JPH08195297A - プラズマ処理箱内に誘導的に結合されたプラズマ発生源を組み入れるための構造並びに方法 - Google Patents

プラズマ処理箱内に誘導的に結合されたプラズマ発生源を組み入れるための構造並びに方法

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JPH08195297A
JPH08195297A JP7166511A JP16651195A JPH08195297A JP H08195297 A JPH08195297 A JP H08195297A JP 7166511 A JP7166511 A JP 7166511A JP 16651195 A JP16651195 A JP 16651195A JP H08195297 A JPH08195297 A JP H08195297A
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antenna
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wafer
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Ajit Paranjpe
パランジプ アジット
Cecil J Davis
ジェイ．デービス セシル
Robert T Matthews
ティー．マシューズ ロバート
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均質なイオン流を作りだし、汎用のプラズマ
処理箱に組み込むことのできる誘導的に結合されたＲＦ
プラズマ発生源の構造並びに組込み方法を提供する。 【構成】 アンテナ１４をエポキシ１６の中に封入し、
それをプラズマ形成領域３０から溶接密封する形で格納
容器１８の中に設置する。アンテナ１４には少なくとも
一つのＲＦ電源装置４０からＲＦ整合ネットワーク４２
を通して電力が供給される。絶縁覆い板２８を格納容器
１８とプラズマ形成領域３０との間に配置して、均質な
プラズマ密度が得られるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に半導体処理装置
に係わり、更に詳細にはプラズマ処理箱内の誘導的に結
合されたプラズマ発生源に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導的に結合されたプラズマ（”ＩＣＰ
ｓ”）は一般的に１ＭＨｚから１００ＭＨｚの間の周波
数を有する無線周波数（”ＲＦ”）波で生成され、１０
11ｃｍ -3以上の密度の荷電粒子（電子並びにイオン）お
よび５ｍＡ／ｃｍ2 を越える電流をウェファー基板に対
して提供することが可能である。ＩＣＰ発生源は従っ
て、集積回路製造工程に於けるプラズマ処理アプリケー
ションに関して、電子サイクロトロン共鳴（”ＥＣ
Ｒ”）プラズマ発生源に勝とも劣らない。誘導的に結合
されたＲＦプラズマ発生源は容量的に結合されたプラズ
マ発生源並びにＥＣＲプラズマ発生源のいずれにも勝る
特長を有する。
【０００３】容量的ＲＦ結合に比較して、誘導的に結合
されたＲＦプラズマは基本的により低い真性プラズマ電
位（＜５０Ｖ）を有し、基本的により高いイオン化効率
（＞５％）を実現する。また、この真性プラズマ電位は
比較的にＲＦ電力と独立している。低真性プラズマ電位
は高イオンエネルギーが許容されないアプリケーション
に於いて有用である。
【０００４】ＥＣＲシステムの場合、誘導的に結合され
たＲＦプラズマのイオンエネルギーは集積回路ウェファ
ーを別のＲＦ電源でバイアスする事により独立して変更
することができる。しかしながら、ＩＣＰ発生源は処理
工程の要求（１ｍＴｏｒｒから５０ｍＴｏｒｒ）に更に
