JPH0927396A - プラズマ閉じ込めを使用するプラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマ閉じ込めを使用するプラズマエッチング装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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Abstract
(57)【要約】
プラズマエッチング装置は石英リングの積み重ねを含
み、それらのリングは、間隔を置いて配置され、リング
間に隙間を形成し、装置の２個の電極間にある相互作用
空間を取り囲む様に配置され、装置の運転中、その空間
にプラズマが形成される。隙間の寸法は、相互作用空間
から出るプラズマ中の使用済みガスの帯電粒子が、粒子
が隙間から出る時に壁に衝突して確実に中和される様に
選択する。異なった周波数の２個の電圧供給源を使用
し、各供給源を互いに分離する様式で電圧を電極に印加
する。
み、それらのリングは、間隔を置いて配置され、リング
間に隙間を形成し、装置の２個の電極間にある相互作用
空間を取り囲む様に配置され、装置の運転中、その空間
にプラズマが形成される。隙間の寸法は、相互作用空間
から出るプラズマ中の使用済みガスの帯電粒子が、粒子
が隙間から出る時に壁に衝突して確実に中和される様に
選択する。異なった周波数の２個の電圧供給源を使用
し、各供給源を互いに分離する様式で電圧を電極に印加
する。
Description
【０００１】本発明は、プラズマエッチング装置に関
し、より詳しくは、エッチングすべき加工品（例えば半
導体ウェハ）の幅と等しい幅の区域に本質的にプラズマ
を閉じ込める手段を含むプラズマエッチング装置に関す
る。
し、より詳しくは、エッチングすべき加工品（例えば半
導体ウェハ）の幅と等しい幅の区域に本質的にプラズマ
を閉じ込める手段を含むプラズマエッチング装置に関す
る。
【０００２】プラズマエッチングは、集積回路デバイス
の製造に使用する各種の層にパターンをエッチングする
ための好ましい技術になっている。その様なエッチング
用装置は、一般的に一対の本質的に平らな電極を収容す
る室（チャンバー）を含み、それらの電極は平行な関係
に間隔を置いて配置され、その間に相互作用空間を限定
する。一方の電極上に加工すべき半導体ウェハを配置す
る。その様な加工には、適当な気体状媒体を室の中に導
入し、次いで一対の電極間に一種以上の適当な高無線周
波数電圧をかけて放電させ、形成されたプラズマがウェ
ハの適度に露出した区域をエッチングする。
の製造に使用する各種の層にパターンをエッチングする
ための好ましい技術になっている。その様なエッチング
用装置は、一般的に一対の本質的に平らな電極を収容す
る室（チャンバー）を含み、それらの電極は平行な関係
に間隔を置いて配置され、その間に相互作用空間を限定
する。一方の電極上に加工すべき半導体ウェハを配置す
る。その様な加工には、適当な気体状媒体を室の中に導
入し、次いで一対の電極間に一種以上の適当な高無線周
波数電圧をかけて放電させ、形成されたプラズマがウェ
ハの適度に露出した区域をエッチングする。
【０００３】効率ならびに一様性の観点から、プラズマ
を本質的に２個の電極間の相互作用空間に閉じ込めるこ
とが、ますます重要になっている。このために、誘電体
材料からなるリング形状の素子（閉じ込め素子または部
材）を電極の一方または両方の周囲に備え、放電を相互
作用空間に閉じ込める提案がなされている（例えば１９
９５年５月９日公布の米国特許第５，４１３，６７５号
参照）。あるいは、円筒形の陽極酸化したアルミニウム
シールドを使用して２個の電極間の相互作用空間を取り
囲み、取り囲んだ相互作用空間から使用済みガスを放出
するために、シールド中に穴を設ける方法も知られてい
る。この導電性シールドは一般的に、大地電位に接続し
た一方の電極に電気的に接続されている。このシールド
は、大地電位を他の電極に効果的に近付けるのに役立
つ。これによって、放電の帯電した粒子はすべてシール
ドと接触して急速に大地電位になるので、電極間の相互
作用空間に放電が閉じ込められる傾向がある。
を本質的に２個の電極間の相互作用空間に閉じ込めるこ
とが、ますます重要になっている。このために、誘電体
材料からなるリング形状の素子（閉じ込め素子または部
材）を電極の一方または両方の周囲に備え、放電を相互
作用空間に閉じ込める提案がなされている（例えば１９
９５年５月９日公布の米国特許第５，４１３，６７５号
参照）。あるいは、円筒形の陽極酸化したアルミニウム
シールドを使用して２個の電極間の相互作用空間を取り
囲み、取り囲んだ相互作用空間から使用済みガスを放出
するために、シールド中に穴を設ける方法も知られてい
る。この導電性シールドは一般的に、大地電位に接続し
た一方の電極に電気的に接続されている。このシールド
は、大地電位を他の電極に効果的に近付けるのに役立
つ。これによって、放電の帯電した粒子はすべてシール
ドと接触して急速に大地電位になるので、電極間の相互
作用空間に放電が閉じ込められる傾向がある。
【０００４】加工品を処理する際に２個の電極間の相互
作用空間の中にガスが滞留する時間を制御することが重
要である。歴史的に、高速のガス流および短い滞留時間
により、閉じ込め部材（素子）により取り囲まれた空間
の外に放電を生じる傾向がある。これによって、運転を
制御しにくくなり、エッチング室の壁上に好ましくない
様々な堆積物を形成することがある。
作用空間の中にガスが滞留する時間を制御することが重
要である。歴史的に、高速のガス流および短い滞留時間
により、閉じ込め部材（素子）により取り囲まれた空間
の外に放電を生じる傾向がある。これによって、運転を
制御しにくくなり、エッチング室の壁上に好ましくない
様々な堆積物を形成することがある。
【０００５】最新のデバイスの幾何学的構造および寸法
には、プロファイル制御およびエッチング選択性の様な
エッチングパラメータの制御性を強化するために、放電
が相互作用空間内に維持され、使用されたガスが比較的
急速に装置を通過するプラズマエッチング装置が望まれ
ている。これによって、処理時間が短縮され、半導体ウ
ェハ上に製造される集積回路の全体的なコストが低減さ
れる。さらに、エッチング室の壁上への好ましくない堆
積物の形成が抑えられる。
には、プロファイル制御およびエッチング選択性の様な
エッチングパラメータの制御性を強化するために、放電
が相互作用空間内に維持され、使用されたガスが比較的
急速に装置を通過するプラズマエッチング装置が望まれ
ている。これによって、処理時間が短縮され、半導体ウ
ェハ上に製造される集積回路の全体的なコストが低減さ
れる。さらに、エッチング室の壁上への好ましくない堆
積物の形成が抑えられる。
【０００６】我々は、相互作用空間の外に好ましくない
放電を生じる重要なファクターは、相互作用空間の外に
出るガスの大部分が電荷を有するイオン化したガス粒子
