JPH07500459A - 中空アノードのグロー放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ７、化学優性の基体表面処理装置において、反応容器と： この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であ って、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような少なくとも 第１及び第２の離間された電極と： これら電極の一方の付近に基体を保持する基体ホルダーと；反応剤を上記反応容 器に注入するためのガス注入手段と；電気的励起源と； 該電気的励起源と上記少な（とも第１及び第２の離間された電極との間に接続さ れてこれら電極の片方に中空アノードグロー放電を誘起させるような結合手段と を備え： 上記電極の上記片方は、上記中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの 貫通する穴を有し； 上記少なくとも第１及び第２電極の上記片方は、基体の全面にわたり実質的に均 一の基体表面処理を与えるように選択された仕方で平面状態からずれた所定の非 平面プロファイルをイｆしていることを特徴とする装置。

８、上記電極の上記片方は接地された電極である請求項７に記載の発明。

９、上記所定の非平面プロファイルは、凹状となるように選択される請求項８に 記載の発明。

１０、上記所定の非平面プロファイルは、凹状となるように選択される請求項７ に記載の発明。

１１、上記所定の非平面プロファイルは、連続的な非平面となるように選択され る請求項７に記載の発明。

１２、上記所定の非平面プロファイルは、個別の非平面となるように選択される 請求項７に記載の発明。

１３、少なくとも１つの穴は、均一サイズの離間された複数の穴を含む請求項７ に記載の発明。

１４、上記所定の非平面プロファイルは、連続的な非平面となるように選択され る請求項８に記載の発明。

１５、上記所定の非平面プロファイルは、個別の非平面となるように選択される 請求項８に記載の発明。

１６、低圧力の基体処理装置において、反応容器と７ この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であ って、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような少なくとも 第１及び第２の離間された電極と； これら第１及び第２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保持する 基体ホルダーと； 基体表面処理反応剤をＪ−記反応容器に注入するためのガス注入手段と；電気的 励起源と： 該電気的励起源と上記第１及び第２の離間された電極との間に接続されてこれら 少なくとも第１及び第２の電極の片方に中空アノードのグロー放電を誘起させる 結合手段と： 所定の圧力を選択的に確立するための圧力制御手段とを備え：上記電極の上記片 方は、上記中空アノードグロー放電が生じる少な（とも１つの貫通する穴を有し 、これら少なくとも１つの穴の各々は、４．９ｍｍより大きいように選択された 所定の１１１を有することを特徴とする装置。

１７、上記少なくとも１つの穴の各々は、１１ｍｍの１］である請求項１６に記 載の発明。

１８、低圧ツバ選択されたエネルギーのイオン優性及び／又は化学優性の基体表 面処理装置において、 反応容器と： 高エネルギーイオンを発生する高エネルギー源と：互いに且つ上記高エネルギー 源から離間された第１及び第２の電極であって、上記反応容器に取り付けられて 、上記高エネルギー源とこれら第１及び第２の離間された電極の一方との間に第 １の処理媒体形成領域を画成すると共に、これら第１と第２の離間された電極の 間に第２の基体表面処理媒体形成領域を画成するような第１及び第２の電極と： これら第１及び第２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保持する ためのホルダーと； 電気的励起源と： 該電気的励起源と上記第１及び第２の離間された電極との間に接続されて、これ ら第１及び第２電極の片方に中空アノードグロー放電を誘起すると共に、上記第 １の処理媒体形成領域から上記第２の処理媒体形成領域へ移動されるべき特定エ ネルギーのイオンを選択するための結合手段とを備え；上記第１及び第２電極の 上記片方は、中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの貫通する穴を有 し、これらの穴を通して、上記高エネルギー源により上記第１の基体表面処理媒 体形成領域に発生された高エネルギーイオンが、上記第２の基体表面処理媒体形 成領域と連通し、そして上記高エネルギー密度源が存在しないときに生じるであ ろう以上の割合の選択された特定エネルギーのイオンをこの第２の基体表面処理 媒体形成領域に与えることにより電極の上記片方における中空アノードグロー放 電を相乗的に増大させることを特徴とする装置。

１９、上記高エネルギー密度源は、磁気的に増大されるソースである請求項１８ に記載の発明。

２０、上記高エネルギー密度源は、高周波干渉ソースである請求項１８に記載の 発明。

２１、上記高エネルギー密度源は、電子サイクロトロン共振ソースである請求項 １８に記載の発明。

２２、上記高エネルギー密度源は、螺旋式の共振器である請求項１８に記載の発 明。

明　細　書 中空アノードのグロー放電装置 ＆吸ｑ分野 本発明は、基体処理の分野に係り、より詳細には、改善された均一性、効率、及 び低圧動作を与える新規なグロー放電基体表面処理装置に係る。

先行扶街 単−基体の基体表面処理装置には一般に２つの形式がある。その１つの形態にお いては、プラズマのような基体表面処理媒体が２極管構成の２つの電極により制 御可能に発生され、そしてその別の形態においては、基体表面処理媒体が３極管 又は他の３電極構成の３つの電極によって制御可能に発生される。このような装 置の場合に、１つ以りの選択された表面処理媒体が、半導体ウェハ又は他の材料 の適当に準備された表面と相り作用されて、意図されたマイクロ構造体をそこに 形成し及び／又は１つ以上の手前の基体表面処理段階から残っている不所望な残 留物をそこから除去するようにされる。当業者に知られた２極管及び３極管の反 応炉は種々のものがあるが、とりわけ、本発明の譲受人から商業的に人手できる モデル＋３８４Ｊ　２極管反応炉及びＧＣＡコーポレーションから商業的に入手 できるモデルＷａｆｅｒ　Ｅｔｃｈ６０６／６１６の３極管反応炉がある。２極 管反応炉の場合には、プラズマのような基体表面処理媒体が２極管構成の２つの 電極間に制御可能に発生され、−ノｊ、３極管反応炉では、プラズマのような基 体表面処理媒体が、−Ｌ部電極とグリッド電極との間、及びグリッド電極と下部 電極との間に制御可能に発生される。

２極管又は３極管のいずれの構成であっても単一基体の基体表面処理炉により制 御可能に発生される基体表面処理媒体には一般に２つの形式がある。ある形式の 基体表面処理、例えば、１（導体ウェハ又は他の基体上の酸化物又は他の材料の エツチングを行う場合には、これら反応炉は、主として選択されたイオンによっ て構成された基体表面処理媒体を発生し、一方、他の形式の基体表面処理、例え ば、半導体ウェハ又は他の基体−Ｌのアルミニウム又は他の材料の塩素エツチン グを行う場合には、これら反応炉は、主としである選択された化学種によって構 成された基体表面処理媒体を発生する。前者の形式の処理は、「イオン優性（ｉ ｏｎ−ｄｏｍｉｎａｔｅｄ）　Ｊ処理として知られており、一方、後者の形式は 、「化学優性（ｃｈｅ諷１ｃａｌｌｙ−ｄｏ■１ｎａｔｅｄ）Ｊ処理として知ら れている。このイオン優性及び化学優性処理は、形成される特定のマクロ構造及 び全製造プロセスの段階に基づき、基体の表面上での堆積（付着、成長及びその 他）、又は基体の表面からの除去（エツチング及びその他）のいずれかに制御可 能に影響を及ぼし得る。

