(57)【要約】      （修正有）【課題】DCパルスエッチング装置を用いることによって化学処理を選択的に活性化させる方法を提供する。【解決手段】処理チャンバ１４は、該処理チャンバ内に化学処理用の基板１２を有する。当該方法は、正のイオンを含むプラズマを生成するように、前記処理チャンバ内の処理気体にエネルギーを結合する工程を有する。パルス状DCバイアスが、前記処理チャンバ内の基板支持体上に設けられた前記基板に印加される。前記基板は、第1バイアスレベルと第2バイアスレベルとの間で周期的にバイアス印加される。前記第1バイアスレベルは、前記第2バイアスレベルに対して負のレベルである。前記基板が前記第1バイアスレベルにバイアス印加されるとき、選択された化学エッチング処理を向上させるように選ばれた単色の正イオンが、プラズマから前記基板へ引きつけられる。【選択図】図１
2014183314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内の基板にプラズマ支援化学エッチングを行うために化学処理を選択的に活性化させる方法であって：
正のイオンを含むプラズマを生成するように、前記処理チャンバ内の処理気体にエネルギーを結合する工程；
パルス状DCバイアスを、前記処理チャンバ内の基板支持体上に設けられた前記基板に印加する段階；
前記基板に、第1バイアスレベルと第2バイアスレベルとの間で周期的にバイアス印加する工程であって、前記第1バイアスレベルは前記第2バイアスレベルに対して負のレベルである工程；
を有し、
前記基板と前記基板支持体が、前記第1バイアスレベルにバイアス印加されるとき、単色の正イオンを前記プラズマから前記基板へ引きつけ、かつ、前記基板の表面での選択された化学エッチング処理を向上させるように動作可能である、
方法。
【請求項２】
前記基板支持体上に設けられた前記基板を前記第2バイアスレベルで周期的バイアス印加を行う工程をさらに有する請求項1に記載の方法であって、
前記周期的バイアス印加は、負の電荷を前記プラズマから前記基板へ向かうように引きつける大きさと期間を有し、かつ、前記基板の表面上に蓄積した正の電荷を中性化するように動作可能である、
方法。
【請求項３】
前記基板支持体が、前記処理チャンバの一の端部上に設けられたDCパルスによりバイアス印加された電極を有し、
前記処理チャンバは、始動するように電力が供給されたプラズマ生成電極を有し、
前記プラズマ生成電極は、前記DCパルスによりバイアス印加された電極に対向する前記処理チャンバの面上に設けられ、かつ、前記エネルギーを前記処理気体へ容量結合させるように動作可能である、
請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマに結合するように動作可能な接地電極を前記処理チャンバ内に供する工程をさらに有する請求項3に記載の方法であって、
前記プラズマ生成電極にはDC電力が供給される、方法。
【請求項５】
前記プラズマ生成電極にはRF電力が供給され、かつ、
前記プラズマ生成電極は、前記処理気体にエネルギーを容量結合させるように構成される、
請求項3に記載の方法。
【請求項６】
前記第2バイアスレベルは、前記第1バイアスレベルが設定されるときに前記プラズマから前記基板へ引きつけられるイオンのエネルギーとは異なるエネルギーのイオンの前記プラズマから前記基板への引きつけを抑制する電位に設定される、請求項2に記載の方法。
【請求項７】
前記パルス状DCバイアスが、50kHz乃至40MHzの範囲の周波数で印加される、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記パルス状DCバイアスが、10MHz乃至20MHzの範囲の周波数で印加される、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマに結合するように動作可能な接地電極を前記処理チャンバ内に供する工程をさらに有する、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記接地電極に印加される電位を切り替える工程、前記接地電極にパルスDC電圧を印加する工程、又は、前記接地電極にAC電圧を印加する工程のいずれか一の工程によって前記接地電極に変化する電位を印加する工程をさらに有する、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