からなることであり、使用済みガスが相互作用空間から
出る時に、その様な電荷を中和する手段を備えることに
より、放電が相互作用空間の外側に伸びる傾向を効果的
に抑えられることを発見した。
放電を生じる重要なファクターは、相互作用空間の外に
出るガスの大部分が電荷を有するイオン化したガス粒子
からなることであり、使用済みガスが相互作用空間から
出る時に、その様な電荷を中和する手段を備えることに
より、放電が相互作用空間の外側に伸びる傾向を効果的
に抑えられることを発見した。
【０００７】そこで本発明では、電極間の相互作用空間
を閉じ込め機構で取り囲むことによりプラズマ放電を相
互作用空間内に閉じ込めるが、その閉じ込め機構は、閉
じ込め機構を通って内側表面から外側表面に伸びる複数
の通路を限定し、プラズマ中に形成される帯電粒子がそ
れらの通路を通過する時に中和される様に、それらの通
路の大きさを調整する。極端な場合、閉じ込め機構は、
２つの別個の平行な隙間を一方は上に、他方は下に形成
する様に中心を合わせた単一の誘電体リングからなるこ
ともできる。より一般的な場合、閉じ込め機構は、上下
の隙間に加えて少なくとも一対の周方向隙間（通路、開
口部）を有する円筒を本質的に形成する様に、間隔を置
いて配置された少なくとも３個の誘電体リングの積み重
ねからなる。代表的な実施態様では、６個のリングを使
用し、上下の隙間に加えて、それらのリング間に５つの
別個の平行な周方向隙間を形成する。さらに、プラズマ
から生じる帯電ガス粒子が流出する際に隙間中で移動し
なければならない距離が粒子の平均自由行路よりも本質
的に長くなり、最も励起された粒子が隙間の壁と少なく
とも１回衝突する様に、形成される隙間の大きさを適切
に調整する。これらの隙間壁との衝突により、粒子上の
電荷が中和され、外に出る粒子が中性になる。したがっ
て、相互作用空間の外で放電する傾向が本質的に無くな
る。
を閉じ込め機構で取り囲むことによりプラズマ放電を相
互作用空間内に閉じ込めるが、その閉じ込め機構は、閉
じ込め機構を通って内側表面から外側表面に伸びる複数
の通路を限定し、プラズマ中に形成される帯電粒子がそ
れらの通路を通過する時に中和される様に、それらの通
路の大きさを調整する。極端な場合、閉じ込め機構は、
２つの別個の平行な隙間を一方は上に、他方は下に形成
する様に中心を合わせた単一の誘電体リングからなるこ
ともできる。より一般的な場合、閉じ込め機構は、上下
の隙間に加えて少なくとも一対の周方向隙間（通路、開
口部）を有する円筒を本質的に形成する様に、間隔を置
いて配置された少なくとも３個の誘電体リングの積み重
ねからなる。代表的な実施態様では、６個のリングを使
用し、上下の隙間に加えて、それらのリング間に５つの
別個の平行な周方向隙間を形成する。さらに、プラズマ
から生じる帯電ガス粒子が流出する際に隙間中で移動し
なければならない距離が粒子の平均自由行路よりも本質
的に長くなり、最も励起された粒子が隙間の壁と少なく
とも１回衝突する様に、形成される隙間の大きさを適切
に調整する。これらの隙間壁との衝突により、粒子上の
電荷が中和され、外に出る粒子が中性になる。したがっ
て、相互作用空間の外で放電する傾向が本質的に無くな
る。
【０００８】リングの積み重ねによって形成される円筒
形の閉じ込め機構は、プラズマを閉じ込めることに加え
て、プラズマエッチング工程で形成される傾向がある重
合体による被覆を、室の内壁にではなく、閉じ込めリン
グ自体だけに制限する。閉じ込め機構が被覆されるの
で、シールドを容易に分解でき、容易に清掃でき、容易
に交換できる設計になっていることは重要である。閉じ
込め機構にリングを使用することにより、これらの条件
が満たされる。
形の閉じ込め機構は、プラズマを閉じ込めることに加え
て、プラズマエッチング工程で形成される傾向がある重
合体による被覆を、室の内壁にではなく、閉じ込めリン
グ自体だけに制限する。閉じ込め機構が被覆されるの
で、シールドを容易に分解でき、容易に清掃でき、容易
に交換できる設計になっていることは重要である。閉じ
込め機構にリングを使用することにより、これらの条件
が満たされる。
【０００９】その上、閉じ込め機構を含むことにより、
プラズマの発生に使用するすべての無線周波数供給源の
ための帰路や接地の様な、ハウジングまたは室の通常の
役目を軽減することができる。その結果、この設計によ
り、この装置は多周波数運転に特に使い易くなる。この
種の運転では、第一の周波数が比較的低い電圧を、加工
品（例えば半導体ウェハ）を支持する第一電極に印加
し、第二の周波数が比較的高い電圧を第二電極に印加す
る。低周波数電圧供給源はその大地への帰路（アース）
が低域路を経由しており、高周波数電圧供給源はその大
地への帰路（アース）が高域路を経由している。これに
よって、２つの供給源は相互から電気的に効果的に隔離
されている。本発明の好ましい実施態様は、閉じ込め機
構および２周波数モード運転の両方を採用しているが、
それぞれの特徴は互いに独立して使用することができ
る。
プラズマの発生に使用するすべての無線周波数供給源の
ための帰路や接地の様な、ハウジングまたは室の通常の
役目を軽減することができる。その結果、この設計によ
り、この装置は多周波数運転に特に使い易くなる。この
種の運転では、第一の周波数が比較的低い電圧を、加工
品（例えば半導体ウェハ）を支持する第一電極に印加
し、第二の周波数が比較的高い電圧を第二電極に印加す
る。低周波数電圧供給源はその大地への帰路（アース）
が低域路を経由しており、高周波数電圧供給源はその大
地への帰路（アース）が高域路を経由している。これに
よって、２つの供給源は相互から電気的に効果的に隔離
されている。本発明の好ましい実施態様は、閉じ込め機
構および２周波数モード運転の両方を採用しているが、
それぞれの特徴は互いに独立して使用することができ
る。
【００１０】特に、２種類の周波数、すなわち加工品を
支持している電極に印加する電圧の周波数にイオン移動
周波数未満の約２メガヘルツ、および他方の電極に印加
する周波数に第一の周波数（２メガヘルツ）の１０倍を
超える約２７．１２メガヘルツを選択することは、本発
明の別の特徴を形成すると考えられる。
支持している電極に印加する電圧の周波数にイオン移動
周波数未満の約２メガヘルツ、および他方の電極に印加
する周波数に第一の周波数（２メガヘルツ）の１０倍を
超える約２７．１２メガヘルツを選択することは、本発
明の別の特徴を形成すると考えられる。
【００１１】本発明は、一つの特徴により、内部に形成
されたプラズマを２個の平行な電極間の相互作用空間に
閉じ込めるプラズマ処理装置に関する。このプラズマ処
理装置は、加工品の処理に有用な気体状媒体を収容する
手段、２個の電極、および閉じ込め機構からなる。平行
な一対の電極は、それらの間に相互作用空間を限定し、
無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化した時に、その相互作用空間
に、電極の一方の上に支持された加工品を処理できるプ
