(57)【要約】【課題】半導体被加工物を加工する装置を提供する。【解決手段】第１チャンバであって、第１プラズマ生成源及び第１チャンバ内にガスの供給を導入する第１ガス供給源を有する第１チャンバと、第２チャンバであって、第２プラズマ生成源及び第２チャンバ内にガスの供給を導入する第２ガス供給源を有し、第２ガス供給源は、第１ガス供給源とは独立的に制御可能である、第２チャンバと、第２チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、被加工物支持部上において位置決めされた際に被加工物の近傍においてガス流路を構成する複数のガス流路構成要素であって、ウエハのエッジ及び／又はウエハのエッジの外側周辺の領域を保護する少なくとも１つのウエハエッジ領域保護要素と、ガス流路を構成するためにウエハエッジ領域保護要素から離隔した少なくとも１つの補助要素と、を含むガス流路構成要素と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体被加工物を加工する装置であって、
第１チャンバであって、第１プラズマ生成源、及び、前記第１チャンバ内にガスの供給を導入する第１ガス供給源を有する第１チャンバと、
第２チャンバであって、第２プラズマ生成源、及び、前記第２チャンバ内にガスの供給を導入する第２ガス供給源を有し、前記第２ガス供給源は、前記第１ガス供給源とは独立的に制御可能である、第２チャンバと、
前記第２チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
前記被加工物支持部上において位置決めされた際に、前記被加工物の近傍においてガス流路を構成する複数のガス流路構成要素であって、前記ウエハのエッジ、及び／又は、前記ウエハの前記エッジの外側周辺の領域を保護する少なくとも１つのウエハエッジ領域保護要素と、前記ガス流路を構成するために前記ウエハエッジ領域保護要素から離隔した少なくとも１つの補助要素と、を含むガス流路構成要素と、
を含む装置。
【請求項２】
前記ウエハエッジ領域保護要素は、環状のウエハエッジ保護装置である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの補助要素は、１つ又は複数のバッフルを含む請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの補助要素は、環状のバッフルである請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記補助要素は、前記ウエハエッジ領域保護要素の内側部分の上方において位置決めされる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記補助要素は、前記ウエハエッジ領域保護要素の外側部分の上方において位置決めされる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記補助要素は、前記第２チャンバの壁の半径方向を内向きに延長する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記補助要素は、前記第２チャンバの前記壁から下向きに延長する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記補助要素は、２〜８０ｍｍの、好ましくは、５〜５０ｍｍの、最も好ましくは、１５〜２５ｍｍの間隙を規定するように前記ウエハエッジ領域保護要素から離隔している請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス流路は、前記被加工物支持部上において位置決めされた際に前記被加工物から半径方向を外向きに延長する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記被加工物は、前記被加工物支持部上において位置決めされた際にキャリアによって支持され、且つ、前記ウエハエッジ領域保護要素は、前記キャリアを保護する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記キャリアの種類は、テープ及びフレームであり、且つ、前記ウエハエッジ保護要素は、前記テープ及び／又はフレームを保護する請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１プラズマ生成源は、前記第１チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するためにエネルギーを前記チャンバ内に結合する要素を含み、且つ、前記第２プラズマ生成源は、前記第２チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するためにエネルギーを前記第２チャンバ内に結合する要素を含み、前記第１プラズマ生成源の前記要素は、前記第１チャンバ内に誘導された前記プラズマを前記第２チャンバ内において誘導された前記プラズマから結合解除するように、前記第２プラズマ生成源の前記要素から離隔している請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１チャンバは、関連付けられたレベルを有するインターフェイスにおいて、前記第２チャンバと遭遇し、且つ、前記第１プラズマ生成源の前記要素と前記第２プラズマ生成源の前記要素のうちの少なくとも１つは、前記レベルから離隔している請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
半導体被加工物を加工する装置であって、
第１チャンバであって、前記第１チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するためにエネルギーを前記第１チャンバ内に結合する要素を含む第１プラズマ生成源及び前記第１チャンバ内にガスの供給を導入する第１ガス供給源を有する第１チャンバと、
第２チャンバであって、前記第２チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するためにエネルギーを前記第１チャンバ内に結合する要素を含む第２プラズマ生成源及び前記第２チャンバ内にガスの供給を導入する第２ガス供給源を有し、前記第２ガス供給源は、前記第１ガス供給源とは独立的に制御可能である、第２チャンバと、
前記第２チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
を含み、
前記第１プラズマ生成源の前記要素は、前記第１チャンバ内において誘導された前記プラズマを前記第２チャンバ内において誘導された前記プラズマから結合解除するように、前記第２プラズマ生成源の前記要素から離隔している、装置。
【請求項１６】
半導体被加工物を加工する装置であって、
壁を有するチャンバと、
前記チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
少なくとも１つのプラズマ生成源と、
前記被加工物支持部上において位置決めされた際に前記被加工物の近傍においてガス流路を構成する複数のガス流路構成要素であって、前記ウエハのエッジ及び／又は前記ウエハの前記エッジの外側周辺の領域を保護する少なくとも１つのウエハエッジ領域保護要素と、前記ガス流路を構成するために前記ウエハエッジ領域保護要素から離隔した少なくとも１つの補助要素と、を含むガス流路構成要素と、
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体被加工物を加工する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチングは、半導体装置の製造において広く使用されている。顧客によって特定された均一性（エッチング割合及び選択性など）を加工対象のウエハ内において且つそれらの間において維持しつつ、必要とされる層を迅速に除去するために、費用効果に優れた装置の製造には、プラズマエッチングシステムが必要とされる。多くの場合に、エッチング割合の増大に伴って、プロセスの稼働の際の均一性が劣化することから、しばしば、平均エッチング割合と均一性の間において、妥協が図られる。
【０００３】
シリコンウエハにおける特徴の高速異方性プラズマエッチングは、通常、「ボッシュプロセス」（特許文献１）又は循環的堆積／エッチングプロセス（特許文献２）によって実現されている。堆積及びエッチングステップをプラズマエッチングツール内において循環的に実行することにより、マスクによって保護されていないシリコンの相対的に高速の除去を可能にしている。このタイプのプロセスは、広範な商用用途を有しており、且つ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ、Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ジャイロスコープ、加速度計、センサ、シリコン貫通電極（ＴＳＶ、Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）を製造するために、且つ、均等なウエハのスクライビング（scribing）又はシンニング（thinning）のために、使用されている。いずれの場合にも、費用の理由から、当該部分を可能な限り迅速に製造することが望ましく、且つ、その結果、シリコンの高エッチング割合を可能にするハードウェア及びプロセスの開発に多大な努力が傾注されている。
