(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
側壁部と天井部を含むチャンバ筐体と、
前記天井部に面したワークピース支持面を有する、前記チャンバ内のワークピース支持
体と、
前記ワークピース支持体を取り囲み、上面とベース部を有し、前記ベース部から前記上
面へと延びる複数の内部ガス流チャネルを有しているカソードライナと、
前記内部ガス流チャネルのそれぞれに連結された、前記ベース部のガス供給プレナムと
、
前記カソードライナの前記上面の上に横たわり、前記ワークピース支持面の外縁部に隣
接した内側縁端部を有する処理リングと、
前記カソードライナと前記処理リングの間の環状供給路であって、前記複数の内部ガス
流チャネルのそれぞれは、前記上面で前記環状供給路に開放している環状供給路と、
前記内側縁端部を通り、かつ前記ワークピース支持面の上に横たわる領域へと向かうガ
ス注入路を有し、前記環状供給路を介して前記複数の内部ガス流チャネルに連結された、
前記処理リング内のガス注入部と、
前記ガス供給プレナムに連結されたガス供給システムを含み、前記処理リングは上部処
理リングと下部処理リングを含み、前記ガス注入部は前記上部処理リングと下部処理リン
グの間の円形の連続的なスリットを含むリアクタ。
【請求項２】
前記上方処理リング及び前記下方処理リングの間の間隙と、
前記複数の内部ガス流チャネルと前記環状供給路の間の内部供給チャンバを更に含み、前記内部供給チャンバは前記処理リングと前記カソードライナによって境界付けられ、前記複数の内部ガス流チャネルが前記内部供給チャンバへと前記上面で連結され、前記内部供給チャンバが前記処理リングの前記間隙に連結されている請求項１記載のリアクタ。
【請求項３】
前記内側縁端部が前記ワークピース支持面の直径の約１％未満の距離でもって前記ワー
クピース支持面の外周部から離間されている請求項１記載のリアクタ。
【請求項４】
前記ガス供給システムに連結された処理ガス拡散部を前記天井部に更に含み、前記処理
ガス拡散部が内側及び外側ガス注入域と前記内側及び外側ガス注入域につづくそれぞれ独
立したガス流チャネルを含む請求項１記載のリアクタ。
【請求項５】
（ａ）前記処理リング内の前記ガス注入部、（ｂ）前記ガス拡散部の前記内側ガス注入
域、及び（ｃ）前記ガス拡散部の前記外側ガス注入域へのガス流量が独立して制御可能で
ある請求項４記載のリアクタ。
【請求項６】
前記ガス供給システムが前記ガス拡散部に連結された第１処理ガスの供給源と、前記処
理リング内の前記ガス注入部に連結された第２処理ガスの供給源を含む請求項５記載のリ
アクタ。
【請求項７】
前記ワークピース支持体が概して円筒状の対称軸を有し、前記ライナが前記ワークピー
ス支持体と同軸である円筒状壁部を含み、前記ガス注入部が円形のスリットを含む請求項
１記載のリアクタ。
【請求項８】
前記ワークピース支持面が、前記ワークピース支持面で支持するワークピースの外縁部
に対応した外縁部を有し、前記円形のスリットが前記外縁部とは前記ワークピース支持面
の直径の約１％未満の距離でもって隔てられている請求項７記載のリアクタ。
【請求項９】
エッチングされる表面材料を含むワークピースのワークピース表面上でプラズマエッチングプロセスを実行する方法であって、
プラズマリアクタのチャンバ内でワークピース支持体上にワークピースを配置する工程と、
天井部ガス注入部を通して、第１処理ガスを導入する工程であって、前記天井部ガス注入部は、同心の内側及び外側ガス注入部を含む工程と、
ＲＦ電力を前記チャンバに結合することによって、前記チャンバ内でプラズマを生成する工程と、
前記内側及び外側注入部の夫々を通して前記第１処理ガスの夫々の流速を調節することによって、前記ワークピース表面全体に亘ってエッチング速度分布を制御する工程と、
前記ワークピース支持体上に提供され、縁端部に面し、上方及び下方処理リングの間で境界付けられた環状供給路及び円形の連続的なワークピース縁端部注入スリットを通して第２処理ガスを注入することによって、前記ワークピースの縁端部におけるエッチング速度を前記ワークピース表面の残りの部分に亘るエッチング速度に対して低下させる工程であって、前記円形の連続的なワークピース縁端部注入スリットは、前記ワークピース表面の前記縁端部へ向かい、概して前記縁端部に留まる第２処理ガス注入パターンを画定する工程を含む方法。