ラズマが発生する。閉じ込め機構は、閉じ込め機構を通
して内側表面から外側表面にガスを流す複数の個別の平
行な通路を限定する。
されたプラズマを２個の平行な電極間の相互作用空間に
閉じ込めるプラズマ処理装置に関する。このプラズマ処
理装置は、加工品の処理に有用な気体状媒体を収容する
手段、２個の電極、および閉じ込め機構からなる。平行
な一対の電極は、それらの間に相互作用空間を限定し、
無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化した時に、その相互作用空間
に、電極の一方の上に支持された加工品を処理できるプ
ラズマが発生する。閉じ込め機構は、閉じ込め機構を通
して内側表面から外側表面にガスを流す複数の個別の平
行な通路を限定する。
【００１２】平行な通路は、それらの通路を通るガス流
の方向に対して直角の方向で間隔を置いて配置されてい
る。閉じ込め機構は電極間に配置され、通路の大きさ
は、プラズマ中に形成された帯電粒子が通路を通過する
時に、それらの帯電粒子を中和することにより、放電を
相互作用空間内に本質的に閉じ込める様に調整されてい
る。
の方向に対して直角の方向で間隔を置いて配置されてい
る。閉じ込め機構は電極間に配置され、通路の大きさ
は、プラズマ中に形成された帯電粒子が通路を通過する
時に、それらの帯電粒子を中和することにより、放電を
相互作用空間内に本質的に閉じ込める様に調整されてい
る。
【００１３】本発明は、別の特徴により、プラズマ閉じ
込め手段を含むプラズマエッチング装置に関する。この
プラズマエッチング装置は、エッチングに有用な気体状
媒体を収容する手段、平行な一対の電極、および少なく
とも３個の間隔を置いて配置されたリングの積み重ねか
らなる。電極はそれらの間に相互作用空間を限定し、無
線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こし、
気体状媒体をイオン化した時に、その相互作用空間に、
電極の一方の上に支持された加工品をエッチングできる
プラズマが発生する。互いに間隔を置いて配置され、間
に隙間を形成し、相互作用空間を取り囲む様に配置され
たリングの積み重ねは、使用済みガスの流出を制御し、
帯電粒子が相互作用空間から出る時に帯電粒子を中和
し、放電を相互作用空間に本質的に閉じ込める。
込め手段を含むプラズマエッチング装置に関する。この
プラズマエッチング装置は、エッチングに有用な気体状
媒体を収容する手段、平行な一対の電極、および少なく
とも３個の間隔を置いて配置されたリングの積み重ねか
らなる。電極はそれらの間に相互作用空間を限定し、無
線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こし、
気体状媒体をイオン化した時に、その相互作用空間に、
電極の一方の上に支持された加工品をエッチングできる
プラズマが発生する。互いに間隔を置いて配置され、間
に隙間を形成し、相互作用空間を取り囲む様に配置され
たリングの積み重ねは、使用済みガスの流出を制御し、
帯電粒子が相互作用空間から出る時に帯電粒子を中和
し、放電を相互作用空間に本質的に閉じ込める。
【００１４】本発明は、さらに別の特徴により、周波数
が異なる２種類の電圧を使用するプラズマエッチング装
置に関する。このプラズマエッチング装置は、エッチン
グに有用な気体状媒体を収容する手段、平行な一対の電
極、イオン移動周波数未満の周波数を有する第一の無線
周波数電圧供給源、および第一の周波数より少なくとも
１０倍大きい周波数を有する第二の無線周波数電圧供給
源からなる。平行な電極対はそれらの間に相互作用空間
を限定し、無線周波数エネルギーを供給して電極間に放
電を起こし、気体状媒体をイオン化し、イオン移動周波
数により特徴付けられるイオンを形成した時に、その相
互作用空間に、第一の電極上に支持された加工品をエッ
チングできるプラズマが発生する。第一の供給源は、イ
ンピーダンス適合回路を経由して第一電極に接続され、
低域フィルターを経由してアース線に接続されている。
第二無線周波数電圧供給源は、適合回路を経由して第二
電極に接続され、高域フィルターを経由してアース線に
接続されている。
が異なる２種類の電圧を使用するプラズマエッチング装
置に関する。このプラズマエッチング装置は、エッチン
グに有用な気体状媒体を収容する手段、平行な一対の電
極、イオン移動周波数未満の周波数を有する第一の無線
周波数電圧供給源、および第一の周波数より少なくとも
１０倍大きい周波数を有する第二の無線周波数電圧供給
源からなる。平行な電極対はそれらの間に相互作用空間
を限定し、無線周波数エネルギーを供給して電極間に放
電を起こし、気体状媒体をイオン化し、イオン移動周波
数により特徴付けられるイオンを形成した時に、その相
互作用空間に、第一の電極上に支持された加工品をエッ
チングできるプラズマが発生する。第一の供給源は、イ
ンピーダンス適合回路を経由して第一電極に接続され、
低域フィルターを経由してアース線に接続されている。
第二無線周波数電圧供給源は、適合回路を経由して第二
電極に接続され、高域フィルターを経由してアース線に
接続されている。
【００１５】本発明は、さらに別の特徴により、プラズ
マ閉じ込め手段および２周波数運転の両方を含むプラズ
マエッチング装置に関する。このプラズマエッチング装
置は、エッチングに有用な気体状媒体を収容する手段、
平行な一対の電極、少なくとも３個の間隔を置いて配置
されたリングの積み重ね、約１．５〜２．５メガヘルツ
の周波数を有する第一の無線周波数電圧供給源、および
約２５〜３０メガヘルツの周波数を有する第二の無線周
波数電圧供給源からなる。平行な電極対はそれらの間に
相互作用空間を限定し、無線周波数エネルギーを供給し
て電極間に放電を起こし、気体状媒体をイオン化した時
に、その相互作用空間に、電極の一方の上に支持された
加工品をエッチングできるプラズマが発生する。互いに
間隔を置いて配置され、間に隙間を形成し、相互作用空
間を取り囲む様に配置されたリングの積み重ねは、使用
済みガスの流出を制御し、帯電粒子が相互作用空間から
出る時に帯電粒子を中和し、放電を相互作用空間に本質
的に閉じ込める。第一の供給源は、第二供給源よりも出
力が低く、インピーダンス適合回路を経由して第一電極
に接続され、低域フィルターを経由してアース線に接続
されている。第二無線周波数電圧供給源は、適合回路を
経由して第二電極に接続され、高域フィルターを経由し
てアース線に接続されている。
マ閉じ込め手段および２周波数運転の両方を含むプラズ
マエッチング装置に関する。このプラズマエッチング装
置は、エッチングに有用な気体状媒体を収容する手段、
平行な一対の電極、少なくとも３個の間隔を置いて配置
されたリングの積み重ね、約１．５〜２．５メガヘルツ
の周波数を有する第一の無線周波数電圧供給源、および
約２５〜３０メガヘルツの周波数を有する第二の無線周
波数電圧供給源からなる。平行な電極対はそれらの間に
相互作用空間を限定し、無線周波数エネルギーを供給し