イオン優性及び化学優性の両方の処理についてこれまでに知られている２極管又 は３極管構成の反応炉の有用性は、得ることのできる基体表面処理の均一性の程 度に関して限度がある。例えば、より多くの集積回路が大きな半導体ウェハ上に 製造される非常に大規模な集積（ＶＬＳＩ）に適用する場合に、製造されるデ′ バイスの有効収率は、基体表面処理装置により得られる均一性の程度に左右され る。基体当たりに製造される集積回路デバイスの収率を高くするためにウェハの 半径方向サイズを増加するにつれて、ウェハ全体にわたって均一性を得ることの 困難さが対応的に厳しいものとなる。デバイスの収率は、得られる均一性の程度 に正比例するので、装置設計の技術は、基体表面の処理の均一性が改善されるの と同じ程度に進歩する。

２極管又は３極管のいずれの電極構成のものであれ、これまで知られている反応 炉の有用性は、選択されたイオン優性及び化学優性の処理を半導体ウェハ又は他 の基体において効率的に実行することのできる圧力に関して更に限度がある。

例えば、非常に小さな特徴部をもつマイクロ構造体を製造することが所望される ようなＶＬＳＩに適用する場合には、製造することのできる細部の微細さ及び縮 尺度が反応炉内の圧力によって左右される。選択されたイオン優性及び化学優性 プロセスが実行される圧力を下げるにつれて、製造することのできるマイクロ構 造体の微細さ及び縮尺度は対応的に増加される。しかしながら、３極管構成の反 応炉では約７０■Ｔｏｒｒそして２極管構成の反応炉では約８００　＊Ｔｏｒｒ の圧力以下では、これまで知られている基体表面処理装置の効率が低くなり過ぎ て実際的な処理を行えず、これは、所望である以上に太き（且つ荒いレベルでこ れまで製造することのできたマイクロ構造体の微細さ及び縮尺度を「凍結」する 。製造することのできるマイクロ構造体の微細さ及び縮尺度の程度は、これらの 反応炉内の圧力レベルに逆比例するので、装置設計の技術は、低圧力処理を効率 的に得ることができるのと同じ程度に進歩する。

衰期Ｑ蒙旨 従って、本発明は、そのしたる目的として、２極管又は３極管又は他の多電極構 成の基体表面処理装置であって、基体の堆積及び／又は除去のためのイオン優性 及び／又は化学優性処理に対して改善された均一性、効率及び低圧動作を与える ような基体表面処理装置を開示する。改善された均一性のイオン優性処理に対す る１つの実施例によれば、本発明の装置は、反応容器と、この反応容器内に取り 付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であって、これらの電極間 に基体表面処理媒体形成領域を画成するような第１及び第２の離間された電極と ；これら電極の一方の付近にある基体ホルダーと；基体表面処理媒体形成反応剤 を上記反応容器に注入するためのガス注入手段と：少なくとも１つの電気的励起 源と：譲歩なくとも１つの電気的励起源と上記載なくとも第１及び第２の離間さ れた電極との間に接続されてこれら電極の片方を接地する一方、この接地された 片方の電極に中空（ホロー）アノードのグロー放電を誘起させるようにこれら電 極の他方を付勢させるような結合手段とを備え；上記電極の上記接地された片方 は、これを貫通する穴の少なくきも第１及び第２グループを６し、これらの穴内 で上記中空アノードグロー放電が生じるようにされ；上記載なくとも第１及び第 ２のグループの穴は、基体の全面にわたり実質的に均一の基体表面処理を行うよ うに選択された所定の異なる特性のものである。改溌された均一性のイオン優性 処理の実施例においては、上記接地された電極の少なくとも第１及び第２の穴グ ループの穴の所定の特性が、異なるサイズとなるように選択される。

更に、数片された均一性の化学優性処理に対する一実施例によれば、本発明の装 置は、反応容器と：この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の 離間された電極であって、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成す るような第１及び第２の離間された電極と：これら電極の一方の付近に基体を保 持する基体ホルダーと：反応剤を上記反応容器に注入するためのガス注入手段と ：電気的励起源と：該電気的励起源と１−記載なくとも第１及び第２の離間され た電極との間に接続されてこれら電極の片方を接地すると共に、この接地された 片方の電極に中空アノードのグロー放電を誘起させるようにこれら電極め他方を 付勢させるような結合手段とを備え：」ユ記電極の上記接地された片方は、上記 中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの貫通する穴を有し；上記載な くとも第１及び第２電極の上記接地された片方は、基体全面にわたり実質的に均 一の基体表面処理を行うように選択された仕方で平面性からずれた所定の非平面 プロファイルを有している。改善された均一性の化学優性処理の実施例では、上 記所定の非平面プロファイルは、凹状であるように選択される。凹状プロファイ ル以外の連続的な非平面プロファイル、及び非平面の１一段状」プロファイルも 、本発明の概念から逸脱せずに使用することができる。

更に、選択されたイオン優性及び／又は化学優性処理のための改善された低圧処 理に対する一実施例によれば、本発明の装置は、反応容器と；この反応容器内に 取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であって、これらの電 極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような第１及び第２の離間された電 極と；これら第１及び第２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保 持する基体ホルダーと；基体表面処理反応剤を上記反応容器に注入するためのガ ス注入手段と；電気的励起源と；該電気的励起源と上記第１及び第２の離間され た電極との間に接続されてこれら電極の片方を接地する一方、これら少なくとも 第１及び第２の電極のこの接地された片方の電極に中空アノードのグロー放電を 誘起させるようにこれら電極の他方を付勢させるような結合手段と；上記反応容 器に１００ｍＴｏｒｒ以下であるように選択された所定の圧力を選択的に確立す るための圧力制御手段とを備え：上記電極のうちの接地された上記片方は、上記 中空アノードグロー放電が生じる複数の貫通する穴を有し、これらの穴は、４． ９ｍｍより大きいように選択された所定の巾を有する。本発明によれば、この接 地されたグリッド電極の穴のサイズは、中空アノ−トゲロー放電が生じる仕方を 制御し、低い圧力で基体表面処理を行えるようにすると共に、これまで可能であ ると考えられていた以上に対応的に細かい細部及び縮尺のマイクロ構造体を製造 できるようにする。

