JPH1070109A - プラズマチャンバ - Google Patents
プラズマチャンバInfo
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- JPH1070109A JPH1070109A JP9164458A JP16445897A JPH1070109A JP H1070109 A JPH1070109 A JP H1070109A JP 9164458 A JP9164458 A JP 9164458A JP 16445897 A JP16445897 A JP 16445897A JP H1070109 A JPH1070109 A JP H1070109A
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32816—Pressure
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- H01J37/32697—Electrostatic control
- H01J37/32706—Polarising the substrate
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一方の電極とプラズマとの間に誘電シールド
を挿入することにより、一方のチャンバ電極上の他方の
電極に対するＤＣバイアスを調整する方法。 【解決手段】 プラズマとシールドで覆われる電極との
間のキャパシタンスを変化させるシールドのあらゆる性
質を調整することにより、ＤＣバイアスを変化させるこ
とが可能である。具体的には、ＤＣバイアスの調整は、
以下の調整手法の何れによりなされる：（１）シールド
の誘電体の厚さを変化させる；（２）誘電材料を誘電定
数が異なるものに取り替える；（３）誘電体のサイズや
形状を変えて、電極のカバーされている表面積を変え
る；（４）シールドとカバーされている電極との間のギ
ャップを変える。
を挿入することにより、一方のチャンバ電極上の他方の
電極に対するＤＣバイアスを調整する方法。 【解決手段】 プラズマとシールドで覆われる電極との
間のキャパシタンスを変化させるシールドのあらゆる性
質を調整することにより、ＤＣバイアスを変化させるこ
とが可能である。具体的には、ＤＣバイアスの調整は、
以下の調整手法の何れによりなされる：（１）シールド
の誘電体の厚さを変化させる；（２）誘電材料を誘電定
数が異なるものに取り替える；（３）誘電体のサイズや
形状を変えて、電極のカバーされている表面積を変え
る；（４）シールドとカバーされている電極との間のギ
ャップを変える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概説的には、半導
体デバイスの製造に用いるプラズマチャンバに関する。
更に具体的には、本発明は、ＲＦ電力が印加される１つ
以上のチャンバ電極上のＤＣバイアス電圧を調整する方
法及びそのための装置に関する。
体デバイスの製造に用いるプラズマチャンバに関する。
更に具体的には、本発明は、ＲＦ電力が印加される１つ
以上のチャンバ電極上のＤＣバイアス電圧を調整する方
法及びそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、エッ
チング、化学気相堆積（ＣＶＤ）やスパッタリング等の
様々な製造プロセスを行うためにプラズマチャンバが広
く用いられている。概説的には、真空ポンプによってチ
ャンバ内の圧力を非常に低く維持しつつ、プロセスガス
の混合ガスをチャンバ内に流入させて、電力を供給しガ
スを励起して、プラズマ状態を作り出す。プロセスガス
混合ガスの構成は、所要の製造プロセスの実施に合わせ
て選択される。
チング、化学気相堆積（ＣＶＤ）やスパッタリング等の
様々な製造プロセスを行うためにプラズマチャンバが広
く用いられている。概説的には、真空ポンプによってチ
ャンバ内の圧力を非常に低く維持しつつ、プロセスガス
の混合ガスをチャンバ内に流入させて、電力を供給しガ
スを励起して、プラズマ状態を作り出す。プロセスガス
混合ガスの構成は、所要の製造プロセスの実施に合わせ
て選択される。
【０００３】エッチングプロセスやＣＶＤプロセスでは
ほぼ全てのプロセスで、また多くのスパッタリングプロ
セスでは、半導体ウエハその他のワークピースはカソー
ド電極上に配置され、ＤＣブロッキングキャパシタを介
してチャンバのカソード電極とアノード電極の間に高周
波（ＲＦ）電源が接続される。最も一般的な態様では、
チャンバ壁はメタルで、ＲＦ電源が接続され、アノード
電極として機能する。チャンバ壁がアノードである場合
は、通常は接地される。
ほぼ全てのプロセスで、また多くのスパッタリングプロ
セスでは、半導体ウエハその他のワークピースはカソー
ド電極上に配置され、ＤＣブロッキングキャパシタを介
してチャンバのカソード電極とアノード電極の間に高周
波（ＲＦ）電源が接続される。最も一般的な態様では、
チャンバ壁はメタルで、ＲＦ電源が接続され、アノード
電極として機能する。チャンバ壁がアノードである場合
は、通常は接地される。
【０００４】プラズマ自体は、正の電荷を有しているた
め、その平均電圧は、カソード電極やアノード電極に対
して正となる。ＲＦ電源がＤＣブロッキングキャパシタ
を介してカソード電極とアノード電極の間に接続されて
いるため、カソード電極のＤＣ電圧とアノード電極のＤ
Ｃ電圧とは等しくなくてもよい。具体的には、カソード
のプラズマに向いている面の表面積はアノードのプラズ
マに向いている面の表面積よりも大変小さいため、カソ
ードはアノードに比べて負である程度が非常に大きい。
換言すれば、プラズマ自体とカソードの間の電圧降下
は、プラズマ自体とアノードの間の電圧降下に比べてか
なり大きい。この電圧の非対象性は広く知られた現象で
あるが、その物理的な原因は複雑であり、完全には理解
されていない（M.A.Lieberman et.al. "Principles of
Plasma Discharge and Materials Processing", John W
iley & Sons, 1994, pages 368-372 参照)。カソードに
おけるアノードに対する負のＤＣ電圧を、一般に、「カ
ソードＤＣバイアス」と称している。
め、その平均電圧は、カソード電極やアノード電極に対
して正となる。ＲＦ電源がＤＣブロッキングキャパシタ
を介してカソード電極とアノード電極の間に接続されて
いるため、カソード電極のＤＣ電圧とアノード電極のＤ
Ｃ電圧とは等しくなくてもよい。具体的には、カソード
のプラズマに向いている面の表面積はアノードのプラズ
マに向いている面の表面積よりも大変小さいため、カソ
ードはアノードに比べて負である程度が非常に大きい。
換言すれば、プラズマ自体とカソードの間の電圧降下
は、プラズマ自体とアノードの間の電圧降下に比べてか
なり大きい。この電圧の非対象性は広く知られた現象で
あるが、その物理的な原因は複雑であり、完全には理解
されていない（M.A.Lieberman et.al. "Principles of
Plasma Discharge and Materials Processing", John W
iley & Sons, 1994, pages 368-372 参照)。カソードに
おけるアノードに対する負のＤＣ電圧を、一般に、「カ
ソードＤＣバイアス」と称している。
【０００５】カソードにおける負のＤＣバイアス電圧
は、プラズマからのイオンを加速して半導体ウエハに衝
突させるが、このときの運動エネルギーは、カソードと
プラズマ自体の間の電圧降下にほぼ等しい。この衝突イ
オンの運動エネルギーは、半導体製造プロセスで望まれ
る化学反応や物理的反応を促進するに有用である。
は、プラズマからのイオンを加速して半導体ウエハに衝
突させるが、このときの運動エネルギーは、カソードと
プラズマ自体の間の電圧降下にほぼ等しい。この衝突イ
オンの運動エネルギーは、半導体製造プロセスで望まれ
る化学反応や物理的反応を促進するに有用である。
【０００６】しかし、これよりも過剰な運動エネルギー
を有する衝突イオンがあれば、半導体ウエハ上に形成し
ようとしているデバイス構造にダメージを与えることが
ある。従って、カソードＤＣバイアスを下げることが望
ましい。
を有する衝突イオンがあれば、半導体ウエハ上に形成し
ようとしているデバイス構造にダメージを与えることが
ある。従って、カソードＤＣバイアスを下げることが望
ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】カソードＤＣバイアス
を低下させる既知の方法の１つは、カソード電極に印加
するＲＦ電力のレベルを下げることである。しかし、Ｒ
Ｆ電力を下げれば、プラズマ中の分子の分解速度も下げ
るという不利益があり、そのため、製造プロセスの速度
を下げてしまうという不利益が生じる（即ち、半導体デ
バイス１つの製造に要する時間を増加させる）。従っ
て、カソードへのＲＦ電力の供給を減らす以外でカソー
ドＤＣバイアスを下げるための装置及び方法が要求され
る。
を低下させる既知の方法の１つは、カソード電極に印加
するＲＦ電力のレベルを下げることである。しかし、Ｒ
Ｆ電力を下げれば、プラズマ中の分子の分解速度も下げ
るという不利益があり、そのため、製造プロセスの速度
を下げてしまうという不利益が生じる（即ち、半導体デ
バイス１つの製造に要する時間を増加させる）。従っ
て、カソードへのＲＦ電力の供給を減らす以外でカソー
ドＤＣバイアスを下げるための装置及び方法が要求され
る。
【０００８】半導体製造プロセスによっては、他のプロ
セスよりも高いエネルギーでのイオン衝突が必要なプロ
セスがある。１つのチャンバで、このように様々なプロ
セスに対応可能となることが望ましい。従って、カソー
ドにＲＦ電力を供給する以外の手法で、所与のチャンバ
に対してカソードＤＣバイアスを調整する方法が要求さ
れる。
セスよりも高いエネルギーでのイオン衝突が必要なプロ
セスがある。１つのチャンバで、このように様々なプロ
セスに対応可能となることが望ましい。従って、カソー
ドにＲＦ電力を供給する以外の手法で、所与のチャンバ
に対してカソードＤＣバイアスを調整する方法が要求さ
れる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、１つの特徴に
おいては、一方の電極とプラズマとの間に誘電シールド
を挿入することにより、一方のチャンバ電極上の他方の
電極に対するＤＣバイアスを調整する方法である。プラ
ズマとシールドで覆われる電極との間のキャパシタンス
を変化させるシールドのあらゆる性質を調整することに
より、ＤＣバイアスを変化させることが可能である。具
体的には、ＤＣバイアスの調整は、以下の調整手法の何
れによりなされる：（１）シールドの誘電体の厚さを変
化させる；（２）誘電材料を誘電定数が異なるものに取
り替える；（３）誘電体のサイズや形状を変えて、電極
のカバーされている表面積を変える；（４）シールドと
カバーされている電極との間のギャップを変える。
おいては、一方の電極とプラズマとの間に誘電シールド
を挿入することにより、一方のチャンバ電極上の他方の
電極に対するＤＣバイアスを調整する方法である。プラ
ズマとシールドで覆われる電極との間のキャパシタンス
を変化させるシールドのあらゆる性質を調整することに
より、ＤＣバイアスを変化させることが可能である。具
体的には、ＤＣバイアスの調整は、以下の調整手法の何
れによりなされる：（１）シールドの誘電体の厚さを変
化させる；（２）誘電材料を誘電定数が異なるものに取
り替える；（３）誘電体のサイズや形状を変えて、電極
のカバーされている表面積を変える；（４）シールドと
カバーされている電極との間のギャップを変える。
【００１０】特に、電気的に接地された（アースされ
た）チャンバ壁がアノード電極に含まれるプラズマチャ
ンバにおいて、カソード電極におけるＤＣバイアス電圧
を調整又は低減するためには、本方法は有用である。プ
ラズマと、チャンバのアースされた部品（チャンバ壁
等）の選択された部分との間に、誘電シールドが配置さ
れる。本方法では、カソードにＲＦ電力を印加しない
で、カソードの（アノードに対する）負ＤＣバイアス電
圧の程度を低減することが可能となる。
た）チャンバ壁がアノード電極に含まれるプラズマチャ
ンバにおいて、カソード電極におけるＤＣバイアス電圧
を調整又は低減するためには、本方法は有用である。プ
ラズマと、チャンバのアースされた部品（チャンバ壁
等）の選択された部分との間に、誘電シールドが配置さ
れる。本方法では、カソードにＲＦ電力を印加しない
で、カソードの（アノードに対する）負ＤＣバイアス電
圧の程度を低減することが可能となる。
【００１１】別の特徴としては、本発明は、排気バッフ
ルを有する半導体デバイス製造用プラズマチャンバであ
って、この排気バッフルは、ＲＦ電力をプラズマに結合
するアースされたチャンバ壁の有効表面積を小さくする
ことにより、カソードＤＣバイアスを低減する。具体的
には、この排気バッフルは曲線通路を多数有し、また、
プラズマチャンバの排気ポートをバッフルの上に配置し
て、この曲線通路を介して真空ポンプによりチャンバガ
スがチャンバから排気できるようにしている。チャンバ
内のプラズマが通路の出口を超えて一切出ていかないよ
う、各通路は十分な長さを有し且つ十分な曲がりを有し
ている。
ルを有する半導体デバイス製造用プラズマチャンバであ
って、この排気バッフルは、ＲＦ電力をプラズマに結合
するアースされたチャンバ壁の有効表面積を小さくする
ことにより、カソードＤＣバイアスを低減する。具体的
には、この排気バッフルは曲線通路を多数有し、また、
プラズマチャンバの排気ポートをバッフルの上に配置し
て、この曲線通路を介して真空ポンプによりチャンバガ
スがチャンバから排気できるようにしている。チャンバ
内のプラズマが通路の出口を超えて一切出ていかないよ
う、各通路は十分な長さを有し且つ十分な曲がりを有し
ている。
【００１２】本発明の排気バッフルにより、チャンバ壁
のうちバッフルの背後にある部分をプラズマから絶縁す
ることにより、ＲＦ電力をプラズマに結合するアースさ
れたチャンバ壁の有効表面積を小さくする。これによ
り、プラズマに面する有効チャンバ壁表面積と、プラズ
マに面するカソード表面積との比が低減し、その結果、
カソードの負ＤＣバイアスの程度を小さくする利点があ
る。
のうちバッフルの背後にある部分をプラズマから絶縁す
ることにより、ＲＦ電力をプラズマに結合するアースさ
れたチャンバ壁の有効表面積を小さくする。これによ
り、プラズマに面する有効チャンバ壁表面積と、プラズ
マに面するカソード表面積との比が低減し、その結果、
カソードの負ＤＣバイアスの程度を小さくする利点があ
る。
【００１３】カソードＤＣバイアスを更に小さくするた
め、排気バッフルには、誘電材料が具備されてもよい。
この誘電体が排気バッフルのあらゆる導電性の要素をア
ースされたチャンバ壁から絶縁していることが好まし
い。この誘電体は、プラズマシースの幅よりも実質的に
厚くなっているべきであり、又は、チャンバ壁から排気
バッフルを介しプラズマに結合するＲＦ電力にインピー
ダンスを与えてこれを実質的に妨げるような十分な厚さ
を有しているべきである。
め、排気バッフルには、誘電材料が具備されてもよい。
この誘電体が排気バッフルのあらゆる導電性の要素をア
ースされたチャンバ壁から絶縁していることが好まし
い。この誘電体は、プラズマシースの幅よりも実質的に
厚くなっているべきであり、又は、チャンバ壁から排気
バッフルを介しプラズマに結合するＲＦ電力にインピー
ダンスを与えてこれを実質的に妨げるような十分な厚さ
を有しているべきである。
【００１４】
（１．好ましい具体例の機構に関する説明）本発明の実
施例の説明を行う前に、本発明の内容を含んでいる真空
チャンバの構造に関する詳細を説明する。
施例の説明を行う前に、本発明の内容を含んでいる真空
チャンバの構造に関する詳細を説明する。
【００１５】図１は、シリコンウエハ上のシリコン酸化
物誘電層をプラズマエッチングするために用いる真空チ
ャンバにおいて実現した本発明の好ましい具体例の１つ