【請求項１０】
前記縁端部は、前記ワークピース表面の直径の外側部分の１％のオーダーに制限されて
いる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ワークピース縁端部注入スリットを通して重合ガスを注入する工程は、前記ワークピー
ス支持体の一部の内部のガス流チャネルを通して前記重合ガスを供給する工程を含む請求
項９記載の方法。
【請求項１２】
重合ガスを注入する工程は、前記ガス流チャネルから受け入れた重合ガスを、前記ワークピース表面の前記縁端部を取り囲む前記ワークピース支持体上の前記上方処理リング及び前記下方処理リングの間の間隙として形成された環状ガス供給路を通して前記ワークピース縁端部注入スリットへと導く工程を含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記ベース部から半径方向外方へ延び、前記ガス供給プレナムを含むショルダーを含む
請求項１記載のリアクタ。
【請求項１４】
前記ガス注入路は前記円形の連続的なスリットによって画定され、前記ワークピース支
持面と平行に延びる請求項１記載のリアクタ。
【請求項１５】
前記第１処理ガスは、前記表面材料のエッチングをプラズマ内で引き起こすことができ
るエッチャント種を含み、前記第２処理ガスは、重合ガスを含む請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、ダン・カッツ（Ｄａｎ  Ｋａｔｚ）らにより２００７年９月５日に「プラズマリアクタチャンバにおいてウェハ縁端部でガスを注入するカソードライナ」の名称で出願された米国特許出願第１１／８９９６１４号、及びダン・カッツらにより２００７年９月５日に「プラズマリアクタにおいてウェハ縁端部で処理ガスを独立注入してワークピースを処理する方法」の名称で出願された米国特許出願第１１／８９９６１３号に基づく優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は半導体ウェハ等のワークピースを処理して集積回路を製造するためのプラズマリアクタチャンバに関する。具体的には、本開示はこのようなリアクタチャンバ内の天井部とウェハ縁端部で独立して処理ガスを注入することに関する。
【背景】
【０００３】
半導体ウェハ上でシリコン又はポリシリコン薄膜をエッチングするためのプラズマリアクタチャンバにおいては、ウェハ全体に亘ってのエッチング速度の均一な分布が必要とされる。ウェハ全体でのエッチング速度分布の一様さの欠落はＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の不均一さによって示される。ＣＤとは薄膜回路パターンにおいての代表的な線の幅とすることができる。ＣＤはエッチング速度の速いウェハ表面領域では小さく、エッチング速度が遅い領域では大きい。
【０００４】
処理ガスを天井部から注入するシリコンエッチングチャンバにおいては、ウェハ縁端部でのＣＤがウェハ表面のその他の領域と比較して非常に小さいことが判明している。ＣＤが小さくなる効果は、典型的には、ウェハ表面の外側又は外周１％の範囲に留まっている。この問題は慣用の技法では解決できなかった。具体的には、エッチングの均一性は、ガスの分布を天井部で独立した内側と外側ガス注入域に分割し、内側域及び外側域へのガス流量を調節して均一性を最大とすることで改善可能である。しかしながら、内側及び外側ガス注入域の流量を調節してもウェハ表面の外側１％でＣＤが小さくなる問題は解決できない。具体的には、天井部での内側及び外側ガス注入域の流量調節によりウェハ全体に亘ってＣＤはかなり均一となるが、ウェハ直径の約１％の幅のウェハ縁端部領域は例外となる。
【０００５】
従って、ウェハのその他の領域で達成したエッチング速度分布の均一性を損なうことなく、外側１％であるウェハ縁端部でのＣＤを独立して制御する必要がある。
【概要】