【０００４】
但し、プロセスの均一性も重要な考慮事項であることを理解されたい。大部分の用途において、いくつかの部分（ダイ）が、ウエハ上においてパターン化されており、且つ、すべての部分から除去される材料の量が類似していることを要する。理想的には、これらの量は、同一であるべきであるが、実際には、同一状態の実現は、その実現が非常に困難であろう。最大の歩留まりの維持を要する場合には、ウエハの中心及びエッジ（端部）における部分を類似した方式で加工する必要がある。又、エッチング割合がウエハの全体にわたって同一であるか又は類似していることも望ましい。そうでない場合には、いくつかの部分が、その他の部分よりも早期に完了することになり、且つ、いくつかの場合に、これは、オーバーエッチングを経験する部分にとって有害なものとなる場合がある。又、事態を更に複雑化させる要素として、プラズマの均一性が、マスクが施されたシリコンウエア内にエッチングされる特徴に対する角度に影響を及ぼす場合もある。しばしば、ウエハのエッジにおいては、イオンの一部が、垂直未満の入射角度においてウエハの表面に入射する。この結果、エッチングされている異方性の特徴内にわずかな「傾斜」がもたらされる。特許文献３は、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）反応器について記述しており、この場合には、ガスとＲＦの独立的な制御を一連の同心チャネルに対して適用することができる。ほぼ同一のプレーン内の同心チャネルを使用することにより、チャネルの近傍において、ある程度の半径方向のプラズマの不均一性を低減することができる。但し、ウエハ表面の近傍に、不均一性が依然として存在する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，５０１，８９３号明細書
【特許文献２】米国特許第８，１３３，３４９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６８３，５４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、その実施形態のいくつかにおいて、上述の問題点に対処している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、半導体被加工物を加工する装置が提供され、この装置は、
第１チャンバであって、第１プラズマ生成源、及び、第１チャンバにガスの供給を導入する第１ガス供給源を有する第１チャンバと、
第２チャンバであって、第２プラズマ生成源、及び、第２チャンバにガスの供給を導入する第２ガス供給源を有し、第２ガス供給源は、第１ガス供給点とは独立的に制御可能である、第２チャンバと、
第２チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
被加工物支持部上において位置決めされた際に、被加工物の近傍においてガス流路を構成する複数のガス流路構成要素であって、ウエハのエッジ、及び／又は、ウエハのエッジの外側周辺の領域を保護する少なくとも１つのウエハエッジ領域保護要素と、ガス流路を構成するためにウエハエッジ領域保護要素から離隔した少なくとも１つの補助要素と、を含むガス流路構成要素と、
を含む。
【０００８】
ウエハエッジ領域保護装置要素は、環状のウエハエッジ保護装置であってもよい。
【０００９】
補助要素は、１つ又は複数のバッフル（baffle）を含んでもよい。少なくとも１つの補助要素は、環状バッフルであってもよい。
【００１０】
補助要素は、ウエハエッジ領域保護要素の内側部分の上方において位置決めされてもよい。
【００１１】
補助要素は、ウエハエッジ領域保護要素の外側部分の上方において位置決めされてもよい。
【００１２】
補助要素は、第２チャンバの壁の半径方向を内向きに延在してもよい。
【００１３】
補助要素は、第２チャンバの壁から下向きに延在してもよい。
【００１４】
補助要素は、２〜８０ｍｍの、好ましくは、５〜５０ｍｍの、最も好ましくは、１５〜２５ｍｍの間隙を規定するようにウエハエッジ領域保護要素から離隔してもよい。
【００１５】
ガス流路は、被加工物支持部上において位置決めされた際に被加工物から半径方向を外向きに延在してもよい。
【００１６】