を示している。本発明の基本的な部品は、誘電アノード
シールド１０と、陽極酸化アルミニウムカソードシール
ド１２である。２つのシールドのそれぞれは、略円筒形
状であり、更に具体的には、いずれも、チャンバカソー
ド３０の縦軸の周りに対称である。
物誘電層をプラズマエッチングするために用いる真空チ
ャンバにおいて実現した本発明の好ましい具体例の１つ
を示している。本発明の基本的な部品は、誘電アノード
シールド１０と、陽極酸化アルミニウムカソードシール
ド１２である。２つのシールドのそれぞれは、略円筒形
状であり、更に具体的には、いずれも、チャンバカソー
ド３０の縦軸の周りに対称である。
【００１６】アノードシールド１０は環状突起部１４
を、カソードシールド１２は環状突起部１６を、それぞ
れ有し、これらの突起部はオーバーラップしており、協
働して排気バッフルとして機能する。
を、カソードシールド１２は環状突起部１６を、それぞ
れ有し、これらの突起部はオーバーラップしており、協
働して排気バッフルとして機能する。
【００１７】真空チャンバの側部及び底部は、アルミニ
ウム壁１８により画成される。チャンバ壁１８の側部
は、必然的に円筒状である。チャンバ壁の底部２２は環
状であり、中央には中央開口を有して、以下に述べるよ
うに、カソードペデスタルに適合させる。真空チャンバ
の頂部は、円形のアルミニウムリッド２４により画成さ
れる。チャンバ壁２０の一方の側には、環状アパーチャ
ないしスリット２６があり、これによって、ワークピー
ス（シリコンウエハ等）がチャンバに出し入れできるよ
うになる。また、アノードシールド１０も、スリット２
６に一致するアパーチャ２３を有している。スリットバ
ルブとしての真空バルブ（図示せず）により、チャンバ
作動中にウエハのエッチングを行っている間、ウエハ移
送スリット２６に対する真空シールが維持される。
ウム壁１８により画成される。チャンバ壁１８の側部
は、必然的に円筒状である。チャンバ壁の底部２２は環
状であり、中央には中央開口を有して、以下に述べるよ
うに、カソードペデスタルに適合させる。真空チャンバ
の頂部は、円形のアルミニウムリッド２４により画成さ
れる。チャンバ壁２０の一方の側には、環状アパーチャ
ないしスリット２６があり、これによって、ワークピー
ス（シリコンウエハ等）がチャンバに出し入れできるよ
うになる。また、アノードシールド１０も、スリット２
６に一致するアパーチャ２３を有している。スリットバ
ルブとしての真空バルブ（図示せず）により、チャンバ
作動中にウエハのエッチングを行っている間、ウエハ移
送スリット２６に対する真空シールが維持される。
【００１８】チャンバ底壁２３には、環状のアルミニウ
ムスペーサー２５がボルト止めされ（ボルトは図示せ
ず）、また、スペーサーと壁との間にＯリングが具備さ
れる。環状でＬ字形の断面を有するクオーツ誘電体スペ
ーサー２８が、アルミニウムスペーサーの頂部に置かれ
る。これら２つのスペーサーの間には、Ｏリングにより
真空シールが与えられる。
ムスペーサー２５がボルト止めされ（ボルトは図示せ
ず）、また、スペーサーと壁との間にＯリングが具備さ
れる。環状でＬ字形の断面を有するクオーツ誘電体スペ
ーサー２８が、アルミニウムスペーサーの頂部に置かれ
る。これら２つのスペーサーの間には、Ｏリングにより
真空シールが与えられる。
【００１９】ディスク状のアルミニウムカソード電極３
０は、平坦円形の上面を有しており、ウエハがロボット
（図示せず）によりこの上面の上に配置される。カソー
ド３０は、Ｌ字形誘電スペーサー２８の下側にある内向
きに伸長する部分の上に置かれる。カソードと誘電スペ
ーサーの間のシールは、Ｏリング３１により与えられ
る。Ｏリング２７，２９，３１により、真空チャンバの
内部を真空下で動作させつつカソードの下の領域を大気
圧に維持することが可能となる。
０は、平坦円形の上面を有しており、ウエハがロボット
（図示せず）によりこの上面の上に配置される。カソー
ド３０は、Ｌ字形誘電スペーサー２８の下側にある内向
きに伸長する部分の上に置かれる。カソードと誘電スペ
ーサーの間のシールは、Ｏリング３１により与えられ
る。Ｏリング２７，２９，３１により、真空チャンバの
内部を真空下で動作させつつカソードの下の領域を大気
圧に維持することが可能となる。
【００２０】ＲＦ伝送ライン（図示せず）が、カソード
をＲＦ電源６０（図３のみに図示）の非接地出力端子に
接続し、電源の他方の出力端子は、アースされたチャン
バ壁１８に接続する。Ｌ字形誘電スペーサー２８の下側
にある内向き伸長部分は、チャンバ底壁１８へのアタッ
チメントを介してアースされているメタルスペーサー２
５から、カソードを絶縁する。Ｌ字形誘電スペーサーの
側部は、カソードを包囲して、カソードとチャンバ側壁
の隣接部分との間の放電を防止する。
をＲＦ電源６０（図３のみに図示）の非接地出力端子に
接続し、電源の他方の出力端子は、アースされたチャン
バ壁１８に接続する。Ｌ字形誘電スペーサー２８の下側
にある内向き伸長部分は、チャンバ底壁１８へのアタッ
チメントを介してアースされているメタルスペーサー２
５から、カソードを絶縁する。Ｌ字形誘電スペーサーの
側部は、カソードを包囲して、カソードとチャンバ側壁
の隣接部分との間の放電を防止する。
【００２１】カソードの頂部には、クオーツ誘電リング
３８が配置され、カソードの周縁の上部をプラズマへの
曝露から保護する。カソードの上面３２の残りの部分
は、チャンバの稼働中はウエハによって覆われている。
３８が配置され、カソードの周縁の上部をプラズマへの
曝露から保護する。カソードの上面３２の残りの部分
は、チャンバの稼働中はウエハによって覆われている。
【００２２】アノードシールド１０の上側周縁は、外向
きに突き出る環状リップを有している。このリップは、
チャンバ側壁の上エッジに配置され、アノードシールド
の重量を支える。アノードシールド１０の上リップとチ
ャンバ側壁２０の上エッジの間の真空シールは、Ｏリン
グ３７によって与えられる。もう１つのＯリング３９
は、アノードシールド１０の上リップとチャンバリッド
２４の間の真空シールを与える。
きに突き出る環状リップを有している。このリップは、
チャンバ側壁の上エッジに配置され、アノードシールド
の重量を支える。アノードシールド１０の上リップとチ
ャンバ側壁２０の上エッジの間の真空シールは、Ｏリン
グ３７によって与えられる。もう１つのＯリング３９
は、アノードシールド１０の上リップとチャンバリッド
２４の間の真空シールを与える。
【００２３】カソードシールド１２の下端は、水平な環
状のフランジ１３となっており、これはチャンバ底壁２
２の上に配置されている。フランジ１３は、メタルスペ
ーサー２５とアノードシールド１０の間の下側チャンバ
壁の露出面全体を覆っている。カソードシールド１２
は、アノードシールド１０の重量によって適所に保持さ
れる。具体的には、アノードシールド１０の軸の長さ
は、カソードシールド１２の下側フランジ１３上にＯリ
ング１５を押し付けるに十分な長さである。アノードシ
ールド１０の重量によってカソードシールドのフランジ
１３を下向きにチャンバ底壁２２に対して押し付けるこ
とが、このＯリング１５により可能となり、そのため、
以下に説明する理由から、フランジ１３と底壁２２の間
の熱移動が向上する。
状のフランジ１３となっており、これはチャンバ底壁２
２の上に配置されている。フランジ１３は、メタルスペ
ーサー２５とアノードシールド１０の間の下側チャンバ
壁の露出面全体を覆っている。カソードシールド１２
は、アノードシールド１０の重量によって適所に保持さ
れる。具体的には、アノードシールド１０の軸の長さ
は、カソードシールド１２の下側フランジ１３上にＯリ
ング１５を押し付けるに十分な長さである。アノードシ
ールド１０の重量によってカソードシールドのフランジ
１３を下向きにチャンバ底壁２２に対して押し付けるこ
とが、このＯリング１５により可能となり、そのため、
以下に説明する理由から、フランジ１３と底壁２２の間
の熱移動が向上する。
【００２４】好ましい具体例では、フランジ１３の底面
は裸アルミニウムであり、カソードシールド１２のその
他の面は陽極酸化処理されている。裸アルミニウムとす
ることにより、カソードシールド１２とアースチャンバ
底壁２２の間に堅固で良好な電気的接触を与え、そのた
め、陽極酸化処理の底面とした場合に堅固でない電気的
接触を与える可能性があるのに比べて、チャンバ内で行
われる半導体製造プロセスの性能をより良好に与える。
しかし、以下に説明するように、カソードシールドを誘
電体で作ることが望ましい場合もある。その場合には、
カソードシールドとあらゆる電極の間に堅固でない電気
的接触をつくるリスクはないだろう。
は裸アルミニウムであり、カソードシールド１２のその
他の面は陽極酸化処理されている。裸アルミニウムとす
ることにより、カソードシールド１２とアースチャンバ
底壁２２の間に堅固で良好な電気的接触を与え、そのた
め、陽極酸化処理の底面とした場合に堅固でない電気的
接触を与える可能性があるのに比べて、チャンバ内で行
われる半導体製造プロセスの性能をより良好に与える。
しかし、以下に説明するように、カソードシールドを誘
電体で作ることが望ましい場合もある。その場合には、
カソードシールドとあらゆる電極の間に堅固でない電気
的接触をつくるリスクはないだろう。
【００２５】Ｏリング１５が、２つのシールド１０及び
１２に接着する傾向があり、これが、シールドを交換す
る際にこれらシールドを分離することを困難にしている
ことを見出した。従って、Ｏリング１５とアノードシー
ルド１０の底部との間に配置される薄いアルミニウムリ
ング（図示せず）をチャンバが有していることが好まし
い。
１２に接着する傾向があり、これが、シールドを交換す
る際にこれらシールドを分離することを困難にしている
ことを見出した。従って、Ｏリング１５とアノードシー
ルド１０の底部との間に配置される薄いアルミニウムリ
ング（図示せず）をチャンバが有していることが好まし
い。
【００２６】更に、２つの小さい誘電体シールド４０及
び４２について、シールド４０がウエハ移送スリット２
６の上面を、シールド４２がスリット２６の下面をそれ
ぞれ覆っており、このスリット２６を介してワークピー
スがチャンバへ出し入れされる。スリットシールド４０
と４２のそれぞれは、数本のボルト４４によりチャンバ
側部に取り付けられている。アノードシールド１０がこ
れらボルトを覆い、チャンバ内のプラズマに曝露されな
いようにしている。
び４２について、シールド４０がウエハ移送スリット２
６の上面を、シールド４２がスリット２６の下面をそれ
ぞれ覆っており、このスリット２６を介してワークピー
スがチャンバへ出し入れされる。スリットシールド４０
と４２のそれぞれは、数本のボルト４４によりチャンバ
側部に取り付けられている。アノードシールド１０がこ
れらボルトを覆い、チャンバ内のプラズマに曝露されな
いようにしている。
【００２７】穴が多数開いた円形のガス散布板４４（こ
れは通常シャワーヘッドと称されている）がチャンバリ
ッド２４の下側に設置され、カソード３０と共軸となる
ように配置される。ガス散布板は、クオーツ等の誘電材
料製である。アノードシールド１０がガス散布板の周縁
を包囲して、チャンバリッド２４の露出している領域を
カバーしている。チャンバリッドの継手には１つ以上の
ガスラインが接続し、ガス散布板の上方の流入マニホー
ルド領域にプロセスガスを供給する。そして、このプロ
セスガスはガス散布板を通ってチャンバの内部に流入す
る。
れは通常シャワーヘッドと称されている）がチャンバリ
ッド２４の下側に設置され、カソード３０と共軸となる
ように配置される。ガス散布板は、クオーツ等の誘電材
料製である。アノードシールド１０がガス散布板の周縁
を包囲して、チャンバリッド２４の露出している領域を
カバーしている。チャンバリッドの継手には１つ以上の
ガスラインが接続し、ガス散布板の上方の流入マニホー
ルド領域にプロセスガスを供給する。そして、このプロ
セスガスはガス散布板を通ってチャンバの内部に流入す
る。
【００２８】プロセスガスは、チャンバ底壁２２の円形
の排気ポート５０を通ってチャンバを出ていく。排気ポ
ートポンプに結合した真空ポンプ（図示せず）により、
プロセスガスをチャンバの外にポンプ輸送し、チャンバ
内を所要のレベルの真空度に保つ。排気ポート５０と真
空ポンプとの間に設置されたスロットルバルブ５２によ
り、排気ポート５０から真空ポンプへのガス流れの抵抗
を調整して、チャンバ内のガス圧力を調整する。カソー
ドシールド１２の底部にある環状のフランジ１３は、円
形排気ポート５０に一致する弓形のアパーチャ５１を有
しているため、ガスがフランジアパーチャ５１と排気ポ
ート５０を通ってチャンバのそとに出ていくことができ
る。
の排気ポート５０を通ってチャンバを出ていく。排気ポ
ートポンプに結合した真空ポンプ（図示せず）により、
プロセスガスをチャンバの外にポンプ輸送し、チャンバ
内を所要のレベルの真空度に保つ。排気ポート５０と真
空ポンプとの間に設置されたスロットルバルブ５２によ
り、排気ポート５０から真空ポンプへのガス流れの抵抗
を調整して、チャンバ内のガス圧力を調整する。カソー
ドシールド１２の底部にある環状のフランジ１３は、円
形排気ポート５０に一致する弓形のアパーチャ５１を有
しているため、ガスがフランジアパーチャ５１と排気ポ
ート５０を通ってチャンバのそとに出ていくことができ
る。
【００２９】高周波（ＲＦ）電源６０（図１には図示さ
れず）は、２つの出力ターミナル（一方は接地、他方は
非接地）の間にＲＦ電圧を発生させる。非接地出力端
は、ＤＣブロッキングキャパシタ６２を介してカソード
ディストリビュータ３０に接続される（ＲＦ電源及びキ
ャパシタは図３に図示され、この図では排気バッフルの
別の具体例が示される）。ＲＦ電源の接地出力端は、チ
ャンバ壁１８、チャンバリッド２４やスロットルバルブ
５２をはじめとする電気的に接地された全てのチャンバ
部品に接続される。ＲＦ電源はカソード電極と接地され
たチャンバ部品との間に接続されているため、これら接
地部品は共同してアノード電極として機能する。
れず）は、２つの出力ターミナル（一方は接地、他方は
非接地）の間にＲＦ電圧を発生させる。非接地出力端
は、ＤＣブロッキングキャパシタ６２を介してカソード
ディストリビュータ３０に接続される（ＲＦ電源及びキ
ャパシタは図３に図示され、この図では排気バッフルの
別の具体例が示される）。ＲＦ電源の接地出力端は、チ
ャンバ壁１８、チャンバリッド２４やスロットルバルブ
５２をはじめとする電気的に接地された全てのチャンバ
部品に接続される。ＲＦ電源はカソード電極と接地され
たチャンバ部品との間に接続されているため、これら接
地部品は共同してアノード電極として機能する。
【００３０】カソード電極３０と接地チャンバ壁１８の
間に印加されるＲＦ電力は、プロセスガスを励起してプ
ラズマ状態とする。このプラズマ中にあるガス分子の多
くは分解して、その構成原子やイオン、自由電子にな
る。これら粒子は相互に作用し、また、半導体ワークピ
ースの表面材料と作用を生じ、所要の半導体デバイス製
造プロセスを実現する。
間に印加されるＲＦ電力は、プロセスガスを励起してプ
ラズマ状態とする。このプラズマ中にあるガス分子の多
くは分解して、その構成原子やイオン、自由電子にな
る。これら粒子は相互に作用し、また、半導体ワークピ
ースの表面材料と作用を生じ、所要の半導体デバイス製
造プロセスを実現する。
【００３１】（２．カソードＤＣバイアスの低減又は調
整） （ａ．カソードＤＣバイアスの概要）本願明細書の〔従
来の技術〕で述べたように、プラズマの本体は正の電荷
を有しているため、その平均ＤＣ電圧は、カソード電極
とアノード電極に対して正となっている。ＲＦ電源６０
はＤＣブロッキングキャパシタ６２と直列に接続されて
いるため、ＤＣ電圧はカソードとアノードとで等しくな
くてもよい。具体的には、カソードのプラズマに面して
いる表面積はアノードのプラズマに面している表面積よ
りもかなり小さいため、カソードの方がアノードよりも
かなり負の程度が大きくなっている。換言すれば、プラ
ズマ本体とカソードとの間の電圧降下は、プラズマ本体