【０００６】
ワークピース支持体を設置してプラズマリアクタ内での処理中に半導体ウェハ等のワークピースを支持する。ワークピース支持体はワークピース支持面を有する台座部を備えている。台座部の外周上には処理リングが横たわっている。処理リングはワークピース支持面の外周境界部に隣接している。ウェハ縁端部ガス注入部は処理リングによって形成されており、通常、ワークピース支持面上のワークピース位置に面したガス注入開口部を有している。処理ガス供給源はウェハ縁端部ガス注入部に連結されている。
【０００７】
一実施形態において、ウェハ縁端部ガス注入部は環状スリット開口部を備えている。別の実施形態において、ライナは台座部の側面を取り巻き、処理リングの下に横たわる上面を有している。ライナ内部の複数の軸チャネルは、ライナ内をその上面まで延びている。環状供給チャネルが処理リングとライナとの間に画成されている。複数の軸チャネルのそれぞれは環状供給チャネルに連結されており、ウェハ縁端部ガス注入部は環状供給チャネルに連結されている。
【０００８】
更に別の実施形態においては、ライナは底面と底面の下に横たわるベース部を更に備えており、ベース部には環状プレナムが収容されている。複数の軸チャネルは環状プレナムに連結されている。
【詳細な説明】
【０００９】
図１を参照すると、プラズマリアクタは円筒状の側壁部１０８と、天井部１１０と床部１１５に囲まれた真空チャンバ１００を含む。ウェハ支持体１２５はウェハ処理中に半導体ウェハ１３０を支持する。ウェハ支持体１２５は静電チャック（ＥＳＣ）電極としても機能するカソード電極１３５を含む。支持体１２５は電極１３５をウェハ１３０から隔てている絶縁層１３７と、電極１３５をウェハ支持体１２５のその下の構成材から隔てている絶縁層１３９を含む。上方絶縁層１３７は上部ウェハ支持面１３７ａを有している。リアクタは天井部１１０の上に横たわる誘導結合ソース電力アプリケータ又はコイルアンテナ１４０を更に含む。ＲＦプラズマソース電力発生装置１４５はＲＦインピーダンス整合装置１５０を介してコイルアンテナ１４０に連結されている。ＲＦプラズマバイアス電力発生装置１５５はＲＦインピーダンス整合装置１６０を介してカソード電極１３５に連結されている。ＤＣチャック電圧供給源１６１が制御スイッチ１６２を介してＥＳＣ電極１３５に接続されている。絶縁キャパシタ１６３が供給源１６１からのＤＣ電流をＲＦバイアス電力発生装置１５５から遮断している。
【００１０】
処理ガスはチャンバ内部へと天井部１１０のガス分配注入部１６５によって送られる。注入部１６５は内側域注入部１７０と外側域注入部１７５から成る。内側域注入部１７０と外側域注入部１７５のそれぞれを、複数の注入用穴部又はスリットして実施してもよい。内側域注入部１７０は処理ガスをチャンバの中央領域に向かって指向するように方向付けられている。外側域域注入部１７５は、チャンバの周縁領域に向かって処理ガスを指向するように方向付けられている。内側域注入部１７０は弁１８０を介してガス分配パネル１８５に連結されている。外側域注入部１７５は弁１９０を介してガス分配パネル１８５に連結されている。異なる処理ガス供給源１０１、１０２、１０３、１０４、１０５が異なる処理ガスをガス分配パネル１８５に供給する。図１で図示されるように、一実施形態において、各ガス供給源を独立した弁１９５を介して内側及び外側弁１８０、１９０のそれぞれへと別々に接続してもよい。図１の実施形態においては、ガス供給源１０１はＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３等のフッ化炭化水素ガスを収容しており、ガス供給源１０２は臭化水素ガスを収容し、ガス供給源１０３は塩素ガスを収容し、ガス供給源１０４はアルゴンガスを収容し、ガス供給源１０５は酸素ガスを収容している。本願で言及するガスは例であり、いずれの適切な処理ガスを用いてもよい。
【００１１】