基板がプラズマ処理チャンバ内において前記プラズマ処理チャンバの第1端部に設けられる基板支持体上で基板を支持する工程；
前記第1端部に対向する前記プラズマ処理チャンバの第2端部付近でプラズマ生成電極に電気的にエネルギーを与えることで、前記プラズマ生成電極と前記基板との間にプラズマを生成する工程；並びに、
パルス状DC波形を前記基板支持体上の基板にバイアス印加する工程であって、前記パルス状DC波形は、前記基板に前記第1電圧のパルスを印加することで、正のイオンを前記プラズマから前記基板へ向けて引きつけ、かつ、周期的に、前記第1電圧よりも負ではない前記第2電圧のパルスを前記基板に印加することで前記プラズマから前記基板へ電子を引きつける、工程；
を有するプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記パルス状DC波形が、1%乃至99%の範囲のデューティサイクルを有する、請求項11に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
前記パルス状DC波形が、前記基板上でのチャージアップ効果を抑制しながら単色のイオンエネルギーを維持するように選ばれたデューティサイクルを有する、請求項11に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１４】
前記プラズマ生成電極が、13.56MHzで動作するRF電圧によってエネルギー供給される、請求項11に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１５】
前記パルス状DC波形が、10MHz乃至20MHzの範囲の周波数で印加される、請求項11に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１６】
プラズマ処理チャンバ；
該プラズマ処理チャンバ内の該プラズマ処理チャンバの第1端部に設けられる基板支持体；
前記第1端部に対向する前記プラズマ処理チャンバの第2端部付近に設けられるプラズマ生成電極；
前記プラズマ生成電極と操作可能なように結合して前記プラズマ生成電極にエネルギーを付与することで、前記プラズマ処理チャンバと容量結合して電力を供給して前記プラズマ生成電極と前記基板との間でプラズマを生成するように構成された電源；
前記基板支持体と操作可能なように結合して、前記基板支持体上に設けられた基板へパルス状DCバイアスを印加するように構成されたDCパルス発生装置；
を有し、
前記DCパルス発生装置は、前記基板に前記第1電圧のパルスを印加することで、正のイオンを前記プラズマから前記基板へ向けて引きつけ、かつ、周期的に、前記第1電圧よりも負ではない前記第2電圧のパルスを前記基板に印加することで前記プラズマから前記基板へ電子を引きつける、
プラズマエッチング装置。
【請求項１７】
前記プラズマ生成電極と操作可能に結合する前記電源が、13.56MHzで動作するように構成されたRF電圧である、請求項16に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１８】
前記プラズマ生成電極と操作可能に結合する前記電源がDC電源である、請求項16に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１９】
前記DC電源が、リレースイッチを介して前記プラズマ生成電極と電気的に結合する、請求項18に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２０】
前記プラズマ生成電極が複数の部分をさらに含み、
前記複数の部分の各々は、前記複数の部分の他から電気的に絶縁されている、
請求項16に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２１】
前記複数の部分が同一の電源によって駆動する、請求項20に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２２】
前記プラズマ生成電極と操作可能に結合する前記電源が複数の電源をさらに含み、
前記複数の電源の各々は、前記複数の部分の一と操作可能なように結合する、
請求項20に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２３】
前記プラズマチャンバの壁と操作可能なように結合して前記プラズマ生成電極と前記基板支持体との間に設けられる接地電極をさらに有する、請求項16に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２４】