とアノードとの間の電圧降下よりもかなり大きい。カソ
ード電極におけるアノード電極（これは代表的には接地
されている）に対する平均負ＤＣ電圧Ｖbias は、「カ
ソードＤＣバイアス」と通常呼ばれている。
整） （ａ．カソードＤＣバイアスの概要）本願明細書の〔従
来の技術〕で述べたように、プラズマの本体は正の電荷
を有しているため、その平均ＤＣ電圧は、カソード電極
とアノード電極に対して正となっている。ＲＦ電源６０
はＤＣブロッキングキャパシタ６２と直列に接続されて
いるため、ＤＣ電圧はカソードとアノードとで等しくな
くてもよい。具体的には、カソードのプラズマに面して
いる表面積はアノードのプラズマに面している表面積よ
りもかなり小さいため、カソードの方がアノードよりも
かなり負の程度が大きくなっている。換言すれば、プラ
ズマ本体とカソードとの間の電圧降下は、プラズマ本体
とアノードとの間の電圧降下よりもかなり大きい。カソ
ード電極におけるアノード電極（これは代表的には接地
されている）に対する平均負ＤＣ電圧Ｖbias は、「カ
ソードＤＣバイアス」と通常呼ばれている。
【００３２】カソードにおける負ＤＣバイアスは、プラ
ズマからのイオンを加速し、これを、カソードとプラズ
マ本体の間の電圧降下とほぼ等しい運動エネルギーで、
半導体ウエハへと衝突させる。この衝突イオンの運動エ
ネルギーは、半導体製造プロセスに対して所望の化学反
応や物理反応を促進するに役立つことがある。
ズマからのイオンを加速し、これを、カソードとプラズ
マ本体の間の電圧降下とほぼ等しい運動エネルギーで、
半導体ウエハへと衝突させる。この衝突イオンの運動エ
ネルギーは、半導体製造プロセスに対して所望の化学反
応や物理反応を促進するに役立つことがある。
【００３３】しかし、過剰な運動エネルギーを有するイ
オンの衝突は、半導体ウエハ上に作るデバイス構造体に
損傷を与えることがある。従って、カソードＤＣバイア
スを低減することが望ましい場合がしばしばある。
オンの衝突は、半導体ウエハ上に作るデバイス構造体に
損傷を与えることがある。従って、カソードＤＣバイア
スを低減することが望ましい場合がしばしばある。
【００３４】本発明では、プラズマとアノード電極のプ
ラズマに面する部分との間に誘電シールドを介在させる
ことにより、カソードにおける（アノードに対する）負
ＤＣバイアス電圧の大きさを低減し、ＲＦ電源６０から
プラズマに容量結合する電力を介させるアノード電極の
有効表面積を低減する。ここに説明する好ましい具体例
では、アノードシールド１０は、アースされたチャンバ
壁１８の露出面ほぼ全部を覆っており、このように覆わ
れていないときは、チャンバ壁の係る部分はチャンバ内
のプラズマにＲＦ電力を容量結合させる。カソードＤＣ
バイアスにおいて結果として生じた低下の程度が所望の
程度よりも大きい場合は、アノード表面の誘電体で覆わ
れる部分を小さくするために誘電シールドのサイズを小
さくすることにより、カソードＤＣバイアスを増加させ
るだろう。
ラズマに面する部分との間に誘電シールドを介在させる
ことにより、カソードにおける（アノードに対する）負
ＤＣバイアス電圧の大きさを低減し、ＲＦ電源６０から
プラズマに容量結合する電力を介させるアノード電極の
有効表面積を低減する。ここに説明する好ましい具体例
では、アノードシールド１０は、アースされたチャンバ
壁１８の露出面ほぼ全部を覆っており、このように覆わ
れていないときは、チャンバ壁の係る部分はチャンバ内
のプラズマにＲＦ電力を容量結合させる。カソードＤＣ
バイアスにおいて結果として生じた低下の程度が所望の
程度よりも大きい場合は、アノード表面の誘電体で覆わ
れる部分を小さくするために誘電シールドのサイズを小
さくすることにより、カソードＤＣバイアスを増加させ
るだろう。
【００３５】（ｂ．従来型のプラズマチャンバにおける
ＤＣバイアスのモデリング）ＲＦ電力のプラズマへの結
合のし方に関する物理は複雑であり、完全にわかってい
るわけではない（前出の Lieberman の著書、pp.368-37
2 を参照）。本発明の動作は、図２（ａ）及び図２
（ｂ）に示されている電気的モデルを参照して理解する
ことができる。図２（ａ）は、本発明の誘電シールドを
有していない従来技術のプラズマチャンバを表し、図２
（ｂ）は、これと同じチャンバに誘電シールドを付加し
たものを表している。図２に示されるように、抵抗器と
キャパシタによる物理要素のモデリングは、ラフな近似
でしかなく、何故なら、これら要素の実際の挙動は非線
形だからである。
ＤＣバイアスのモデリング）ＲＦ電力のプラズマへの結
合のし方に関する物理は複雑であり、完全にわかってい
るわけではない（前出の Lieberman の著書、pp.368-37
2 を参照）。本発明の動作は、図２（ａ）及び図２
（ｂ）に示されている電気的モデルを参照して理解する
ことができる。図２（ａ）は、本発明の誘電シールドを
有していない従来技術のプラズマチャンバを表し、図２
（ｂ）は、これと同じチャンバに誘電シールドを付加し
たものを表している。図２に示されるように、抵抗器と
キャパシタによる物理要素のモデリングは、ラフな近似
でしかなく、何故なら、これら要素の実際の挙動は非線
形だからである。
【００３６】図２（ａ）では、プラズマ本体は、抵抗成
分と誘導成分とを有するインピーダンス Ｚplasma とし
てモデリングされる。プラズマはシースないしダークス
ペースで包囲されており、これは、自由電子がほとんど
存在しない領域でありまた、真空としてのモデリング、
即ち単位誘電定数を有する誘電体としてのモデリングが
可能である（前出の Lieberman の著書、pp.95, equati
on 4.2.25a を参照）。キャパシタＣCathodeSh は、カ
ソード３０とプラズマ本体の間のキャパシタンス、即ち
カソードに隣接するプラズマシースの端から端までのキ
ャパシタンスをモデリングしたものである。ここで、添
字「ＣａｔｈｏｄｅＳｈ」は、「カソードシース（Ｃａ
ｔｈｏｄｅ Ｓｈｅａｔｈ）」の省略であり、即ち、
「プラズマに隣接するカソードシース」のことである。
チャンバの幾何的関係は平坦的ではないが、Ｃ
CathodeSh とする第１の近似は、カソード電極３０とプ
ラズマ本体が２枚の板である平行板キャパシタのようで
あり、プラズマシースはこれら２枚の板の間の誘電体で
ある。
分と誘導成分とを有するインピーダンス Ｚplasma とし
てモデリングされる。プラズマはシースないしダークス
ペースで包囲されており、これは、自由電子がほとんど
存在しない領域でありまた、真空としてのモデリング、
即ち単位誘電定数を有する誘電体としてのモデリングが
可能である（前出の Lieberman の著書、pp.95, equati
on 4.2.25a を参照）。キャパシタＣCathodeSh は、カ
ソード３０とプラズマ本体の間のキャパシタンス、即ち
カソードに隣接するプラズマシースの端から端までのキ
ャパシタンスをモデリングしたものである。ここで、添
字「ＣａｔｈｏｄｅＳｈ」は、「カソードシース（Ｃａ
ｔｈｏｄｅ Ｓｈｅａｔｈ）」の省略であり、即ち、
「プラズマに隣接するカソードシース」のことである。
チャンバの幾何的関係は平坦的ではないが、Ｃ
CathodeSh とする第１の近似は、カソード電極３０とプ
ラズマ本体が２枚の板である平行板キャパシタのようで
あり、プラズマシースはこれら２枚の板の間の誘電体で
ある。
【００３７】プラズマ本体とカソード３０の間のキャパ
シタンスＣCathodeSh は、カソード３０の表面のうちプ
ラズマシースに面し且つ接触する部分の面積Ａcathode
に比例する。（一般には、Ａcathode はカソードの上面
３２の面積に等しく、プラズマがカソードの側方にどの
程度伸び下がっているかに応じて、カソード側壁の上側
部分の一部がプラスされる。しかし、好ましい具体例で
は、Ｌ字形の誘電スペーサー２８がカソードの側部に対
してプラズマへの結合を解くため、Ａcathodeはカソー
ド上面３２の面積と等しくなる。）更に、キャパシタン
スＣCathodeShは、カソードに隣接するプラズマシース
ないしダークスペースの幅ＷCathodeShに反比例する。
よって、
シタンスＣCathodeSh は、カソード３０の表面のうちプ
ラズマシースに面し且つ接触する部分の面積Ａcathode
に比例する。（一般には、Ａcathode はカソードの上面
３２の面積に等しく、プラズマがカソードの側方にどの
程度伸び下がっているかに応じて、カソード側壁の上側
部分の一部がプラスされる。しかし、好ましい具体例で
は、Ｌ字形の誘電スペーサー２８がカソードの側部に対
してプラズマへの結合を解くため、Ａcathodeはカソー
ド上面３２の面積と等しくなる。）更に、キャパシタン
スＣCathodeShは、カソードに隣接するプラズマシース
ないしダークスペースの幅ＷCathodeShに反比例する。
よって、
【数１】 となり、ここで、記号
【数２】 は、「比例する」との意である。
【００３８】同様に、キャパシタＣAnodeSh は、アノー
ド電極とプラズマ本体の間のキャパシタンス、即ちアノ
ードに隣接するプラズマシースの端から端までのキャパ
シタンスをモデリングしたものである。ＣAnodeSh のキ
ャパシタンスはＡanodeをＷA nodeShで除したものに比例
し、Ａanode はアノード電極の表面のうちプラズマシー
スに面し且つ接触する面積であり、ＷAnodeSh はアノー
ド電極に隣接するプラズマシースないしダークスペース
の幅である。表面積Ａanode は、チャンバ側壁２０の内
面と、チャンバリッド２４のクオーツガス散布板４４周
縁の側側の部分とを含んでいる。表面積Ａanode は更
に、チャンバ底壁２２及びアースされた排気スロットル
バルブ５２の上向きに向いている面を、プラズマシース
がこれら面に接触するまで伸長する程度に、含んでいて
もよい。
ド電極とプラズマ本体の間のキャパシタンス、即ちアノ
ードに隣接するプラズマシースの端から端までのキャパ
シタンスをモデリングしたものである。ＣAnodeSh のキ
ャパシタンスはＡanodeをＷA nodeShで除したものに比例
し、Ａanode はアノード電極の表面のうちプラズマシー
スに面し且つ接触する面積であり、ＷAnodeSh はアノー
ド電極に隣接するプラズマシースないしダークスペース
の幅である。表面積Ａanode は、チャンバ側壁２０の内
面と、チャンバリッド２４のクオーツガス散布板４４周
縁の側側の部分とを含んでいる。表面積Ａanode は更
に、チャンバ底壁２２及びアースされた排気スロットル
バルブ５２の上向きに向いている面を、プラズマシース
がこれら面に接触するまで伸長する程度に、含んでいて
もよい。
【００３９】本発明を定性的に理解することはさほど重
要ではないが、更に考察を進めることにより本発明の定
量解析を複雑なものにする。電極の表面積と、電極とプ
ラズマ本体の間のキャパシタンスとの間の比例関係は、
非線形的であり、何故なら、キャパシタンスと電極に隣
接するプラズマシースの幅とは、相互に依存し合ってい
るからである。具体的には、ＤＣシース電圧の降下Ｖ
AnodeSh の低減に応答してプラズマシース幅ＷAnodeSh
が低減し、また、以下に述べる理由により、キャパシタ
ンスＣAnodeSh の増加に応答してＤＣシース電圧の降下
ＶAnodeSh が低下する。従って、アノード表面積Ａ
anode が増加すれば、キャパシタンスＣAnodeS h が増加
し、これにより、アノードに隣接するプラズマシースの
端と端の間の電圧降下ＶAnodeSh が低減し、これにより
アノードに隣接するプラズマシースの幅ＷAnodeSh ｇは
減少し、これがキャパシタンスＣCathodeSh を更に増加
させる。
要ではないが、更に考察を進めることにより本発明の定
量解析を複雑なものにする。電極の表面積と、電極とプ
ラズマ本体の間のキャパシタンスとの間の比例関係は、
非線形的であり、何故なら、キャパシタンスと電極に隣
接するプラズマシースの幅とは、相互に依存し合ってい
るからである。具体的には、ＤＣシース電圧の降下Ｖ
AnodeSh の低減に応答してプラズマシース幅ＷAnodeSh
が低減し、また、以下に述べる理由により、キャパシタ
ンスＣAnodeSh の増加に応答してＤＣシース電圧の降下
ＶAnodeSh が低下する。従って、アノード表面積Ａ
anode が増加すれば、キャパシタンスＣAnodeS h が増加
し、これにより、アノードに隣接するプラズマシースの
端と端の間の電圧降下ＶAnodeSh が低減し、これにより
アノードに隣接するプラズマシースの幅ＷAnodeSh ｇは
減少し、これがキャパシタンスＣCathodeSh を更に増加
させる。
【００４０】従って、アノードとプラズマ本体との間の
キャパシタンスＣAnodeSh は、アノード表面積Ａanode
の「ｑ」乗におよそ比例し、ここで「ｑ」は、カソード
電極とアノード電極の幾何的関係、チャンバ内のガス圧
力、その他の因子の関数である（前出の Lieberman , p
p.368-372 参照）。同様に、プラズマ本体対カソードの
キャパシタンスＣCathodeSh は、全カソード表面積の
「ｑ」乗におよそ比例する。
キャパシタンスＣAnodeSh は、アノード表面積Ａanode
の「ｑ」乗におよそ比例し、ここで「ｑ」は、カソード
電極とアノード電極の幾何的関係、チャンバ内のガス圧
力、その他の因子の関数である（前出の Lieberman , p
p.368-372 参照）。同様に、プラズマ本体対カソードの
キャパシタンスＣCathodeSh は、全カソード表面積の
「ｑ」乗におよそ比例する。
【００４１】ＲＦ電源６０は、ＤＣ電圧をブロックする
直列接続キャパシタＣ0 を介して、カソード電極とアノ
ード電極の間に接続される。一般的には、回路において
どの点でアースに接続するかは問題とはならず、また、
ＤＣブロックキャパシタＣ0がカソードとアノードのど
ちらに接続されるかは問題とはならない。実際は、アノ
ード電極がチャンバ壁１８を含んでいるときは、図２に
示されるように、アノード電極と、２つのＲＦ電源出力
端子の一方とをアースに接続し、ＤＣブロックキャパシ
タＣ0 をカソードとＲＦ電源の非接地出力端子の間に接
続することが、最も好ましい。
直列接続キャパシタＣ0 を介して、カソード電極とアノ
ード電極の間に接続される。一般的には、回路において
どの点でアースに接続するかは問題とはならず、また、
ＤＣブロックキャパシタＣ0がカソードとアノードのど
ちらに接続されるかは問題とはならない。実際は、アノ
ード電極がチャンバ壁１８を含んでいるときは、図２に
示されるように、アノード電極と、２つのＲＦ電源出力
端子の一方とをアースに接続し、ＤＣブロックキャパシ
タＣ0 をカソードとＲＦ電源の非接地出力端子の間に接
続することが、最も好ましい。
【００４２】従来技術では、ＤＣブロックキャパシタＣ
0 に対して選択されたキャパシタンスは、ＣAnodeSh と
ＣCathodeSh よりもかなり大きく、そのため、ＤＣブロ
ックキャパシタの前後のＲＦ電圧降下は無視できる。プ
ラズマインピーダンス Ｚpla sma は、ＣAnodeSh とＣ
CathodeSh のインピーダンスよりもかなり大きいため、
プラズマ本体の前後の電圧降下も無視できる（前出の L
ieberman , p.96 equation 4.2.25b を示すグラフ参
照）。従って、ＲＦ電源で発生したＲＦ電圧は、プラズ
マ本体対カソードのキャパシタンスＣCathodeSh とプラ
ズマ本体対アノードのキャパシタンスＣAnodeSh の間
で、このそれぞれのキャパシタンスに反比例するように
分割される。
0 に対して選択されたキャパシタンスは、ＣAnodeSh と
ＣCathodeSh よりもかなり大きく、そのため、ＤＣブロ
ックキャパシタの前後のＲＦ電圧降下は無視できる。プ
ラズマインピーダンス Ｚpla sma は、ＣAnodeSh とＣ
CathodeSh のインピーダンスよりもかなり大きいため、
プラズマ本体の前後の電圧降下も無視できる（前出の L
ieberman , p.96 equation 4.2.25b を示すグラフ参
照）。従って、ＲＦ電源で発生したＲＦ電圧は、プラズ