調和的な圧力範囲で運転できるという特長を有する。Ｅ
ＣＲ発生源は１０ｍＴｏｒｒ未満の圧力で最も効率的で
ある。加えて、ＩＣＰ発生源はより大きな直径（１５ｃ
ｍから３０ｃｍ）、均質なプラズマをコンパクトな設計
でかつ、ＥＣＲ発生源に比較して基本的により低いコス
トで提供可能である。運転圧力が高いので、与えられた
ガス流量に対するポンプ要求は更に適度である。
【０００５】ＲＦ誘導結合を採用した従来式プラズマ発
生源の第一の型式は、ホイスラまたはヘリコン波を介し
てプラズマにエネルギーを結合していた。この発生源は
ヘリコンプラズマ発生源と呼ばれている。発生源の軸沿
いの１００Ｇから１ｋＧの範囲の磁場の存在下に於い
て、定在ホイスラ波を励起する事が、発生源空間を取り
囲むループアンテナにＲＦ電圧を供給することにより可
能である。これらの軸方向の磁場は一般的にＥＣＲ発生
源の中で採用されている磁場よりも弱いが、プラズマは
発生源の直径方向に対して不均一である。従って、ウェ
ファーは発生源の”下流”の、プラズマが十分に均質と
なる領域に離して配置しなければならない。これはこの
下流位置で十分なプラズマ密度（すなわち、電子並びに
イオン濃度）を維持するために、発生源の入力電力を増
加させることを要求する。また、大きなソレノイドコイ
ルが、軸方向磁場を発生させるために必要とされる。こ
れらは発生源のコスト並びに複雑さを増大させる。
【０００６】従来式プラズマ発生源の第二の型式は汎用
ホイスラ波またはヘリコン発生源と軸方向磁場を排除す
る点が異なっている。従ってウェファーをプラズマ発生
領域の中に配置できる。この様な発生源のピークプラズ
マ密度（５ｘ１０11ｃｍ-3)はホイスラ波発生源のそれ
よりも約一桁強度が低いが、発生源の近くのウェファー
では同等の処理速度が保証されている。１μｍ／ｍｉｎ
以上のエッチング速度が、関心のある多くの材料に対し
て可能である。この発生源はより簡単で、更にコンパク
トであり、しかもヘリコンプラズマ発生源よりも廉価で
ある。
【０００７】誘導プラズマ発生源の第二の型式は、円筒
状真空箱の上部表面に沿って配置されている多重巻き平
形コイルを採用している。典型的に１．２５ｃｍの厚さ
の水晶真空窓がコイルを箱から絶縁している。コイルに
ＲＦ電源から電力が供給されると、大きな電流がコイル
の中を環流する。これらの電流箱の中に強烈な電波を誘
導し、これがプラズマを支える。
【０００８】平形コイルで発生される時間で変化する磁
場並びに電場は、コイル電流およびコイル巻き数の二乗
の度合いに比例する。しかしながらコイルのインダクタ
ンスはコイル巻き数の二乗に比例する。これはコイルで
の電圧降下が一定のコイル電流に対してコイル巻き数が
増えるとともに増加することを意味する。例えば、１
３．５６ＭＨｚに於ける実効電流２０Ａに対して５μＨ
のコイルの電圧降下は８．５ｋＶである。この様に高い
電圧は危険でかつ結果としてコイルとプラズマとの間に
容量性エネルギー結合をもたらす。容量性結合は好まし
くない、何故ならば大量のエネルギーが容量性結合を経
由して転移されると真性プラズマ電位が劇的に増加する
ためである。これらは従来式ＲＦプラズマ発生源の中で
コイル巻き数を３に制約していた。
【０００９】プラズマを発生する封入式等高アンテナで
構成されたＩＣＰプラズマ発生源が、先に説明されてい
る。ここで我々は、この発生源を種々のプラズマ処理箱
に簡単に適用可能とする、この設計の改善を議論する。
これらの改善はまた、広い範囲の条件に対して処理性能
の最適化をも目指している。
【００１０】
【発明の要約】本発明に依れば、プラズマ発生源並びに
プラズマ発生源を組込む方法が提供されており、これは
従来式プラズマ発生源における欠点並びに問題点が本質
的に除去または削減される。