て電極間に放電を起こし、気体状媒体をイオン化した時
に、その相互作用空間に、電極の一方の上に支持された
加工品をエッチングできるプラズマが発生する。互いに
間隔を置いて配置され、間に隙間を形成し、相互作用空
間を取り囲む様に配置されたリングの積み重ねは、使用
済みガスの流出を制御し、帯電粒子が相互作用空間から
出る時に帯電粒子を中和し、放電を相互作用空間に本質
的に閉じ込める。第一の供給源は、第二供給源よりも出
力が低く、インピーダンス適合回路を経由して第一電極
に接続され、低域フィルターを経由してアース線に接続
されている。第二無線周波数電圧供給源は、適合回路を
経由して第二電極に接続され、高域フィルターを経由し
てアース線に接続されている。
【００１６】本発明は、さらに別の特徴により、プラズ
マ処理に有用な気体状媒体を含むプラズマ処理装置の相
互作用空間内に放電を閉じ込めるための閉じ込め機構に
関する。閉じ込め機構は、垂直な円筒を含み、円筒は円
筒を通して円筒の内側表面から外側表面に伸びる複数の
個別の平行な通路を限定する部分を有し、通路は、それ
らの通路を通るガス流の方向に対して直角の方向で間隔
を置いて配置されている。閉じ込め機構は、プラズマ処
理装置内で間隔を置いて配置された電極の間に配置さ
れ、気体状媒体中で無線周波数により誘導された放電中
で作り出された帯電粒子が該閉じ込め機構の通路を通過
する時に、それらの帯電粒子を中和するのに有効であ
る。
マ処理に有用な気体状媒体を含むプラズマ処理装置の相
互作用空間内に放電を閉じ込めるための閉じ込め機構に
関する。閉じ込め機構は、垂直な円筒を含み、円筒は円
筒を通して円筒の内側表面から外側表面に伸びる複数の
個別の平行な通路を限定する部分を有し、通路は、それ
らの通路を通るガス流の方向に対して直角の方向で間隔
を置いて配置されている。閉じ込め機構は、プラズマ処
理装置内で間隔を置いて配置された電極の間に配置さ
れ、気体状媒体中で無線周波数により誘導された放電中
で作り出された帯電粒子が該閉じ込め機構の通路を通過
する時に、それらの帯電粒子を中和するのに有効であ
る。
【００１７】以下に添付の図面を参照しながら、本発明
を詳細に説明する。図面は必ずしも原寸通りではない。
を詳細に説明する。図面は必ずしも原寸通りではない。
【００１８】
【実施例】ここで図１に関して、本発明の好ましい実施
態様によるプラズマエッチング装置１０を示す。プラズ
マエッチング装置は、プラズマ処理装置とも呼ばれ、化
学気相堆積（ＣＶＤ）の様な他のプラズマを使用する処
理にも使用できる。プラズマエッチング装置１０は、所
望のプラズマエッチング処理が行なわれる室（チャンバ
ー）１２を限定する、一般的に大部分が金属または石英
からなるハウジング１１を含んでなる。ハウジング１１
は上部１１Ａを有するが、この上部はハウジング１１の
残りの部分から容易に取り外すことができる。一般的
に、ハウジング１１は、安全上の理由から大地電位に維
持されている少なくとも１箇所の導電性部分を含む。室
１２の中には、それぞれ本質的に平らで円形の一対の平
行な電極１３および１４がある。この図は、電極１３
が、エッチングすべき加工品１６を支持している状態を
示す。加工品１６は、一般的に、通路またはパターンを
エッチングする１つ以上の層で被覆した上側表面３３を
有する半導体ウェハ１６である。２個の電極１３および
１４は、直径がほぼ等しく、それらの間に相互作用空間
１７を限定するのが有利である。運転中、入口（図には
示していない）から１種以上の異なったガスが室１２の
中に流入して相互作用空間１７を満たし、使用済みガス
は出口（図には示していない）から相互作用空間の外に
排出される。エッチング剤として作用する気体状媒体を
導入および排出する特定の様式は本発明の理解には特に
関係しないので、図面中の不必要な複雑さを避けるため
に、その様な気体状媒体用の入口および出口は図に示し
ていない。２個の電極間に２種類の異なった周波数成分
を含む無線周波数（ｒ．ｆ．）電圧を印加し、相互作用
空間１７中のガスをイオン化し、加工品１６の露出した
表面３３を必要に応じてエッチングするプラズマを形成
する。
態様によるプラズマエッチング装置１０を示す。プラズ
マエッチング装置は、プラズマ処理装置とも呼ばれ、化
学気相堆積（ＣＶＤ）の様な他のプラズマを使用する処
理にも使用できる。プラズマエッチング装置１０は、所
望のプラズマエッチング処理が行なわれる室（チャンバ
ー）１２を限定する、一般的に大部分が金属または石英
からなるハウジング１１を含んでなる。ハウジング１１
は上部１１Ａを有するが、この上部はハウジング１１の
残りの部分から容易に取り外すことができる。一般的
に、ハウジング１１は、安全上の理由から大地電位に維
持されている少なくとも１箇所の導電性部分を含む。室
１２の中には、それぞれ本質的に平らで円形の一対の平
行な電極１３および１４がある。この図は、電極１３
が、エッチングすべき加工品１６を支持している状態を
示す。加工品１６は、一般的に、通路またはパターンを
エッチングする１つ以上の層で被覆した上側表面３３を
有する半導体ウェハ１６である。２個の電極１３および
１４は、直径がほぼ等しく、それらの間に相互作用空間
１７を限定するのが有利である。運転中、入口（図には
示していない）から１種以上の異なったガスが室１２の
中に流入して相互作用空間１７を満たし、使用済みガス
は出口（図には示していない）から相互作用空間の外に
排出される。エッチング剤として作用する気体状媒体を
導入および排出する特定の様式は本発明の理解には特に
関係しないので、図面中の不必要な複雑さを避けるため
に、その様な気体状媒体用の入口および出口は図に示し
ていない。２個の電極間に２種類の異なった周波数成分
を含む無線周波数（ｒ．ｆ．）電圧を印加し、相互作用
空間１７中のガスをイオン化し、加工品１６の露出した
表面３３を必要に応じてエッチングするプラズマを形成
する。
【００１９】第二電圧供給源２４よりも周波数が低い第
一の電圧供給源２３は、その電圧をインピーダンス適合
回路（ＭＣ）２６を経由し、ハウジング１１の底部にあ
る開口部を通し、誘電層４０を通して通常の様式で下側
電極１３に印加する。この電圧は、上側電極１４を経由
し、低域フィルター（ＬＰ）２９を通じてアースに戻さ
れる。誘電層４０は一般的に、装置１０の運転中に電極
１３の膨張を許容するために、電極１３から僅かな間隔
を置いて配置されている。第二供給源２４は、その電圧
をインピーダンス適合回路（ＭＣ）２８を経由し、ハウ
ジング部分１１Ａにある開口部４２を通し、誘電層３８
を通して上側電極１４に印加し、下側電極１３を経由
し、高域フィルター（ＨＰ）２７を通してアースに戻
す。処理ガスは、一般的に上側電極１４を通して相互作
用空間１７に注入される。誘電層３８は一般的に、装置
１０の運転中に電極１４の膨張を許容するために、電極
１４から僅かな間隔を置いて配置されている。当業者に
はよく知られている様に、その様な多周波数設計では、