マ本体対カソードのキャパシタンスＣCathodeSh とプラ
ズマ本体対アノードのキャパシタンスＣAnodeSh の間
で、このそれぞれのキャパシタンスに反比例するように
分割される。
【００４３】更に、プラズマシースの前後のＤＣ電圧降
下が存在し、これは、シースの前後のＲＦ電圧降下の約
０．８３倍に等しい（前出の Lieberman , equation 1
1.2.22, pp342-344, p368 を参照）。従って、カソード
に隣接するプラズマシースの前後の電圧降下Ｖ
CathodeSh と、アノードに隣接するプラズマシースの前
後の電圧降下ＶAnodeSh との比は、プラズマ本体対アノ
ードのキャパシタンスＣAnodeS h とプラズマ本体対カソ
ードのキャパシタンスＣCathodeSh との比と等しい。即
ち、
下が存在し、これは、シースの前後のＲＦ電圧降下の約
０．８３倍に等しい（前出の Lieberman , equation 1
1.2.22, pp342-344, p368 を参照）。従って、カソード
に隣接するプラズマシースの前後の電圧降下Ｖ
CathodeSh と、アノードに隣接するプラズマシースの前
後の電圧降下ＶAnodeSh との比は、プラズマ本体対アノ
ードのキャパシタンスＣAnodeS h とプラズマ本体対カソ
ードのキャパシタンスＣCathodeSh との比と等しい。即
ち、
【数３】 従って、カソード電極における接地アノード電極に対す
るＤＣバイアス電圧ｖbias は、
るＤＣバイアス電圧ｖbias は、
【数４】 このカソードＤＣバイアスは負であり、アノードのプラ
ズマに面している表面積は、カソードのプラズマに面し
ている表面積よりも非常に大きく、即ち、
ズマに面している表面積は、カソードのプラズマに面し
ている表面積よりも非常に大きく、即ち、
【数５】 （ｃ．本発明に従ったＤＣバイアスの低減又は調整）本
発明では、誘電シールドは、カソード電極とアノード電
極のいずれかの選択された部分とプラズマとの間に配置
され、それは、係る電極へのＤＣバイアスを更に負にす
るためであり、あるいは、これと同等の意味であるが、
係る電極ではない方の電極へのＤＣバイアスを更に正に
するためである。アースされたチャンバ壁等の接地部品
を有する典型的なプラズマチャンバでは、選択しない方
の非接地電極を更に正にするため（即ち負を小さくする
ため）、誘電シールドをプラズマと接地部品の選択され
た部分との間に配置することが好ましい。
発明では、誘電シールドは、カソード電極とアノード電
極のいずれかの選択された部分とプラズマとの間に配置
され、それは、係る電極へのＤＣバイアスを更に負にす
るためであり、あるいは、これと同等の意味であるが、
係る電極ではない方の電極へのＤＣバイアスを更に正に
するためである。アースされたチャンバ壁等の接地部品
を有する典型的なプラズマチャンバでは、選択しない方
の非接地電極を更に正にするため（即ち負を小さくする
ため）、誘電シールドをプラズマと接地部品の選択され
た部分との間に配置することが好ましい。
【００４４】図１に示される好ましい具体例では、接地
されたチャンバ壁１８はアノード電極であり、ＲＦ電源
６０の非接地出力端子に接続されたカソード電極３０の
上に半導体ワークピースが載置される。この具体例で
は、誘電シールド１０がカソードにおける接地アノード
に対する負ＤＣバイアス電圧を低減する。
されたチャンバ壁１８はアノード電極であり、ＲＦ電源
６０の非接地出力端子に接続されたカソード電極３０の
上に半導体ワークピースが載置される。この具体例で
は、誘電シールド１０がカソードにおける接地アノード
に対する負ＤＣバイアス電圧を低減する。
【００４５】以下に説明するように、カソードにおける
接地アノードに対するＤＣバイアス電圧Ｖbias の調整
は、次のパラメータの１つ以上により行うことが可能で
ある：（１）チャンバ壁や、誘電シールドによりブロッ
クされるその他の接地部品の表面積；（２）シールドの
厚さ；（３）シールドとチャンバ壁の間のギャップ；
（４）シールド材料の誘電定数。
接地アノードに対するＤＣバイアス電圧Ｖbias の調整
は、次のパラメータの１つ以上により行うことが可能で
ある：（１）チャンバ壁や、誘電シールドによりブロッ
クされるその他の接地部品の表面積；（２）シールドの
厚さ；（３）シールドとチャンバ壁の間のギャップ；
（４）シールド材料の誘電定数。
【００４６】図２（ｂ）は、図１に示される好ましいプ
ラズマチャンバの電気的モデルを示すものであり、これ
は、アノード表面のほとんどを覆う誘電シールド１０を
有している（説明を簡単とするため、スリット２６の上
の小さな誘電シールド４０，４２はここでは説明しない
が、誘電アノードシールド１０と同じ機能を有してい
る）。誘電シールド１０は、チャンバ壁２０とプラズマ
シースの周縁との間にキャパシタＣShield を介在させ
る効果を有している。このキャパシタＣShield は、誘
電シールド１０の前後の間のキャパシタンスを表してい
る。プラズマシースとプラズマ本体の間のキャパシタン
スＣAnodeSh （即ち、アノードに隣接するプラズマシー
スの前後の間のキャパシタンス）は、図２（ａ）とほぼ
同じのままである（更に正確には、前述の如く、プラズ
マシースの前後に間のキャパシタンスＣAnodeSh は、図
２（ａ）の方が図２（ｂ）よりも幾分か大きく、それ
は、シース電圧降下ＶAnodeSh の低下に応答してシース
幅ＷAnodeSh が低下することによる）。
ラズマチャンバの電気的モデルを示すものであり、これ
は、アノード表面のほとんどを覆う誘電シールド１０を
有している（説明を簡単とするため、スリット２６の上
の小さな誘電シールド４０，４２はここでは説明しない
が、誘電アノードシールド１０と同じ機能を有してい
る）。誘電シールド１０は、チャンバ壁２０とプラズマ
シースの周縁との間にキャパシタＣShield を介在させ
る効果を有している。このキャパシタＣShield は、誘
電シールド１０の前後の間のキャパシタンスを表してい
る。プラズマシースとプラズマ本体の間のキャパシタン
スＣAnodeSh （即ち、アノードに隣接するプラズマシー
スの前後の間のキャパシタンス）は、図２（ａ）とほぼ
同じのままである（更に正確には、前述の如く、プラズ
マシースの前後に間のキャパシタンスＣAnodeSh は、図
２（ａ）の方が図２（ｂ）よりも幾分か大きく、それ
は、シース電圧降下ＶAnodeSh の低下に応答してシース
幅ＷAnodeSh が低下することによる）。
【００４７】図２（ｂ）のキャパシタンスＣX は、プラ
ズマ本体と、誘電シールドで覆われないまま（プラズマ
に露出した）の全ての部分との間のキャパシタンスを表
している。これは、このようなプラズマに面している覆
われない部分の表面積に比例している。先ず、誘電シー
ルド１０がアノード電極を完全に覆っていると仮定する
ことにより、このキャパシタＣX を無視することができ
る。
ズマ本体と、誘電シールドで覆われないまま（プラズマ
に露出した）の全ての部分との間のキャパシタンスを表
している。これは、このようなプラズマに面している覆
われない部分の表面積に比例している。先ず、誘電シー
ルド１０がアノード電極を完全に覆っていると仮定する
ことにより、このキャパシタＣX を無視することができ
る。
【００４８】平行板キャパシタのキャパシタンスＣは、
２枚の板に分かれている誘電体の誘電定数εに、この２
枚の板の対向している表面積Ａを乗じ、これを、２枚の
板に分かれている誘電体の幅で除したものである。
２枚の板に分かれている誘電体の誘電定数εに、この２
枚の板の対向している表面積Ａを乗じ、これを、２枚の
板に分かれている誘電体の幅で除したものである。
【００４９】
【数６】 誘電シールドの前後の間のキャパシタンスＣ
Shield は、プラズマシースの対応する部分の端と端の
間のキャパシタンスＣAnodeSh と同じである表面積Ａ
anod eを有している。前述の如く、プラズマシースの誘
電定数εsheath が基本単位である。従って、シールド
キャパシタンスとプラズマシースのキャパシタンスの比
は、
Shield は、プラズマシースの対応する部分の端と端の
間のキャパシタンスＣAnodeSh と同じである表面積Ａ
anod eを有している。前述の如く、プラズマシースの誘
電定数εsheath が基本単位である。従って、シールド
キャパシタンスとプラズマシースのキャパシタンスの比
は、
【数７】 これら２つのキャパシタンスは、アノードとプラズマ本
体の間で有効に直列となっており、アノードとプラズマ
本体の間の有効キャパシタンス（ないし結果的に生じた
キャパシタンス）は、
体の間で有効に直列となっており、アノードとプラズマ
本体の間の有効キャパシタンス（ないし結果的に生じた
キャパシタンス）は、
【数８】 シリコンカーバイド、セラミックやクオーツ等の誘電シ
ールドを作ることができる材料の誘電定数ε
shield は、２〜５の範囲にある。プラズマシースの幅
ＷA nodeSh は、典型的には２ｍｍ以下であり、好ましい
具体例の誘電シールドの幅Ｗshield は、約５〜２０ｍ
ｍである。
ールドを作ることができる材料の誘電定数ε
shield は、２〜５の範囲にある。プラズマシースの幅
ＷA nodeSh は、典型的には２ｍｍ以下であり、好ましい
具体例の誘電シールドの幅Ｗshield は、約５〜２０ｍ
ｍである。
【００５０】誘電体の幅Ｗが、これら誘電定数εの間の
比よりもかなり大きくなることがあるため、誘電シール
ドの前後の間のキャパシタンスＣShield は、プラズマ
シースの端と端の間のキャパシタンスＣAnodeSh よりも
かなり小さくなることがあり得る。例えば、誘電シール
ドのＷShield の幅が１５ｍｍ、誘電定数が３である場
合を想定し、プラズマシース幅ＷAnodeSh が０．８ｍｍ
（誘電定数は１）である場合を想定する。すると、誘電
シールドの前後の間のキャパシタンスＣShield は、プラ
ズマシースの端と端の間のキャパシタンスＣAnodeSh
の、３ｘ（０．８ｍｍ／１５ｍｍ）＝０．１６倍であ
る。従って、アノード電極とプラズマ本体の間の有効キ
ャパシタンス（ないし結果的に生じたキャパシタンス）
ＣAnodeEff は、プラズマシースの前後の間のキャパシタ
ンスＣAnodeSh の０．１６／（１＋０．１６）＝０．１
４倍である。
比よりもかなり大きくなることがあるため、誘電シール
ドの前後の間のキャパシタンスＣShield は、プラズマ
シースの端と端の間のキャパシタンスＣAnodeSh よりも
かなり小さくなることがあり得る。例えば、誘電シール
ドのＷShield の幅が１５ｍｍ、誘電定数が３である場
合を想定し、プラズマシース幅ＷAnodeSh が０．８ｍｍ
（誘電定数は１）である場合を想定する。すると、誘電
シールドの前後の間のキャパシタンスＣShield は、プラ
ズマシースの端と端の間のキャパシタンスＣAnodeSh
の、３ｘ（０．８ｍｍ／１５ｍｍ）＝０．１６倍であ
る。従って、アノード電極とプラズマ本体の間の有効キ
ャパシタンス（ないし結果的に生じたキャパシタンス）
ＣAnodeEff は、プラズマシースの前後の間のキャパシタ
ンスＣAnodeSh の０．１６／（１＋０．１６）＝０．１
４倍である。
【００５１】
【数９】 換言すれば、誘電シールドによって、アノードのシール
ドで覆われた部分とプラズマ本体との間の容量結合が低
減されるのは、誘電シールドがない場合の容量結合のほ
んの１４％に過ぎない。これは、アノード電極のシール
導入された部分の有効表面積を、その実際の表面積から
１４％しか下げないと等価である。
ドで覆われた部分とプラズマ本体との間の容量結合が低
減されるのは、誘電シールドがない場合の容量結合のほ
んの１４％に過ぎない。これは、アノード電極のシール
導入された部分の有効表面積を、その実際の表面積から
１４％しか下げないと等価である。
【００５２】ここまで、誘電シールド１０で覆われてお
らず即ちプラズマの露出したアノード電極（あらゆる接
地チャンバ部品を含む）と、プラズマ本体との間のキャ
パシタンスを表すキャパシタＣX を無視してきた。キャ
パシタンスＣX は、アノードの露出部分の表面積に比例
する。アノードとプラズマ本体の間の全キャパシタンス
ＣAnodeEff は、このキャパシタンスＣX と、ＣShield
とＣAnodeSh の直列関係からＥｑｎ．３ｂで予め算出し
たキャパシタンスとの総和であり、
らず即ちプラズマの露出したアノード電極（あらゆる接
地チャンバ部品を含む）と、プラズマ本体との間のキャ
パシタンスを表すキャパシタＣX を無視してきた。キャ
パシタンスＣX は、アノードの露出部分の表面積に比例
する。アノードとプラズマ本体の間の全キャパシタンス
ＣAnodeEff は、このキャパシタンスＣX と、ＣShield
とＣAnodeSh の直列関係からＥｑｎ．３ｂで予め算出し
たキャパシタンスとの総和であり、
【数１０】 本発明では、カソードＤＣバイアスを、プラズマ本体対
カソードのキャパシタンスとプラズマ本体対アノードの
キャパシタンスとの関数で表現する前出のＥｑｎ．１
は、
カソードのキャパシタンスとプラズマ本体対アノードの
キャパシタンスとの関数で表現する前出のＥｑｎ．１
は、
【数１１】 広く論じれば、本発明は、一方の電極における他方の電
極に対するＤＣバイアスを、この一方の電極とプラズマ
の間に誘電シールドを介在させて、調整する方法であ
る。ここまでの式によれば、シールドに覆われた電極と
プラズマとの間のキャパシタンスを変化させるシールド
のあらゆる性質を調整することを用いて、ＤＣバイアス
を調整することができる。具体的には、このキャパシタ
ンスを低減しようとするときは、（１）シールドの誘電
体の厚さを増加させるか、（２）誘電定数の高い誘電材
料で置き換えるか、（３）覆われる電極の表面積を大き
くするように誘電体のサイズや形状を変えるか、あるい
は（４）シールドと覆われる電極との間のギャップを大
きくするかにより行われる。一方の電極とプラズマの間
のキャパシタンスを低減することにより、この電極への
ＤＣバイアス電圧が、他方の電極と比較して正が低くな
り（負が増大し）、あるいは、同じことであるが、誘電
シールドに覆われている電極と比較して、これ以外の電
極へのバイアス電圧が、負が低く（正が増大）する。
極に対するＤＣバイアスを、この一方の電極とプラズマ
の間に誘電シールドを介在させて、調整する方法であ
る。ここまでの式によれば、シールドに覆われた電極と
プラズマとの間のキャパシタンスを変化させるシールド
のあらゆる性質を調整することを用いて、ＤＣバイアス
を調整することができる。具体的には、このキャパシタ
ンスを低減しようとするときは、（１）シールドの誘電
体の厚さを増加させるか、（２）誘電定数の高い誘電材
料で置き換えるか、（３）覆われる電極の表面積を大き
くするように誘電体のサイズや形状を変えるか、あるい
は（４）シールドと覆われる電極との間のギャップを大
きくするかにより行われる。一方の電極とプラズマの間
のキャパシタンスを低減することにより、この電極への
ＤＣバイアス電圧が、他方の電極と比較して正が低くな
り（負が増大し）、あるいは、同じことであるが、誘電
シールドに覆われている電極と比較して、これ以外の電
極へのバイアス電圧が、負が低く（正が増大）する。
【００５３】更に具体的には、カソードＤＣバイアス
Ｖbias を低減するために接地アノード電極が誘電シー
ルド１０で覆われている好ましい具体例を参照すれば、
カソードバイアスを上下させる調整は、バイアスを下げ
るためにはキャパシタンスＣAn odeEff を下げ、バイア
スを上げるためにはキャパシタンスＣAnodeEff を上げ
ればよい。特に、Ｅｑｎ．５によれば、チャンバ壁の誘
電シールド１０で覆われている部分を大きくすれば、Ｃ
X が小さくなり、負カソードバイアスＶbias の程度が
小さくなることがわかる。Ｅｑｎ．２によれば、誘電定
数が低くなるようにシールドの材料を選択することによ
り、あるいは、シールドの厚さを大きくすることによ
り、Ｃshield が小さくなり、負カソードバイアス電圧
の程度が小さくなる。
Ｖbias を低減するために接地アノード電極が誘電シー