【００１１】プラズマ処理構造はプラズマ処理箱とその
中に装着された誘導的に結合されたプラズマ発生源とを
含む。誘導的に結合されたプラズマ発生源は溶接密封さ
れた封入アンテナを含む。種々の実施例が開示されてお
り、板形または円錐アンテナを使用し、円錐形形状の絶
縁覆い板を有し、導電性環を格納容器の表面にアンテナ
を取り囲むように追加する。さらに加えてＲＦ電力がそ
のアンテナにひとつまたは複数のＲＦ整合ネットワーク
を通してひとつまたは複数のＲＦ電源から供給される。
【００１２】本発明の技術的特長は、誘導的に結合され
たプラズマ発生源を汎用プラズマ処理箱の中に組み込む
ための方法を提供することである。
【００１３】本発明の更に別の特長は、溶接密封された
封入アンテナ構成部品を有する誘導的に結合されたプラ
ズマ発生源を提供することである。
【００１４】本発明の更に別の特長は、複数のＲＦ同調
器そして／または発生器に接続された誘導的に結合され
たプラズマ発生源を提供することである。
【００１５】これらおよびその他の特長は当業者にとっ
て、添付図に関連して仕様を参照することにより明らか
となろう。
【００１６】本発明並びにその特長を更に完全に理解す
るために、添付図に関連して以下の説明に対して参照さ
れる。
【００１７】
【実施例】本発明の提出された実施例並びにその特長は
添付の図１−１２を参照することにより最も良く理解さ
れる、種々の図に渡って同じまたは対応する部品には同
じ番号が使用されている。
【００１８】図１は本発明に基づく誘導的に結合された
プラズマ（ＩＣＰ）発生源１２を含むように改造された
汎用プラズマ処理箱１０の部分断面、部分図式図を示
す。ＩＣＰ発生源１２はエポキシ１６の中に内包され、
格納容器１８の中に溶接密封されたアンテナ１４を含
む。格納容器１８は構造的に強固でしかもプラズマ環境
に耐性のある、セラミックスの様な材料で作られてい
る。エポキシ１６は好適に汎用目的エポキシ梱包材であ
るが、任意の適切な梱包材も使用できる。アンテナ１４
は通常アルミニウム管で構成され隣接するアルミニウム
管切片の間を、キャパシタで区切られたものであり、こ
れは米国特許第５，２３１，３３４号、１９９３年７月
２７日発効、テキサスインスツルメンツ社に委譲、そし
てここでも参照されている、に詳細が記載されているよ
うに有効コイルインピーダンスを低減させるためである
【００１９】次も図１を参照すると、アンテナ１４の溶
接密封は一連のＯリング２２をエポキシ１６がプラズマ
環境と干渉するのを防止するように使用することで実現
できる。溶接密封のその他の方法は当業者には明らかで
あろう。溶接密封が好ましいのは、プラズマにより生成
される高い反応性の環境によってほとんどのエポキシが
冒されるためである。
【００２０】格納容器１８の全体は処理箱１０の真空環
境の中に配置されており、好適に処理箱１０の上壁にボ
ルトで取り付けられている。アンテナ１４の少なくとも
二本のリード配線２４が箱１０の上壁を絶縁ブッシュ２
６を通して貫通している。絶縁ブッシュ２６は好適にセ
ラミックで構成されている。格納容器１８はプラズマが
格納容器１８の背面並びに周囲に形成されることを防止
するために、必要に応じて金属遮蔽２０で随意に取り囲
んでもかまわない。また図１には汎用処理箱１０のその
他の構成部品、例えばウェファー３６を保持するための
チャック３４およびポンプ出口部３８が図示されてい
る。
【００２１】絶縁覆い板２８は格納容器１８の表面をプ
ラズマ形成領域３０から分離している。絶縁覆い板２８
はまたセラミックで作られている。もしも望むのであれ
ば、絶縁覆い板２８に複数の穴を開け（図示せず）、ガ
ス導入孔３２から処理箱１０に入る処理ガスを均一に分
散させるためのシャワー頭部として作用させることも可
能である。ガスを均一分散させるための最適化されたシ