供給源２３から電極１３に印加される周波数は、加工品
１６に入射するイオンのエネルギーを最適選択値に調整
するセルフバイアスを電極１３上に供給するために使用
される。電極１４に印加される供給源２４の周波数は、
一般的にプラズマの密度および加工品１６に入射するイ
オンの量を制御する。しかし、無論、より高い方の周波
数の供給源２４は、下側電極１３上に課せられるバイア
スに影響するシース厚の様なプラズマパラメータに重大
な影響を及ぼす。我々は、供給源２３の周波数を、放電
により形成されるイオンの約３．５メガヘルツのイオン
移行周波数よりも低く選定した。イオン移行周波数より
も十分に低い、約１．５〜２．５メガヘルツ、例えば２
メガヘルツ、の周波数を選択することにより、供給源２
３は、加工品１６に衝突するイオンのエネルギーを、供
給源２３により形成されるセルフ−バイアスから与えら
れるよりも大きく増大させる。
一の電圧供給源２３は、その電圧をインピーダンス適合
回路（ＭＣ）２６を経由し、ハウジング１１の底部にあ
る開口部を通し、誘電層４０を通して通常の様式で下側
電極１３に印加する。この電圧は、上側電極１４を経由
し、低域フィルター（ＬＰ）２９を通じてアースに戻さ
れる。誘電層４０は一般的に、装置１０の運転中に電極
１３の膨張を許容するために、電極１３から僅かな間隔
を置いて配置されている。第二供給源２４は、その電圧
をインピーダンス適合回路（ＭＣ）２８を経由し、ハウ
ジング部分１１Ａにある開口部４２を通し、誘電層３８
を通して上側電極１４に印加し、下側電極１３を経由
し、高域フィルター（ＨＰ）２７を通してアースに戻
す。処理ガスは、一般的に上側電極１４を通して相互作
用空間１７に注入される。誘電層３８は一般的に、装置
１０の運転中に電極１４の膨張を許容するために、電極
１４から僅かな間隔を置いて配置されている。当業者に
はよく知られている様に、その様な多周波数設計では、
供給源２３から電極１３に印加される周波数は、加工品
１６に入射するイオンのエネルギーを最適選択値に調整
するセルフバイアスを電極１３上に供給するために使用
される。電極１４に印加される供給源２４の周波数は、
一般的にプラズマの密度および加工品１６に入射するイ
オンの量を制御する。しかし、無論、より高い方の周波
数の供給源２４は、下側電極１３上に課せられるバイア
スに影響するシース厚の様なプラズマパラメータに重大
な影響を及ぼす。我々は、供給源２３の周波数を、放電
により形成されるイオンの約３．５メガヘルツのイオン
移行周波数よりも低く選定した。イオン移行周波数より
も十分に低い、約１．５〜２．５メガヘルツ、例えば２
メガヘルツ、の周波数を選択することにより、供給源２
３は、加工品１６に衝突するイオンのエネルギーを、供
給源２３により形成されるセルフ−バイアスから与えら
れるよりも大きく増大させる。
【００２０】その上、我々は、深く浸透するプラズマを
より効果的に励起するために、供給源２４の周波数を、
通常の周波数１３．５６メガサイクルの２倍の２７．１
２メガヘルツに選定した。好ましくは、閉じ込め機構
は、空間により分離された少なくとも３個のリングを垂
直に積み重ねて形成され、閉じ込め機構を通る複数の通
路を形成し、各通路は、隣接するリングの上側および下
側表面の間の空間により決定される高さ、および機構の
内側および外側表面を限定するリングの内側および外側
縁部の間の距離により決定される長さを有する。さら
に、２種類の周波数（２および２７．１２メガヘルツ）
の比は１０のファクターより大きく、簡単なフィルター
で分離できる十分な差を有する。有利なことに、好まし
い実施態様では、低域フィルター２９は単にインダクタ
ーでよく、高域フィルター２７は単にキャパシターでよ
い。
より効果的に励起するために、供給源２４の周波数を、
通常の周波数１３．５６メガサイクルの２倍の２７．１
２メガヘルツに選定した。好ましくは、閉じ込め機構
は、空間により分離された少なくとも３個のリングを垂
直に積み重ねて形成され、閉じ込め機構を通る複数の通
路を形成し、各通路は、隣接するリングの上側および下
側表面の間の空間により決定される高さ、および機構の
内側および外側表面を限定するリングの内側および外側
縁部の間の距離により決定される長さを有する。さら
に、２種類の周波数（２および２７．１２メガヘルツ）
の比は１０のファクターより大きく、簡単なフィルター
で分離できる十分な差を有する。有利なことに、好まし
い実施態様では、低域フィルター２９は単にインダクタ
ーでよく、高域フィルター２７は単にキャパシターでよ
い。
【００２１】エッチングには様々なガスまたはガス混合
物が知られており、当業者にはよく知られている様に、
一般的に加工品１６上の各種材料層のエッチングに望ま
しい選択性および／または異方性を与える様に選択す
る。
物が知られており、当業者にはよく知られている様に、
一般的に加工品１６上の各種材料層のエッチングに望ま
しい選択性および／または異方性を与える様に選択す
る。
【００２２】本発明の例として示す実施態様では、装置
１０の運転中、電極１３および１４の間に発生するプラ
ズマ放電は、図１の断面図および図２の立体図に示すリ
ング機構（閉じ込め機構、閉じ込めシールド、リングの
積み重ね、または閉じ込めリングとも呼ばれる）３０に
より電極間の相互作用空間１７に閉じ込められる。
１０の運転中、電極１３および１４の間に発生するプラ
ズマ放電は、図１の断面図および図２の立体図に示すリ
ング機構（閉じ込め機構、閉じ込めシールド、リングの
積み重ね、または閉じ込めリングとも呼ばれる）３０に
より電極間の相互作用空間１７に閉じ込められる。
【００２３】隙間を有する閉じ込めシールドとして作用
するリング機構３０は、それぞれ好ましくは高品質融解
シリカまたは石英である誘電体からなる円形リング３２
の積み重ねを含んでなる。この積み重ねは垂直な円筒を
形成する。好ましい実施態様では、図１および２に示す
様に、６個のリング３２を積み重ねる。組み立てる時、
６個のリング３２は、やはり石英製のスペーサー３４に
より、間隔を置いて配置される。スペーサー３４は、ウ
オッシャーでも、リング３２の隆起部分でもよい。リン
グ３２およびウオッシャー３４を通してねじ３６をねじ
込み、堅固な構造を形成する。好ましい実施態様では、
ねじ３６はナイロン製である。図１に示す装置の様に、
ねじを、電極１３および１４を取り囲む上側板３７の中
にねじ込むことにより、機構を室１２の中に支持するの
が有利である。
するリング機構３０は、それぞれ好ましくは高品質融解
シリカまたは石英である誘電体からなる円形リング３２
の積み重ねを含んでなる。この積み重ねは垂直な円筒を
形成する。好ましい実施態様では、図１および２に示す
様に、６個のリング３２を積み重ねる。組み立てる時、
６個のリング３２は、やはり石英製のスペーサー３４に
より、間隔を置いて配置される。スペーサー３４は、ウ
オッシャーでも、リング３２の隆起部分でもよい。リン
グ３２およびウオッシャー３４を通してねじ３６をねじ