前記基板支持体が複数の部分をさらに含み、
前記複数の部分の各々は、前記複数の部分の他から電気的に絶縁される、
請求項16に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２５】
前記複数の部分が同一の電源によって駆動する、請求項24に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２６】
前記DCパルス発生装置が複数のDC発生装置をさらに含み、
前記複数のDC発生装置の各々は、前記複数の部分の一と操作可能なように結合する、
請求項24に記載のプラズマエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理システムに関し、より詳細には基板エッチングプラズマ処理システム及び基板エッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理中、プラズマは通常、半導体基板上にパターニングされた微細ラインに沿って又はビア若しくはコンタクト内での材料の異方的除去を促進することによるエッチング処理を支援するのに利用される。そのようなプラズマ支援エッチングの例には、反応性イオンエッチング(“RIE”)が含まれる。RIEは基本的に、イオンにより活性化される化学エッチング処理である。
【０００３】
RIEが数十年用いられてきたが、RIEの発展や成熟には複数の負の特徴が伴う。そのような複数の負の特徴には、(a)広いイオンエネルギー分布(“IED”)、(b)様々な電荷誘起副作用、及び(c)部位の形状が負荷となる効果（つまりマイクロローディング）が含まれる。たとえば広いIEDは、有用なエネルギーが多すぎるか又は少なすぎる複数のイオンを含む。多すぎる有用なエネルギーを有するイオン場合、基板損傷を起こしやすくなる。それに加えて広いIEDによって、所望の化学反応を選択的に活性化されることが難しくなる。副反応は通常、意図しないエネルギーのイオンによって引き起こされる。さらに基板上での正の電荷のチャージアップが起こり、かつ、基板へ入射するイオンを反発させる恐れがある。あるいはその代わりに、チャージアップは、基板への損傷電流を及ぼす局所的な電荷の差異を生じさせる恐れがある。チャージアップは、RFエネルギーが、非伝導性基板上、又は、基板を支持するのに用いられるチャック若しくはテーブル上に負のバイアスを生成し、かつ、プラズマから正のイオンを引きつけるのに用いられるRF電荷に部分的に起因しうる。そのようなRF周波数は一般的に高すぎて、正又は中性付近の電位が十分な時間存在できない。そのため基板上に蓄積した正の電荷を中性化するように電子を引きつけることができない。基板表面にわたって電荷が不均一に蓄積することで、電位差が生成されうる。その結果、生成されたデバイスが損傷する恐れがある電流が基板上に生じる可能性がある。
【０００４】
これらの問題を解決する一の知られた従来方法は、中性ビーム処理の利用であった。真の中性ビーム処理は、化学反応種、添加物、及び/又はエッチャントとして関与する中性の熱種が基本的に存在しない状態で行われる。他方基板での化学エッチング処理は、指向性を有して入射する高エネルギーの中性種の運動エネルギーによって活性化される。指向性を有して入射する反応性の中性種はまた、反応物又はエッチャントとしての役割も果たす。
【０００５】
中性ビーム処理の一の当然の帰結は、マイクロローディングが起こらないことである。つまり処理では熱種がRIEにおけるエッチャントして機能するので、入射中性種における束の角度のばらつきは相対的にほとんどなくなる。しかしマイクロローディングがなくなる結果、エッチング効率すなわち最大エッチング歩留まりは1となる。つまり一の入射中性種は名目上、一のエッチング反応しかし促進しない。しかしRIEでは、豊富な量の熱中性エッチャント種がすべて、膜のエッチングに関与しうる。一の高エネルギー入射イオンによる活性化は、10、100、及びさらには1000のエッチング効率を実現しうる一方で、マイクロローディングと共存せざるを得なくなる。
【０００６】
イオン化と化学反応との分離は、RF電極に印加される電圧が1.5kVのオーダーで、かつ、自己バイアス電圧が-700Vのオーダーの場合に実現されうる。しかし多くの処理及びデバイスは、高いイオンエネルギーを許容できない。
【０００７】