更に、改善された低圧力、選択されたエネルギーのイオン優性及び／又は化学優 性処理に対する一実施例によれば、本発明の装置は、反応容器と；イオンを発生 する高エネルギー源と；互いに且つ該高エネルギー源から離間された第１及び第 ２の電極であって、上記反応容器に取り付けられて、上記高エネルギー源とこれ ら第１及び第２の離間された電極の一方との間に第１の基体表面処理媒体形成領 域を画成すると共に、これら第１と第２の離間された電極との間に第２の基体表 面処理媒体形成領域を画成するような第１及び第２の電極と、これら第１及び第 ２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保持するためのホルダーと ；電気的励起源と；該電気的励起源と上記第１及び第２の離間された電極との間 に接続されてこれら第１及び第２電極の片方を接地し、これら第１及び第２の電 極のこの接地された片方の電極に中空アノードのグロー放電を誘起させるように これら電極の他方を付勢させ、そして選択されたエネルギーのイオンを基体へと 移動させるような結合手段とを備え：上記第１及び第２電極の接地された片方は 、上記中空アノードのグロー放電が生じるところの複数の貫通する穴を有し、こ れらの穴を通して、に記高エネルギー源により上記第１の基体表面処理媒体形成 領域に発生された高エネルギーイオンが、上記第２の基体表面処理媒体形成領域 と連通し、そして所与の低圧動作点において存在するであろう以上の割合の選択 されたエネルギーのイオンをこの第２の基体表面処理媒体形成領域に与えること により上記中空アノードグロー放電を相乗的に増大させ、これにより、これまで 可能であると考えられていたものより低い圧力及び高い密度において効率改善さ れた選択されたエネルギーの処理を与える。高エネルギー源はこの実施例におい ては磁気的に増加されるソースであるが、本発明の概念から逸脱せずに、ＲＦＩ （高周波誘導）及びＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）又は他の高エネルギー源 を使用することができる。

本発明のこれら及び他の目的、特徴、及び効果は、添付図面を参照した好ましい 実施例の以下の詳細な説明により本発明が理解されるにつれて明らかとなるであ ろう。

図面９簡単久逸吸 図１は、クラサキ氏等の共通に譲渡された米国特許第５，０１３，４００号に開 示され請求された形式の典型的な公知の２極管反応炉及び３極管反応炉を各々図 ＩＡ及びＩＢに概略的に示した図である。

図２は、本発明の詳細な説明するのに有用な図である。

図３は、反応炉のＺ位置に伴う飽和イオン電流の変化を、「穴なし」及び異なる サイズの穴のグリッドについて図３Ａないし３Ｄに示した図である。

図４は、本発明によるイオン優性処理のための均一化グリッドの一実施例の上面 及び側部断面を各々図４Ａ及び４Ｂに示す図である。

図５は、本発明によるイオン優性処理のための均一化グリッドの原理を説明する のに有用なグラフである。

図６は、本発明による化学優性処理のための均一化グリッドの一実施例の」二面 及び側部断面を各々図６Ａ及び６Ｂに示す図である。

図７は、本発明による化学優性処理のための均一化グリッドの原理を説明するの に有用なグラフである。

図８は、本発明によるイオン優性及び化学優性の両方の処理のための改良された 低圧グリッドの一実施例の上面及び側部断面を各々図８Ａ及び８Ｂに示す図であ る。

図９は、本発明によるイオン優性及び／又は化学優性処理のための改良された低 圧、選択エネルギーの基体表面処理装置の一実施例を示す概略図である。

好ましい　施伊の詳細な説用 図Ｉへの概略図を参照すれば、公知の典型的な２極管反応炉が一般的に１０で示 されている。この反応炉１０は、２つの電極１４及び１６を離間関係で有した反 応容器１２を備えている。上部電極１４は接地され、そして処理されるべき基体 （図示せず）が解除可能に取り付けられる下部電極１６は、「ＲＦ」と示された 電気励起源１８に整合回路網を経て接続される。この整合回路網は、電極１６と 電気励起源１８との間に直列に接続された可変キャパシタ、「ｃｌ」で示す、及 びインダクタ、ｒＬＩで示す、と、電気励起源１８に並列に接続された可変キャ パシタ、「Ｃ２」で示す、とを含んでいる。

ガス注入システム２０は、気相の反応剤を注入するために反応容器１２に接続さ れ、温度制御システム２２は、反応容器１２及びその中の電極の温度を制御する ために反応容器１２に接続され、そして圧力制御システム２４は、反応容器１２ 内の圧力を制御するために反応容器１２に接続される。

上部電極１４は、接地されているので、付勢される電極１６よりも低電位である ように見え、従って、上部電極１４は１−アノード」と称し、そして下部の付勢 される電極１６は「カソード」と称する。楕円２６により概略的に示されモして ｒ）ｊｌＥＪと表示された反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）プラズマは、良く 知られたように反応炉１０の反応容器１２内でアノード１４とカソード１６との 間に制御可能に発生される。

図ＩＢの概略図には、参考としてここに取り上げる１９９１年５月７日付けのク ラサキ氏等の「シャンパンプロファイルを形成する乾燥エツチングプロセス、及 ヒ’ｌ燥ｊ−ｙ　チング装置（ＤＲＹ　ＥＴＣＩＩ　ＰＲＯＣＥＳＳ　ＦＯＲＦ ＯＲＭＩＮＧ　ＣＨＡＭＰＡＧＮＥ　ＰＲＯＦＩＬＥＳ。

ＡＮＤ　ＤＲＹ　ＥＴＣＩＩ　ＡＰＰＡｌ？ＡＴＵＳ）　Ｊと題する共通に譲渡 された米国特許第５，０１３゜４００号に開示された形式の３極管反応炉が３０ で一般的に示されている。この３極管反応炉３０は、上部電極３４、接地された グリッド３６及び下部電極３８が３極管構成で離間関係に取り付けられた反応容 器３２を備えている。上部電極３４及び下部電極３８は、ｒＲＦＪと示された電 気励起源４ｏに、各々、可変キャパシタ「Ｃ１」及びｒｃ２Ｊを経、電気励起源 ４ｏに並列なキャパシタ「ｃ」及び直列インダクタｒＬ、Ｉを含む回路に沿って 接続される。

ガス注入システム４２は、気相の選択された反応剤を制御可能に注入するために 反応容器３２に接続され、温度制御システム４４は、容器３２の温度及びその電 極の温度を制御するために反応容器３２に接続され、そして圧力制御システム４ ６は、選択された動作圧力を確立して維持するために反応容器３２に接続される 。好ましい実施例では、ガス注入システム４２は、上部電極３４とグリッド３６ との間に配置されたガス拡散器（図示せず）を備えており、そして上部電極３４ には複数の貫通する穴（図示せず）が設けられており、注入されたガスはこれら の穴を通して反応容器３２へ流れ込む。