ウェハ支持体１２５はリング状のカソードライナ２００によって取り囲まれている。カソードライナ２００は、例えば石英等の処理に適合した材料から形成することができる。処理リング２０５がカソードライナ２００の上部を覆っており、又、ウェハ支持面１３７ａの外周部を覆っている。処理リング２０５は石英等の処理に適合した材料から形成されている。ウェハ支持体１２５がプラズマ処理に対応していない金属等の材料を含有することがあるが、ライナ２００とリング２０５がウェハ支持体１２５をプラズマから隔離している。処理リング２０５の半径方向内側の縁端部２０５ａはウェハ１３０縁端部に隣接している。一実施形態においては、処理リングによりＲＦ電場の分布が改善される。
【００１２】
シリコン又はポリシリコンエッチング処理では、ＨＢｒ、Ｃｌ２等のシリコンエッチングガスを用いてシリコン材料をエッチングし、ＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３等の重合種を用いてエッチプロファイルを改善する。重合体は、エッチング反応と競合する重合体堆積反応中にアスペクト比の深い開口部の側壁上に堆積する。
【００１３】
図１のリアクタには、ウェハ縁端部でのＣＤ制御に劣るという問題が起こる可能性がある。典型的には、ＣＤは回路パターンにおける選択した線の幅である。ＣＤはウェハ１３０の他の場所よりも縁端部で小さくなる傾向がある。ＣＤが小さくなる問題は、ウェハ直径の（ウェハ縁端部から内方向に向かって延びる）約１％の幅であるところのウェハ１３０の縁端部の環状域で起こる傾向がある（この細い環状域を以下、図５に図示のウェハ縁端域１３０と称し、本明細書にて後述する）。ウェハ１３０の残りの部分では、このような問題は弁１８０と１９０を調節して内側域及び外側域天井部ガス注入部１７０、１７５への処理ガス流量の比を最適化することで最小限に抑えられる又は防止される。但し、こうして最適に調節してもウェハ縁端域１３０ａでのＣＤ制御が悪いという問題は解決されない。ウェハ縁端域１３０ａでの小さいＣＤは、他の部位よりもウェハ縁端域でのエッチング速度が速いことを示している。
【００１４】
ウェハ縁端域１３０ａでのガス流速がウェハのその他大半の部位でのガス流速より極端に遅いことを本発明者は発見した。例えば、特定の用途においては、ウェハ表面の大部分でのガス流速は約１０から２０ｍ／秒であるのに対し、ウェハ縁端域でのガス流はゼロに近くなる。ウェハ縁端域でのガス流がこうして停滞気味であると、ウェハ縁端域でのガス滞留時間が極端に長くなり、これに対応して処理ガス種の解離率が高くなる。このような高い解離率によりウェハ縁端域での反応性の高い種の数が上昇する可能性がある。このような反応性の高い種には（ａ）極端に速くエッチングする又は（ｂ）重合体の堆積を阻害するラジカル又は中性種が含まれ得る。このような解離により発生する反応性の高いエッチング種には例えば原子ＨＢｒ及び／又は原子Ｃｌ２が含まれ得る。この結果エッチング速度は速くなり、対応してＣＤは小さくなる。
【００１５】
一実施形態においては、ウェハ縁端部で新しくガスを注入してウェハ縁端部でのエッチング速度の不均一さに対処する。この新しいガスとは例えばアルゴン等の不活性ガスである。一実施形態においては、新しくガスを注入することでウェハ縁端域でのガス流速は上昇し、ウェハ縁端域での処理ガス滞留時間は短縮される。滞留時間の短縮によりウェハ縁端域におけるラジカル又は中性種等の反応性の高い種の数が低下する。ウェハ縁端部で新しくガスを注入する際の流速又は流量は、細いウェハ縁端域以外の部位でのエッチング速度への影響を回避するに十分なほどに低い。典型的には、ウェハ縁端域は幅約３ｍｍである。
【００１６】
一実施形態においては、ウェハ縁端部で重合ガスを注入してウェハ縁端部での不均一なエッチング速度に対処する。重合ガスは例えばＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３である。重合種の追加によりウェハ縁端域での重合体の堆積速度は上昇し、エッチング速度は低下する。重合種ガスをウェハ縁端部で注入する速度又は流量は、細いウェハ縁端域以外の部位でのエッチング速度への影響を回避するに十分なほどに低い。典型的には、ウェハ縁端域は幅約３ｍｍである。
【００１７】