被加工物は、被加工物支持部上において位置決めされた際にキャリアによって支持されてもよく、且つ、ウエハエッジ領域保護要素は、キャリアを保護する。キャリアの種類は、テープ及びフレームであってもよい。ウエハエッジ保護要素は、テープ及び／又はフレームを保護してもよい。
【００１７】
第１プラズマ生成源は、第１チャンバ内において誘導された（induced）プラズマを維持するためにエネルギーを第１チャンバ内に結合する要素を含んでもよく、且つ、第２プラズマ生成源は、第２チャンバ内に誘導されたプラズマを維持するために第２チャンバ内にエネルギーを結合する要素を含んでもよく、第１プラズマ生成源の要素は、第１チャンバ内において誘導されたプラズマを第２チャンバ内において誘導されたプラズマから結合解除するように、第２プラズマ生成源の要素から離隔している。装置は、第１チャネル内にエネルギーを結合する要素からのエネルギーが第２プラズマ内に結合されないように、又は、わずかな量のエネルギーのみが結合されるように、構成されてもよい。或いは、この代わりに、又はこれに加えて、装置は、第２チャンバ内にエネルギーを結合する要素からのエネルギーが第１プラズマ内に結合されないように、又はわずかな量のエネルギーのみが結合されるように、構成されてもよい。この結果、これらのプラズマを結合解除してもよい。第１及び第２チャンバ内にエネルギーを結合する要素は、ＲＦコイルであってもよい。第１チャンバは、関連付けられたレベルを有するインターフェイスにおいて、第２チャンバと遭遇（meet）してもよく、且つ、第１プラズマ生成源の要素及び第２プラズマ生成源の要素のうちの少なくとも１つは、前記レベルから離隔してもよい。
【００１８】
当業者は、補助要素は、第２チャンバの壁に追加される要素であるが、補助要素が前記壁から突出してもよいことを理解するであろう。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、半導体被加工物を加工する装置が提供され、この装置は、
第１チャンバであって、第１チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するために第１チャンバ内にエネルギーを結合する要素を含む第１プラズマ生成源と、第１チャンバ内にガスの供給を導入する第１ガス供給源と、を有する第１チャンバと、
第２チャンバであって、第２チャンバ内において誘導されたプラズマを維持するために第１チャンバ内にエネルギーを結合する要素を含む第２プラズマ生成源と、第２チャンバ内にガスの供給を導入する第２ガス供給源と、を有し、第２ガス供給源は、第１ガス供給源とは独立的に制御可能である、第２チャンバと、
第２チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
を含み、
第１プラズマ生成源の要素は、第１チャンバ内において誘導されたプラズマを第２チャンバ内において誘導されたプラズマから結合解除するように、第２プラズマ生成源の要素から離隔している。
【００２０】
本発明の第３の態様によれば、半導体被加工物を加工する装置が提供され、この装置は、
壁を有するチャンバと、
チャンバ内において位置決めされた被加工物支持部と、
少なくとも１つのプラズマ生成源と、
被加工物支持部上において位置決めされた際に被加工物の近傍においてガス流路を構成する複数のガス流路構成要素であって、ウエハのエッジ及び／又はウエハのエッジの外側周辺の領域を保護する少なくとも１つのウエハエッジ領域保護要素と、ガス流路を構成するためにウエハエッジ領域保護要素から離隔した少なくとも１つの補助要素と、を有するガス流路構成要素と、
を含む。
【００２１】
本発明の第４の態様によれば、装置のチャンバを浄化する方法が提供され、この方法は、
本発明の第１又は第２の態様による半導体被加工物を加工する装置を提供するステップと、
第１及び／又は第２チャンバ内において浄化プラズマを生成するステップと、
プラズマを使用して装置の特定のエリアを選択的に浄化するステップと、
を含む。
【００２２】
本発明について上述したが、本発明は、上述の、又は、以下の説明、図面、又は請求項に、記述されている特徴の任意の発明的な組合せをも含む。
【００２３】
以下、添付の図面を参照し、本発明による装置の実施形態について説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の装置の第１実施形態を示す。
【図２】本発明の装置の第２実施形態を示す。
【図３Ａ】図１の装置の第２チャンバを示す。
【図３Ｂ】図１の装置の第１チャンバのプラズマ浄化を示す。