ャワー頭部孔パターンは本技術分野で良く知られてい
る。絶縁覆い板２８の形状は処理をより良く均質化する
ために等高状とされている。例えば絶縁覆い板２８は図
２に示すように円錐形状にしてもかまわない。絶縁覆い
板２８を等高状にする事はプラズマの分布に二つの影響
を与える。第一は等高状にすることでプラズマ形成領域
３０の形状が変わる。第二に、等高状にすることでプラ
ズマ内の電磁場分布が変化し、イオン流を均質に仕立て
る能力を提供する。
【００２２】図１に戻って、アンテナ１４にはＲＦ整合
ネットワーク４２を通してＲＦ電源４０から電力が供給
されている。ＲＦ整合ネットワーク４２は図１に示すよ
うに処理箱の上壁の上に直接設置できる。これはアンテ
ナ１４と整合ネットワーク４２との間の電線長を最少に
保つ。もしも処理箱１０が大きな直径を有する場合に
は、例えば大きな直径のウェファーを処理するために、
図３に示すようにいくつかのＲＦ整合ネットワーク４２
ａ−ｃが使用される。複数のネットワーク４２ａ−ｃを
持つことにより、各々のネットワーク４２ａ−ｃで駆動
されるインピーダンスが減少する。例えば、第一ＲＦ整
合ネットワーク４２ａは最も外側のコイルに接続されて
いる。第二ＲＦ整合ネットワーク４２ｂは中間コイルに
接続され、そして第三ＲＦ整合ネットワーク４２ｃは最
も内側のコイルに接続されている。図３に示すように、
別々の電源装置４６、４８（または発生器）が各々のＲ
Ｆ整合ネットワーク４２ａ−ｃに接続されている。電源
装置４６、４８は好適に主従構成で接続されており、移
相器４４を主発生器４６と各々の従発生器４８との間に
有する。移相器４４は発生器４６、４８の間の相対位相
をそれらの間の相互干渉が最少となるように調整するた
めに使用される。しかしながらこれとは別に、ひとつの
発生器４０または４６をいくつかのまたは全部の整合ネ
ットワーク４２ａ−ｃに接続することも可能である。
【００２３】図４を参照すると、チャック３４は通常整
合ネットワーク５２を通してＲＦ電源装置５４に接続さ
れている。チャック３４並びにアンテナ１４は通常個別
のＲＦ電源から電力を供給されている。チャック３４及
びアンテナ１４に対して同一のＲＦ周波数が望ましい場
合は、電源装置は図３に示すものと同様に主従構成で運
転される必要があり、アンテナ１４用の電源ＲＦ電源４
０が主発生器として作用する。可変移相器５６が主従リ
ンクの間に挿入されており、二つの発生器４０、５４の
相対位相がそれらの間の相互干渉を最少とするように調
整される。
【００２４】運転に際しては、好ましい処理ガス（また
は複数のガス）がガス導入孔３２に供給される。アンテ
ナ１４はＲＦ電源装置４０（または４６並びに４８）か
ら電力を供給され、アンテナ１４のコイルの中を環流す
る大電流を生成する。これらの電流は箱１０の内側のプ
ラズマ形成領域３０の中に強烈な電場を誘導する。ガス
導入孔３２を通って供給された処理ガスが、絶縁覆い板
２８のシャワー頭部孔を通ってアンテナ１４内の電流で
生成される電場の中に流れ込むとプラズマが生成され保
持される。次にプラズマはウェファー３６の表面と従来
からのやり方で反応する。アンテナ１４は溶接密封され
ているので生成されたプラズマはエポキシ１６とは反応
しない。加えて、格納容器１８の背面および周囲のプラ
ズマ形成は必要であれば金属遮蔽２０を用いて防止でき
る。
【００２５】ＩＣＰ発生源１２を更に最適化するため
に、図５に示すように導電性板５０が格納容器１８の表
面に加えられる。板５０は電気的に浮いているかまたは
格納容器１８の表面に設置されている。板５０は渦電流
加熱および損失を最少とするためにアルミニウムで構成
される。等高状絶縁覆い板２８と同様に板５０はウェフ
ァー部に於いてイオン流の均質性を仕立てるために使用
できる。板５０はまたアンテナとプラズマとの間の静電