ルド１０で覆われている好ましい具体例を参照すれば、
カソードバイアスを上下させる調整は、バイアスを下げ
るためにはキャパシタンスＣAn odeEff を下げ、バイア
スを上げるためにはキャパシタンスＣAnodeEff を上げ
ればよい。特に、Ｅｑｎ．５によれば、チャンバ壁の誘
電シールド１０で覆われている部分を大きくすれば、Ｃ
X が小さくなり、負カソードバイアスＶbias の程度が
小さくなることがわかる。Ｅｑｎ．２によれば、誘電定
数が低くなるようにシールドの材料を選択することによ
り、あるいは、シールドの厚さを大きくすることによ
り、Ｃshield が小さくなり、負カソードバイアス電圧
の程度が小さくなる。
【００５４】真空の誘電定数は、他のいかなる固体誘電
材料の誘電定数よりも低いため（即ち、真空の誘電定数
が単位定数である）、負カソードバイアスの程度を低減
するためのもう１つの方法は、誘電シールド１０にチャ
ンバ壁２０から小さな距離の空間を与えることにより、
この間に小さな真空ギャップを作りだしこれを誘電体と
して機能させることである。ギャップを大きくすること
により、キャパシタンスＣshield を低減し、負カソー
ドバイアスＶbias の大きさを小さくすることになる。
この方法では、誘電体シールドのエッジとチャンバ壁と
の間にシールを与えて、プラズマがこのギャップに進入
しないようにすることが好ましい。あるいは、シールド
と壁の間のこのギャップを十分小さくして、このギャッ
プにプラズマが進入しないようにしてもよい。
材料の誘電定数よりも低いため（即ち、真空の誘電定数
が単位定数である）、負カソードバイアスの程度を低減
するためのもう１つの方法は、誘電シールド１０にチャ
ンバ壁２０から小さな距離の空間を与えることにより、
この間に小さな真空ギャップを作りだしこれを誘電体と
して機能させることである。ギャップを大きくすること
により、キャパシタンスＣshield を低減し、負カソー
ドバイアスＶbias の大きさを小さくすることになる。
この方法では、誘電体シールドのエッジとチャンバ壁と
の間にシールを与えて、プラズマがこのギャップに進入
しないようにすることが好ましい。あるいは、シールド
と壁の間のこのギャップを十分小さくして、このギャッ
プにプラズマが進入しないようにしてもよい。
【００５５】本発明は、カソードに与えるＲＦ電力を下
げなくとも、カソードＤＣバイアスを低下させることが
できる。従って、所望のプロセス反応速度やスループッ
トを得るために望ましいレベルにＲＦ電力を設定するこ
とができ、他方で、上述の誘電シールドのパラメータの
いずれかを調整して、カソードＤＣバイアスを所望の電
圧に設定することができる。
げなくとも、カソードＤＣバイアスを低下させることが
できる。従って、所望のプロセス反応速度やスループッ
トを得るために望ましいレベルにＲＦ電力を設定するこ
とができ、他方で、上述の誘電シールドのパラメータの
いずれかを調整して、カソードＤＣバイアスを所望の電
圧に設定することができる。
【００５６】誘電シールド１０が交換容易である場合
は、本発明は、１つのプロセスチャンバに対して、要求
されるカソードＤＣバイアス電圧の最適値が異なってい
る様々な半導体製造プロセスを行えるような構成を与え
ることが可能となる。プラズマチャンバには、（１）厚
さが異なるか、（２）材料組成の変更により誘電定数が
異なるか、あるいは、（３）チャンバ壁を覆う表面積を
変えるために軸長さその他の寸法異なっているかの、多
数の相互交換可能な誘電シールドを具備してもよい。
は、本発明は、１つのプロセスチャンバに対して、要求
されるカソードＤＣバイアス電圧の最適値が異なってい
る様々な半導体製造プロセスを行えるような構成を与え
ることが可能となる。プラズマチャンバには、（１）厚
さが異なるか、（２）材料組成の変更により誘電定数が
異なるか、あるいは、（３）チャンバ壁を覆う表面積を
変えるために軸長さその他の寸法異なっているかの、多
数の相互交換可能な誘電シールドを具備してもよい。
【００５７】例えば、プラズマエッチングチャンバで
は、半導体基板上のメタルやシリコンの表面形状をエッ
チングするためには、カソードＤＣバイアスが低い方が
通常は好ましく、誘電体の表面形状をエッチングする場
合は、カソードＤＣバイアスは高い方が通常は望まし
い。本発明では、誘電体エッチングプロセス用に同じチ
ャンバで用いる誘電体シールドよりも、厚さが厚く、誘
電定数が低く、又は表面積が大きな誘電シールドを挿入
することにより、メタルエッチングプロセスやシリコン
エッチングプロセスを最適化することが可能となる。あ
るいは、誘電体エッチングに対しては、誘電体シールド
を排除し、又は、陽極酸化アルミニウム等の導電性材料
で主に形成されるシールドに置き換えてもよい。
は、半導体基板上のメタルやシリコンの表面形状をエッ
チングするためには、カソードＤＣバイアスが低い方が
通常は好ましく、誘電体の表面形状をエッチングする場
合は、カソードＤＣバイアスは高い方が通常は望まし
い。本発明では、誘電体エッチングプロセス用に同じチ
ャンバで用いる誘電体シールドよりも、厚さが厚く、誘
電定数が低く、又は表面積が大きな誘電シールドを挿入
することにより、メタルエッチングプロセスやシリコン
エッチングプロセスを最適化することが可能となる。あ
るいは、誘電体エッチングに対しては、誘電体シールド
を排除し、又は、陽極酸化アルミニウム等の導電性材料
で主に形成されるシールドに置き換えてもよい。
【００５８】図１に示される誘電シールド１０の好まし
い実施例は、直前のパラグラフで述べた、交換容易なシ
ールドに対する要求を満たす。円筒シールド１０を設置
するには、これをチャンバの中に下ろし、次いでチャン
バリッド２４を閉めてシールドを適所に固定するだけで
よい。シールドの除去は、これとは逆に、チャンバリッ
ドを開け、次いでシールドを持ち上げて取り去れるだけ
でよい。このシールドはボルト等で固定しない。シール
ドのスリット２７がチャンバ壁のスリット２６と合うよ
うに調心されるべきであるため、シールドは調心ピン
（図示せず）を有していることが好ましく、このピン
は、チャンバ壁の上エッジに嵌合して、一定の角度の方
向を確保する。
い実施例は、直前のパラグラフで述べた、交換容易なシ
ールドに対する要求を満たす。円筒シールド１０を設置
するには、これをチャンバの中に下ろし、次いでチャン
バリッド２４を閉めてシールドを適所に固定するだけで
よい。シールドの除去は、これとは逆に、チャンバリッ
ドを開け、次いでシールドを持ち上げて取り去れるだけ
でよい。このシールドはボルト等で固定しない。シール
ドのスリット２７がチャンバ壁のスリット２６と合うよ
うに調心されるべきであるため、シールドは調心ピン
（図示せず）を有していることが好ましく、このピン
は、チャンバ壁の上エッジに嵌合して、一定の角度の方
向を確保する。
【００５９】チャンバ壁が誘電シールドで覆われる面積
を調整するためのもう１つのオプションとしては、シー
ルドを別々のセグメントで構成して、チャンバ壁の選択
された部分を覆うようにセグメントをいくつか選択して
チャンバに設置する方法である。シールドのセグメント
を多くしてチャンバ壁を更に覆うことにより、これに応
じてカソードＤＣバイアスを低減する。
を調整するためのもう１つのオプションとしては、シー
ルドを別々のセグメントで構成して、チャンバ壁の選択
された部分を覆うようにセグメントをいくつか選択して
チャンバに設置する方法である。シールドのセグメント
を多くしてチャンバ壁を更に覆うことにより、これに応
じてカソードＤＣバイアスを低減する。
【００６０】プラズマが誘電アノードシールド１０とチ
ャンバ壁１８の間のギャップに進入すれば、シールドさ
れているべきチャンバ壁に電気的接触をすることにより
シールドをうまくバイパスしてしまい、あるいは短絡さ
せてしまう。図１に示される好ましい具体例では、誘電
シールドとチャンバ壁の間のギャップにプラズマが進入
するための経路は存在しない。アノードシールドとカソ
ードシールドの間のＯリング１５は、真空シールを与え
るためのものではないが、以下の理由からこのＯリング
の規格にプラズマが存在することはなく、何故なら、排
気バッフル１４，１６が、バッフルの下流に浸透するプ
ラズマをブロックするからである。アノードシールド１
０とスリットシールド４０，４２の間にはＯリングがな
いが、アノードシールドとスリットシールドの間にギャ
ップが生じても、全てプラズマシースの幅よりも随分と
小さく、従ってプラズマが進入できるには小さすぎる。
ャンバ壁１８の間のギャップに進入すれば、シールドさ
れているべきチャンバ壁に電気的接触をすることにより
シールドをうまくバイパスしてしまい、あるいは短絡さ
せてしまう。図１に示される好ましい具体例では、誘電
シールドとチャンバ壁の間のギャップにプラズマが進入
するための経路は存在しない。アノードシールドとカソ
ードシールドの間のＯリング１５は、真空シールを与え
るためのものではないが、以下の理由からこのＯリング
の規格にプラズマが存在することはなく、何故なら、排
気バッフル１４，１６が、バッフルの下流に浸透するプ
ラズマをブロックするからである。アノードシールド１
０とスリットシールド４０，４２の間にはＯリングがな
いが、アノードシールドとスリットシールドの間にギャ
ップが生じても、全てプラズマシースの幅よりも随分と
小さく、従ってプラズマが進入できるには小さすぎる。
【００６１】ここまで本発明を、プラズマを容量的に励
起するための２枚の電極を有するプラズマチャンバに沿
って説明してきた。本発明は、電極を３つ以上有するチ
ャンバにも等しく適用可能である。その場合、一方の電
極の一部を誘電シールド１０で覆うことにより、その電
極におけるＤＣバイアス電圧が他方の電極に比べてより
正が小さくなり（又はより負になり）、あるいは、同じ
意味であるが、他方の電極におけるＤＣバイアス電圧が
一方の電極に比べてより負が小さくなる（又はより正に
なる）。前述の如く、誘電シールドの誘電定数、厚さ、
表面積、あるいは間隔を調節することにより、ＤＣバイ
アスの変化を調節することが可能である。
起するための２枚の電極を有するプラズマチャンバに沿
って説明してきた。本発明は、電極を３つ以上有するチ
ャンバにも等しく適用可能である。その場合、一方の電
極の一部を誘電シールド１０で覆うことにより、その電
極におけるＤＣバイアス電圧が他方の電極に比べてより
正が小さくなり（又はより負になり）、あるいは、同じ
意味であるが、他方の電極におけるＤＣバイアス電圧が
一方の電極に比べてより負が小さくなる（又はより正に
なる）。前述の如く、誘電シールドの誘電定数、厚さ、
表面積、あるいは間隔を調節することにより、ＤＣバイ
アスの変化を調節することが可能である。
【００６２】また、本発明は、ＲＦ電源がチャンバ内の
２つの電極に接続されてプラズマにＲＦ電力を一部容量
結合するのであれば、プラズマを誘導的あるいは遠隔的
に励起させるチャンバにも適用可能である。
２つの電極に接続されてプラズマにＲＦ電力を一部容量
結合するのであれば、プラズマを誘導的あるいは遠隔的
に励起させるチャンバにも適用可能である。
【００６３】（３．チャンバクリーニング）誘導結合シ
ールド１０の交換が容易であるため、カソードＤＣバイ
アスに関係ない別の利点、即ちチャンバクリーニングに
対する利点をもたらす。半導体製造プロセスの多くで用
いられるプロセスガスは、プラズマ中で分解して反応性
種となり、これがチャンバのあらゆる露出した表面と反
応してこの表面に堆積物を形成する。時間の経過と共
に、この堆積物チャンバ内のプロセス条件を変化させる
程度まで蓄積し、あるいは、半導体ワークピースに付着
してこれを汚染する微小粒子の形態として、チャンバ壁
に剥がれ落ちる。従って、半導体プロセスの多くでは、
チャンバ内のプロセスガスに曝露される全ての表面に対
して定期的に堆積物をクリーニングする必要がある。
ールド１０の交換が容易であるため、カソードＤＣバイ
アスに関係ない別の利点、即ちチャンバクリーニングに
対する利点をもたらす。半導体製造プロセスの多くで用
いられるプロセスガスは、プラズマ中で分解して反応性
種となり、これがチャンバのあらゆる露出した表面と反
応してこの表面に堆積物を形成する。時間の経過と共
に、この堆積物チャンバ内のプロセス条件を変化させる
程度まで蓄積し、あるいは、半導体ワークピースに付着
してこれを汚染する微小粒子の形態として、チャンバ壁
に剥がれ落ちる。従って、半導体プロセスの多くでは、
チャンバ内のプロセスガスに曝露される全ての表面に対
して定期的に堆積物をクリーニングする必要がある。
【００６４】本発明の着脱可能なアノードシールド１０
はチャンバ壁１８の本質的に全ての露出面を覆うため、
放っておけばチャンバ壁に蓄積することになる堆積物
は、そこではなくシールドに蓄積することになる。シー
ルドへの堆積物の蓄積が過剰となったとき、シールドを
容易に取り出すことができ、また、従来技術のチャンバ
をクリーニングするよりも迅速に交換することができる
ため、プラズマチャンバの生産性が向上する。
はチャンバ壁１８の本質的に全ての露出面を覆うため、
放っておけばチャンバ壁に蓄積することになる堆積物
は、そこではなくシールドに蓄積することになる。シー
ルドへの堆積物の蓄積が過剰となったとき、シールドを
容易に取り出すことができ、また、従来技術のチャンバ
をクリーニングするよりも迅速に交換することができる
ため、プラズマチャンバの生産性が向上する。
【００６５】好ましいプラズマチャンバ内に陽極アルミ
ニウムカソードシールド１２を含める理由は、アノード
シールド１０に対して上述したように、クリーニングを
容易にすることにある。具体的には、放っておけば誘電
体スペーサー２８やメタルスペーサー２５に蓄積される
ことになる堆積物は、それらではなくカソードシールド
に蓄積される。堆積物が望ましくないレベルまで蓄積し
たときは、カソード側壁から堆積物をクリーニングする
場合に要する時間よりも短い時間でカソードシールドを
交換することができる。上述のようにアノードシールド
１０を取り除いた後、クオーツリング３８とカソードシ
ールド１２も、持ち上げてチャンバ頂部から同様に取り
出すことができる。
ニウムカソードシールド１２を含める理由は、アノード
シールド１０に対して上述したように、クリーニングを
容易にすることにある。具体的には、放っておけば誘電
体スペーサー２８やメタルスペーサー２５に蓄積される
ことになる堆積物は、それらではなくカソードシールド
に蓄積される。堆積物が望ましくないレベルまで蓄積し
たときは、カソード側壁から堆積物をクリーニングする
場合に要する時間よりも短い時間でカソードシールドを
交換することができる。上述のようにアノードシールド
１０を取り除いた後、クオーツリング３８とカソードシ
ールド１２も、持ち上げてチャンバ頂部から同様に取り
出すことができる。
【００６６】チャンバ内の粒子汚染のレベルを低く抑え
るためには、アノードシールドとカソードシールドを低
温に維持することが重要であることを見出した。これら
シールドを高温と低温の間でサイクルさせることが、こ
れらシールド上の堆積物を剥離させて半導体ワークピー
スを汚染させると考えられる。これらシールドを低温に
維持するためには、本発明の好ましい具体例では、チャ
ンバ側壁２０を包囲するチャンネル（図示せず）を有
し、この中に冷却水をポンプ輸送して、チャンバ壁を約
６５℃に維持できるようにしている。アノードシールド
１０の外向きに突き出るリップにより、チャンバリッド
２４とチャンバ側壁２０の良好な熱接触を形成し、その
ため、アノードシールドからチャンバ壁へ熱を伝導させ
る。フランジ１３の底部はチャンバ底壁２２と良好な熱
接触を形成するため、カソードシールドからチャンバ壁
へ熱を伝導させる。
るためには、アノードシールドとカソードシールドを低
温に維持することが重要であることを見出した。これら
シールドを高温と低温の間でサイクルさせることが、こ
れらシールド上の堆積物を剥離させて半導体ワークピー
スを汚染させると考えられる。これらシールドを低温に
維持するためには、本発明の好ましい具体例では、チャ
ンバ側壁２０を包囲するチャンネル（図示せず）を有