込み、堅固な構造を形成する。好ましい実施態様では、
ねじ３６はナイロン製である。図１に示す装置の様に、
ねじを、電極１３および１４を取り囲む上側板３７の中
にねじ込むことにより、機構を室１２の中に支持するの
が有利である。
【００２４】隣接するリング３２間の空間は、図１およ
び２に示す、垂直円筒中に垂直に間隔を置いて配置され
た個別の平行な周方向隙間（通路）３１を形成し、そこ
を通して使用済みガスが相互作用空間１７から流出し、
室１２から排出される。
び２に示す、垂直円筒中に垂直に間隔を置いて配置され
た個別の平行な周方向隙間（通路）３１を形成し、そこ
を通して使用済みガスが相互作用空間１７から流出し、
室１２から排出される。
【００２５】隙間３１は、本質的にリング機構３０の全
周にわたって伸びており、スペーサー３４によってのみ
中断されている。
周にわたって伸びており、スペーサー３４によってのみ
中断されている。
【００２６】それぞれの隙間３１は５：１の最小縦横比
を有するが、ここで、縦横比とは、半径方向における隙
間３１の幅の、垂直方向における隙間３１の高さに対す
る比として定義される。隙間の半径方向幅は、一般的に
隙間３１を通って相互作用空間１７から外に出る帯電粒
子（一般的にイオン）の平均自由行路の少なくとも２
倍、好ましくは少なくとも１０倍に形成する。好ましい
実施態様では、半径方向幅は、平均自由行路の約４０倍
である。粒子の平均自由行路は、気体状媒体の圧力の関
数である。この平均自由行路の圧力に対する依存性によ
り、その様な粒子の本質的な画分、好ましくは実質的に
すべて、が隙間３１を限定するリング３２の壁と衝突す
る。その様な衝突により、粒子の電荷が中和される。そ
の結果、制限リングから出るガスには、閉じ込められた
相互作用空間１７の外にプラズマ放電を伸ばす傾向がな
い。その上、リング機構３０は、相互作用空間中で発生
した他の異粒子［例えば、加工品１６の表面３３の上に
あるフォトレジストマスク（図には示していない）の断
片］すべてを遮断する様に作用する。高流量では、その
様な粒子がリング機構３０を横断する（通過する）前に
リング３２の壁に確実に当たるだけの十分な数の衝突が
ない。複数の隙間３１を有することにより、リング機構
３０を横切るガスの速度を下げることができ、その様な
粒子がリング３２の壁に衝突せずに隙間３１を横切る可
能性が少なくなる。
を有するが、ここで、縦横比とは、半径方向における隙
間３１の幅の、垂直方向における隙間３１の高さに対す
る比として定義される。隙間の半径方向幅は、一般的に
隙間３１を通って相互作用空間１７から外に出る帯電粒
子（一般的にイオン）の平均自由行路の少なくとも２
倍、好ましくは少なくとも１０倍に形成する。好ましい
実施態様では、半径方向幅は、平均自由行路の約４０倍
である。粒子の平均自由行路は、気体状媒体の圧力の関
数である。この平均自由行路の圧力に対する依存性によ
り、その様な粒子の本質的な画分、好ましくは実質的に
すべて、が隙間３１を限定するリング３２の壁と衝突す
る。その様な衝突により、粒子の電荷が中和される。そ
の結果、制限リングから出るガスには、閉じ込められた
相互作用空間１７の外にプラズマ放電を伸ばす傾向がな
い。その上、リング機構３０は、相互作用空間中で発生
した他の異粒子［例えば、加工品１６の表面３３の上に
あるフォトレジストマスク（図には示していない）の断
片］すべてを遮断する様に作用する。高流量では、その
様な粒子がリング機構３０を横断する（通過する）前に
リング３２の壁に確実に当たるだけの十分な数の衝突が
ない。複数の隙間３１を有することにより、リング機構
３０を横切るガスの速度を下げることができ、その様な
粒子がリング３２の壁に衝突せずに隙間３１を横切る可
能性が少なくなる。
【００２７】現状技術では、処理する代表的な半導体ウ
ェハは直径が２０．３２ｃｍ（８インチ）である。その
様なウェハを処理するには、電極１３および１４は、一
般的に直径が約１７．７８〜２２．８６ｃｍ（約７〜９
インチ）であり、約２．５４〜４．４５ｃｍ（約１〜
１．７５インチ）の間隔で配置される。２０．３２ｃｍ
（８インチ）半導体ウェハ１６を処理するのに好ましい
実施態様では、各リング３２の内径はウェハの直径より
僅かに大きい約２２．３５ｃｍ（約８．８インチ）であ
り、外径は約２６．１６ｃｍ（約１０．３インチ）であ
る。６個のリングがあり、各リングの厚さは約９０ミル
であり、各隙間の高さは約５０ミルである。リング機構
３０の最上部リング３２と上側板３７の間には隙間３１
がある。底部リング３２と誘電体層４０の上側表面の間
にも同等のさらなる隙間３１が存在する。したがって、
装置１０には実際には７個の隙間３１が存在する。各リ
ング３２の上側および下側表面は実質的に平らであり、
実質的に長方形の断面を有する各リング３２を積み重ね
易くしている。各リング３２の上部および底部の内側お
よび外側縁部は、一般的に僅かに丸みをつけてある。ス
ペーサー３４も同様に平らな上側および下側表面を有
し、リング３２に対する所望の機械的支持を与えるのに
十分に大きいが、隙間３１から出るガスの流れをひどく
妨害しない程度に十分小さな、横方向寸法を有する。一
実施例では、気体状媒体は４００sccm、圧力５０ミリト
ルで室１２中を流れ、隙間から出る気体状粒子に対して
計算した平均自由行路は約４０ミルであった。
ェハは直径が２０．３２ｃｍ（８インチ）である。その
様なウェハを処理するには、電極１３および１４は、一
般的に直径が約１７．７８〜２２．８６ｃｍ（約７〜９
インチ）であり、約２．５４〜４．４５ｃｍ（約１〜
１．７５インチ）の間隔で配置される。２０．３２ｃｍ
（８インチ）半導体ウェハ１６を処理するのに好ましい
実施態様では、各リング３２の内径はウェハの直径より
僅かに大きい約２２．３５ｃｍ（約８．８インチ）であ
り、外径は約２６．１６ｃｍ（約１０．３インチ）であ
る。６個のリングがあり、各リングの厚さは約９０ミル
であり、各隙間の高さは約５０ミルである。リング機構
３０の最上部リング３２と上側板３７の間には隙間３１
がある。底部リング３２と誘電体層４０の上側表面の間
にも同等のさらなる隙間３１が存在する。したがって、
装置１０には実際には７個の隙間３１が存在する。各リ
ング３２の上側および下側表面は実質的に平らであり、
実質的に長方形の断面を有する各リング３２を積み重ね
易くしている。各リング３２の上部および底部の内側お
よび外側縁部は、一般的に僅かに丸みをつけてある。ス
ペーサー３４も同様に平らな上側および下側表面を有
し、リング３２に対する所望の機械的支持を与えるのに
十分に大きいが、隙間３１から出るガスの流れをひどく
妨害しない程度に十分小さな、横方向寸法を有する。一
実施例では、気体状媒体は４００sccm、圧力５０ミリト
ルで室１２中を流れ、隙間から出る気体状粒子に対して
計算した平均自由行路は約４０ミルであった。
【００２８】例として示す実施態様では、ハウジング１
１の取り外し可能な最上部１１Ａ、電極１４、上側板３
７、およびリング機構３０は装置１０の他の部分から容