結合を減少させるためにも使用され、これはアンテナ１
４の上側に直接電場が生成されないように保証すること
で行われる。板５０を使用することの欠点はいくらかの
渦電流加熱損失が生じることである。
【００２６】処理の均質性を改善するためにアンテナ１
４に対していくつかの最適化が行える。例えば、アンテ
ナ１４の直径および巻き数はウェファーの直径および箱
の大きさで寸法を帰ることができる。例えば、アンテナ
１４は図１に示されるように平板であっても、個々の処
理箱に対して更に良い処理の均質性を提供するために等
高状にしてもかまわない。等高状アンテナの一例は円錐
アンテナ１４で図６に示されている。図６に示すように
アンテナ１４の最も内側の巻き線は最も外側の巻き線よ
りもチャック３４から遠く離れている。
【００２７】もしも必要であればウェファー３６と格納
容器１８との間の間隙を調整可能なように設計できる。
従って、ウェファー３６と格納容器１８との間の間隙は
処理の均質性を最適化し電磁場によるウェファー３６の
加熱を最少とするように調整できる。例えば、間隙はス
ペーサ５８をＩＣＰ１２と処理箱１０の上壁との間に、
図７に示すように組み入れるとにより変えられる。加え
て、多極磁石６０の組で処理箱１０の周囲を囲むことに
より多極磁場が提供され、プラズマの閉じこめを改善し
運転をより低圧領域まで拡張する。
【００２８】別の最適化技術によればＩＣＰ発生源１２
を時間変調電力モードとし、ここではアンテナ１４への
入力ＲＦ電力は時間変調されている。例えば、電力の矩
形波変調が使用される。時間変調はプラズマ放電中の種
類の混合を最適化するために有用である。時間変調は反
応イオンエッチング並びに電子サイクロトロン共鳴エッ
チングシステムで有益であることが分かっている。
【００２９】図８−１２は種々の幾何学的要因がイオン
流密度に与える影響を図示する。図８はアンテナの幾何
学的構造がウェファー部のイオン流分布に与える影響を
図示する。シミュレーションは４ｍＴｏｒｒのアルゴン
プラズマおよび２００−１５００Ｗの範囲のＲＦ電力を
使用した１６．２５ｃｍの直径の処理箱に対して実行さ
れた。全体のアンテナ直径を７．５ｃｍから１６．２５
ｃｍに増やすことにより、１５０ｍｍの測定直径に対し
て標準偏差を４０％から２１％まで減少された。更にア
ンテナの形状を平板から、最も内側および最も外側の巻
き線がそれぞれ絶縁覆い板２８の表面から３．７５ｃｍ
および１．２５ｃｍになるように、等高状に変えること
により、標準偏差を１７％まで減少させる。
【００３０】図９は追加アンテナの幾何学的構造のウェ
ファー部のイオン流分布に与える影響を図示する。アン
テナの直径を７．５ｃｍに維持する一方で、箱１０を２
１．８７５ｃｍに拡大しても均質性には少しの影響しか
与えない。単に箱１０の直径を増すだけで標準偏差を４
０％から３０％に減少させるが、同時にアンテナ直径を
１７．５ｃｍに増やすことにより、標準偏差を５％に減
少させる。巻き数を５から４に減らしてもイオン流の均
質性には目立った影響は無い。従って巻き数を減らすこ
とが好ましく、何故ならばこれはアンテナのインダクタ
ンスを低くし、従ってＲＦ同調を容易にする。アンテナ
の形状を平板から等高状に、最も内側および最も外側の
巻き線がそれぞれ絶縁覆い板２８の表面から３．７５ｃ
ｍおよび１．２５ｃｍになるように、等高状に変えるこ
とによりウェファーの縁の部分に於けるイオン流をウェ
ファーの中央に比較して増加させる。
【００３１】図１０は絶縁覆い板２８の形状がウェファ
ー部のイオン流分布に与える影響を図示する。箱１０の
直径は３０ｃｍ、そしてアンテナとウェファーとの間の
間隙は５ｃｍである。絶縁覆い板２８を等高状とするこ
とは、アンテナ１４を等高状にすることと同じ効果があ
る（すなわち、イオン流がウェファーの縁でウェファー