これらの課題−つまりエッチング効率、マイクロローディング、電荷損傷等−を克服するために多くの試みがなされてきたが、これらは依然として残り、かつ、エッチングの専門家集団は、これらの問題を解決するための新規で実用的な方法を模索し続けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術に係るプラズマエッチングシステムの問題及び他の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
DCパルスエッチング装置を用いることによって化学処理を選択的に活性化させる方法。処理チャンバは、該処理チャンバ内に化学処理用の基板を有する。当該方法は、正のイオンを含むプラズマを生成するように、前記処理チャンバ内の処理気体にエネルギーを結合する工程を有する。パルス状DCバイアスが、前記処理チャンバ内の基板支持体上に設けられた前記基板に印加される。前記基板は、第1バイアスレベルと第2バイアスレベルとの間で周期的にバイアス印加される。前記第1バイアスレベルは、前記第2バイアスレベルに対して負のレベルである。前記基板が前記第1バイアスレベルにバイアス印加されるとき、選択された化学エッチング処理を向上させるように選ばれた単色の正イオンが、プラズマから前記基板へ引きつけられる。
【００１０】
本発明の他の実施例は、基板がプラズマ処理チャンバ内において基板支持体上で支持されるプラズマ処理方法を有する。前記基板支持体は、前記プラズマ処理チャンバの第1端部に設けられる。プラズマにはプラズマ生成電極によって電気的にエネルギーが与えられる。前記プラズマ生成電極は、前記第1端部に対向する前記プラズマ処理チャンバの第2端部付近に設けられる。前記プラズマは、前記プラズマ生成電極と前記基板との間に生成される。パルス状DC波形が、前記基板を第1電圧及び第2電圧でバイアス印加するように、前記基板に印加される。前記基板に前記第1電圧のパルスが印加されるとき、正のイオンが、前記プラズマから前記基板へ向けて引きつけられる。周期的に、前記基板に前記第2電圧−前記第1電圧よりも負ではない−のパルスが印加されるとき、電子が、前記プラズマから前記基板へ引きつけられる。
【００１１】
本発明のさらに他の実施例は、プラズマ処理チャンバ及び該プラズマ処理チャンバ内の該プラズマ処理チャンバの第1端部に設けられる基板支持体を有するプラズマエッチング装置に関する。プラズマ生成電極は、前記第1端部に対向する前記プラズマ処理チャンバの第2端部付近に設けられる。電源が、プラズマ生成電極と操作可能なように結合し、かつ前記プラズマ生成電極にエネルギーを付与するように構成される。前記プラズマ生成電極は、プラズマを生成するように前記プラズマ処理チャンバと容量結合して電力を供給する。前記プラズマは、前記プラズマ生成電極と前記基板との間に位置する。前記基板支持体は、DCパルス発生装置と操作可能なように結合する。前記DCパルス発生装置は、前記基板支持体上に設けられた基板へパルス状DCバイアスを印加するように構成される。前記DCパルス発生装置は、前記基板へ第1電圧と第2電圧を周期的に印加する。その結果、前記第1電圧の間、正のイオンが前記基板へ引きつけられて、前記第2電圧の間、電子が前記基板へ引きつけられる。
【００１２】
本発明がある実施例と関連づけて説明されるが、本発明はこれらの実施例に限定されないことに留意して欲しい。対照的に、本発明は、本発明の技術的範囲内に含まれうるすべての代替型、修正型、及び均等型を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一の実施例による化学処理システムの概略図である。
【図２】本発明の一の実施例による図1のシステムのDC電源とRF電源の駆動の際の利用に適したDC電圧波形とRF電圧波形をグラフで表している。
【図３】本発明の他の実施例による化学処理システムの概略図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施例による化学処理システムの概略図である。
【図４Ｂ】図4Aの化学処理システムの代替物の概略図である。
【図５Ａ】本発明の他の実施例による化学処理システムの概略図である。
【図５Ｂ】図5Aの化学処理システムの代替物の概略図である。
【図６】本発明の他の実施例による化学処理システムの概略図である。