一実施形態においては、処理リング２０５を上方処理リング２１０と下方処理リング２１２へと分割し、これら上下リングの間にウェハ１３０の縁端部に面した（ほぼ接触している）細い円形スリット２２０を形成している。円形スリット２２０は０．６ｍｍ〜３ｍｍの範囲、例えばウェハ直径の約１％の非常に短い距離でもってウェハ縁端部から隔てられている。所望のガス（不活性ガス又は重合種ガス等）を供給して円形スリット２２０から半径方向内側に及びウェハ縁端部に直接的に噴出させる。この新しいガス又は重合種ガスはガス分配パネル１８５から供給することができる。
【００１８】
一実施形態においては、環状ガスプレナム２２５がカソードライナ２００の底部に設けられている。カソードガス流量制御弁２２７によりガス分配パネル１８５から導管２２９を介してのプレナム２２５へのガス流を制御する。ガスはプレナム２２５からウェハ縁端部の円形スリット２２０へとカソードライナ２００内部の垂直流路２４０によって送られる。
【００１９】
図２はカソードライナ２００の例示的な内部構造を図示している。カソードライナ２００は図１の参照の際に石英等の絶縁体から形成されると説明されている。図２の実施形態において、カソードライナ２００は金属から形成され、図５に図示されるように、石英製のライナ１２６が金属カソードライナ２００をウェハ支持体１２５から隔てている。カソードライナ２００は環状の上面２０１ａを有する円筒状壁部２０１を含む。環状ベース部２１５が円筒状壁部２０１を支持している。段差部２３５がベース２１５から半径方向外側に向かって延び、ガス供給口２３０をその中に収めている。図１に図示のプレナム２２５は図２のカソードリング環状ベース部２１５内に、図３の断面図に描かれるように形成されている。内部チャネル２３２は段差部２３５内を通って半径方向に延び、図４の断面図に描かれるように、その一端はガス供給口２３０に連結され、反対側の端部はプレナム２２５に連結されている。図２に図示されるように、垂直流路２４０は円筒状壁部２０１内を軸方向に延び、円筒状壁部２０１の周囲に沿った方位角上に間隔をあけて配置されている。各垂直流路２４０の底端部はプレナム２２５に連結されており、各垂直流路２４０の上端部は円筒状壁部２０１の環状の上面２０１ａで開放されている。一実施形態において、円筒状壁部２０１の厚さは約０．２５インチであり、各垂直流路２４０は円筒状壁部２０１内を軸方向に延びる０．０５インチの穴である。
【００２０】
図１の実施形態において、円筒状壁部２０１は下方処理リング２１２を支持し、上方処理リング２１０は下方処理リング２１５上に支持されている。
【００２１】
図５に図示されるように、内部の石英製ライナ１２６はワークピース支持体１２５を取り巻き、カソードライナの円筒状壁部２０１によって取り囲まれている。図５に図示されるように、内部ライナ１２６は下方処理リング２１２を支持しており、カソードライナの円筒状壁部２０１は上方処理リング２１０を支持している。環状ガス供給チャンバ２６０は円筒状壁部の上面２０１ａ、上方処理リング及び下方処理リング２１２によって境されている。環状供給路２６２は上方及び下方処理リング２１０、２１２の間の間隙として形成されている。上方処理リング２１０の底面の外側環状突出部２１０ａは下方処理リング２１２の上面の外側環状凹部２１２ａに面している。内側環状凹部２１０ｂが上方処理リング２１０の底面に設けられている。内側環状凹部２１０ｂは下方処理リング２１２の隆起した段差部２１２ｂに面しており、ガス注入スリット２２０を形成している。突出部２１０ａ、凹部２１２ａ、凹部２１２ｂ及び段差部２１２ｂにより、図５に図示されるように、蛇行した供給路２６２が形成される。図１の弁２２７を介して供給されたガスはカソード又はウェハ支持体１２５へと流れ、図４に図示の供給口２３０に進入し、次に内部チャネル２３２を通ってプレナム２２５へと流れる。プレナム２２５から、ガスは垂直チャネル２４０を上方向へと図５の供給チャンバ２６０へと流れ込み、次に供給路２６２を通って注入スリット２２０へと流れ込む。
【００２２】