の中央部より相対的に増加する）。絶縁覆い板を等高状
にする事はプラズマ分布にふたつの方式で影響を与え
る：等高状化はプラズマ発生容積の形状を変え、そして
またプラズマ内の電磁場分布にも影響を与える。イオン
流の均質性を整える能力はまた、ガス流効果に対する補
償をも可能とする。製造面から見ると、絶縁覆い板２８
を等高状にすることは、アンテナ１４を等高状にするよ
りも容易である。
【００３２】図１１は導電性環がウェファー部のイオン
流分布に与える影響を図示する。シミュレーションは、
五つの巻き数で全直径が１７．５ｃｍの平板アンテナ、
箱１０内は２１．８７５ｃｍであると仮定して実施され
た。導電性環５０は絶縁覆い板を等高状にするのと同様
な効果を有する。導電性環５０は静電および電磁場分布
に影響を与える。
【００３３】図１２は箱の高さが電場、イオン流並びに
ウェファー部のイオン流の均質性に与える影響を図示す
る。シミュレーションは、五つの巻き数で全直径が１
７．５ｃｍの平板アンテナ、箱１０は２１．８７５ｃｍ
を有するものと仮定して実施された。ウェファー部に於
ける残留電磁場によるウェファーの好ましからざる加熱
は、イオン流を基本的に変更することなく、単に箱１０
の高さを少し増やすことにより容易に減少できた。与え
られたアンテナ構成および箱の直径に対しては、最良の
イオン流の均質性のための最適な箱高さが存在する。
【００３４】本発明並びにその特長を詳細に説明してき
たが、種々の変更、代入並びに入れ替えを添付の特許請
求の項に定められた本発明の精神並びに範囲から逸脱す
ることなく行えることを理解されたい。
【００３５】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
【００３６】（１）プラズマ処理構造であって、処理箱
と、前記処理箱の中に設置され溶接密封された封入アン
テナを含む誘導的に結合されたプラズマ発生源とを含む
プラズマ処理構造。
【００３７】（２）第１項記載の構造であって、更に前
記封入アンテナを取り囲む構造的に強固な格納容器を含
む前記構造。
【００３８】（３）第１項記載の構造に於いて、前記ア
ンテナが平板である前記構造。
【００３９】（４）第１項記載の構造であって、更に絶
縁覆い板を前記封入アンテナの第一側面に含む前記構
造。
【００４０】（５）第１項記載の構造であって、更に前
記封入アンテナに接続されたひとつまたは複数の整合ネ
ットワークと、前記封入アンテナにＲＦ電力を供給する
ために前記整合ネットワークに接続されたひとつまたは
複数のＲＦ電源装置とを含む前記構造。
【００４１】（６）第１項記載の構造であって、更に：
前記処理箱内部に配置されたウェファーを保持するため
のチャックと；前記チャックに整合ネットワークを通し
て接続されている第一ＲＦ電源装置と；そして前記チャ
ック用の前記第一ＲＦ電源装置と前記アンテナに接続さ
れた第二ＲＦ電源装置との間に接続された移相器と、を
含む前記構造。
【００４２】（７）第２項記載の構造であって、更に前
記格納容器に近接した背面および側面に、プラズマが形
成されることを防止するために、第一側面を除いて前記
格納容器を取り囲む導電性遮蔽を含む前記構造。
【００４３】（８）第１項記載の構造であって、更に前
記処理箱の側壁上に配置された複数の多極磁石を含む前
記構造。
【００４４】（９）プラズマ処理箱であって：前記プラ
ズマ処理箱の内壁に取り付けられた誘導的に結合された
プラズマ発生源で：エポキシの中に封入された螺旋状ア
ンテナと；前記エポキシ並びにアンテナが溶接密封され
るように、エポキシを取り囲む構造的に強固な格納容器
と；そして前記格納容器の第一側面に隣接して配置され
た複数の孔を有する絶縁覆い板とを含む、前記誘導的に
結合されたプラズマ発生源を含む、前記プラズマ処理
箱。