好ましい実施例の温度制御システム４４は、上部電極３４の温度を制御するため に水のような搬送流体を循環することのできる通路（図示せず）を上部電極３４ 内に含んでいる。又、反応容器の温度を制御するための抵抗加熱素子を受け入れ るボア（図示せず）が容器３２に設けられるのが好ましく、そして下部電極３８ には、該下部電極の温度を制御するためにヘリウムのような熱搬送流体を循環で きるボア（図示せず）が設けられる。又、Ｆ部電極３８は、その温度を制御する ために水のような熱搬送流体を循環できる穴（図示せず）も有している。

グリッド電極３６は、図示されたように電気的に接地される。この電極には、ｉ Ｊが４．９ｍｍ以下の穴が均一に設けられる。電気励起源４０は、可変キャパシ タｒｃ１」及びｒｃ２Ｊを経て−Ｌ部電極３４及び下部電極３８に接続され、上 部電極３４とグリッド３６との間にｒＲＥＭＯＴＥ」と表示されたプラズマ４８ のみを選択的に形成し、グリッド３６と下部電極３８との間にｒＲＩＥ」と表示 されたプラズマ５０のみを形成し、そして上部電極３４とグリッド３６との間及 びグリッド３６と下部電極３８との間にプラズマを形成することができるように する。

好ましい実施例の圧力制御システム４６は、好ましくは反応容器３２内に配置さ れたＵ字管圧力計（図示せず）からフィードバックを受け取る圧力制御器（図示 せず）を備えている。この制御器は、５０ｍＴｏｒｒないしａｏｏｏ■Ｔｏｒｒ の圧力範囲から選択されたチャンバ設定点圧力に応答すると共に、Ｕ字管圧力計 により供給される圧力の読みに応答して、反応容器３２とポンプ（図示せず）と の間に接続されたオリフィスバルブ（図示せず）を制御可能に絞り、対応する設 定点圧力を反応容器３２に確立し維持する。もちろん、Ｉ　Ｔｏｒｒないし１０ ０００ｓＴｏｒｒの別の圧力範囲を設けることもできる。

図ＩＢの３極管反応炉３０の１つの動作モードにおいては、グリッド３６を接地 した状態で下部電極３８に全電力を供給するが上部電極３４には電力を供給しな いことにより、ＲＩＥプラズマ５０のみが形成される。図ＩＢのいわゆる３極管 反応炉３０と、電極１４と１６との間にＲＩＥプラズマ２６を同様に形成する図 ＩＡの２極管反応炉１０は、同一の電極及びプラズマ構成を有している。しかし ながら、２極管反応炉ｌＯと、２極管反応炉として動作される３極管反応炉３０ とにおいて同じ反応が行われるときには、２極管反応炉１ｏと、２極管反応炉と して構成された３極管反応炉３０は、意外なことに、かなり異なるプロセス特性 を生じることが分かった。例えば、Ｃ＊ＦｓをＳ＋Ｏｘと反応させて、図ＩＡ及 びＩＢの２極管反応炉１０及び２極管として動作する３極管反応炉３ｏの両方に おいて二酸化シリコンエツチングを行うような例示的なエツチングの場合に、２ 極管反応炉１０のエツチング割合は、該２極管反応炉の圧力が減少するにっれて 減少するように測定されたが、２極管反応炉として構成された３極管反応炉３０ は、圧力が減少するにも係わらずそのエツチング割合を比較的高いレベルに維持 する。約１００　ｍＴｏｒｒ以下では、エツチング割合は、２極管反応炉１０の 場合に毎分数百人に過ぎないが、２極管反応炉として構成された３極管反応炉３ ０の場合にはほぼ同じ１００１Ｔｏｒｒにおいて、エツチング割合は、毎分数千 人程度に保たれ、２極管反応炉１０での標準的なＲＩＥエツチングよりも約２０ 倍も優れている。

圧力性能についてのこの意外な相違に加えて、図ＩＢの３極管反応炉３０が２極 管反応炉として構成されて動作されるにも係わりなく、図ＩＡの２極管反応炉１ ０の同じ例示的エツチングに対して示される均一性は、図ＩＢの３極管反応炉３ ０によって与えられる均一性と異なることが分かった。図ＩＡの２極管反応炉１ ０の場合には、エツチング割合は、ウェハの中央部又はその付近の領域では高い がその縁においては低く：２２極管応炉として動作する図ＩＢの３極管反応炉３ ０の場合には、均一性それ自体はウェハを横切って維持されるが、図ＩＡの２極 管反応炉１０ののようにその中央部と縁との間で同じ変化を示さない。

本発明は、エツチング割合及び均一性のこれら及び他の相違がここに述べる中空 アノードグロー放電に起因するもので、このグロー放電は図ＩＢの３極管反応炉 ３０のグリッドの空所それ自体に生じて、ＲＩＥプラズマを支配し且つエツチン グ割合を持続すると共に、図ＩＡの２極管反応炉ＩＯの同じＲＩＥプラズマが処 理の均一性を歪め及び／又はそれ自体を消滅するような低い圧力でも均一性を発 揮するものであることを認識することに基づいている。これまで認識されていな いこの現象は、改房された均一性、効率及び低圧動作を与えるグロー放電装置を 本発明によって構成できるようにする。

図２を参照すれば、本発明の原理を解明するのに有用な構成が６０で一般的に示 されている。３極管反応炉３０（図ＩＢ）の一般的に６２で示す付勢された下部 電極と、一般的に６４で示す接地されたグリッドとの間には、［ｆｌＪと表示さ れた電界６６が延びている。ｒｅＪと表示された円６８によって概略的に示され た電子は、電極６２と６４との間に定められたＲＩＥプラズマ形成領域に存在す るもので、電界６６によってグリッド６４へ加速される。電子６８の幾つかは、 グリッド６４を貫通ずる一般的に７０で示された少なくとも１つの穴を画成する 内壁に衝突し、このような各型ｒ−６８に対し、ｒｅＪと表示された円で概略的 に示された複数の電子７２が二次放出プロセスによって発生される。これらの二 次電子７２は、次いで、少なくとも１つの穴７０の各々に捕らえられ、穴を画成 する直面する内壁間で前後に振動する。

この振動する二次電子７２は、少なくとも１つの穴７０の空所内に存在するガス 分子と衝突し、「＋」と表示された円７４で概略的に示された多数のイオンを発 生する。二次電子及びイオン発生プロセスは、アバランシエ（なだれ）及びブレ ークダウンを生じ、少なくとも１つの穴７０各々の軸に沿って電子密度が高いこ とを特徴とする中空アノードグロー放電が、少なくとも１つの穴７０の各空所に 形成される。

