎは、整数）。かかる例では、ｎ個の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分における異なる部分に生じうる。
上述のように、本発明の一態様は、時間の関数としての駆動信号の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の高調波と等しい周波数で振幅変調されることに関する。上述の例のいくつかでは、時間の関数としての駆動信号の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の第１高調波と等しい周波数で振幅変調される。特定の例において、第１高調波における相対位相差は、低周波正弦関数部分のサイクルの最小振幅かまたはその付近に高周波正弦関数部分の最大振幅区間を提供し、低周波正弦関数部分のサイクルの最大振幅かまたはその付近に高周波正弦関数部分の最大振幅区間を提供する。別の例では、時間の関数としてのプラズマシース電位の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分の第ｎ高調波と等しい周波数で振幅変調される（ｎは、整数）。かかる例では、ｎ個の高周波正弦関数部分が、低周波正弦関数部分における異なる部分に生じうる。
上述の実施形態は、エッチングに関連する。しかしながら、本発明の態様はエッチングに限定されないことに注意されたい。逆に、本発明の態様は、任意の処理を行うために、印加された電磁場によってプラズマを生成するよう動作可能な任意のウエハ処理システムと共に利用されてよい。かかる処理の例としては、蒸着、インプランテーション、自動洗浄などが含まれるが、これらに限定されない。
高周波正弦関数部分の高振幅区間の振幅、高周波正弦関数部分の低振幅区間の振幅、高周波正弦関数部分のデューティサイクルの持続時間、高周波正弦関数部分と低周波正弦関数部分との間の相対位相、および、高周波正弦関数部分の振幅変調高調波のいずれかを調整することによって、処理システムの処理特性を正確に制御することができる。
本発明の様々な好ましい実施形態に関するこれまでの記載は、説明を目的としたものである。つまり、本発明を網羅するものでも、開示された正確な形態に本発明を限定するものでもなく、上述の教示に基づき、多くの変形例および変更例が可能であることは明らかである。上述した代表的な実施形態は、本発明の原理および実際の応用を最も良く説明することで、当業者が、様々な実施形態、および、想定される特定の利用に適した様々な変形例で、本発明を最適に利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
本発明は例えば以下の適用例としても実施することができる。
［適用例１］ガスを受け入れるための空間と、電極部と、前記電極部に駆動信号を供給するよう動作可能なＲＦドライバとを有する処理システムを動作させる方法であって、
前記空間内にガスを供給する工程と、
第１の信号部分および第２の信号部分に基づく前記駆動信号を前記電極部に供給する工程と、
前記ガスから前記空間内でプラズマを生成する工程と
を備え、
前記プラズマはプラズマシースを有し、
前記プラズマシースはプラズマシース電位を有し、
前記プラズマシース電位は前記駆動信号に基づき、
時間の関数としての前記プラズマシース電位は、第１のプラズマシース電位関数部分および第２のプラズマシース電位関数部分に基づき、
前記第１のプラズマシース電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する連続正弦関数部分を含み、
前記第２のプラズマシース電位関数部分は、最大振幅区間と最小振幅区間とデューティサイクルとを有する正弦関数部分を含み、
前記最大振幅区間は、第２の周波数と第１の持続時間と第１の区間振幅とを有し、
前記最小振幅区間は、第２の持続時間と第２の区間振幅とを有し、
前記第１の区間振幅は、前記第２の区間振幅よりも大きく、
前記デューティサイクルは、前記第１の持続時間および前記第２の持続時間の合計に対する前記第１の持続時間の比であり、
前記第２のプラズマシース電位関数部分は、前記第１の周波数の高調波と等しい周波数で振幅変調される方法。
［適用例２］適用例１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の振幅が前記第２の振幅よりも大きくなるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例３］適用例２に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例４］適用例３に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例５］適用例２に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例６］適用例１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例７］適用例６に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例８］適用例１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例９］適用例１の方法であって、前記高調波は第１高調波である方法。
［適用例１０］適用例１の方法であって、前記高調波は第１高調波よりも高次の高調波である方法。
［適用例１１］ガスを受け入れるよう構成された内部の空間と、前記空間内で電磁場を生成するよう動作可能な電磁場生成部とを有する処理システムを動作させる方法であって、
前記空間内にガスを供給する工程と、
前記空間内で電磁場を生成して前記ガスの少なくとも一部をプラズマに変換するように、駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程と
を備え、
時間の関数としての前記駆動電位は、第１の電位関数部分および第２の電位関数部分に基づき、
前記第１の電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する第１の連続正弦関数部分を含み、
前記第２の電位関数部分は、最大振幅区間と最小振幅区間とデューティサイクルとを有する第２の正弦関数部分を含み、
前記第２の正弦関数部分は、前記最小振幅区間中よりも前記最大振幅区間中に高い振幅を有し、
前記デューティサイクルは、前記最大振幅区間および前記最小振幅区間の合計に対する前記最大振幅区間の比であり、
前記第２の正弦関数部分は、さらに、第２の周波数を有し、
前記第２の正弦関数部分は、前記第１の周波数の高調波と等しい周波数で振幅変調される方法。