【図４】シングルＲＦ源構成及びデュアルＲＦ源構成における標準化されたエッチング割合を半径方向のウエハ位置の関数として示す。
【図５】ガス供給部を有するシングルＲＦ源構成及び別個のガス供給部を有するデュアルＲＦ源構成における標準化されたエッチング割合を半径方向のウエハ位置の関数として示す。
【図６】２００ｍｍのブランクシリコンウエハの端部におけるガスコンダクタンス制限経路を伴う及び伴わないエッチング割合の均一性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
誘導結合プラズマ（ＩＣＰ、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）プラズマエッチングツールは、しばしば、セラミックのベルジャー（bell jar、ベル形つぼ）の周りに配置されたＲＦアンテナを使用して高密度のプラズマを生成している。中央のガス供給部が、ベルジャー内において解離されるガスを供給し、且つ、プラズマ源とウエハプラテン（ウエハ平盤）組立体の間に配置された大径のチャンバである「拡散チャンバ」の使用により、プラズマの不均一性が低減される。拡散チャンバにより、プラズマは、ウエハのエッジを超えて拡張することができる。ガスは、チャンバから、ゲート弁を通じて、システムの底部まで注入される。プラテン組立体は、通常、ウエハからの熱の除去を支援するための静電チャックと、エッチング／堆積プロセスを支援するためのＲＦバイアスと、を有することになる。本発明は、ＩＣＰプラズマエッチングツールに限定されるものではないが、例示を目的として、以下、このタイプのエッチングツールとの関係において、本発明について説明することとする。
【００２６】
添付図面に示されているＲＦに基づいたＩＣＰ（誘導結合）プラズマエッチングツールの環境において、本発明の特徴は、ａ）２つの同心ＲＦ源であって、第１ＲＦ源（primary source）が上部ベルジャー内に配置されており、このジャーの直径は、主チャンバの直径を下回っているという点、ｂ）２つのガス供給部であって、１つは、第１ＲＦ源（以下第１源）に対するものであり、且つ、他方は、主チャンバの上部部分に対する環状の構成であるという点、及び、ｃ）ウエハエッジにおけるガスの流れを低減するためのウエハのエッジにおけるコンダクタンス（conductance）制限経路、というものである。
【００２７】
これらの要因のうちの１つ又は複数の要因を慎重に制御することにより、均一性を受け入れ可能なレベルにおいて維持しつつ、エッチング割合を改善することができる。これらの特徴は、図１において図式的に観察することができる。
【００２８】
本発明の第２の利点は、改善されたプラズマ浄化プロセス能力にある。プラズマ浄化プロセスを使用し、堆積された材料をチャンバ壁から除去することができる。これは、ウエハにおける均一性を、時間に伴って維持するために、制御されねばならない非常に重要な要因である。本発明の利点の１つは、２つのプラズマ源を独立的に稼働させることができるために、操作者が、チャンバの特定のエリアをターゲットとした浄化方式（主反応チャンバ用のみのＩＣＰ／ベルジャー用のみの高密度プラズマ）を実行することができるという点にある。又、本発明によれば、供給源の組合せを使用することにより、プラズマを周囲にシフトさせることができる。より効率的な浄化は、生産性における利益をもたらすことになる。
【００２９】
図１は、参照符号１０によって総合的に示された本発明の装置の第１構成を示している。第１ガス供給１２が、関連付けられた第１イオン化源（primary ionization source）１６を有する第１チャンバ１４（〜７−１２ｃｍ径の誘電体シリンダ）に進入する。公称が１３．５６ＭＨｚであるＲＦアンテナ１８がＩＣＰ源として機能している。これは、プラズマの閉じ込め状態を変更するためのＤＣコイル２０によって支援することができる。ファラデー遮蔽２１をＤＣコイル２０と第１チャンバ１４の壁の間に設けることにより、容量結合（capacitive coupling）を低減することができる。第１源からのプラズマは、主チャンバ２２に進入し、この主チャンバ２２内において、ウエハ２４が、ウエハ支持部２６上に配置されており、ウエハ支持部２６は、静電チャック（electrostatic chuck）であってもよい。ウエハサイズは、標準的な生産用途においては、最大で３００ｍｍであってもよいが、更に大きなウエハの加工も、本発明の範囲に含まれる。ウエハ２４のエッジは、レジストエッジビードが除去されているウエハエッジにおけるシリコンの過剰な損失を回避するために、ウエハエッジ保護（ＷＥＰ、Ｗａｆｅｒ  Ｅｄｇｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）装置２８によって保護されている。