本発明によれば、少なくとも１つの穴７０の各々の周囲には、破線７６で概略的 に示され、「■。ｓ＋Ｊと表示された電位をもつ無グローのダークスペースシー スが形成される。各穴７０におけるグロー放電の強度は穴のサイズに関係してお り、ダークスペースシース７６の空間の程度は、対応する穴７０の圧力に逆に関 係している。又、典型的に負の直流バイアス電圧を使用する付勢された電極６２ の周りには、破線８０で概略的に示され、「Ｖ□、」と表示された電位をもつ無 グローのダークスペースシースが形成される。

図３は、その図３Ａないし３Ｄにおいて、飽和イオン電流の変化を縦軸にプロッ トしそして反応炉におけるＺ位置を横軸にプロットしたものを示しており、ここ で、１．５の横軸値は、例示的なＣｔＦｓの化学反応に対する反応炉内のグリッ ド位置に対応し、そして縦軸の値はＺプロフィルメータによって測定されたもの である。「穴なし」グリッドに対しイオン電流をＺの位置と共に示した図３Ａの グラフ８２によって示されたように、イオン電流は、グリッドの下の領域に対し 、１５０マイクロアンペア未満でピークとなる。各々７ｍｍ、１１ｍｍ及び１７ ｍｍ直径の複数の均一サイズの貫通穴を有するグリッドに対応する図３Ｂ１３Ｃ 及び３Ｄのグラフ８４．８６及び８８は、グリッドを貫通する穴のサイズが変化 するにつれて飽和イオン電流がいかに変化するかを表している。グラフ８４．８ ６及び８８の各々のイオン電流は、グリッド位置において、例示的なＣｓ　Ｆｓ の化学反応の場合に付与された電力によって決まる最大値でピークとなる（１０ ０．２００及び３００ワツトにおける多数のピークを比較されたい）。

図４を参照すれば、本発明によるイオン優性処理のための高エネルギー密度の均 一化グリッドが９０で一般的に示されている。この好ましい実施例のグリッド９ ０は、図ＩＢの３極管反応炉３０内に取り付けられるが、本発明の概念から逸脱 することなく、図ＩＡの２極管反応炉１０、或いは２極管、３極管又は他の多電 極反応炉として構成された何らかの他の反応炉内に取り付けることができる。

どのような反応炉に取り付けられようと、グリッド９０が接地されそして基体支 持電極が付勢されて、その各々の穴に中空アノードグロー放電を誘起するのが好 ましい。

グリッド９０は、各々９２．９４で一般的に示された少なくとも第１及び第２グ ループの貫通する穴をイ丁し、これらの穴グループは、高エネルギー密度の中空 アノードグロー放電が生じるところの所定の異なる特性を有している。穴のサイ ズを変えることにより、高エネルギー密度の中空アノードグロー放電の強度が変 えられ（図３を比較）、そして少なくとも第１及び第２グループの穴９２．９４ の所定の異なる特性は、基体の全面にわたり実質的に均一の基体表面処理を与え るように選択される。好ましい実施例では、この特性は、少なくとも第１及び第 ２グループの穴９２．９４の穴＋１３が各々異なるように選択される。図示され たように異なるサイズの穴９２．９４の同心的に配列されたグループを有するグ リッド９０は、図１について説明した例示的なイオン優性エツチングに対し実質 的な均一性を与える。異なるサイズの穴の別の配列及び異なるサイズの穴の３つ 以上のグループも、本発明の概念から逸脱せずに、使用することができる。

グリッド９０の多数の穴の各々に生じる中空アノードグロー放電は、グリッドか ら基体に向かって下方に進み、基体の直面する表面に接近するにつれて強度が低 下すると共に膨張する。基体上に穴のパターンが複製されるのを防止するために 、同じサイズの穴の穴間間隔と異なるサイズの穴の穴間間隔は、「ＤＪと表示さ れた最小寸法９８が、グループ間及びグループ穴間の多数の中空アノードグロー 放電を基体表面において重畳させるよう確保するように選択されるのが好ましい 。ここに示す実施例では、寸法９８が約０．２ｍｍであるが、選択された特定の イオン優性プロセスに基づいて穴パターンの複製を防止するように別の穴間隔を 使用してもよい。好ましい実施例では、同じサイズ及び異なるサイズの穴間の間 隔は、ウェハ又は他の基体−Ｌに穴のパターンが複製されるのを防止するために 同じ寸法に選択されるが、少なくとも第１及び第２の穴グループの穴のパターン が基体上に複製されない限り、本発明により他の穴間隔構成を使用することがで きる。

グリッド９０の「Ｔ」と表示された厚み１０４は、多数の穴における中空アノー ドグロー放電を維持しないほど薄過ぎることなく、しかもこれを消滅するほど厚 過ぎることがないようにすればよい。ここに示す実施例９０では、０．１２ｍｍ ないし６．３ｍｍの厚みが有効であると分かっているが、本発明の概念から逸脱 せずに他の厚みを使用することもできる。グリッド９０の材料としては、変形や 溶融を生じることのないアルミニウムのような適当な材料が選択される。

図５を参照すれば、本発明による例示的なイオン優性プロセスのための高エネル ギー密度の均一化グリッドの構成原理を説明するのに有用なグラフが１１０で一 般的に示されている。例示的なイオン優性プロセスは、化学薬品Ｃ５Ｆｓによる 半導体ウェハのエツチングである。グラフ１１０は、縦軸に選択された特定の基 体表面プロセスの指数、ここでは「エツチング割合］を、横軸である穴サイズの 増加と共にプロットしている。

グラフ１１０は、本発明によるイオン優性プロセスのための高エネルギー密度の 均一化グリッドを構成するのに使用される１つの手順の例である。意図された圧 力に対し、種々の均一サイズ穴をもつ種々のグリッドが図ＩＢの３極管反応炉３ ０に多数取り付けられ、種々の均一サイズ穴の各グリッドに対して得られるエツ チング割合の測定値がとられる。グラフ１１Ｇでは、これらのエツチング割合が 内実のボックスで概略的に示されたデータ点としてプロットされている。低い圧 力の設定点はグラフ１１０を右ヘシフトし、高い圧力の設定点はグラフ１１０を 左ヘシフトさせる。均一化グリッドを設計するためには、グラフ１１０の中点に おけるような１つの選択されたサイズの穴のグリッドを用いて基体にわたるエツ チング割合についての均一性のプロフィルメータ測定値がとられる。意図された エツチング割合の上下での均一状態からのずれは、グラフ１１０を参照しそして エツチング割合が均一状態からずれる領域に対して意図されたエツチング割合を 与える穴サイズを選択することによって補償される。次いで、均一性を与えるよ うに選択された種々のサイズの穴のグループをもつグリッドが構成され、プロフ ィルメータの測定が行われ、そして実質的な均一性が得られるまで同じプロセス が繰り返される。グラフ１１０は単なる例示に過ぎず、本発明のイオン優性プロ セスのための高エネルギー密度の均一化グリッドは、本発明の概念から逸脱せず に、他の制御グリッド及び設計方法論により、［１つ異なる寸法及びパラメータ についての他の種類のデータをグラフ１１０に示されたものとは異なる方向に沿 って収集することにより、他のイオン優性プロセスに対して設計できることが明 らかであろう。

