JP6140927B2 - 成分送給機構、プラズマリアクタ、及び、半導体基板を処理する方法 - Google Patents
成分送給機構、プラズマリアクタ、及び、半導体基板を処理する方法 Download PDFInfo
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Description
上述したことに鑑みて、基板表面で均一な処理を生成する改良技術が望まれる。
前記成分を前記処理チャンバの所望の領域に出力する複数の成分出力部であって、前記成分を前記処理チャンバの第一の領域に出力するよう構成された第一の成分出力部と、前記成分を前記処理チャンバの第二の領域に出力するよう構成された第二の成分出力部とを少なくとも含む複数の成分出力部であって、前記処理チャンバの前記第一の領域が前記ワークピースの中央部分に対応し、前記処理チャンバの前記第二の領域が前記ワークピースの外側部分に対応する、複数の成分出力部と、
単一のガス供給源に接続されるとともに、前記第一と第二の成分出力部に接続された空間分配スイッチと、
を備え、
前記空間分配スイッチは、前記成分を前記第一の成分出力部に振り向ける第一の状態と、前記成分を前記第二の成分出力部に振り分ける第二の状態とを有し、処理中に前記処理チャンバ内部に前記成分を空間的に分配するために状態間の時間調節を行うよう構成されており、
前記成分は、前記単一のガス供給源から供給される気体原材料であり、
前記空間分配スイッチは、前記単一のガス供給源から受け取った前記気体原材料を、前記第一の領域のために前記第一の成分出力部に伝達するか、又は、前記第二の領域のために前記第二の成分出力部に伝達し、
前記空間分配スイッチは、前記処理チャンバの前記第一の領域に前記気体原材料を分配する時間量を、前記処理チャンバの前記第二の領域に前記気体原材料を分配する時間量に比べて増加させることによって、前記ワークピースの中央部分近くの反応性中性物を増加させる、
成分送給機構である。
(2)本発明の第2の形態は、半導体基板を処理するための空間的に制御されたプラズマリアクタであって、
前記半導体基板を処理するために内部でプラズマを発生させるとともに維持する処理チャンバであって、前記半導体基板の内側領域の上に位置決めされる内側処理区域と、前記半導体基板の前記内側領域の周囲にある外側領域の上に位置決めされる外側処理区域と、を含む処理チャンバと、
単一のガス供給部と、ガス注入ポートと、ガス分配スイッチとを備えるガス注入機構と、
を備え、
前記単一のガス供給部は、前記プラズマを形成して前記基板を処理するために一部使用される気体原材料を、前記ガス注入ポートに供給するように構成されており、
前記ガス注入ポートは、
前記ガス分配スイッチを介して前記単一のガス供給部に接続され、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された内側ガス注入ポートと、
前記ガス分配スイッチを介して前記単一のガス供給部に接続され、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された外側ガス注入ポートと、
を含み、
前記ガス分配スイッチは、前記単一のガス供給部からの前記気体原材料を、前記内側ガス注入ポートまたは前記外側ガス注入ポートのいずれかに選択的に振り向けるように構成されており、
前記ガス分配スイッチは、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの反応性中性物を増加させる、
プラズマリアクタである。
(3)本発明の第3の形態は、半導体基板を処理する方法であって、
プラズマを形成して前記半導体基板を処理するために使用される少なくとも第一と第二の成分を処理チャンバに連続的に供給するステップであって、前記処理チャンバは、前記半導体基板の中央部分に対応する内側領域と、前記中央部分を取り囲む前記半導体基板の外側部分に対応する外側領域とを備える、ステップと、
第一の時間多重化を用いて、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域のみに供給される第一の供給状態と、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域のみに供給される第二の供給状態との間で交互に切り換わるように、前記第一の成分の供給を選択的に切り換えて、前記処理チャンバの前記内側領域と前記外側領域との間の前記第一の成分の濃度に作用するステップであって、前記第一の供給状態は、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを防止し、前記第二の供給状態は、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを防止する、ステップと、