主（第２）チャンバ２２は、第２イオン化源３０を有し、第２イオン化源３０は、チャンバ壁２２ａの近傍において第２プラズマを供給するために主チャンバ２２の周りに配置された第２ＲＦコイル３２を有する。ＲＦコイル３２も、１〜２ＭＨｚなどの１３．５６ＭＨｚ以下の周波数において動作することができよう。第２ＲＦコイル３２と主チャンバ２２の壁の間にファラデー遮蔽を含むこともできる。これは、第１チャンバ１４に隣接して位置決めされたファラデー遮蔽２１に追加するものであってもよい。或いは、この代わりに、主チャンバ２２に隣接して位置決めされるファラデー遮蔽は、ファラデー遮蔽２１に代わるものであってもよく、或いは、ファラデー遮蔽が存在しなくてもよい。環状のガス分配システム３４を主チャンバ２２に内蔵することにより、第２プラズマ用の独立したガス源を提供している。ウエハエッジにおいてコンダクタンス制限経路を導入している。ガスは、ＷＥＰ（ウエハエッジ保護）２８の上方において、且つ、環状バッフル３６の下方において、半径方向に、ゲート弁３９を通じて、ポンプ３８まで流れる。この間隙の通常の、但し、非限定的な、高さは、５〜５０ｍｍである。コンダクタンス制限経路は、ウエハエッジにおける活性ガス種の滞在時間を増大させることが可能であり、且つ、従って、プロセスの均一性を改善することができる。
【００３０】
連続した堆積サイクルに起因した堆積物の蓄積を低減するために、ＷＥＰを高温において維持することが望ましい。この加熱は、好ましくは、対象のウエハが装填される前に、チャンバ２２内においてプラズマを生成して内部のすべてを加熱することにより、実現される。主プロセスにおけるプラズマは、保護システムが８５℃〜１５０℃の温度において継続的に留まることを保証することになる。このＷＥＰシステムは、ウエハの全体がプラズマに対して露出されるがウエハの直径外部においては、「材料」が保護されることを保証するために、ウエハの直径を上回る内径を有することができる。この「材料」は、テープ、及び／又は、テープ又は代替キャリアによって支持されたウエハのフレームを、含むことができよう。このような構成が図２に示されている。図２は、参照符号４０によって総合的に示された本発明の装置の第２構成を示している。図２に示されている要素の多くは、図１に示されている要素と同一であり、且つ、同一の参照符号を使用し、これらの共通要素を表記している。
【００３１】
図２において、ウエハ２４は、テープ４２及びフレーム４４上において搬送されている。ウエハエッジコンダクタンス制限バッフル４６が、内径がウエハ２４の直径に近接した状態で、ウエハの位置の上方において装着されている。ウエハ２４（すなわち、ウエハ２４の周りのウエハ支持部２６上に着座した部分）{the gap between the wafer 24(or parts sitting on the wafer support 26 around the wafer 24)}との間の間隙は、エッチングガスが、ウエハ支持部２６の側部の周りにおいて注入されないうちに、ウエハ２４と主に相互作用するに充分なほどに小さなものであるべきである。図２において、テープ４２及びフレーム４４を保護するＷＥＰ２８と、バッフル４６との間の間隙は、矢印によって示されている。この混合（the mixing）と、これによって生成されるウエハから離れるようにエッチング生成物を注入するための低減されたコンダクタンスとの間において、均衡を見出さなければならない。１つのガイドラインとして、最適な間隙サイズは、しばしば、１５〜２５ｍｍであるが、その他の制約により、間隙が５〜５０ｍｍとなる場合もある。バッフルは、それに限定されることなく、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ポリマー、Ａｌ、並びに、フッ素、塩素、及び酸素に基づいた化学組成を含む、遠隔プラズマが使用される多くのエッチング材料及びプロセスガスに対して適用可能である。
【００３２】
プロセスの再現性を時間に亘って維持する必要がある場合には、エッチングサイクル又はいくつかのウエハに後続するプロセスチャンバの浄化が不可欠である。プラズマ浄化プロセスを、堆積された材料をチャンバ壁から除去するために使用することが可能であり、これにより、清浄状態を維持するためのチャンバの換気の間の時間を増大させることができる。本発明は、独立的に稼働させることができる２つのプラズマ源を有する装置を提供し、その装置は、チャンバの特定のエリアをターゲットとした特定の浄化方式（主チャンバ用のみの誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）／ベルジャー（第１チャンバ）用のみの高密度プラズマ）の実装を可能にする。