図６を参照すれば、本発明による化学優性処理のための高エネルギー密度の均一 化グリッドが１２０で一般的に示されている。図４の実施例のイオン優先処理の ための高エネルギー密度の均一化グリッド９０の場合と同様に、グリッド１２０ は、適当な２電極、３電極又は他の多電極反応炉に取り付けられ、図ＩＢの３極 管反応炉がここに示す好ましい実施例である。図４の実施例のイオン優先処理の ための高エネルギー密度の均一化グリッド９０の場合とは異なり、即ち高エネル ギー密度の中空アノードグロー放電の相対的な強度を決定するのが異なる穴サイ ズであって、これが基体表面処理の実質的な均一性を与えるように選択される場 合とは異なり、化学優先処理のための図６の実施例のグリッド１２０は、選択さ れた化学優性プロセスに対して処理される基体の全表面にわたり実質的に均一な 基体表面処理を与えるように選択された仕方で甲面状態から外れた所定の非平面 プロファイルを有している。本発明によれば、中空アノードグロー放電の局部的 な強度は、処理されるべき基体からグリッドまでの局部的な間隔によって決定さ れ、この間隔を制御可能に変えることにより、選択された化学優先プロセスに対 し実質的に均一な基体表面処理を行うことができる。

ここに示す実施例では、均一化グリッド１２０は、アルミニウムのような部材１ ２２を含み、これを通して一般的に１２４で示す複数の等サイズ穴が均一離間関 係で設けられる。ここに示す実施例では、グリッド１２０の所定の非平面プロフ ァイルは、二次元的に連続弓形とされて、中央に位置する穴は周囲に位置する穴 よりも基体から更に離間されるように選択される。グリッド１２０の厚みは、均 一化グリッド１２０が溶融するように薄過ぎてはならず、しかも高エネルギー密 度のグロー放電がそれ自体で消滅するように厚過ぎてもならない。典型的な厚み の値は、０．１２ｍｍないし６．３ｍｍであるが、本発明の概念から逸脱せずに 他の厚みを使用することもできる。

選択されたいかなる化学優性プロセスの場合も、非平面プロファイルは、その選 択された化学優性プロセスに対しウェハの全面に実質的な均一性を与えるように 選択される。選択された特定の化学優性プロセスに対応する特定の非平面プロフ ァイルを決定するために、その選択された化学優性プロセスの指数の測定が、基 体の全面の周りの離間された点において、基体から第１の所定の距離に取り付け られた平面グリッドを使用して行われる。この平面グリッドは、次いで、反応炉 において、基体から異なる所定の距離に取り付は直され、その選択された特定の 化学優性プロセスの指数が同じ基体点において測定される。同じ１組の基体点に 対して、平面グリッドを取り付は直して、その選択された化学優性プロセスの指 数を測定する工程は、所定の回数繰り返される。基体の同じ点の周りの位置での 指数測定値の各組は、実質的に一定の指数に対する基体から平面グリッドまでの 間隔の特定値によってパラメータ化され、各点において同じ指数を与える間隔は 、直接得られるか、又は測定値からの外挿もしくは他の計算技術によって得られ る。この間隔は、選択された特定の化学優性プロセスに対し実質的な均一性を与 えるために非平面プロファイルをｓｋｉ面状態からいかにずらすかを特定するも のである。ここに示す実施例の凹状グリッド１２０以外の個別の（段状の）非平 面プロファイルや連続的な非平面プロファイルを、本発明の概念から逸脱せずに 使用することができる。

図７を参照すれば、１３０で一般的に示されたグラフは、電極間隔（インチ）を 縦軸にモしてウェハの縁からの位置（ミリメータ）を横軸にプロットしたもので 、曲線１３２．１３４及び１３６で示されたように種々の圧力における種々の均 一エツチング割合に対してパラメータ化したものである。グラフ１３０は、接地 されたグリッドが上部電極から懸架され、テフロンのバッフルが側部を取り巻く ような静電チャックをもつ変形２極管チヤンバにおいて実験的に得られたもので ある。選択された特定の化学優性プロセスは、アルミニウムエツチングであった 。

使用されたサンプルは、６インチアルミニウム０．５％Ｃｕのウェハで、２００ ℃においてＤＵＶ　（深紫外線）ベーキングされたものであった。３つの複製点 をもつ３ファクタニ次式（ｑｕａｄｒａｔｉｃ）設計を使用して、１８回続きの 実験を行った。この実験中一定に保持したのは、５０ｓｅｃｍの０１．１５ｓｅ ｃｍの５ｉＣ１＜、ａｏｏｗ、及び１０　ｔｏｒｒのＨｅ背圧であった。変更し たファクタは、圧力（６０ｍｔ−１２０ｍｔ）、電極間隔（０，２５インチ−１ ，２５インチ）、及び接地されたグリッドの穴サイズ（３／１ロインチー５／８ インチ）であった。全てのウェハは部分的にエツチングされ、各ウェハの直径に 沿った１４の点においてプロフィルメータの測定が行われた。これらの測定は、 エツチングの前、エツチングの後、及びレジストの剥離後に行われた。このデー タから、アルミニウム（ＡＩ）のエツチング割合及びレジストのエツチング割合 が各ウェハ上の１４の各点において計算された。測定された応答は、ウェハにわ たる平均アルミニウム及びレジストエツチング割合と、エツチング割合の均一性 であった。均一性についての詳細な図は、ウェハの肘から中心までの７つの点に おけるエツチング割合を応答として使用して実験結果を分析することにより得ら れた。これらプロットによるデータを用いて、図７の曲線１３２．１３４．１３ ６を形成し、所与のエツチング割合に対し電極間隔をウェハ位置と共にプロット した。各曲線のデータ点を輪郭プロットにマークし、曲線がいかに形成されたか を示した。これら曲線は、ウェハ上の特定の位置において特定のエツチング割合 を生じさせるのにどんな間隔が必要かを示している。又、これら曲線は、選択さ れた例示的な化学優性プロセスに対しウェハにわたって均一なエツチング割合を 生じるのに必要な接地グリッドの形状を表している。又、本発明の概念から逸脱 することなく、他の化学優性処理、他の制御グリッド及び設計方法論、並びに図 ７以外のデータを収集する方法も使用することができよう。