前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域のみに供給される第三の供給状態と、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域のみに供給される第四の供給状態との間で交互に切り換わるように、前記第二の成分の供給を選択的に切り換えて、前記処理チャンバの前記内側領域と前記外側領域との間の前記第二の成分の濃度に作用するステップであって、前記第三の供給状態は、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを防止し、前記第四の供給状態は、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを防止する、ステップと、
を備え、
前記第一の成分はエネルギであり、前記第二の成分はガスであり、
前記処理チャンバの前記内側領域に前記ガスを分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側領域に前記ガスを分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの反応性中性物を増加させる、方法である。
(4)本発明の第4の形態は、半導体基板の中央部分の上に位置決めされる内側処理区域と、前記中央部分の周囲にある前記半導体基板の外側部分の上に位置決めされる外側処理区域とを含む処理チャンバ内に、半導体基板のエッチングに関連するプラズマを形成する方法であって、
単一の電源から電力を連続的に供給するステップと、
前記電力が供給されている時に、単一のガス供給源からガスの流れを連続的に供給するステップと、
時間多重化を用いて、前記供給された電力により、前記処理チャンバ内で第一および第二の電場を交互に生成するステップであって、前記第一の電場は前記内側処理区域で生成され、前記第二の電場は前記外側処理区域で生成され、前記第一および第二の電場は、複数のタイムスライスに分割される電力時間系列に従って生成される、ステップと、
各タイムスライスにおいて、前記第一および第二の電場に関連するパラメータを制御して、前記内側処理区域及び前記外側処理区域におけるイオンの量に影響を与えるステップと、
時間多重化を用いて、前記供給されたガスを前記処理チャンバの前記内側処理区域及び前記外側処理区域に交互に放出するステップであって、前記ガスは、複数のタイムスライスに分割されるガス時間系列に従って放出される、ステップと、
各タイムスライスにおいて、前記放出されるガスに関連するパラメータを制御して、前記内側処理区域及び前記外側処理区域における反応性中性物の量に影響を与えるステップと、
を備え、
前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記ガスを分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記ガスを分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの反応性中性物を増加させる、方法である。
(5)本発明の第5の形態は、半導体基板を処理するための空間的に制御されたプラズマリアクタであって、
前記半導体基板を処理するために内部でプラズマを発生させるとともに維持する処理チャンバであって、前記半導体基板の内側領域の上に位置決めされる内側処理区域と、前記内側領域の周囲にある前記半導体基板の外側領域の上に位置決めされる外側処理区域と、を含む処理チャンバと、
前記処理チャンバの内部に電場を生成するように構成された電力送給機構であって、前記電力送給機構は、
前記プラズマを発生させるとともに維持するのに十分な強さのエネルギを発生させる単一の電源と、
前記単一の電源に接続された電極であって、前記内側処理区域で電場を生成するように構成された第一のコイルと、前記外側処理区域で電場を生成するように構成された第二のコイルとを有する電極と、
前記単一の電源と前記電極の前記内側コイル及び前記外側コイルとの間に配置され、前記単一の電源から供給されたエネルギを前記内側コイル又は前記外側コイルに選択的に供給するように構成された電力分配スイッチと、
を備える電力送給機構と、
ガス注入機構であって、
前記プラズマを形成して前記基板を処理するために一部使用される気体原材料を、前記処理チャンバに供給するように構成された単一のガス供給部と、