図６の側面図に図示されるように、注入スリット２２０の端部つまり排出口はウェハ１３０の縁端部から非常に短い距離Ｄの位置にあり、Ｄは０．６ｍｍ〜３ｍｍ程度である。このように距離が短いことで注入スリット２２０からのガス流の効果は非常に局所化され、３ｍｍ幅のウェハ縁端域１３０ａを越えて処理に影響することがない。このような局所化は、注入スリット２２０内でのガス流量を非常に低く確立することで実現し得る。例えば、弁２２７を（ウェハ縁端部注入スリット２２０へと）流れるガス流量は弁１８０、１９０を流れるガス流量の１％から１０％である。このようにして、注入スリット２２０から流出するガスは細いウェハ縁端域１３０ａ内においてのみ処理（例えばエッチング速度）に影響を与え、ウェハ１３０の残りの部位での処理には影響しない。
【００２３】
図７はＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３等の重合ガスを図１〜６のウェハ縁端部注入スリット２２０を介して導入し、ＨＢｒ及びＣｌ２等のエッチング処理ガスを天井部注入部１７０、１７５を通して導入する処理における、半径方向位置の関数としてのウェハ表面でのＳｉＣｌ２の密度を示すグラフである。ＳｉＣｌ２の密度はこのような処理においての重合の度合いの指標となる。図７のグラフは、注入スリット２２０からのガス流が存在しない場合、重合がウェハ縁端部で比較的抑えられることを示している（曲線Ａ）。注入スリット２２０を介して重合ガスを供給すると、ウェハ縁端部での重合の度合いが著しく上昇する（曲線Ｂ）。ウェハ縁端部注入スリット２２０を通過する重合ガス流は低流量に制限される。注入スリットを流れる流量のこの制限により重合度合いの上昇がウェハ直径の外側１％であるウェハ縁端域内にとどめられる。一実施形態において、天井部注入ノズル部１７０、１７５を流れるエッチング処理ガス流量は約１５０ｓｃｃｍであり、ウェハ縁端部注入スロット２２０を流れる重合ガス流は約５ｓｃｃｍであった。
【００２４】
図８は図１〜６のプラズマリアクタを操作してウェハ縁端域でのＣＤを上昇させる例示的な方法を示している。ＨＢｒ及びＣｌ２等のシリコンエッチャント種のガスを第１ガス流量で内側域天井部注入部１７０を通し（図８のブロック４００）、第２流量で外側域天井部注入部１７５を通して注入する（図８のブロック４０５）。内側域及び外側域天井部注入部１７０、１７５を通るガス流はウェハ表面全体で所望の平均エッチング速度が得られるに十分なものである。エッチング速度の分布を、エッチング速度の分布均一性が最適化されるまで内側域及び外側域天井部注入部１７０、１７５を流れるガス流量を独立して調節することで、ウェハ表面の外周１％を除いて全体的に調節する（図８のブロック４１０）。この調節により、一般的には、ウェハ縁端域つまりウェハ表面の外側１％におけるエッチング速度は速くなりすぎる（つまりＣＤが低くなりすぎる）。ウェハ縁端域でのガス滞留時間を短縮してウェハ縁端域での解離を低減することで、ウェハ縁端域（のみ）でのエッチング速度を下方修正（つまりＣＤを上方修正）する。一実施形態において、ウェハ縁端域でのガス滞留時間の短縮は、不活性ガス又は酸素等の適切なガスをウェハ縁端部注入スリット２２０に流してウェハ縁端部でのガス流をかき乱すことで行う（図８のブロック４１５）。ガス流の上昇又はガス滞留時間の短縮は、ウェハ縁端部注入スリットを流れるガス流量を低く制限することでウェハ縁端域内に留まる。この低い流量は、最も均一なＣＤ分布が得られるものを選択し、流量は処理ガス種の選択によって影響を受ける場合があり、流量は例えば１〜２０ｓｃｃｍの範囲である。
【００２５】
図９は図１〜６のプラズマリアクタを操作してウェハ縁端域でのＣＤを上昇させるための別の例示的な方法を図示している。ＨＢｒ及びＣｌ２等のシリコンエッチャント種のガスを第１ガス流量で内側域天井部注入部１７０を通し（図９のブロック４２０）、第２流量で外側域天井部注入部１７５を通して注入する（図９のブロック４２５）。内側域及び外側域天井部注入部１７０、１７５を流れるガス流はウェハ表面全体で所望の平均エッチング速度が得られるに十分なものである。エッチング速度の分布を、エッチング速度の分布均一性が最適化されるまで内側域及び外側域天井部注入部１７０、１７５を通過するガス流量を独立して調節することで、ウェハ表面の外周１％を除いて全体的に調節する（図９のブロック４３０）。