易に取り外すことができる。その様に取り外した後、リ
ング機構３０は、ねじ３６をはずすことにより容易に分
解することができる。これによって容易に加工品１６を
取り出し、リング３２を清掃し、新しい加工品１６を挿
入することができる。
１の取り外し可能な最上部１１Ａ、電極１４、上側板３
７、およびリング機構３０は装置１０の他の部分から容
易に取り外すことができる。その様に取り外した後、リ
ング機構３０は、ねじ３６をはずすことにより容易に分
解することができる。これによって容易に加工品１６を
取り出し、リング３２を清掃し、新しい加工品１６を挿
入することができる。
【００２９】無論、上記の具体的な実施態様は本発明の
一般的な原理を説明しているに過ぎない。本発明の精神
および範囲から逸脱することなく、様々な修正が可能で
あることは明らかである。２０．３２ｃｍ（８インチ）
半導体ウェハ以外の加工品を使用する場合、異なった寸
法の装置１０を使用することになる。より少ない、また
はより多い数のリング３２を使用するのが望ましい場合
もあろう。あるいは、単にリングの積み重ね３０の上部
および底部リング３２を電極１３および１４から引き離
し、それによって生じた空間を追加隙間３１として使用
することにより、リング３２を追加しなくても、隙間３
１の数を増加させることができる。極端な場合、適切な
比率を有する２個の隙間を形成する様に適切に配置した
単一のリングも使用できる。リング機構３０で単一周波
数設計を使用するのが望ましい場合もあろう。その様な
場合、上側電極１４と下側電極１３の間に電圧信号をか
け、室１２を限定する壁に基準電圧（一般的に接地）を
かける。また、下側電極１３に直流電圧を印加するため
に、直流電圧供給源を使用するのが望ましい場合もあろ
う。
一般的な原理を説明しているに過ぎない。本発明の精神
および範囲から逸脱することなく、様々な修正が可能で
あることは明らかである。２０．３２ｃｍ（８インチ）
半導体ウェハ以外の加工品を使用する場合、異なった寸
法の装置１０を使用することになる。より少ない、また
はより多い数のリング３２を使用するのが望ましい場合
もあろう。あるいは、単にリングの積み重ね３０の上部
および底部リング３２を電極１３および１４から引き離
し、それによって生じた空間を追加隙間３１として使用
することにより、リング３２を追加しなくても、隙間３
１の数を増加させることができる。極端な場合、適切な
比率を有する２個の隙間を形成する様に適切に配置した
単一のリングも使用できる。リング機構３０で単一周波
数設計を使用するのが望ましい場合もあろう。その様な
場合、上側電極１４と下側電極１３の間に電圧信号をか
け、室１２を限定する壁に基準電圧（一般的に接地）を
かける。また、下側電極１３に直流電圧を印加するため
に、直流電圧供給源を使用するのが望ましい場合もあろ
う。
【図１】本発明の好ましい実施態様によるプラズマエッ
チング装置の基本的な構成を図式的に示す図である。
チング装置の基本的な構成を図式的に示す図である。
【図２】図１のリング機構を立体的に示す図である。
１０ プラズマエッチング装置 １１ ハウジング １１Ａ ハウジング上部 １２ 室（チャンバー） １３ 下側電極 １４ 上側電極 １６ 加工品（半導体ウエハ） １７ 相互作用空間 ２３ 第一電圧供給源 ２４ 第二電圧供給源 ２６、２８ インピーダンス適合回路（ＭＣ） ２７ 高域フィルター（ＨＰ） ２９ 低域フィルター（ＬＰ） ３０ リング機構 ３１ 周方向隙間（通路） ３２ 円形リング ３３ 被覆上側表面（被覆露出表面） ３４ スペーサー（ウオッシャー） ３６ ねじ ３７ 上側板 ３８、４０ 誘電層
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ２３Ｃ 16/50 // Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ (72)発明者 ロバート デュアン デブル アメリカ合衆国．94538 カリフォルニア, フレモント，エンタープライズ プレイス 4408 エー
Claims (30)
- 【請求項１】 加工品の処理に有用な気体状媒体を収容
する手段、 無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化した時に、電極の一方の上に
支持された加工品を処理できるプラズマを発生する相互
作用空間を限定する平行な一対の電極、および閉じ込め
機構、該閉じ込め機構は、閉じ込め機構を通して内側表
面から外側表面に伸びる、ガスを流す複数の個別の平行
な通路を限定し、該平行な通路は、該通路を通るガス流
の方向に対して直角の方向で間隔を置いて配置されてお
り、該閉じ込め機構が電極間に配置され、該通路の大き
さが、プラズマ中に形成された帯電粒子が該通路を通過
する時に、該帯電粒子を中和することにより、放電を相
互作用空間内に本質的に閉じ込める様に調整されてい
る、ことからなるプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 該閉じ込め機構が誘電体からなることを
特徴とする請求項１のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 該閉じ込め機構が垂直の円筒からなるこ
とを特徴とする請求項１のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 該閉じ込め機構を通って伸びる個別の平
行な通路が放射状の通路であることを特徴とする請求項
３のプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 該閉じ込め機構が、上側表面および下側
表面を有する少なくとも１個の閉じ込めリングからな
り、該少なくとも１個の閉じ込めリングが、周囲に配分
された複数の個別の通路を限定する様に配置され、該通
路が、該リングの該上側表面および下側表面の間に配置
された、該リングに対して本質的に平行な個別の平面内
で、それぞれ該機構の該内側表面から該外側表面に放射
状に伸びることを特徴とする請求項４のプラズマ処理装
置。 - 【請求項６】 該閉じ込め機構が少なくとも３個のリン
グからなることを特徴とする請求項５のプラズマ処理装
置。 - 【請求項７】 エッチングに有用な気体状媒体を収容す
る手段、 無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化した時に、電極の一方の上に
支持された加工品をエッチングできるプラズマを発生す
る相互作用空間を限定する平行な一対の電極、および少
なくとも３個のリングの積み重ね、該リングは、互いに
間隔を置いて配置され、間に隙間を形成し、相互作用空
間を取り囲む様に配置され、使用済みガスの流出を制御
し、帯電粒子が相互作用空間から出る時に帯電粒子を中
和し、放電を相互作用空間に本質的に閉じ込める、こと
からなることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項８】 装置の運転中、外に出る帯電粒子が隙間
中で移動しなければならない距離が、帯電粒子の平均自
由行路よりも本質的に長くなる様に、それぞれの隙間の
大きさが調整されていることを特徴とする請求項７のプ
ラズマエッチング装置。 - 【請求項９】 リングが誘電体材料からなることを特徴
とする請求項８のプラズマエッチング装置。 - 【請求項１０】 誘電体材料が石英であることを特徴と
する請求項９のプラズマエッチング装置。 - 【請求項１１】 さらに第一および第二の無線周波数電
圧供給源からなり、第一供給源は、第二供給源よりも周
波数が低く、インピーダンス適合回路を経由して加工品
を支持する電極に接続され、低域フィルターを経由して
アース線に接続されており、第二供給源は、インピーダ
ンス適合回路を経由して第二電極に接続され、高域フィ
ルターを経由してアース線に接続されていることを特徴
とする請求項７のプラズマエッチング装置。 - 【請求項１２】 第一無線周波数供給源が、気体状媒体
中で形成されるイオンのイオン移動周波数特性よりも低
い周波数を有することを特徴とする請求項１１のプラズ
マエッチング装置。 - 【請求項１３】 第一供給源と第二供給源の周波数の比
が１０：１より大きいことを特徴とする請求項１１のプ
ラズマエッチング装置。 - 【請求項１４】 第一供給源の周波数が約１．５〜２．
５メガヘルツであり、第二供給源の周波数が約２５〜３
０メガヘルツであることを特徴とする請求項１１のプラ
ズマエッチング装置。 - 【請求項１５】 第一供給源の周波数が約２．０メガヘ
ルツであり、第二供給源の周波数が約２７．１２メガヘ
ルツであることを特徴とする請求項１４のプラズマエッ
チング装置。 - 【請求項１６】 リングが誘電体材料からなることを特
徴とする請求項１５のプラズマエッチング装置。 - 【請求項１７】 誘電体材料が石英であることを特徴と
する請求項１６のプラズマエッチング装置。 - 【請求項１８】 エッチングに有用な気体状媒体を収容
する手段、 無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化し、イオン移動周波数により
特徴付けられるイオンを形成する時に、第一の電極上に
支持された加工品をエッチングできるプラズマを発生す
る相互作用空間を限定する平行な一対の電極、 イオン移動周波数より低い周波数を有する第一無線周波
数電圧供給源、および少なくとも第一周波数の１０倍よ
り大きい周波数を有する第二無線周波数電圧供給源から
なり、 第一供給源が、インピーダンス適合回路を経由して第一
電極に接続され、低域フィルターを経由してアース線に
接続されており、 第二供給源が、適合回路を経由して第二電極に接続さ
れ、高域フィルターを経由してアース線に接続されてい
ることを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 【請求項１９】 第一供給源の周波数が約２．０メガヘ
ルツであり、第二供給源の周波数が約２７．１２メガヘ
ルツであることを特徴とする請求項１８のプラズマエッ
チング装置。 - 【請求項２０】 エッチングに有用な気体状媒体を収容
する手段、 無線周波数エネルギーを供給して電極間に放電を起こ
し、気体状媒体をイオン化する時に、電極の一方の上に
支持された加工品をエッチングできるプラズマを発生す
る相互作用空間を限定する平行な一対の電極、 少なくとも３個のリングの積み重ね、該リングは、互い
に間隔を置いて配置され、間に隙間を形成し、相互作用
空間を取り囲む様に配置され、使用済みガスの流出を制
御し、帯電粒子が相互作用空間から出る時に帯電粒子を
中和し、それによって放電を相互作用空間に本質的に閉
じ込める、 約１．５〜２．５メガヘルツの周波数を有する第一無線
周波数電圧供給源、および約２５〜３０メガヘルツの周
波数を有する第二無線周波数電圧供給源からなり、 第一供給源が、インピーダンス適合回路を経由して第一
電極に接続され、低域フィルターを経由してアース線に
接続されており、 第二供給源が、インピーダンス適合回路を経由して第二
電極に接続され、高域フィルターを経由してアース線に
接続されていることを特徴とするプラズマエッチング装
置。 - 【請求項２１】 装置の運転中、外に出る帯電粒子が隙
間中で移動しなければならない距離が、帯電流の平均自
由行路よりも本質的に長くなる様に、それぞれの隙間の
大きさが調整されていることを特徴とする請求項２０の
プラズマエッチング装置。 - 【請求項２２】 第一供給源の周波数が約２．０メガヘ
ルツであり、第二供給源の周波数が約２７．１２メガヘ
ルツであることを特徴とする請求項２１のプラズマエッ
チング装置。 - 【請求項２３】 リングが誘電体材料からなることを特
徴とする請求項２２のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２４】 誘電体材料が石英であることを特徴と
する請求項２３のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２５】 リングの積み重ねが、６個のリングか
らなり、リング間に５個の隙間および上側の隙間および
下側の隙間を限定することを特徴とする請求項２０のプ
ラズマエッチング装置。 - 【請求項２６】 プラズマ処理に有用な気体状媒体を含
むプラズマ処理装置の相互作用空間内に放電を本質的に
閉じ込めるための閉じ込め機構であって、該閉じ込め機
構が垂直な円筒からなり、該円筒が、該円筒を通して該
円筒の内側表面から外側表面に伸びる複数の個別の平行
な通路を限定する部分を有し、該通路は、該通路を通る
ガス流の方向に対して直角の方向で間隔を置いて配置さ
れており、 該閉じ込め機構が、プラズマ処理装置内で間隔を置いて
配置された電極の間に配置され、気体状媒体中で無線周
波数により誘導された放電中で形成された帯電粒子が該
閉じ込め機構の通路を通過する時に、それらの帯電粒子
を中和するのに有効であることを特徴とする閉じ込め機
構。 - 【請求項２７】 円筒が誘電体からなることを特徴とす
る請求項２６の閉じ込め機構。 - 【請求項２８】閉じ込め機構を通る通路が、放射状に伸
びる通路からなることを特徴とする請求項２６の閉じ込
め機構。 - 【請求項２９】 閉じ込め機構が、上側表面および下側
表面を有する少なくとも１個の閉じ込めリングからな
り、該少なくとも１個の閉じ込めリングが、周囲に配分
された複数の個別の通路を限定する様に配置され、該通
路が、該リングの該上側表面および下側表面の間に配置
された、該リングに対して本質的に平行な個別の平面内
で、それぞれ該機構の該内側表面から該外側表面に放射
状に伸びることを特徴とする請求項２８の閉じ込め機
構。 - 【請求項３０】 少なくとも３個の閉じ込めリングがあ
ることを特徴とする請求項２９の閉じ込め機構。
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