前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された内側ガス注入ポートと、
前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された外側ガス注入ポートと、
を備えるガス注入機構と、
前記単一のガス供給部と前記内側ガス注入ポートと前記外側ガス注入ポートとに接続され、前記単一のガス供給部からの前記気体原材料を、前記内側ガス注入ポート又は前記外側ガス注入ポートのいずれかに振り向けるように構成されたガス分配スイッチと、
を備え、
前記ガス分配スイッチは、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記ガスを分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記ガスを分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの反応性中性物を増加させる、プラズマリアクタである。
本発明は、一実施形態において、処理チャンバ内部で成分を分配する成分送給機構に関する。前記成分は、処理チャンバ内でワークピースを処理するために使用される。前記成分送給機構は、成分を処理チャンバの所望の領域に出力する複数の成分出力部を含む。前記成分送給機構は、更に、複数の成分出力部に結合された空間分配スイッチを含む。前記空間分配スイッチは、成分を複数の成分出力部の少なくとも一つに振り向けるように構成される。前記成分送給機構は、更に、空間分配スイッチに結合された単一の成分供給源を含む。前記単一の成分供給源は、成分を空間分配スイッチに供給するように構成される。
本発明は、以下の適用例としても実現可能である。
[適用例1] 処理チャンバ内でワークピースを処理するために使用される成分を前記処理チャンバ内部に分配する成分送給機構であって、
前記成分を前記処理チャンバの所望の領域に出力する複数の成分出力部と、
前記複数の成分出力部に接続され、前記成分を前記複数の成分出力部のうちの少なくとも一つに振り向けるように構成された空間分配スイッチと、
前記空間分配スイッチに接続され、前記成分を前記空間分配スイッチに供給するように構成された単一の成分供給源と、
を備える成分送給機構。
[適用例2] 前記複数の成分出力部が少なくとも第一の成分出力部と第二の成分出力部とを含み、前記空間分配スイッチが、前記成分を前記第一の成分出力部へ振り向ける第一の状態と、前記成分を前記第二の成分出力部へ振り向ける第二の状態とを有する、適用例1に記載の成分送給機構。
[適用例3] 前記第一の成分出力部が、前記成分を前記処理チャンバの第一の領域に出力するように構成され、前記第二の成分出力部が、前記成分を前記処理チャンバの第二の領域に出力するように構成されている、適用例2に記載の成分送給機構。
[適用例4] 前記処理チャンバの前記第一の領域が前記ワークピースの中央部分に対応し、前記処理チャンバの前記第二の領域が前記ワークピースの外側部分に対応する、適用例3に記載の成分送給機構。
[適用例5] 前記空間分配スイッチが、処理中に前記処理チャンバ内部に前記成分を空間的に分配するために状態間の調節を行うように構成されている、適用例2に記載の成分送給機構。
[適用例6] 前記空間分配スイッチが、処理中に前記処理チャンバ内部での前記成分の濃度に作用するために所定の時間量に亘って一つの状態を維持するように構成されている、適用例2に記載の成分送給機構。
[適用例7] 前記成成分は気体原材料であり、前記単一の成分供給源は前記気体原材料を供給するガス供給ボックスであり、前記複数の成分出力部は前記処理チャンバ内に前記気体原材料を放出する複数のガス注入ポートである、適用例1に記載の成分送給機構。
[適用例8] 前記複数のガス注入ポートは少なくとも第一のガス注入ポートと第二のガス注入ポートとを含み、前記空間分配スイッチは、前記第一のガス注入ポートへ前記気体原材料を振り向ける第一の状態と、前記第二のガス注入ポートへ前記気体原材料を振り向ける第二の状態とを有する、適用例7に記載の成分送給機構。
[適用例9] 前記第一のガス注入ポートは前記処理チャンバの第一の領域内に前記気体原材料を放出するように構成され、前記第二のガス注入ポートは前記処理チャンバの第二の領域内に前記気体原材料を放出するように構成されている、適用例8に記載の成分送給機構。
[適用例10] 前記処理チャンバの前記第一の領域は前記ワークピースの中央部分に対応し、前記処理チャンバの前記第二の領域は前記ワークピースの外側部分に対応する、適用例9に記載の成分送給機構。