この調節により、一般的には、ウェハ縁端域つまりウェハ表面の外側１％におけるエッチング速度は速くなりすぎる（つまりＣＤが低くなりすぎる）。ウェハ縁端域（のみ）での重合を度合いを上昇させてウェハ縁端域でのエッチング速度を低下させることで、ウェハ縁端域でのエッチング速度を下方修正（つまりＣＤを上方修正）する。一実施形態において、ウェハ縁端域での重合の度合いの上昇は、ＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３等の重合ガスをウェハ縁端部注入スリット２２０に流すことで行う（図９のブロック４３５）。この結果として重合体の堆積速度が上昇すると、ＣＤが上昇する。重合の度合いのこの上昇は、ウェハ縁端部注入スリットを流れるガス流量を低く制限することでウェハ縁端域内に留まる。この低い流量は、最も均一なＣＤ分布が得られるものを選択し、流量は処理ガス種の選択によって影響を受ける場合があり、例えば１〜２０ｓｃｃｍの範囲である。
【００２６】
図８又は９の方法のいずれの場合であっても、天井部注入部１７０、１７５を流れるガス流量を調節する及び／又はウェハ縁端部スリット２２０を流れるガス流量を調節することで更なる最適化が可能である。例えば、天井部注入部１７０、１７５を流れるエッチャントガス流を低減し、ウェハ縁端部スリット２２０を流れる不活性ガス又は重合ガス流の量を増大させることでウェハ縁端域でのＣＤを更に上昇させる。ただし、ウェハ縁端部スリットを流れる流量はその効果をウェハ縁端域内に留めるに十分な低さのものである。天井部注入部１７０、１７５を流れるエッチャントガス流量を要望のままに（例えばゼロに）下げてもよい。逆に、天井部注入部１７０、１７５を流れるエッチャントガス流を上昇させ、ウェハ縁端部スリット２２０を流れる不活性又は重合ガス流を低下させることでウェハ縁端域でのＣＤを低下させてもよい。
【００２７】
選択したガスを連続的なスリット状注入部を通してウェハ縁端部に接して注入する実施形態を参照して本発明を説明してきたが、ウェハ縁端部の注入部は多数のガス注入口がウェハ縁端部の周囲に配列される又は連なるその他の形態であってもよい。
【００２８】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明のその他及び更なる実施形態はその基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、その範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の上述した実施形態が得られ、詳細に理解できるように、上記の要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行われ、これらは添付図面に記載されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【図１】一実施形態によるプラズマリアクタを示す図である。
【図２】図１のリアクタのカソードライナの内部構造要素を示す図である。
【図３】図２の線３−３で切り取った断面図である。
【図４】図２の線４−４で切り取った断面図である。
【図５】一実施形態による処理リングとカソードライナの一部の詳細図である。
【図６】図５に対応する側面図である。
【図７】ウェハ縁端部注入スロットを通るガス流がある場合とない場合の図１のリアクタにおけるＳｉＣｌ２の動径分布を表すグラフである。
【図８】一実施形態による方法を示す図である。
【図９】別の実施形態による方法を示す図である。
【００３０】
円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一の参照番号を用いて表した。図面の描画は概略図であり、原寸に忠実ではない。
【図１】
0005570712.tif 000002
【図２】
0005570712.tif 000003
【図３】
0005570712.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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