し、この中に冷却水をポンプ輸送して、チャンバ壁を約
６５℃に維持できるようにしている。アノードシールド
１０の外向きに突き出るリップにより、チャンバリッド
２４とチャンバ側壁２０の良好な熱接触を形成し、その
ため、アノードシールドからチャンバ壁へ熱を伝導させ
る。フランジ１３の底部はチャンバ底壁２２と良好な熱
接触を形成するため、カソードシールドからチャンバ壁
へ熱を伝導させる。
【００６７】カソードシールド１２は、陽極酸化アルミ
ニウムで形成することが好ましく、何故なら、アルミニ
ウムは優れた熱伝導体であるため、カソードシールドを
低温に保つことができる。アノードシールドは誘電体で
あるため、これを低温に維持することは困難である。誘
電シールド１０のための誘電材料には、シリコンカーバ
イド、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウ
ム、クオーツ（二酸化珪素）や種々の樹脂が含まれる。
シリコンカーバイドの利点の１つは、それが他の多くの
誘電体よりもはるかに良好な熱伝導体であるため、低温
に維持することができるからである。また、窒化アルミ
ニウムも良好な熱伝導体であるが、２つの不利益を有し
ている：半導体製造プロセスを汚染しない程度に十分低
い不純物濃度を得ることが困難である点と、エッチング
プロセスに用いる弗素がアルミニウムと反応を生じやす
いためアルミニウム化合物はエッチングプロセスに望ま
しくない点である。
ニウムで形成することが好ましく、何故なら、アルミニ
ウムは優れた熱伝導体であるため、カソードシールドを
低温に保つことができる。アノードシールドは誘電体で
あるため、これを低温に維持することは困難である。誘
電シールド１０のための誘電材料には、シリコンカーバ
イド、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウ
ム、クオーツ（二酸化珪素）や種々の樹脂が含まれる。
シリコンカーバイドの利点の１つは、それが他の多くの
誘電体よりもはるかに良好な熱伝導体であるため、低温
に維持することができるからである。また、窒化アルミ
ニウムも良好な熱伝導体であるが、２つの不利益を有し
ている：半導体製造プロセスを汚染しない程度に十分低
い不純物濃度を得ることが困難である点と、エッチング
プロセスに用いる弗素がアルミニウムと反応を生じやす
いためアルミニウム化合物はエッチングプロセスに望ま
しくない点である。
【００６８】あるいは、誘電体をアルミニウム等の良好
な熱伝導体でサンドイッチすれば、誘電シールド１０は
クオーツ等の熱伝導の悪い物を用いて作ることができ
る。例えば、誘電シールドは、アルミニウムのシートに
固定したクオーツシートであってもよい。
な熱伝導体でサンドイッチすれば、誘電シールド１０は
クオーツ等の熱伝導の悪い物を用いて作ることができ
る。例えば、誘電シールドは、アルミニウムのシートに
固定したクオーツシートであってもよい。
【００６９】（４．曲線通路を有する排気バッフル）図
１に示されるプラズマチャンバは、更なる発明の特徴を
有しており、即ち、排気バッフル１４，１６を有してい
ることであり、これらは、プラズマと接地排気部品の間
の容量結合を低減することにより、カソードにおける
（電気的グラウンドに対する）負ＤＣバイアスの程度を
小さくする。
１に示されるプラズマチャンバは、更なる発明の特徴を
有しており、即ち、排気バッフル１４，１６を有してい
ることであり、これらは、プラズマと接地排気部品の間
の容量結合を低減することにより、カソードにおける
（電気的グラウンドに対する）負ＤＣバイアスの程度を
小さくする。
【００７０】概説的には、本発明に従った排気バッフル
は、多数の曲線通路（曲がりくねって入り組んだ通路、
ジグザグの通路）を有しており、このバッフルはプラズ
マチャンバの排気ポートの上にあり、真空ポンプによっ
て曲線通路を介してチャンバからチャンバガスを排気す
る。各通路は、チャンバ内のプラズマが通路の出口を超
えて進行しない程度に十分な長さ及び入り組み具合を有
している。従って、プラズマは排気バッフルの下流のア
ースされた部品、例えば真空ポンプ（図示せず）やスロ
ットルバルブ５２等から、電気底に絶縁されている。
は、多数の曲線通路（曲がりくねって入り組んだ通路、
ジグザグの通路）を有しており、このバッフルはプラズ
マチャンバの排気ポートの上にあり、真空ポンプによっ
て曲線通路を介してチャンバからチャンバガスを排気す
る。各通路は、チャンバ内のプラズマが通路の出口を超
えて進行しない程度に十分な長さ及び入り組み具合を有
している。従って、プラズマは排気バッフルの下流のア
ースされた部品、例えば真空ポンプ（図示せず）やスロ
ットルバルブ５２等から、電気底に絶縁されている。
【００７１】カソードＤＣバイアスを低減する事に加え
て、本発明の排気バッフルは、スロットルバルブ５２、
真空ポンプやその他のバッフル下流の部品へのポリマー
やその他の不要な反応生成物の堆積を低減し又は排除す
る。半導体プロセスチャンバから排気されるガスは、典
型的には、反応性化学種（反応性分子、原子やイオン）
を含んでおり、これらは接触した表面と反応して堆積物
を形成する。共通の問題点は、膜堆積物がスロットルバ
ルブ５２や真空ポンプに蓄積した場合に、これらの部品
のクリーニングや交換のためにプラズマチャンバを操業
停止させる必要が生じてしまうことである。
て、本発明の排気バッフルは、スロットルバルブ５２、
真空ポンプやその他のバッフル下流の部品へのポリマー
やその他の不要な反応生成物の堆積を低減し又は排除す
る。半導体プロセスチャンバから排気されるガスは、典
型的には、反応性化学種（反応性分子、原子やイオン）
を含んでおり、これらは接触した表面と反応して堆積物
を形成する。共通の問題点は、膜堆積物がスロットルバ
ルブ５２や真空ポンプに蓄積した場合に、これらの部品
のクリーニングや交換のためにプラズマチャンバを操業
停止させる必要が生じてしまうことである。
【００７２】本発明では、排気バッフルの曲線通路で
は、ガス原子と通路の壁の間の衝突の度合いを著しく上
昇させる。この衝突により、不要の膜を堆積させる反応
を促進するため、排気バッフル通路には更に多くの膜が
堆積する。これにより、排気バッフルを通過した排気ガ
ス中の反応性種の濃度が乏しくなり、スロットルバルブ
５２、真空ポンプやその他の下流部品への不要な膜の堆
積を低減し又は排除する。
は、ガス原子と通路の壁の間の衝突の度合いを著しく上
昇させる。この衝突により、不要の膜を堆積させる反応
を促進するため、排気バッフル通路には更に多くの膜が
堆積する。これにより、排気バッフルを通過した排気ガ
ス中の反応性種の濃度が乏しくなり、スロットルバルブ
５２、真空ポンプやその他の下流部品への不要な膜の堆
積を低減し又は排除する。
【００７３】図１は、排気バッフル１４，１６の好まし
い実施例を示す。前述の如く、プロセスガスは、チャン
バ底壁２２にある円形の排気ポート５０を通ってチャン
バから出ていく。排気ポートに接続した真空ポンプ（図
示せず）がプロセスガスをチャンバの外へとポンプ輸送
し、チャンバ内部を所要の真空のレベルに維持する。排
気ポート５０と真空ポンプの間に設置されたスロットル
バルブ５２と、真空ポンプとにより、排気ポート５０か
ら真空ポンプへのガス流れの抵抗を調整して、チャンバ
内のガス圧力を調整する。
い実施例を示す。前述の如く、プロセスガスは、チャン
バ底壁２２にある円形の排気ポート５０を通ってチャン
バから出ていく。排気ポートに接続した真空ポンプ（図
示せず）がプロセスガスをチャンバの外へとポンプ輸送
し、チャンバ内部を所要の真空のレベルに維持する。排
気ポート５０と真空ポンプの間に設置されたスロットル
バルブ５２と、真空ポンプとにより、排気ポート５０か
ら真空ポンプへのガス流れの抵抗を調整して、チャンバ
内のガス圧力を調整する。
【００７４】チャンバから排気される全てのガスは、環
状のギャップないしキャビティ５４の中を通過する必要
があるが、このキャビティ５４の外側の境界はチャンバ
側壁２０であり、内側の境界はカソード３０を包囲する
メタルスペーサー２５と誘電体スペーサー３１である。
このギャップ５４は排気マニホールドとして機能し、内
側の境界は環状カソードシールド１２で与えられ、外側
の境界はアノードシールド１０で与えられる。ギャップ
５４は環状でありカソード３０を完全に取り囲んでいる
が、チャンバから出る排気ガスが通るアパーチャはカソ
ードを完全に取り囲んではいない。その代わり、排気マ
ニホールドの底部の境界が、カソードシールド１２の底
部フランジで与えられている。排気ガスは、チャンバ底
壁２２の排気ポート５０の上にあるフランジ１３の一部
の弓形アパーチャ５１を通って、チャンバから外へ出て
いく。
状のギャップないしキャビティ５４の中を通過する必要
があるが、このキャビティ５４の外側の境界はチャンバ
側壁２０であり、内側の境界はカソード３０を包囲する
メタルスペーサー２５と誘電体スペーサー３１である。
このギャップ５４は排気マニホールドとして機能し、内
側の境界は環状カソードシールド１２で与えられ、外側
の境界はアノードシールド１０で与えられる。ギャップ
５４は環状でありカソード３０を完全に取り囲んでいる
が、チャンバから出る排気ガスが通るアパーチャはカソ
ードを完全に取り囲んではいない。その代わり、排気マ
ニホールドの底部の境界が、カソードシールド１２の底
部フランジで与えられている。排気ガスは、チャンバ底
壁２２の排気ポート５０の上にあるフランジ１３の一部
の弓形アパーチャ５１を通って、チャンバから外へ出て
いく。
【００７５】本発明の曲線排気通路は、環状の突起部１
４及び１６により画され、この突起部１４はアノードシ
ールド１０から、１６はカソードシールド１２からそれ
ぞれ、マニホールドキャビティ５４の中へと伸びてい
る。これら突起部が半径方向に相互にオーバーラップし
ているため、チャンバガスは排気マニホールドキャビテ
ィ５４の中で直線の通路を進行することができない。そ
の代わり、上側の突起部１４によって、下向きに流れる
排気ガスをカソードシールド１２の方へ放射方向内向き
に曲げ、そして、下側突起部１６は排気ガスの方向と流
れをアノードシールド１０の方へ半径方向外向きへ反転
させる。この曲線通路は排気ガスの分子、原子やイオン
の多くの部分に向きを与えて、排気マニホールドの境界
壁（即ちアノードシールド１０の表面とカソードシール
ド１２の表面）と衝突させるようにしている。この境界
壁との衝突の度合いが高くなることにより、排気ガス中
の反応性種が安定した分子（外接的には、境界壁上に膜
として堆積する分子を含む）を形成するための反応の速
度を促進する。
４及び１６により画され、この突起部１４はアノードシ
ールド１０から、１６はカソードシールド１２からそれ
ぞれ、マニホールドキャビティ５４の中へと伸びてい
る。これら突起部が半径方向に相互にオーバーラップし
ているため、チャンバガスは排気マニホールドキャビテ
ィ５４の中で直線の通路を進行することができない。そ
の代わり、上側の突起部１４によって、下向きに流れる
排気ガスをカソードシールド１２の方へ放射方向内向き
に曲げ、そして、下側突起部１６は排気ガスの方向と流
れをアノードシールド１０の方へ半径方向外向きへ反転
させる。この曲線通路は排気ガスの分子、原子やイオン
の多くの部分に向きを与えて、排気マニホールドの境界
壁（即ちアノードシールド１０の表面とカソードシール
ド１２の表面）と衝突させるようにしている。この境界
壁との衝突の度合いが高くなることにより、排気ガス中
の反応性種が安定した分子（外接的には、境界壁上に膜
として堆積する分子を含む）を形成するための反応の速
度を促進する。
【００７６】曲線通路の中で反応性種の反応速度が高く
なることにより、２つの利点が生じる。
なることにより、２つの利点が生じる。
【００７７】第１の利点は、そのまま放っておくと反応
性種はスロットルバルブ５２や真空ポンプに不要な堆積
物を生成するが、そこではなく、曲線排気通路の境界壁
上、即ち突起部１４，１６に隣接するアノードシールド
１０とシールド１２表面上に、このような堆積物を生成
することである。従って、排気ガス１４，１６の下流の
排気ガスから反応性種が著しく低減されることになる。
上述の好ましい具体例のようにシールド１０及び１２が
クリーニングや交換のために容易に取り外しできる場合
は、クリーニング及び保守が非常に困難なスロットルバ
ルブやポンプよりもこれらシールドの方にこの堆積物を
促進する好ましいが非常に望ましい。排気通路が十分に
長く且つ曲がりくねっている場合は、排気バッフルの下
流で反応性種をほぼ完全になくすことが可能である。
性種はスロットルバルブ５２や真空ポンプに不要な堆積
物を生成するが、そこではなく、曲線排気通路の境界壁
上、即ち突起部１４，１６に隣接するアノードシールド
１０とシールド１２表面上に、このような堆積物を生成
することである。従って、排気ガス１４，１６の下流の
排気ガスから反応性種が著しく低減されることになる。
上述の好ましい具体例のようにシールド１０及び１２が
クリーニングや交換のために容易に取り外しできる場合
は、クリーニング及び保守が非常に困難なスロットルバ
ルブやポンプよりもこれらシールドの方にこの堆積物を
促進する好ましいが非常に望ましい。排気通路が十分に
長く且つ曲がりくねっている場合は、排気バッフルの下
流で反応性種をほぼ完全になくすことが可能である。
【００７８】第２の利点はカソードＤＣバイアスが低減
することである。具体的には、バッフル１４，１６の中
の排気通路が十分長く且つ曲がりくねっている場合は、
排気バッフル下流の排気ガス中のイオンの濃度は、プラ
ズマを維持するに必要なレベルよりも低くなるだろう。
そして、排気バッフル１４，１６は、プラズマをブロッ
クし又は消失させてしまうことがある。従って、排気バ
ッフル下流の電気的に接地された部品（チャンバ底壁２
２やスロットルバルブ５２等）は、プラズマから絶縁さ
れ又は非結合となり、カソード３０における負ＤＣバイ
アスの程度を小さくする。
することである。具体的には、バッフル１４，１６の中
の排気通路が十分長く且つ曲がりくねっている場合は、
排気バッフル下流の排気ガス中のイオンの濃度は、プラ
ズマを維持するに必要なレベルよりも低くなるだろう。
そして、排気バッフル１４，１６は、プラズマをブロッ
クし又は消失させてしまうことがある。従って、排気バ
ッフル下流の電気的に接地された部品（チャンバ底壁２
２やスロットルバルブ５２等）は、プラズマから絶縁さ
れ又は非結合となり、カソード３０における負ＤＣバイ
アスの程度を小さくする。
【００７９】ここに説明した２つの曲線排気通路１４，
１６の利点は、排気バッフルがメタルである場合でも誘
電体の場合でも実現される。更に、プラズマは排気バッ
フル１４，１６の少なくとも上部に接触すると思われる
ため、排気バッフルのプラズマに面する表面と電気的グ
ラウンドとの間の容量結合を最小にすることにより、カ
ソードＤＣバイアスを更に小さくすることができる。こ
れは、誘電体材料を、排気バッフルに隣接する接地チャ
ンバ部品とプラズマとの間に配置して排気バッフルに含
ませることにより、実現することができる。
１６の利点は、排気バッフルがメタルである場合でも誘
電体の場合でも実現される。更に、プラズマは排気バッ
フル１４，１６の少なくとも上部に接触すると思われる
ため、排気バッフルのプラズマに面する表面と電気的グ
ラウンドとの間の容量結合を最小にすることにより、カ
ソードＤＣバイアスを更に小さくすることができる。こ
れは、誘電体材料を、排気バッフルに隣接する接地チャ
ンバ部品とプラズマとの間に配置して排気バッフルに含
ませることにより、実現することができる。
【００８０】例えば、図１に示される好ましい具体例で
は、排気バッフルの上側部分１４は、接地チャンバ側壁
２０に隣接する。従って、カソードＤＣバイアスを低減
するには、アノードシールド１０全体を誘電体で構成す
ることにより（図１参照）、あるいは、誘電材料を、突
起部１４のプラズマに露出している面とチャンバ壁２０
との間に介在させてシールド１０に含めることにより、
行われる。
は、排気バッフルの上側部分１４は、接地チャンバ側壁
２０に隣接する。従って、カソードＤＣバイアスを低減