[適用例11] 前記空間分配スイッチは前記第一のガス注入ポートと前記第二のガス注入ポートとの間で前記気体原材料を空間的に分配するために状態間で調整を行い、これにより、処理中に前記処理チャンバの前記第一及び第二の領域での前記気体原材料の濃度に作用するように構成されている、適用例9に記載の成分送給機構。
[適用例12] 前記成分はエネルギであり、前記単一成分供給源はエネルギを供給する電源であり、前記複数の成分出力部は前記処理チャンバ内部で電場を生成する複数の電極コイルである、適用例1に記載の成分送給機構。
[適用例13] 前記複数の電極コイあ少なくとも第一のコイルと第二のコイルとを含み、前記空間分配スイッチは、前記第一のコイルへ前記エネルギを振り向ける第一の状態と、前記第二のコイルへ前記エネルギを振り向ける第二の状態とを有する、適用例12に記載の成分送給機構。
[適用例14] 前記第一のコイルは前記処理チャンバの第一の領域内に電場を生成するように構成され、前記第二のコイルは前記処理チャンバの第二の領域内に電場を生成するように構成されている、適用例13に記載の成分送給機構。
[適用例15] 前記処理チャンバの前記第一の領域は前記ワークピースの中央部分に対応し、前記処理チャンバの前記第二の領域は前記ワークピースの外側部分に対応する、適用例14に記載の成分送給機構。
[適用例16] 前記空間分配スイッチは前記第一のコイルと第二のコイルとの間でエネルギを空間的に分配するために状態間で調整を行い、これにより、処理中に前記処理チャンバの前記第一及び第二の領域で電場の大きさに作用するように構成されている、適用例14に記載の成分送給機構。
[適用例17] 前記ワークピースは半導体基板である、適用例1に記載の成分送給機構。
[適用例18] 前記成分送給機構は、プラズマリアクタにおいて使用され、前記ワークピースを均一に処理するように前記処理チャンバ内部のイオン及び中性物の量に作用する、適用例1に記載の成分送給機構。
[適用例19] 基板を処理するための空間的に制御されたプラズマリアクタであって、
処理のために内部でプラズマを発生させるとともに維持する処理チャンバと、
電力送給機構と、
ガス送給機構と、
を備え、
前記電力送給機構は、
前記プラズマを発生させるとともに維持するのに十分な強さのエネルギを発生させる単一の電源と、
前記電源に接続された電極であって、前記処理チャンバの第一の電力領域内で電場を生成するように構成された第一のコイルと、前記処理チャンバの第二の電力領域内で電場を生成するように構成された第二のコイルとを有する電極と、
前記電源と前記電極の前記内側コイル及び前記外側コイルとの間に配置され、前記電源のエネルギを前記内側コイルまたは前記外側コイルに振り向けるように構成された電力分配スイッチと、
を含み、
前記ガス送給機構は、
前記プラズマの形成と前記基板の処理とに一部使用されるプロセスガスを生成する単一のガス供給源と、
前記ガス供給源に接続され、前記処理チャンバの第一のガス領域内に前記プロセスガスを放出するように構成された第一のガス注入ポートと、
前記ガス供給源に結合され、前記処理チャンバの第二のガス領域内に前記プロセスガスを放出するように構成された第二のガス注入ポートと、
前記ガス供給源と前記内側ガス注入ポート及び前記外側ガス注入ポートとの間に配置され、前記ガス供給源の前記プロセスガスを前記内側ガス注入ポートまたは前記外側ガス注入ポートに振り向けるように構成されたガス分配スイッチと、
を含む、
プラズマリアクタ。
[適用例20] 処理チャンバ内でワークピースを処理するために使用される成分を前記処理チャンバ内部に分配する成分送給機構であって、
前記成分を供給する成分供給源と、
前記成分供給源から前記成分を受領する単一の入力部と、前記成分を放出する少なくとも第一の出力部及び第二の出力部と、を有する空間分配スイッチであって、前記第一の出力部を通じて前記成分を振り向ける第一の状態と、前記第二の出力部を通じて前記成分を振り向ける第二の状態とを少なくとも有する空間分配スイッチと、
少なくとも、前記空間分配スイッチの前記第一の出力部に接続されて前記処理チャンバの前記第一の領域内に前記成分を出力するように構成された第一の成分出力部、および、前記空間分配スイッチの前記第二の出力部に接続されて前記処理チャンバの前記第二の領域内に前記成分を出力するように構成された第二の成分出力部と、
前記空間分配スイッチを制御するコントローラであって、前記処理チャンバの第一及び第二の領域での前記成分の濃度に作用するために、少なくとも前記第一状態と前記第二の状態との間で前記空間分配スイッチを振り向けるように構成されたコントローラと、
を備える成分送給機構。
[適用例21] 処理レシピの成分によりワークピースを処理する方法であって、