【図７】本発明の他の実施例による化学処理システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願に含まれて本願の一部を構成する添付図面は、本発明の実施例を表す。上述の本発明の基本概念と共に、以降の実施例の詳細な説明は、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１５】
一の実施例によると、基板のプラズマにより活性化される化学処理を実行する方法及びシステムが、上述の問題の一部又は全部を解決するために供される。プラズマにより活性化される化学処理は、運動エネルギーの活性化（よって熱的な帯電種）を含む。よってプラズマにより活性化される化学処理は、高い反応効率すなわちエッチング効率を実現する。しかし本願において供されるプラズマにより活性化される化学処理はまた、単色又は狭帯域IED、単色活性化、空間電荷中性化、及びハードウエアの実用性向上を実現する。
【００１６】
ここで図1を参照すると、本発明の一の実施例による化学処理システム10が詳細に図示及び記載されている。化学処理システム10は、該化学処理システム10の処理チャンバ14内に設けられた基板12のプラズマ支援又はプラズマ活性化処理を実行するように構成される。化学処理システム10は、気体供給部16をさらに有する。気体供給部16は、処理チャンバ14と流体をやりとりするように結合し、かつ、処理チャンバ14内の基板支持体20上に設けられる基板12の上方である処理空間18へ1種類以上の処理気体を供給するように構成される。真空ポンプ19は、処理空間18で真空引きを行う。
【００１７】
3つの電極22,24,26が処理チャンバ14内に存在する。第1電極22は、基板支持体20に内蔵されるか、又は、基板支持体20を含んで良い。他方第2電極24は、処理チャンバ14内で基板12に対向して設けられる。任意の第3電極26は、処理チャンバ14の1つ以上の壁に沿って設けられ、かつ接地されても良い。
【００１８】
第1電極22は、DCパルス発生装置28からのDCパルスによってバイアス印加される。他方第2電極24は、プラズマ源30に含まれ、かつ、始動するように電力が供給される。より詳細に図示するように、第1電極22は、たとえばリレー回路34を介して負のDC電源32全体を接地されるように電子的に結合する。他方第2電極24は、RF電源でありうるAC電源36と結合する。
【００１９】
使用時には、AC電源36は、インピーダンス整合回路38を介して第2電極24と電子的に結合し、かつ、連続AC電力を第2電極24へ供給するように構成される。たとえば図2に図示されているように、13.56MHzで動作する負の交流RF電圧40が、処理空間18内で容量結合されたプラズマ42を点火するするために第2電極24へ印加されて良い。一般的には、プラズマ42−具体的にはプラズマ42内の電子−は、処理チャンバ14内の接地された第3電極26付近で保持される。一般的なインピーダンス整合回路38が本実施例及び他の実施例において図示されているが、当業者は、他の方法による電気的接続も使用可能であることをすぐに理解する。
【００２０】
特定の時間間隔−たとえば所望の波形による時間間隔−では、第1電極と結合するリレー回路34が、パルス状DCバイアスを第1電極22へ印加するように切り替えられる。たとえば図2に図示されているように、パルス状の負バイアス46が第1電極22へ印加されて良い。それにより正のイオンが基板12へ向かうように引き込まれる。負バイアス46の間隔の間に第1電極22に印加される負性の弱い（正の）バイアス44のパルス周期は、第3電極付近の処理空間18から第1電極22及び基板12へ向けて電子を引き込む。その結果、DCパルスバイアスは、負バイアス46の間での基板12の単色イオン励起、及び、より正のバイアス44を介した基板12への高エネルギー電子ダンプ実現することで、基板12上での正の電荷を中性化する。DCパルスの波形(VRF(t))は、DCパルス周波数（約1Hz〜約1GHzで、より詳細には約100kHz〜約1MHz）及びデューティサイクル（約1%〜約99%）で変化しうる。デューティサイクルとは、DCパルスが印加される合計パルス間隔の割合で、特定の高エネルギー電子ダンプの必要性に合わせるように調節されて良い。パルスデューティサイクルとは、合計パルス周期に対する印加された負バイアスの時間（イオンを引きつける時間）の比と定義される。デューティサイクルを変化させることは、基板のイオン励起をどの程度単色にするのかを制御するのに用いられて良い。一般的には、デューティサイクルは、基板上で性能を劣化させるチャージアップ効果を発生させることなく可能な限り単色のイオンエネルギーを維持するのに十分な程度大きい状態が維持されなければならない。プラズマ中に高移動度の電子が存在するため、90%、95%、またさらには99%のデューティサイクルが、基板上に存在する任意の高アスペクト比の(“HAR”)部位において、電子がイオン衝突から生じる電荷を中性化するのに十分な時間を供することができる。