図８を参照すれば、本発明による高エネルギー密度低圧力のグリッドが１４０で 一般的に示されている。このグリッド１４０は、好ましくは図ＩＢの３極管反応 炉３０内に取り付けられるが、本発明の概念から逸脱することなく、図ＩＡの２ 極管反応炉１０、又は２極管又は３極管として構成された他の反応炉、或いはそ の他の多電極反応炉に取り付けることもできる。グリッド１４０は、一般的に１ ４２で示された複数の貫通する穴を有し、これらは、４．９ｍｍより大きく、典 型的には１１ｍｍに選択された所定の巾を有している。図１について上記したよ うに、２極管又は３極管構成の反応炉の圧力が、ある値以下に、即ち図ＩＢの３ 極管反応炉３０の場合には約１００１Ｔｏｒｒ以下にそして図ＩＡの２極管反応 炉１０の場合には約８００ｍＴｏｒｒ以下に減少されたときには、処理効率が実 用的でないようになるか又は処理が完全に停止してしまい、その結果、２極管又 は３極管或いは他の多電極反応炉として構成された従来知られている反応炉によ って製造できるマイクロ構造体の形式、縮尺度及び微細さについての限界に達す る。本発明によれば、４．９ｍｍ以下の大きさの巾の穴ではなく、典型的に１１ ｍｍである穴を有したグリッド１４０を設けることにより、これまでの実用的な 圧力に対する下限が克服され、これまで考えられなかったサイズ及び微細さ程度 のマイクロ構造体を製造することができる。これまで存在する３極管反応炉では 、グリッドの大巾が４．９ｍｍより大きいものはない。上記したように、圧力及 び付与された高周波励起の両方の関数であるグリッドの穴のダークスペースは、 圧力の減少と共に増加する。これまでの穴サイズの場合には、穴のダークスペー スは、これまでの最小圧力レベルにおいて接地グリッドの中空アノードグロー放 電を実際上消滅させるか及び／又は歪めるものであり、従って、形成することの できるマイクロ構造体の幾何学形状は、現在及び将来のＶＬＳＩ及び他の用途に 所望される以上の大きさに「凍結コされて（−る。

本発明によれば、これまでの最小圧力よりも低い圧力においてグリッドの空所に そのサイズのダークスペースが生じるにも係わらず、グリッド１４０の中空アノ ードグロー放電がそれ自身を維持するに充分なほど穴が大きく、従って、グリッ ド１４０を有する図ＩＢの３極管反応炉３０は、これまでの最小圧力より低く選 択された圧力において基体表面処理を行うことができる。本発明によるグリッド １４０は、このように、これまで不可能と考えられていた圧力の範囲で基体表面 処理を行うことができ、従って、これまで考えられなかった形式、縮尺度及び微 細さのマイクロ構造体を製造することができる。グリッド１４０のここに示す実 施例では１１ｍｍの穴中が好ましいが、４．９ｍｍの最小巾より大きい他の穴ｒ ｊＪでも、プラズマが形成されると共に、これまで可能である考えられていた大 きさよりも少なくとも１桁大きいイオン密度の対応的な増加が与えられる。

図９を参照すれば、改良された低圧力、選択エネルギーイオン優性及び／又は化 学優性処理のための本発明の実施例が１５０で一般的に示されている。図ＩＢの ３極管反応炉３０の上部電極３４に代わり、反応容器の内部に接地されたグリッ ド１５４と離間関係で高密度ソース１５２が設けられ、グリッド１５４は、次い で、下部電極１５６と離間関係にされる。高密度ソース１５２とグリッド１５４ との間には、一般的に１５８で示されそしてｒＲＥＭＯＴＥ」と表示された第１ の基体表面処理媒体形成領域が設けられ、そしてグリッド１５４と下部電極１５ ６との間には、一般的に１６０で示され、「ＲＩＥ」と表示された第２の基体表 面処理媒体形成領域が設けられる。高密度ソースは、高周波誘導（ＲＦＩ）ソー ス、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）’ソース、磁気的増大ソース、及びとり わけ当業者によく知られた螺旋共振器のような何らかの適当なソースでよい。

第１の励起源１６２は、高密度ソース１５２に接続されて、これを付勢する。

図ＩＢの要素４２．４４及び４６に対応するガス注入システム１６４、温度制御 システム１６６及び圧力制御システム１６８が反応容器に接続され、そして図Ｉ Ｂの実施例３０と実質的に同様に機能するが、説明簡略化のため、ここで再び詳 細に説明はしない。

高エネルギー密度のソース１５２は、接地されたグリッド１５４により発生され る中空アノードグロー放電の効率を上昇させ、即ち第１の基体表面処理媒体形成 領域１５８において高密度ソース１５２によって発生される高エネルギーイオン は、グリッド１５４の穴を通して第２の基体表面処理媒体形成領域１６０に連通 し、そして所与の低圧力動作点において存在し得る以上の比較的大きな割合の選 択されたエネルギーのイオンをこの第２の基体表面処理領域に与えることにより グリッド１５４の中空アノードグロー放電を相乗的に増大する。高密度ソース１ ５２のイオンは、接地されたグリッドの中空アノードグロー放電と相乗的に協働 し、より大きな割合のイオンを領域１６０に与え、これライオンは、制御可能な 負のＲＦソース１７０により下部電極１５６を制御可能にバイアスすることによ り選択的に抽出される。制御可能なソース１７０は、上部領域１５８がら特定エ ネルギーレベルのイオンを抽出するように大きさが変えられる負の電位を発生す る。例えば、ポリシリコンのエツチングにおいて、薄膜の非等方性エツチングを 行うに必要な最小イオンエネルギーを使用することが所望される場合には、電荷 の堆積及びゲート酸化物のダメージを防止するために最小エネルギーイオンを選 択することが所望され、この最小エネルギーイオンは、選択されたエネルギーの イオンを開始する対応する負の電位を下部電極に印加するようにイオンセレクタ １７０の電位を変えることにより容易に選択することができる。もちろん、本発 明の概念から逸脱せずに、実施例１５０の他の適用もなし得る。

上記した実施例では、グリッドが接地された状態で、好ましいバイアスが中空ア ノードグロー放電を与えたが、本発明の概念から逸脱せずに、グリッドが付勢さ れ、そして例えば、薄膜除去のための中空カソードグロー放電が形成されてもよ いことが理解されよう。以上に述べた多数の実施例における本発明の装置、例え ば、主としてイオン優性プロセスのためのグリッド実施例９０（図４）及び主と して化学優性プロセスのためのグリッド実施例１２ｏ（図６）は、本発明の概念 から逸脱せずに、例えば、高エネルギー密度の均一化グリッド９ｏ又は１２０を 反応炉１５０（図９）に設けることによって結合されてもよいことが理解されよ う。