前記ワークピースが内部で処理される処理チャンバであって、少なくとも第一の処理区域と第二の処理区域とを含み、各区域が、処理される前記ワークピースの一部に対応する処理チャンバを準備するステップと、
前記処理チャンバの前記第一の処理区域内に前記成分を出力するステップと、
前記第一の処理区域から前記第二の処理区域に切り換えるステップと、
前記処理チャンバの前記第二の処理区域内に前記成分を出力するステップと、
を備える方法。
[適用例22] 処理チャンバ内でワークピースを処理するために使用される成分を前記処理チャンバ内部に分配する成分送給機構であって、
前記成分を供給する単一の成分供給源と、
前記単一の成分供給源から前記成分を受領する成分入力部と、前記成分を分配する複数の成分出力部とを有し、受領した前記成分を前記複数の成分出力部のうちの一つ以上に振り向けるように構成された空間分配スイッチと、
を備える成分送給機構。
Claims (19)
- 処理チャンバ内でワークピースを処理するために使用される成分を前記処理チャンバ内部に分配する成分送給機構であって、
気体原材料を前記処理チャンバの所望の領域に出力する複数の成分出力部であって、前記気体原材料を前記処理チャンバの第一の領域に出力するよう構成された第一の成分出力部と、前記気体原材料を前記処理チャンバの第二の領域に出力するよう構成された第二の成分出力部とを少なくとも含む複数の成分出力部であって、前記処理チャンバの前記第一の領域が前記ワークピースの中央部分に対応し、前記処理チャンバの前記第二の領域が前記ワークピースの外側部分に対応する、複数の成分出力部と、
単一のガス供給源に接続されるとともに、前記第一と第二の成分出力部に接続され、前記単一のガス供給源から受け取った前記気体原材料を、前記第一の領域のために前記第一の成分出力部に伝達するか、又は、前記第二の領域のために前記第二の成分出力部に伝達する空間分配スイッチと、
前記処理チャンバの内部に電力を供給して電場を生成するように構成された電力送給機構と、
を備え、
前記電力送給機構は、
プラズマを発生させるとともに維持するのに十分な強さの電力を発生させる単一の電源と、
前記単一の電源に接続された電極であって、前記処理チャンバの前記第一の領域で電場を生成するように構成された第一のコイルと、前記第一のコイルを取り囲み前記処理チャンバの前記第二の領域で電場を生成するように構成された第二のコイルとを有する電極と、
前記単一の電源と前記電極の前記第一のコイル及び前記第二のコイルとの間に配置され、前記単一の電源の電力を前記第一のコイルまたは前記第二のコイルに選択的に振り向けるように構成された電力分配スイッチと、
を含み、
前記電力送給機構は、第一の時間多重化を用いて、前記電力が前記処理チャンバの前記第一の領域のみに供給される第一の供給状態と、前記電力が前記処理チャンバの前記第二の領域のみに供給される第二の供給状態と、の間で交互に切り換わるように、前記電力の供給を選択的に切り換え、
前記空間分配スイッチは、前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記気体原材料を前記第一の成分出力部に振り向ける第一の状態と、前記気体原材料を前記第二の成分出力部に振り分ける第二の状態とを有し、処理中に前記処理チャンバ内部に前記気体原材料を空間的に分配するために状態間の時間調節を行うよう構成されており、
前記電力が供給されている時に、前記単一のガス供給源からガスの流れを連続的に供給し、
前記空間分配スイッチは、前記処理チャンバの前記第一の領域に前記気体原材料を分配する時間量を、前記処理チャンバの前記第二の領域に前記気体原材料を分配する時間量に比べて増加させることによって、前記ワークピースの中央部分近くの中性ガスを増加させて、前記ワークピースの表面全体に亘り高度の処理均一化で前記ワークピースの処理を実行する、
成分送給機構。 - 請求項1に記載の成分送給機構であって、
前記空間分配スイッチが、処理中に前記処理チャンバ内部での前記成分の濃度に作用するために所定の時間量に亘って一つの状態を維持するように構成されている、成分送給機構。 - 請求項1に記載の成分送給機構であって、
前記第一と第二の成分出力部は前記処理チャンバの前記第一と第二の領域内に前記気体原材料をそれぞれ放出する第一および第二のガス注入ポートである、成分送給機構。 - 請求項3に記載の成分送給機構であって、
前記第一のガス注入ポートは、前記気体原材料を前記処理チャンバの前記第一の領域に放出するように構成された内側ガス出口を含み、前記第二のガス注入ポートは、前記内側ガス出口を取り囲む外側ガス出口であって前記気体原材料を前記処理チャンバの前記第二の領域に放出するように構成された前記外側ガス出口を含む、成分送給機構。 - 請求項3に記載の成分送給機構であって、