【００２１】
ここで図3を参照すると、本発明の他の実施例による化学処理システム50が詳細に図示及び記載されている。化学処理システム50は図1の化学処理システムと同様で、処理気体を処理空間52へ供給する気体供給部16（図1。図3Aには図示されていない）及び処理空間52を真空引きする真空ポンプ（図1。図3Aには図示されていない）を有する。基板支持体54は、チャンバ58内で基板56を支持する。3つの電極60,62,64もまた、処理空間52内に供され、かつ、先に図1のシステム10に関して述べたような配置をとる。第2電極62は図示されているように2つの部分に分けられる。それにより第2電極62は、円形の中心電極62aと環状の周辺電極62bを有する。環状の周辺電極62bは、円形の中心電極62aを取り囲み、かつ、環状の絶縁リング66によって円形の中心電極62aから絶縁される。第2電極62は、インピーダンス整合回路70を介してAC電源68と結合し、かつ、別個に制御可能な連続ACバイアスを電極部分62a,62bへ印加するように構成される。第2電極62はさらにプラズマ源72に結合される。
【００２２】
第1電極60−繰り返しになるが基板支持体54の一部を構成するものとして図示されている−が、リレー回路76を介してDC電源74に電気的に結合する。DC電源74は、先に詳述したように切り替え可能なように操作されうる。第2電極を分割することによって、プラズマの生成及び均一性の制御が向上しうる。つまりプラズマ生成の分布が、処理空間52の壁へ向かう半径方向外側に制御されうる。
【００２３】
図4A及び図4Bは、本発明の2つの関連する実施例を表している。図の便宜上、ダッシュの付された同様の参照番号は、その実施例の対応する構成要素を表すものとする。図4Aを詳細に参照すると、化学処理システム80が図示されている。化学処理システム80は、これまで述べてきた化学処理システムと概ね同様である。ただし図の便宜上すべての構成要素が図示されているわけではない。化学処理システム80は3つの電極84,86,88を有する。しかし化学処理システム80の第1電極84は、双投式リレー回路94を介して、負のDC電源90又は並列する正のDC電源92全体と交互に結合する。リレー回路94は、DC電圧機能−たとえば負バイアスの後の正バイアス−を第1電極84へ交互に印加することで、負パルス中で単色の正イオンを基板96へ引きつけるように切り替えられる。他方正バイアスは、負パルスと負パルスとの間基板96へ電子又は負イオンを引きつけることで、負パルス中に基板96上に蓄積し得る正の電荷を中性化する。
【００２４】
図4Bは図4Aと似ている。ただし前述したように、第2電極86’、が中心部分86a及び同心円状の外側部分86bに分割される点は除く。また中心部分86aと同心円状の外側部分86bとの間には絶縁リング87が設けられる。図4Aのインピーダンス整合回路100を備えるプラズマ生成回路98は、別個に制御可能な連続ACバイアスを図4Bの電極部分86a,86bへ印加するように構成されて良い。
【００２５】
プラズマ生成電極はRFに基づく必要はない。その代わりに図5Aに図示されているように、本発明の他の実施例による基板111を処理する化学処理システム110は図1の化学処理システムと似ている。ただしプラズマ源30（図1）は第2電極114に電力を供給するDC電源112を有する一方で、第1電極116及び第3電極118は前述したように、それぞれDC電源119及に接地電位と電気的に結合される。DC電源112によって、接地された第3電極118−プラズマ源が第2電極（図1）へRFバイアスを印加する実施例においては任意である−が一般的には必要とされる。第3電極118は、一部として処理チャンバ120の接地された壁を有して良く、又は、処理チャンバ120の内部若しくは構成によっては外部に設けられる別個に構成される電極であっても良い。
【００２６】
図5Bは、図5Aの化学処理システム110と同様の化学処理システム110’を表している。図5Bでは、ダッシュの付された同様の参照番号は、その実施例の対応する構成要素を表すものとする。しかし図5Bでは、第2電極114’が、リレー回路122を介して負のDC電源112’全体を接地させるように電気的に結合する。その点では、パルス状DC電圧もまた第2電極114’に印加されて良い。