［適用例１２］適用例１１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の振幅が前記第２の振幅よりも大きくなるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１３］適用例１２に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１４］適用例１３に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１５］適用例１２に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１６］適用例１１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１７］適用例１６に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１８］適用例１１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程は、前記最大振幅区間が最大プラズマシース電位と一致するように前記駆動信号を前記電極に供給する工程を含む方法。
［適用例１９］適用例１１の方法であって、前記高調波は第１高調波である方法。
［適用例２０］適用例１１の方法であって、前記高調波は第１高調波よりも高次の高調波である方法。

Claims (12)

  1. ガスを受け入れるための空間と、電極と、前記電極に駆動信号を供給するよう動作可能なＲＦドライバとを有する処理システムを動作させる方法であって、
    前記空間内にガスを供給する工程と、
    第１の信号部分および第２の信号部分に基づく前記駆動信号を前記電極に供給する工程と、
    前記ガスから前記空間内でプラズマを生成する工程と
    を備え、
    前記プラズマはプラズマシースを有し、
    前記プラズマシースはプラズマシース電位を有し、
    前記プラズマシース電位は前記駆動信号に基づき、
    時間の関数としての前記プラズマシース電位は、第１のプラズマシース電位関数部分および第２のプラズマシース電位関数部分に基づき、
    前記第１のプラズマシース電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する連続正弦関数部分を含み、
    前記第２のプラズマシース電位関数部分は、最大振幅区間と最小振幅区間とデューティサイクルとを有する正弦関数部分を含み、
    前記最大振幅区間は、第２の周波数と第１の持続時間と第１の区間振幅とを有し、
    前記最小振幅区間は、第２の持続時間と第２の区間振幅とを有し、
    前記第１の区間振幅は、前記第２の区間振幅よりも大きく、
    前記デューティサイクルは、前記第１の持続時間および前記第２の持続時間の合計に対する前記第１の持続時間の比であり、
    前記第２のプラズマシース電位関数部分は、前記第１の周波数の高調波と等しい周波数で振幅変調され、
    前記駆動信号を前記電極に供給する工程では、前記第１の振幅が、前記最大振幅区間の第１の区間振幅よりも大きくなるように前記駆動信号を前記電極に供給する
    方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程では、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動信号を前記電極に供給する方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程では、前記最大振幅区間がプラズマシース電位の振幅が最大となる期間を含むように前記駆動信号を前記電極に供給する方法。
  4. 請求項１に記載の方法であって、前記駆動信号を前記電極に供給する工程では、前記最大振幅区間がプラズマシース電位の振幅が最大となる期間を含むように前記駆動信号を前記電極に供給する方法。
  5. 請求項１の方法であって、前記高調波は第１高調波である方法。
  6. 請求項１の方法であって、前記高調波は第１高調波よりも高次の高調波である方法。
  7. ガスを受け入れるよう構成された内部の空間と、前記空間内で電磁場を生成するよう動作可能な電磁場生成部とを有する処理システムを動作させる方法であって、
    前記空間内にガスを供給する工程と、
    前記空間内で電磁場を生成して前記ガスの少なくとも一部をプラズマに変換するように、駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程と
    を備え、
    時間の関数としての前記駆動電位は、第１の電位関数部分および第２の電位関数部分に基づき、
    前記第１の電位関数部分は、第１の振幅と第１の周波数とを有する第１の連続正弦関数部分を含み、
    前記第２の電位関数部分は、最大振幅区間と最小振幅区間とデューティサイクルとを有する第２の正弦関数部分を含み、
    前記第２の正弦関数部分は、前記最小振幅区間中よりも前記最大振幅区間中に高い振幅を有し、
    前記デューティサイクルは、前記最大振幅区間および前記最小振幅区間の合計に対する前記最大振幅区間の比であり、
    前記第２の正弦関数部分は、さらに、第２の周波数を有し、
    前記第２の正弦関数部分は、前記第１の周波数の高調波と等しい周波数で振幅変調され、
    前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程では、前記第１の振幅が、前記第２の正弦関数部分の前記最大振幅区間の振幅よりも大きくなるように前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる
    方法。
  8. 請求項７に記載の方法であって、前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程では、前記第１の持続時間が前記第２の持続時間以下になるように前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる方法。
  9. 請求項８に記載の方法であって、前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程では、前記最大振幅区間がプラズマシース電位の振幅が最大となる期間を含むように前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる方法。
  10. 請求項７に記載の方法であって、前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる工程では、前記最大振幅区間がプラズマシース電位の振幅が最大となる期間を含むように前記駆動電位で前記電磁場生成部を動作させる方法。
  11. 請求項７の方法であって、前記高調波は第１高調波である方法。
  12. 請求項７の方法であって、前記高調波は第１高調波よりも高次の高調波である方法。
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