前記空間分配スイッチは前記第一のガス注入ポートと前記第二のガス注入ポートとの間で前記気体原材料を空間的に分配するために状態間で調整を行い、これにより、処理中に前記処理チャンバの前記第一及び第二の領域での前記気体原材料の濃度に作用するように構成されている、成分送給機構。 - 半導体基板を処理するための空間的に制御されたプラズマリアクタであって、
前記半導体基板を処理するために内部でプラズマを発生させるとともに維持する処理チャンバであって、前記半導体基板の内側領域の上に位置決めされる内側処理区域と、前記半導体基板の前記内側領域の周囲にある外側領域の上に位置決めされる外側処理区域と、を含む処理チャンバと、
単一のガス供給部と、ガス注入ポートと、ガス分配スイッチとを備えるガス注入機構と、
前記処理チャンバの内部に電力を供給して電場を生成するように構成された電力送給機構と、
を備え、
前記電力送給機構は、
前記プラズマを発生させるとともに維持するのに十分な強さの電力を発生させる単一の電源と、
前記単一の電源に接続された電極であって、前記処理チャンバの前記内側処理区域で電場を生成するように構成された第一のコイルと、前記第一のコイルを取り囲み前記処理チャンバの前記外側処理区域で電場を生成するように構成された第二のコイルとを有する電極と、
前記単一の電源と前記電極の前記第一のコイル及び前記第二のコイルとの間に配置され、前記単一の電源の電力を前記第一のコイルまたは前記第二のコイルに選択的に振り向けるように構成された電力分配スイッチと、
を含み、
前記電力送給機構は、第一の時間多重化を用いて、前記電力が前記処理チャンバの前記内側処理区域のみに供給される第一の供給状態と、前記電力が前記処理チャンバの前記外側処理区域のみに供給される第二の供給状態と、の間で交互に切り換わるように、前記電力の供給を選択的に切り換え、
前記電力が供給されている時に、前記単一のガス供給源からガスの流れを連続的に供給し、
前記単一のガス供給部は、前記プラズマを形成して前記半導体基板を処理するために一部使用される気体原材料を、前記ガス注入ポートに供給するように構成されており、
前記ガス注入ポートは、
前記ガス分配スイッチを介して前記単一のガス供給部に接続され、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された内側ガス注入ポートと、
前記ガス分配スイッチを介して前記単一のガス供給部に接続され、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された外側ガス注入ポートと、
を含み、
前記ガス分配スイッチは、前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記単一のガス供給部からの前記気体原材料を、前記内側ガス注入ポートまたは前記外側ガス注入ポートのいずれかに選択的に振り向けるように構成されており、
前記ガス分配スイッチは、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの中性ガスを増加させて、前記半導体基板の表面全体に亘り高度の処理均一化で前記半導体基板の処理を実行する、
プラズマリアクタ。 - 請求項6に記載のプラズマリアクタであって、
前記電極は、前記処理チャンバの誘電窓の上に設けられた誘導電極である、プラズマリアクタ。 - 半導体基板を処理する方法であって、
プラズマを形成して前記半導体基板を処理するために使用される少なくとも第一と第二の成分を処理チャンバに連続的に供給するステップであって、前記処理チャンバは、前記半導体基板の中央部分に対応する内側領域と、前記中央部分を取り囲む前記半導体基板の外側部分に対応する外側領域とを備える、ステップと、
第一の時間多重化を用いて、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域のみに供給される第一の供給状態と、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域のみに供給される第二の供給状態との間で交互に切り換わるように、前記第一の成分の供給を選択的に切り換えて、前記処理チャンバの前記内側領域と前記外側領域との間の前記第一の成分の濃度に作用するステップであって、前記第一の供給状態は、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを防止し、前記第二の供給状態は、前記第一の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第一の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを防止する、ステップと、