するには、アノードシールド１０全体を誘電体で構成す
ることにより（図１参照）、あるいは、誘電材料を、突
起部１４のプラズマに露出している面とチャンバ壁２０
との間に介在させてシールド１０に含めることにより、
行われる。
【００８１】排気バッフルに隣接する接地チャンバ部品
とプラズマとの間の容量結合を実質的に低減するため、
誘電体がプラズマシースの幅よりも厚いことが好まし
く、あるいは、プラズマから排気バッフルを介してあら
ゆる接地部品へ結合するＲＦ電力の結合に対して実質的
な抵抗を与えるように十分な厚さを有していることが好
ましい。
とプラズマとの間の容量結合を実質的に低減するため、
誘電体がプラズマシースの幅よりも厚いことが好まし
く、あるいは、プラズマから排気バッフルを介してあら
ゆる接地部品へ結合するＲＦ電力の結合に対して実質的
な抵抗を与えるように十分な厚さを有していることが好
ましい。
【００８２】対称的に、排気バッフルの下側部分１６
は、接地部品に隣接しておらず、誘電スペーサー２８に
隣接している（カソードシールド１２とカソード３０の
間の誘電スペーサー２８を抜いている比較例的な具体例
であっても、カソードは電気的グラウンドから絶縁され
ており、排気バッフルの下側部分１６は、この比較例的
において具体例の接地部品には隣接していない）。従っ
て、下側突起部１６に誘電材料を含ませても、カソード
ＤＣバイアスが更に下がることはない。従って、下側突
起部１６は、カソードシールド１２全体と同様に陽極酸
化アルミニウムで作ることが好ましく、何故なら、「チ
ャンバクリーニング」の項で説明した理由で熱の伝導性
が優れているからである。
は、接地部品に隣接しておらず、誘電スペーサー２８に
隣接している（カソードシールド１２とカソード３０の
間の誘電スペーサー２８を抜いている比較例的な具体例
であっても、カソードは電気的グラウンドから絶縁され
ており、排気バッフルの下側部分１６は、この比較例的
において具体例の接地部品には隣接していない）。従っ
て、下側突起部１６に誘電材料を含ませても、カソード
ＤＣバイアスが更に下がることはない。従って、下側突
起部１６は、カソードシールド１２全体と同様に陽極酸
化アルミニウムで作ることが好ましく、何故なら、「チ
ャンバクリーニング」の項で説明した理由で熱の伝導性
が優れているからである。
【００８３】カソードシールド１２の排気バッフル１
４，１６の下にある部分は接地されている部品−−即
ち、メタルスペーサー２５−−に隣接しているが、カソ
ードシールドのこの下側部分にプラズマが到達しないよ
う、排気バッフルによりプラズマは消失する。従って、
カソードシールドの排気バッフル１４，１６の下側の部
分に誘電材料を包含させても、カソードＤＣバイアスは
低減することがない。
４，１６の下にある部分は接地されている部品−−即
ち、メタルスペーサー２５−−に隣接しているが、カソ
ードシールドのこの下側部分にプラズマが到達しないよ
う、排気バッフルによりプラズマは消失する。従って、
カソードシールドの排気バッフル１４，１６の下側の部
分に誘電材料を包含させても、カソードＤＣバイアスは
低減することがない。
【００８４】当初は、排気バッフルは「多数の」曲線排
気通路を有していると説明した。しかし、ここに説明し
た好ましい具体例では、排気通路１本のみ有し、この環
状の通路はカソードを取り囲んでいる。図３は、複数の
曲線通路７２，７３を有する別の排気バッフルの具体例
７０を具備するプラズマチャンバを示す。排気バッフル
７０は、環状の組立体であり、カソード３０を取り囲む
環状誘電リング２８とチャンバ側壁２０との間のギャッ
プを占めている。図１の具体例に示されるように、チャ
ンバ底壁２２は環状の排気ポートないしアパーチャを有
し、これを介して真空ポンプ（図示せず）によりガスが
チャンバから排気される。
気通路を有していると説明した。しかし、ここに説明し
た好ましい具体例では、排気通路１本のみ有し、この環
状の通路はカソードを取り囲んでいる。図３は、複数の
曲線通路７２，７３を有する別の排気バッフルの具体例
７０を具備するプラズマチャンバを示す。排気バッフル
７０は、環状の組立体であり、カソード３０を取り囲む
環状誘電リング２８とチャンバ側壁２０との間のギャッ
プを占めている。図１の具体例に示されるように、チャ
ンバ底壁２２は環状の排気ポートないしアパーチャを有
し、これを介して真空ポンプ（図示せず）によりガスが
チャンバから排気される。
【００８５】図４に示されるように、排気バッフル７０
は、共軸の関係で積み重ねられている３つのリング７
４，７６，７８によって構成されている。図５に示され
るように、上リング７４と下リング７８とは同一であ
る。上リングと下リングとはそれぞれ、リングの円周方
向に間隔をおいて配置される複数の軸配向の円筒状のホ
ール（穴）７２を有している。隣接し合うホール同士の
間の角度を ２Δ で定義し、Ｎがホール７２の数を表す
とすれば、 ２Δ＝３６０゜／Ｎ である。ホール７２の
それぞれの直径は、 Δ／２ よりも小さい。図６に示さ
れるように、中リング７６も、軸方向に上面と下面を突
き抜ける同様のＮ個のホール群を、円周方向にに間隔を
おいて有しているが、これらＮ個のホール７３は、細長
い断面を有しており且つ円周方向の角度がΔである点が
異なっている。
は、共軸の関係で積み重ねられている３つのリング７
４，７６，７８によって構成されている。図５に示され
るように、上リング７４と下リング７８とは同一であ
る。上リングと下リングとはそれぞれ、リングの円周方
向に間隔をおいて配置される複数の軸配向の円筒状のホ
ール（穴）７２を有している。隣接し合うホール同士の
間の角度を ２Δ で定義し、Ｎがホール７２の数を表す
とすれば、 ２Δ＝３６０゜／Ｎ である。ホール７２の
それぞれの直径は、 Δ／２ よりも小さい。図６に示さ
れるように、中リング７６も、軸方向に上面と下面を突
き抜ける同様のＮ個のホール群を、円周方向にに間隔を
おいて有しているが、これらＮ個のホール７３は、細長
い断面を有しており且つ円周方向の角度がΔである点が
異なっている。
【００８６】３つのリング７４，７６，７８が図４に示
されるように積み上げられたとき、ホール７２とホール
７３によってジグザグ状の排気通路が形成される。具体
的には、中リング７６の各長細ホール７３の反時計方向
の端部が上リング７４のホール７２に位置合わせされ、
各長細ホール７３の時計方向の端部が下リング７８のホ
ール７２に位置合わせされる。従って、上リング７４の
ホールを通って下向きに（即ち軸方向に）移動する排気
ガスは、９０゜曲げられて、中リング７６の長細ホール
７３の中を水平方向に（即ち円周方向に）移動し、また
９０゜曲げられて下リング７８のホール７２を下向きに
移動する。
されるように積み上げられたとき、ホール７２とホール
７３によってジグザグ状の排気通路が形成される。具体
的には、中リング７６の各長細ホール７３の反時計方向
の端部が上リング７４のホール７２に位置合わせされ、
各長細ホール７３の時計方向の端部が下リング７８のホ
ール７２に位置合わせされる。従って、上リング７４の
ホールを通って下向きに（即ち軸方向に）移動する排気
ガスは、９０゜曲げられて、中リング７６の長細ホール
７３の中を水平方向に（即ち円周方向に）移動し、また
９０゜曲げられて下リング７８のホール７２を下向きに
移動する。
【００８７】このジグザグないし曲線の排気通路７２，
７３を有する排気バッフル７０は、図１の具体例の曲線
通路のそれと同様の利点を与える。具体的には、排気ガ
ス中の反応性種に対して、下流ではなく排気バッフル内
で反応して堆積物を形成するように促進することによ
り、スロットルバルブと真空ポンプから堆積物をクリー
ニングする必要性を最低限にする。更に、プラズマとチ
ャンバ底壁２２の間の容量結合を防止するよう、プラズ
マを消失させ、カソードＤＣバイアスを低減する。
７３を有する排気バッフル７０は、図１の具体例の曲線
通路のそれと同様の利点を与える。具体的には、排気ガ
ス中の反応性種に対して、下流ではなく排気バッフル内
で反応して堆積物を形成するように促進することによ
り、スロットルバルブと真空ポンプから堆積物をクリー
ニングする必要性を最低限にする。更に、プラズマとチ
ャンバ底壁２２の間の容量結合を防止するよう、プラズ
マを消失させ、カソードＤＣバイアスを低減する。
【００８８】排気バッフル７０を誘電材料で構成するこ
とにより、チャンバ側壁２０の排気バッフルに隣接する
部分とプラズマとの間の容量結合を更に低減することが
可能である。例えば、プラスチック樹脂は良好な誘電体
であり、とりわけ、ホール７２，７３を容易に開けるこ
とができる材料である。プラズマ樹脂によっては、プラ
ズマチャンバの動作中に排気バッフルに蓄積する堆積物
と目視上類似していることがあるため、バッフルが汚染
されて交換が必要なときを目視で認識しにくいことであ
る。
とにより、チャンバ側壁２０の排気バッフルに隣接する
部分とプラズマとの間の容量結合を更に低減することが
可能である。例えば、プラスチック樹脂は良好な誘電体
であり、とりわけ、ホール７２，７３を容易に開けるこ
とができる材料である。プラズマ樹脂によっては、プラ
ズマチャンバの動作中に排気バッフルに蓄積する堆積物
と目視上類似していることがあるため、バッフルが汚染
されて交換が必要なときを目視で認識しにくいことであ
る。
【００８９】図３〜６のスタックリングの具体例は特
に、ジグザグ排気通路を変えてその有効性を試験するた
めのプロトタイプを簡便に構成できる点で有用であるこ
とが見出された。例えば、特定のチャンバ及びプロセス
条件に対して、ここに例示した３リングのデザインでは
プラズマ消失に不充分である場合は、更にリングを積み
重ね、９０゜の曲げを加えて排気通路を形成することが
できる。また、図５及び６に示される２つのリングはそ
れぞれ、このスタックにおいて別のポジションにあって
もよい。更に、これらリングを相互に回転させて、中リ
ングの水平通路７３の長さを変化させた場合の効果を試
験することができる。
に、ジグザグ排気通路を変えてその有効性を試験するた
めのプロトタイプを簡便に構成できる点で有用であるこ
とが見出された。例えば、特定のチャンバ及びプロセス
条件に対して、ここに例示した３リングのデザインでは
プラズマ消失に不充分である場合は、更にリングを積み
重ね、９０゜の曲げを加えて排気通路を形成することが
できる。また、図５及び６に示される２つのリングはそ
れぞれ、このスタックにおいて別のポジションにあって
もよい。更に、これらリングを相互に回転させて、中リ
ングの水平通路７３の長さを変化させた場合の効果を試
験することができる。
【００９０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、カソードに
ＲＦ電力を供給する以外の手法で、所与のチャンバに対
してカソードＤＣバイアスを調整する方法が提供され
る。
ＲＦ電力を供給する以外の手法で、所与のチャンバに対
してカソードＤＣバイアスを調整する方法が提供され
る。
【図１】本発明の好ましい具体例に従って、排気バッフ
ルと誘電体を有するプラズマエッチングチャンバであ
る。
ルと誘電体を有するプラズマエッチングチャンバであ
る。
【図２】（ａ）及び（ｂ）とも、本発明に従ってＲＦ電
力のプラズマへの容量結合を表す回路図であり、（ａ）
は誘電体がない場合、（ｂ）は誘電がある場合を表す回
路図である。
力のプラズマへの容量結合を表す回路図であり、（ａ）
は誘電体がない場合、（ｂ）は誘電がある場合を表す回
路図である。
【図３】複数のジグザグ状通路を有する環状誘電体排気
バッフルを備えたプラズマエッチングチャンバの平面図
である。
バッフルを備えたプラズマエッチングチャンバの平面図
である。
【図４】図３の環状誘電体排気バッフルの斜視図であ
る。
る。
【図５】図４の環状排気バッフルの上リングと下リング
の斜視図である。
の斜視図である。
【図６】図４の環状排気バッフルの中リングの斜視図で
ある。
ある。
１０…誘電体アノードシールド、１２…陽極酸化アルミ
ニウムカソードシールド、１３…フランジ、１４，１６
…環状突起部、１５…Ｏリング、１８…チャンバ壁、２
０…側部、２２…底部、２３…アパーチャ、２４…アル
ミニウムリッド、２５…アルミニウムスペーサー、２６
…スリット、２８…誘電体スペーサー、２７，２９，３
１…Ｏリング、３０…チャンバカソード、３２…カソー
ド上面、３７…Ｏリング、３８…クオーツリング。
ニウムカソードシールド、１３…フランジ、１４，１６
…環状突起部、１５…Ｏリング、１８…チャンバ壁、２
０…側部、２２…底部、２３…アパーチャ、２４…アル
ミニウムリッド、２５…アルミニウムスペーサー、２６
…スリット、２８…誘電体スペーサー、２７，２９，３
１…Ｏリング、３０…チャンバカソード、３２…カソー
ド上面、３７…Ｏリング、３８…クオーツリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エヴァンズ イップ リー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， ファームクレスト 2327 (72)発明者 マイケル ディー． ウェルチ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， リヴァーモア， ローマ ストリート 940 (72)発明者 ロバート ダブリュー． ウー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， プレザントン， パセオ グランデ 3112 (72)発明者 ブライアン プー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ロサト コート 3064 (72)発明者 ポール アーネスト ラシャー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， フリッカー ウェイ 1364 (72)発明者 ジェイムズ デイヴィッド カードゥチ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ゲイル アヴェニュー 731 (72)発明者 リチャード ブルーム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， リーランド パーク ドラ イヴ 6578
Claims (42)
- 【請求項１】 半導体デバイス製造のためのプラズマチ
ャンバであって、 真空チャンバと、 真空チャンバへのガスを受容するガス流入部と、 ガスを励起してプラズマ状態とするためのプラズマ励起
手段と、 真空チャンバからガスを排気するための排気ポートと、 排気ポートに接続され、チャンバからガスを排気するた
めの、真空ポンプと、 １つ以上の曲線通路ないしジグザグ通路を有する排気バ
ッフルとを備え、 排気バッフルは排気ポートの上に配置されてチャンバか
ら排気されるガスが曲線通路ないしジグザグ通路を通過
し、且つ、 該曲線通路ないしジグザグ通路のそれぞれは、該真空チ
ャンバ内のプラズマが該通路を完全に越えることがない
程度に十分な長さを有し且つ十分なジグザグを有するプ
ラズマチャンバ。 - 【請求項２】 該排気バッフルが誘電材料を備える請求
項１に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項３】 該排気バッフルが、 （ａ）第１のバッフル部材であって、（ｉ）第１の円筒
状の壁と、（ｉｉ）該第１の円筒状の壁から半径方向外
向きに伸びる環状の第１の突起部とを備える該第１のバ
ッフル部材と、 （ｂ）該第１のバッフルと共軸で且つこれを囲むように
配置される第２のバッフル部材であって、（ｉ）第２の
円筒状の壁と、（ｉｉ）該第２の円筒状の壁から半径方
向内向きに伸びる環状の第２の突起部とを備える第２の
バッフル部材と、を備え、 （ｃ）該第１のバッフル部材の該第１の突起部と、該第
２のバッフル部材の該第２の突起部とが、相互に、軸方
向に間隔を有し且つ半径方向に少なくとも一部がオーバ