図３Ａ、Ｂは、本発明の装置を使用した図３Ａの第１チャンバ１４のプラズマ浄化と、図３Ｂの第１チャンバ２２のプラズマ浄化を示している。図３Ａ、Ｂに示されている装置は、基本的に、図１に示されている装置と同一であり、且つ、同一の参照符号を使用して共通要素を表記している。図３Ａ、Ｂに示されている装置は、第２ＲＦコイル３２と主チャンバ２２の壁の間に設けられた第２ファラデー遮蔽５４を更に有する。図３Ａにおいて、プラズマ５０が、第１チャンバ１４内に生成されており、且つ、図３Ｂにおいては、プラズマ５２が主チャンバ２２内に生成されている。又、この方式によれば、これらの供給源の組合せを使用することにより、プラズマを周囲にシフトさせることもできる。相対的に効率的な浄化は、生産性における利点をもたらすことになる。
【００３３】
反応ガスの主な解離が発生することになる小さなセラミック／絶縁コンテナ内のチャンバの上部における１つの第１源と、理想的にはウエハに近接している第１源とウエハの間の第２補助源という２つの独立的な供給源を使用することにより、ウエハエッジの近傍の半径方向の不均一性を補助源によって補償することができる。単一の供給源を使用する際には、プロセスチャンバの中心におけるプラズマ密度は、端部における密度より上回る傾向を有する。これは、第１チャンバとして小直径のチューブを使用した場合に、特に顕著である。アンテナに印加されるＲＦパワーの増大に伴って、不均一性が増大する可能性がある。図４においては、２００ｍｍのウエハにおける改善された均一性のみならず、第２ＲＦ源の使用に起因したより高度な標準化（normalized）されたエッチング割合をも、観察することができる。第１源のＲＦパワーは、データの組の両方について、３ｋＷに維持されたが、「ハイブリッド源（第１源＋第２源）」計測の場合に、第２源において１．５ｋＷのパワーを使用した。ガスは、第１源に対してのみ、供給した。
【００３４】
第２ＲＦ源に対する独立した環状のガス供給源を有することに伴う利点を図５において観察することができる。ここでは、第１源のみに対するガス流の場合とガスが第１源と第２源の間において２：１の比率で供給された際の３００ｍｍのウエハにおける標準化されたエッチング割合を観察することができる。環状のガス供給源から主チャンバに対するガス流を増大させることにより、プラズマの均一性が改善され、且つ、これにより、エッチングの均一性が改善される。
【００３５】
図６においては、ウエハの端部においてコンダクタンス制限経路（バッフル／ＷＥＰチャネル）を利用することに伴う利益を観察することができる。ウエハの周囲における反応種の欠乏を低減すると共にイオンの数を低減することにより、均一性を改善することができる。この結果、ウエハにまたがった均一性が改善され、従って、均一性を通常は悪化させることになるその他のプロセスパラメータを調節することにより、所与の均一性に対してより大きなエッチング割合も可能となる。
【００３６】
本発明は、半導体ウエハ、キャリア上のウエハ、又はフレーム内のウエハに対して適用することができよう。主な調節項目は、コンダクタンス制限経路を制御して端部の均一性を改善することを保証するためのＷＥＰ（ウエハエッジ保護）及びバッフルの位置決めである。フレーム内のウエハの場合には、ＷＥＰが、フレームと、露出したテープの大部分と、を覆うことになるが、ウエハエッジを覆うことにはならないであろう。
【００３７】
上述の特定の実施形態に対する多数の変更が本発明の範囲に含まれる。例えば、ファラデー遮蔽を使用する代わりに、セグメント化されたコイルなどの代替手段を使用して浮遊電気結合（stray electric coupling）を低減してもよい。このようなコイル構造は、米国特許第６，４９５，９６３号明細書に記述されているように、チャンバ内において取り付けることができよう。代替磁気プラズマ閉じ込め手段をＤＣコイルの代わりに使用してもよく、且つ、その他の実施形態においては、磁気プラズマ閉じ込め手段がまったく使用されてはいない。ＲＦ源の周波数は、同一である必要はなく、且つ、周波数の任意の適切な組合せを使用してもよいであろう。可能な周波数の非限定な範囲は、１〜１３．５６ＭＨｚである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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