前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域のみに供給される第三の供給状態と、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域のみに供給される第四の供給状態との間で交互に切り換わるように、前記第二の成分の供給を選択的に切り換えて、前記処理チャンバの前記内側領域と前記外側領域との間の前記第二の成分の濃度に作用するステップであって、前記第三の供給状態は、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを防止し、前記第四の供給状態は、前記第二の成分が前記処理チャンバの前記外側領域に供給されることを可能にすると同時に前記第二の成分が前記処理チャンバの前記内側領域に供給されることを防止する、ステップと、
を備え、
前記第一の成分は電力であり、前記第二の成分はガスであり、
前記電力が供給されている時に、前記ガスの流れを連続的に供給し、
前記処理チャンバの前記内側領域に前記ガスを分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側領域に前記ガスを分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの中性ガスを増加させて、前記半導体基板の表面全体に亘り高度の処理均一化で前記半導体基板の処理を実行する、方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記第一の成分を供給するステップは、前記処理チャンバ内で電場を生成するステップを備える、方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記電場は、前記処理チャンバの外側に配置された外部電極を介して前記処理チャンバに誘導結合される、方法。 - 半導体基板の中央部分の上に位置決めされる内側処理区域と、前記中央部分の周囲にある前記半導体基板の外側部分の上に位置決めされる外側処理区域とを含む処理チャンバ内に、半導体基板のエッチングに関連するプラズマを形成する方法であって、
単一の電源から電力を連続的に供給するステップと、
前記電力が供給されている時に、単一のガス供給源からガスの流れを連続的に供給するステップと、
第一の時間多重化を用いて、前記供給された電力により、前記処理チャンバ内で第一および第二の電場を交互に生成するステップであって、前記第一の電場は前記内側処理区域で生成され、前記第二の電場は前記外側処理区域で生成され、前記第一および第二の電場は、複数のタイムスライスに分割される電力時間系列に従って生成される、ステップと、
各タイムスライスにおいて、前記第一および第二の電場に関連するパラメータを制御して、前記内側処理区域及び前記外側処理区域におけるイオンの量に影響を与えるステップと、
前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記供給されたガスを前記処理チャンバの前記内側処理区域及び前記外側処理区域に交互に放出するステップであって、前記ガスは、複数のタイムスライスに分割されるガス時間系列に従って放出される、ステップと、
各タイムスライスにおいて、前記放出されるガスに関連するパラメータを制御して、前記内側処理区域及び前記外側処理区域における中性ガスの量に影響を与えるステップと、
を備え、
前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記ガスを分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記ガスを分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの中性ガスを増加させて、前記半導体基板の表面全体に亘り高度の処理均一化で前記半導体基板の処理を実行する、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記第一および第二の電場の生成に用いられる電力の量が互いに異なる、または、前記第一および第二の電場の生成に用いられる前記タイムスライスが互いに異なることで、前記内側処理区域及び前記外側処理区域におけるイオンの量に影響を与える、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記内側処理区域と前記外側処理区域に供給される流量が互いに異なる、または、前記内側処理区域へのガスの放出に関連する前記タイムスライスが、前記外側処理区域へのガスの放出に関連する前記タイムスライスと異なることで、前記内側処理区域及び前記外側処理区域における中性ガスの量に影響を与える、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記電場は、前記処理チャンバの外側に配置された誘電窓を介して前記処理チャンバに誘導結合される、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記第一および第二の電場に関連する前記パラメータは、前記内側処理区域におけるイオンの量と、前記外側処理区域におけるイオンの量とを異ならせて、処理の均一性を改善するように制御される、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記放出されるガスに関連するパラメータは、前記内側処理区域における中性ガスの量と、前記外側処理区域における中性ガスの量とを異ならせて、処理の均一性を改善するように制御される、方法。 - 半導体基板を処理するための空間的に制御されたプラズマリアクタであって、
前記半導体基板を処理するために内部でプラズマを発生させるとともに維持する処理チャンバであって、前記半導体基板の内側領域の上に位置決めされる内側処理区域と、前記内側領域の周囲にある前記半導体基板の外側領域の上に位置決めされる外側処理区域と、を含む処理チャンバと、
前記処理チャンバの内部に電力を供給して電場を生成するように構成された電力送給機構であって、前記電力送給機構は、
前記プラズマを発生させるとともに維持するのに十分な強さの電力を発生させる単一の電源と、
前記単一の電源に接続された電極であって、前記内側処理区域で電場を生成するように構成された第一のコイルと、前記外側処理区域で電場を生成するように構成された第二のコイルとを有する電極と、
前記単一の電源と前記電極の前記第一のコイル及び前記第二のコイルとの間に配置され、前記単一の電源から供給された電力を前記第一のコイル又は前記第二のコイルに選択的に供給するように構成された電力分配スイッチと、
を備える電力送給機構と、
ガス注入機構であって、
前記プラズマを形成して前記半導体基板を処理するために一部使用される気体原材料を、前記処理チャンバに供給するように構成された単一のガス供給部と、
前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された内側ガス注入ポートと、
前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を放出するように構成された外側ガス注入ポートと、
を備えるガス注入機構と、
前記単一のガス供給部と前記内側ガス注入ポートと前記外側ガス注入ポートとに接続され、前記単一のガス供給部からの前記気体原材料を、前記内側ガス注入ポート又は前記外側ガス注入ポートのいずれかに振り向けるように構成されたガス分配スイッチと、
を備え、
前記電力送給機構は、第一の時間多重化を用いて、前記電力が前記処理チャンバの前記内側処理区域のみに供給される第一の供給状態と、前記電力が前記処理チャンバの前記外側処理区域のみに供給される第二の供給状態と、の間で交互に切り換わるように、前記電力の供給を選択的に切り換え、
前記電力が供給されている時に、前記単一のガス供給源からガスの流れを連続的に供給し、
前記ガス分配スイッチは、前記第一の時間多重化とは別の第二の時間多重化を用いて、前記処理チャンバの前記内側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量を、前記処理チャンバの前記外側処理区域に前記気体原材料を分配する時間量に比べて増加させることによって、前記半導体基板の中央部分近くの中性ガスを増加させて、前記半導体基板の表面全体に亘り高度の処理均一化で前記半導体基板の処理を実行する、プラズマリアクタ。 - 請求項17に記載のプラズマリアクタであって、
前記電極は、前記処理チャンバの誘電窓の上に設けられた誘導電極である、プラズマリアクタ。 - 請求項17又は18に記載のプラズマリアクタであって、更に、
前記電力分配スイッチと前記ガス分配スイッチとに接続され、前記電力分配スイッチを使用して前記内側処理区域及び前記外側処理区域におけるイオンの量を制御するとともに、前記ガス分配スイッチを使用して前記内側処理区域及び前記外側処理区域における中性ガスの量を制御するコントローラを備える、プラズマリアクタ。
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