ーラップする請求項１に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項４】 該真空チャンバが更に、 導電性のチャンバ壁と、 該真空チャンバの内側に配置され該導電性のチャンバ壁
から電気的に絶縁される、第１の電極とを備え、該第１
のバッフル部材が該第１の電極を囲み、該第２のバッフ
ル部材が該チャンバ壁に隣接して配置される請求項３に
記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項５】 該第２のバッフル部材と該チャンバ壁と
の間にプラズマが形成されることを防止するよう、該第
２のバッフル部材が該チャンバ壁に十分近く配置される
請求項３に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項６】 半導体処理プラズマチャンバを用いる際
に排気ポンプの部材への堆積物を低減するための方法で
あって、 真空チャンバを与えるステップと、 該真空チャンバ内にプラズマを生成するステップと、 排気ポートを介して該チャンバ内のガスを排気するステ
ップと、 １つ以上の曲線通路ないしジグザグ通路を有する排気バ
ッフルを、該排気ポートの上に配置し、該真空チャンバ
から排気されるガスを該排気バッフルの該通路の中に通
過させるステップとを有し、該通路のそれぞれが、該真
空チャンバ内のプラズマが該通路を完全に越えることが
ない程度に十分な長さを有し且つ十分なジグザグを有す
る方法。 - 【請求項７】 半導体処理プラズマチャンバを用いる際
に、第１の電極におけるＤＣバイアス電圧の負を低減し
ないし正を増大する方法であって、 （１）チャンバ部品を有する真空チャンバを与えるステ
ップと、 （２）該チャンバ部品の少なくとも１つを電気的グラウ
ンドに接続させるステップと、 （３）電気的グラウンドから電気的に絶縁された第１の
電極を該真空チャンバ内に与えるステップと、 （４）該真空チャンバ内にプラズマ生成するステップ
と、 （５）該第１の電極と電気的グラウンドの間にＲＦ電力
を印加して、該第１の電極に、電気的グラウンドに対す
るＤＣバイアスを発生させるステップと、 （６）排気ポートを介して該真空チャンバからガスを排
気させるステップと、 （７）１つ以上の曲線通路ないしジグザグ通路を有する
排気バッフルを、該排気ポートの上に配置し、該真空チ
ャンバから排気されるガスを該排気バッフルの該通路の
中に通過させるステップとを有し、該通路のそれぞれ
が、該真空チャンバ内のプラズマが該通路を完全に越え
ることがない程度に十分な長さを有し且つ十分なジグザ
グを有する方法。 - 【請求項８】 前記ステップ（２）において、電気的グ
ラウンドに接続されている少なくとも１つの該チャンバ
部品が、該真空チャンバの導電性壁を有している請求項
７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記ステップ（７）が、電気的グラウン
ドから排気バッフルを絶縁する操作を更に有する請求項
７に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記ステップ（７）において、プラズ
マと電気的グラウンドの間に配置された誘電体材料を該
排気バッフルが含んでいる請求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 半導体デバイスのプロセスのためのプ
ラズマチャンバであって、 相互に電気的に絶縁された第１の電極と第２の電極とを
有する真空チャンバと、 該真空チャンバ内にプラズマを生成するための手段と、 該第１の電極と該第２の電極の間に接続され、第１の電
極において、該第２の電極に対するＤＣバイアス電圧を
発生させる、ＲＦ電源と、 プラズマと該第２の電極の選択された部分との間に、該
第２の電極と間隔をあけて配置され、プラズマと該第２
の電極の該選択された部分の間の直接の接触をブロック
する、誘電シールドとを備えるプラズマチャンバ。 - 【請求項１２】 該誘電シールドと該第２の電極の間の
ギャップにプラズマが進入することを防止するための、
該第２の電極と該誘電シールドの周縁との間のシールを
更に備える請求項１１に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項１３】 該誘電シールドと該第２の電極の間の
距離が、該誘電シールドと該第２の電極の間にプラズマ
が生成することを防止するに十分小さい請求項１１に記
載のプラズマチャンバ。 - 【請求項１４】 該誘電シールドと該第２の電極の間の
距離と、該第２の電極の前記選択された部分の面積の双
方が、ＤＣバイアス電圧の負を更に小さくするに十分大
きい請求項１１に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項１５】 該第２の電極が、該真空チャンバの導
電性の壁を含む請求項１１に記載のプラズマチャンバ。 - 【請求項１６】 該導電性の壁が、電気的グラウンドに
接続し、且つ、該第１の電極と電気的グラウンドとの間
にＲＦ電源が接続される請求項１５に記載のプラズマチ
ャンバ。 - 【請求項１７】 半導体処理プラズマチャンバを用いる
際に、第１の電極におけるＤＣバイアス電圧の負を低減
しないし正を増大する方法であって、 （１）相互に電気的に絶縁された第１の電極と第２の電
極とを有する真空チャンバを与えるステップと、 （２）該真空チャンバ内にプラズマ生成するステップ
と、 （３）該第１の電極と該第２の電極の間にＲＦ電力を印
加して、該第１の電極に、該第２の電極に対するＤＣバ
イアスを発生させるステップと、 （４）プラズマと該第２の電極の選択された部分との間
に誘電シールドを配置して、プラズマと該第２の電極の
該選択された部分の間の直接の接触をブロックするステ
ップとを有する方法。 - 【請求項１８】 前記ステップ（４）が、該第２の電極
の該誘電シールドにブロックされる面積と、該誘電シー
ルドの厚さとについて、該ＤＣバイアス電圧の負が減少
するに十分な大きさの該面積と該厚さを決める操作を有
する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ステップ（４）が、該第２の電極
の該誘電シールドにブロックされる前記選択された部分
の面積と、該誘電シールドの厚さとについて、該ＤＣバ
イアス電圧の負が減少するに十分な大きさの該面積と該
厚さを決める操作を有する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ステップ（１）が更に、該真空チ
ャンバに導電性の壁を与える操作を有し、該第２の電極
が該壁を含み、 前記ステップ（３）が、該第１の電極と該壁との間にＲ
Ｆ電力を印加する操作を有し、 前記ステップ（４）が、該壁の選択された部分とプラズ
マの間に該誘電シールドを配置する操作を有する請求項
１７に記載の方法。 - 【請求項２１】 更に、 該導電性壁を電気的グラウンドに接続するステップを有
し、 前記ステップ（３）が、該第１の電極と電気的グラウン
ドの間に前記ＲＦ電力与える操作を有する請求項２０に
記載の方法。 - 【請求項２２】 前記ステップ（４）が、該誘電シール
ドを該第２の電極からある距離のところに配置する操作
を更に有する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記ステップ（４）が、 該第２の電極の該誘電シールドでブロックされる前記部
分の面積と、該誘電シールドと該第２の電極の間の距離
とについて、該ＤＣバイアス電圧の負が減少するに十分
な大きさの該面積と該距離を決める操作を有する請求項
２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 更に、 該誘電シールドと該第２の電極の間のギャップにプラズ
マが進入することを防止するため、該第２の電極と該誘
電シールドの周縁との間にシールを与えるステップを有
する請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記ステップ（４）が、 該誘電シールドと該第２の電極の間のギャップにプラズ
マが進入することを防止するに十分該第２の電極に近づ
けて該誘電シールドを配置する操作を更に有する請求項
２２に記載の方法。 - 【請求項２６】 更に、 該第１の電極の上に半導体基板を載置するステップを有
する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記ステップ（４）において、該誘電
シールドが、熱伝導度がクオーツよりも実質的に高い誘
電材料を有する請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２８】 半導体プロセスプラズマチャンバにお
いて第１の電極におけるＤＣバイアス電圧を調整する方
法であって、 （１）相互に電気的に絶縁された第１の電極と第２の電
極とを有する真空チャンバを与えるステップと、 （２）該真空チャンバ内にプラズマ生成するステップ
と、 （３）該第１の電極と該第２の電極の間にＲＦ電力を印
加して、該第１の電極に、該第２の電極に対するＤＣバ
イアスを発生させるステップと、 （４）プラズマと該第２の電極の第１の選択された部分
との間に第１の誘電シールドを配置して、プラズマと該
第２の電極の該第１の選択された部分の間の直接の接触
をブロックするステップとを有し、前記ステップ（４）
が、 （ｉ）該第１の誘電シールドによりブロックされる前記
部分の面積と、 （ｉｉ）該第１の誘電シールドの厚さと、 （ｉｉｉ）該第１の誘電シールドと該第２の電極の間の
間隔と、 （ｉｖ）該第１の誘電シールドの誘電定数とから成る群
から選択される少なくとも１つのパラメータを調整する
ことにより、該ＤＣバイアス電圧を調整する操作を更に
有する方法。 - 【請求項２９】 更に、 該第１の電極の上に半導体基板を載置するステップを有
する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記ステップ（４）が、 該第１の誘電シールドと該第２の電極の間にプラズマが
生成することを防止するに十分、該第２の電極に近づけ
て、該第１の誘電シールドを配置する操作を更に有する
請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３１】該第２の電極が、該真空チャンバの導電
性の壁を含む請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３２】 更に、 該真空チャンバの該導電性壁を電気的グラウンドに接続
させるステップを有し、前記ステップ（３）が、該第１
の電極と電気的グラウンドの間にＲＦ電力を印加する操
作を更に有する請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記ステップ（４）が、 前記間隔がゼロとなるように、該第１の誘電シールドを
該壁に直接配置する操作を更に有する請求項２８に記載
の方法。 - 【請求項３４】前記ステップ（４）が、 該第１の誘電シールドと該壁の間にギャップを形成する
ように、該第１の誘電シールドを該壁から離して配置さ
せる操作と、 該第１の誘電シールドの周縁と該壁の間にシールを与え
て、この間のギャップにプラズマが生成することを防止
する操作とを更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記ステップ（４）が、 該第１の誘電シールドと該壁の間の前記間隔が該ＤＣバ
イアス電圧の負が減少するに十分な大きさとなるよう
に、該第１の誘電シールドを該壁から離して配置させる
操作を更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記ステップ（４）が、 該第１の誘電シールドを物理的な寸法の異なる第２の誘
電シールドと交換することにより、ＤＣバイアス電圧を
調整する操作を更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３７】 前記ステップ（４）が、 該第１の誘電シールドを誘電定数の異なる第２の誘電シ
ールドと交換することにより、ＤＣバイアス電圧を調整
する操作を更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３８】 更に、 該第１の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させな
がら、該真空チャンバ内で第１のプラズマプロセスを行
うステップと、 該第１の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させず
に、該真空チャンバ内で第２のプラズマプロセスを行う
ステップとを更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項３９】 該第１のプラズマプロセスが、非誘電
材料のエッチングのプロセスであり、該第２のプラズマ
プロセスが、誘電材料のエッチングのプロセスである請
求項３８に記載の方法。 - 【請求項４０】 更に、 該第１の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させな
がら、該真空チャンバ内で非誘電材料のエッチングのプ
ラズマプロセスを行うステップと、 第２の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させなが
ら、該真空チャンバ内で第２のプラズマプロセスを行う
ステップとを更に有し、該第１の電極において更に大き
な負ＤＣバイアス電圧を生じさせるよう、該第２の誘電
シールドが、該第１の誘電シールドと異なる物理的性質
を有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項４１】 更に、該第１の誘電シールドと第２の
誘電シールドの双方を該真空チャンバ内に配置させなが
ら、該真空チャンバ内で非誘電材料のエッチングのプラ
ズマプロセスを行うステップであって、該第２の誘電シ
ールドは、該壁の第２の選択された部分とプラズマとの
間に配置される、前記ステップと、 該第１の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させ、
該第２の誘電シールドを該真空チャンバ内に配置させな
いで、該真空チャンバ内で第２のプラズマプロセスを行
うステップとを更に有する請求項２８に記載の方法。 - 【請求項４２】 該第１のプラズマプロセスが、非誘電
材料のエッチングのプロセスであり、該第２のプラズマ
プロセスが、誘電材料のエッチングのプロセスである請
求項４１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/666981 | 1996-06-20 | ||
| US08/666,981 US5891350A (en) | 1994-12-15 | 1996-06-20 | Adjusting DC bias voltage in plasma chambers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070109A true JPH1070109A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24676337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164458A Withdrawn JPH1070109A (ja) | 1996-06-20 | 1997-06-20 | プラズマチャンバ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5891350A (ja) |
| EP (1) | EP0814495A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1070109A (ja) |
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