（従刺紛 （従来例） ２軸　（インチ） ２軸　（インチ） 増加する穴サイズ ／！ｃノ　位置（つ・Ｉ＼の縁より、ｍｍ）

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．イオン優性の基体表面処理装置において、反応容器と； この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であ って、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような少なくとも 第１及び第２の離間された電極と； これら電極の一方の付近にある基体ホルダーと；基体表面処理媒体形成反応剤を 上記反応容器に注入するガス注入手段と；少なくとも１つの電気的励起源と； 該少なくとも１つの電気的励起源と上記少なくとも第１及び第２の離間された電 極との間に接続されてこれら電極の片方に中空アノードグロー放電を誘起させる ための結合手段とを備え； 上記電極の上記片方は、上記中空アノードグロー放電が生じるところの所定の異 なる特性の少なくとも第１及び第２グループの貫通する穴を有し、これらの穴グ ループの穴の上記所定の異なる特性は、基体の全面にわたり実質的に均一の基体 表面処理を与えるように選択されることを特徴とする装置。
2. ２．上記電極の上記片方は、接地された電極である請求項１に記載の発明。
3. ３．上記接地された電極の上記少なくとも第１及び第２の穴グループの穴の上記 所定の特性は、異なるサイズであるよう選択される請求項１に記載の発明。
4. ４．上記電極の上記片方の上記少なくとも第１及び第２の穴グループの穴の上記 所定の特性は、異なるサイズであるよう選択される請求項１に記載の発明。
5. ５．上記異なるサイズの穴グループの穴は、それに対応する中空アノードグロー 放電を基体において重畳させて、それら穴グループの穴のパターンが基体上に複 製されるのを防止できるように選択された均一の所定の距離だけ離間される請求 項４に記載の発明。
6. ６．上記電極の上記接地された片方は金属性プレートであり、そしてこの金属性 プレートを貫通する穴グループの穴は、均一長さのものである請求項２に記載の 発明。
7. ７．化学優性の基体表面処理装置において、反応容器と； この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であ って、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような少なくとも 第１及び第２の離間された電極と； これら電極の一方の付近に基体を保持する基体ホルダーと；反応剤を上記反応容 器に注入するためのガス注入手段と；電気的励起源と； 該電気的励起源と上記少なくとも第１及び第２の離間された電極との間に接続さ れてこれら電極の片方に中空アノードグロー放電を誘起させるような結合手段と を備え； 上記電極の上記片方は、上記中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの 貫通する穴を有し； 上記少なくとも第１及び第２電極の上記片方は、基体の全面にわたり実質的に均 一の基体表面処理を与えるように選択された仕方で平面状態からずれた所定の非 平面プロファイルを有していることを特徴とする装置。
8. ８．上記電極の上記片方は接地された電極である請求項７に記載の発明。
9. ９．上記所定の非平面プロファイルは、凹状となるように選択される請求項８に 記載の発明。
10. １０．上記所定の非平面プロファイルは、凹状となるように選択される請求項７ に記載の発明。
11. １１．上記所定の非平面プロファイルは、連続的な非平面となるように選択され る請求項７に記載の発明。
12. １２．上記所定の非平面プロファイルは、個別の非平面となるように選択される 請求項７に記載の発明。
13. １３．少なくとも１つの穴は、均一サイズの離間された複数の穴を含む請求項７ に記載の発明。
14. １４．上記所定の非平面プロファイルは、連続的な非平面となるように選択され る請求項８に記載の発明。
15. １５．上記所定の非平面プロファイルは、個別の非平面となるように選択される 請求項８に記載の発明。
16. １６．低圧力の基体処理装置において、反応容器と； この反応容器内に取り付けられた少なくとも第１及び第２の離間された電極であ って、これらの電極間に基体表面処理媒体形成領域を画成するような少なくとも 第１及び第２の離間された電極と； これら第１及び第２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保持する 基体ホルダーと； 基体表面処理反応剤を上記反応容器に注入するためのガス注入手段と；電気的励 起源と； 該電気的励起源と上記第１及び第２の離間された電極との間に接続されてこれら 少なくとも第１及び第２の電極の片方に中空アノードのグロー放電を誘起させる 結合手段と； 所定の圧力を選択的に確立するための圧力制御手段とを備え；上記電極の上記片 方は、上記中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの貫通する穴を有し 、これら少なくとも１つの穴の各々は、４．９ｍｍより大きいように選択された 所定の巾を有することを特徴とする装置。
17. １７．上記少なくとも１つの穴の各々は、１１ｍｍの巾である請求項１６に記載 の発明。
18. １８．低圧力、選択されたエネルギーのイオン優性及び／又は化学優性の基体表 面処理装置において、 反応容器と； 高エネルギーイオンを発生する高エネルギー源と；互いに且つ上記高エネルギー 源から離間された第１及び第２の電極であって、上記反応容器に取り付けられて 、上記高エネルギー源とこれら第１及び第２の離間された電極の一方との間に第 １の処理媒体形成領域を画成すると共に、これら第１と第２の離間された電極の 間に第２の基体表面処理媒体形成領域を画成するような第１及び第２の電極と； これら第１及び第２の離間された電極の一方の付近に基体を解除可能に保持する ためのホルダーと； 電気的励起源と； 該電気的励起源と上記第１及び第２の離間された電極との間に接続されて、これ ら第１及び第２電極の片方に中空アノードグロー放電を誘起すると共に、上記第 １の処理媒体形成領域から上記第２の処理媒体形成領域へ移動されるべき特定エ ネルギーのイオンを選択するための結合手段とを備え；上記第１及び第２電極の 上記片方は、中空アノードグロー放電が生じる少なくとも１つの貫通する穴を有 し、これらの穴を通して、上記高エネルギー源により上記第１の基体表面処理媒 体形成領域に発生された高エネルギーイオンが、上記第２の基体表面処理媒体形 成領域と連通し、そして上記高エネルギー密度源が存在しないときに生じるであ ろう以上の割合の選択された特定エネルギーのイオンをこの第２の基体表面処理 媒体形成領域に与えることにより電極の上記片方における中空アノードグロー放 電を相乗的に増大させることを特徴とする装置。
19. １９．上記高エネルギー密度源は、磁気的に増大されるソースである請求項１８ に記載の発明。
20. ２０．上記高エネルギー密度源は、高周波干渉ソースである請求項１８に記載の 発明。
21. ２１．上記高エネルギー密度源は、電子サイクロトロン共振ソースである請求項 １８に記載の発明。
22. ２２．上記高エネルギー密度源は、螺旋式の共振器である請求項１８に記載の発 明。