【００４５】（１０）第９項記載のプラズマ処理箱に於
いて、前記螺旋状アンテナが前記プラズマ処理箱の前記
内壁を通って延びる複数の電線を含む前記プラズマ処理
箱。
【００４６】（１１）第１０項記載のプラズマ処理箱で
あって、更に前記複数の配線に接続された少なくともひ
とつの整合ネットワークと、前記螺旋状アンテナにＲＦ
電力を供給するために前記整合ネットワークの前記少な
くともひとつに接続された少なくともひとつのＲＦ電源
装置とを含む、前記プラズマ処理箱。
【００４７】（１２）第５項並びに第１１項記載のプラ
ズマ処理箱に於いて、前記少なくともひとつのＲＦ電源
装置がひとつの主電源装置と主従構成で接続されたひと
つまたは複数の従電源装置とを含み、前記主電源装置と
前記ひとつまたは複数の従電源装置との間に配置された
移相器とを有する、前記プラズマ処理箱。
【００４８】（１３）第４項並びに第９項記載のプラズ
マ処理箱に於いて、前記絶縁覆い板が等高状である、前
記プラズマ処理箱。
【００４９】（１４）第１項並びに第９項記載のプラズ
マ処理箱に於いて、前記アンテナが等高状である、前記
プラズマ処理箱。
【００５０】（１５）第２項並びに第９項記載のプラズ
マ処理箱であって、更に前記格納容器の前記第一側面に
配置された少なくとも一つの導電性環を含む、前記プラ
ズマ処理箱。
【００５１】（１６）第１項並びに第９項記載のプラズ
マ処理箱に於いて、前記アンテナがお互いがキャパシタ
と絶縁体とによって個別に分離されている複数のコイル
切片を含む、前記プラズマ処理箱。
【００５２】（１７）プラズマ処理箱の中に誘導的に結
合されたプラズマ発生源を組み込むための方法であっ
て：ウェファーを保持するためのチャックを有するプラ
ズマ処理箱を用意し；螺旋状アンテナをエポキシの中に
封入し；前記アンテナとエポキシとを構造的に強固な格
納容器で取り囲み；前記エポキシを溶接密封し；前記格
納容器を前記プラズマ処理箱の内壁に取り付け；そして
前記格納容器の第一側面に絶縁覆い板を用意する、以上
の手順を含む前記方法。
【００５３】（１８）第１７項記載の方法であって、更
に前記螺旋状アンテナにＲＦ電力を供給し；そしてプラ
ズマを形成させるために少なくとも一種類の処理ガスを
前記プラズマ処理箱に与える、以上の手順を含む前記方
法。
【００５４】（１９）第１８項記載の方法であって、更
に前記アンテナに供給されるＲＦ電力を時間変調する手
順を含む前記方法。
【００５５】（２０）第１７項記載の方法であって、更
に前記格納容器と前記チャックとの間の間隙を調整する
ために、前記格納容器と前記内壁との間にスペーサを設
置する手順を含む、前記方法。
【００５６】（２１）第１７項記載の方法であって、更
に前記絶縁覆い板を等高状にする手順を含む前記方法。
【００５７】（２２）第１７項記載の方法であって、更
に前記螺旋状アンテナを円錐形状に等高状化する手順を
含む前記方法。
【００５８】（２３）第１７項記載の方法であって、更
に導電性板を前記格納容器の前記第一側面上に設置する
手順を含む前記方法。
【００５９】（２４）その中に誘導的に結合されたプラ
ズマ（ＩＣＰ）発生源１２を有するプラズマ処理箱１０
である。ＩＣＰ発生源１２はエポキシ１６の中に封入さ
れ、格納容器１８で取り囲まれたアンテナ１４を含む。
アンテナ１４およびエポキシ１６はプラズマ形成領域３
０から溶接密封されている。アンテナ１４には少なくと
もひとつのＲＦ電源装置４０から少なくともひとつのＲ
Ｆ整合ネットワーク４２を介して電力が供給されてい
る。絶縁覆い板２８はＩＣＰ発生源１２をプラズマ形成
領域３０から分離し、処理ガスの均質なシャワー頭部か
らの分配を提供するための複数の孔をその中に有するこ
とも可能である。
【００６０】
【関連する明細書の相互参照】以下の関連する特許明細
書がここで参照として組み入れられている： 連続番号 申請日時 名称 08/097,498 １９９３年７月２６日 プラズマ発生源並びに製造方法
【図面の簡単な説明】
【図１】開示されたプラズマ発生源を採用したプラズマ
処理箱の部分断面図、部分図式図を示す。
【図２】プラズマ発生源の近くに等高絶縁覆い板を有す
る、別の構造を図示する。
【図３】大領域用プラズマ発生源の別の実施例を図示す
る。
【図４】プラズマ発生源用ＲＦ電源とウェファーチャッ
クとの間の主従リンクを有するプラズマ発生源の別の実
施例を図示する。
【図５】アンテナ格納容器の表面に導電性板を有するプ
ラズマ発生源の別の構成を図示する。
【図６】等高アンテナを有するプラズマ発生源の別の構
成を図示する。
【図７】開示されたプラズマ発生源とウェファーチャッ
クとの間の間隙を調整するための機構を図示する。
【図８】アンテナの幾何学的構造がウェファー部に於い
てイオン流分布に与える影響のグラフである。
【図９】アンテナの幾何学的構造がウェファー部に於い
てイオン流分布に与える影響のグラフである。
【図１０】絶縁覆い板の形状がウェファー部に於いてイ
オン流分布に与える影響のグラフである。
【図１１】導電性板がウェファー部に於いてイオン流分
布に与える影響のグラフである。
【図１２】箱の高さがウェファー部に於いて、電場、イ
オン流、およびイオン流均一性に与える影響のグラフで
ある。
【符号の説明】
１０ 処理箱 １２ ＩＣＰ発生源 １４ アンテナ １６ エポキシ １８ 格納容器 ２０ 金属遮蔽 ２２ Ｏリング ２４ リード配線 ２６ 絶縁ブッシュ ２８ 絶縁覆い板 ３０ プラズマ形成領域 ３４ チャック ３６ ウェファー ３８ ポンプ出口部 ４０ ＲＦ電源装置 ４２ ＲＦ整合ネットワーク ５２ 整合ネットワーク ５４ ＲＦ電源装置 ５６ 可変移相器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 (72)発明者 ロバート ティー．マシューズ アメリカ合衆国 テキサス州 プラノ，パ ークヘブンドライブ 2417

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラズマ処理構造であって：処理箱と；
    前記処理箱の中に設置され溶接密封された封入アンテナ
    を含む誘導的に結合されたプラズマ発生源とを含むプラ
    ズマ処理構造。
  2. 【請求項２】 プラズマ処理箱の中に誘導的に結合され
    たプラズマ発生源を組み込むための方法であって：ウェ
    ファーを保持するためのチャックを有するプラズマ処理
    箱を用意し；螺旋状アンテナをエポキシの中に封入し；
    前記アンテナとエポキシとを構造的に強固な格納容器で
    取り囲み；前記エポキシを溶接密封し；前記格納容器を
    前記プラズマ処理箱の内壁に取り付け；そして前記格納
    容器の第一側面に絶縁覆い板を用意する、以上の手順を
    含む組込み方法。
JP7166511A 1994-06-30 1995-06-30 プラズマ処理箱内に誘導的に結合されたプラズマ発生源を組み入れるための構造並びに方法 Pending JPH08195297A (ja)

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US08/269,414 US5580385A (en) 1994-06-30 1994-06-30 Structure and method for incorporating an inductively coupled plasma source in a plasma processing chamber
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