【００２７】
それに加えて図6は、本発明の他の実施例による化学処理システム130を表している。図6では、ダッシュの付された同様の参照番号は、その実施例の対応する構成要素を表すものとする。図示された化学処理システム130も図1の化学処理システム10と似ている。しかし第1電極22が、中心電極部22a、該中心電極部22aを同心円状に取り囲む中間環状電極部22b、及び、該中心電極部22aと中間環状電極部22bを同心円状に取り囲む外側電極部22cを含むように分割される。電極部22a,22b,22cは、環状絶縁リング132と134によって分離され、かつ、それぞれ別個に制御可能なDCバイアス電源74a,74b,74cによってリレースイッチ76a,76b,76cを介してバイアス印加されて良い。DC電源74a,74b,74cの各々は、第1電極22の電極部22a,22b,22cに、典型的には同一周波数かつ同位相でパルス状DC電極を印加する。しかしパルス状DC電極は、たとえばパルス幅又はデューティサイクルによって調節されることで、半径方向の均一性が改善されうる。
【００２８】
電気的に分割された第1電極22’を有する図6の化学処理システム130と共に用いられる基板12’の伝導性は、他の実施例と共に用いられるのに適した基板よりも低くなければならない。
【００２９】
図7は、本発明の他の実施例による化学処理システム140を表している。繰り返しになるが、3つの電極142,144,146は、処理チャンバ148と動作可能なように結合する。第1電極142は処理チャンバ148内で基板を支持して良い。他方第2電極144は、一般的には基板150に対向する処理チャンバ148の面付近に設けられる。
【００３０】
第2電極144は図示されているように、分割され、かつ、中心部144a、該中心部144aから第1環状絶縁体152によって分離される中間部144b、及び、該中間部144bから第2環状絶縁体154によって分離される外側部144cを有する。第2電極144の各部144a,144b,144cはそれぞれ、リレースイッチ158a,158b,158cを介して別個に制御可能なDCバイアス電源156a,156b,156cによってバイアス印加される。
【００３１】
第1電極142は、内部にRF電源162を有する1つ以上のAC電源160と電気的に結合される。AC電源160は、インピーダンス整合回路164を介して第2電極144と電気的に結合されて良く、かつ、連続ACバイアスを第2電極144へ印加するように構成される。
【００３２】
先に詳述した本発明の様々な実施例は、基板上に狭いイオンエネルギー分布を有するイオン束を供する。これは、多くのプラズマ処理−特にイオンエネルギーが活性化される化学種を選択する因子となるイオンにより活性化される化学エッチング処理−において有利である。従って化学処理は、単色イオン−つまりエネルギー分布が狭い場合−によって選択及び制御されて良い。本発明によって、これは、基板をバイアス印加するのに用いられるDCパルスのレベルを制御することによって実現されて良い。
【００３３】
それに加えてイオン衝突−これはバイアス電圧がより負であるときに起こる−中での基板上での正の電荷のチャージアップは、基板上にバイアスをパルス印加し、かつ、パルス状波形のより正の−すなわち負ではない−レベルを制御することにとって中性化されて良い。波形のパルス幅（又はデューティサイクル）を設定することで、基板に引きつけられた負電荷の量が制御され、基板が中性化される。電荷は、電子であって良いし、又は、パルス幅が十分に広い場合で、プラズマ中に存在するときには負イオンであっても良い。
【符号の説明】
【００３４】
10  化学処理システム
12  基板
14  処理チャンバ
16  気体供給部
18  処理空間
19  真空ポンプ
20  基板ホルダ
22  第1電極
24  第2電極
26  第3電極
28  DCパルス発生装置
30  プラズマ源
32  DC電源
34  リレー回路
36  AC電源
38  インピーダンス整合回路
42  プラズマ
40  交流RF電圧
44  正バイアス
46  負バイアス
50  化学処理システム
52  処理空間
54  基板支持体
56  基板
58  チャンバ
60  第1電極
62  第2電極
64  第3電極
66  絶縁リング
68  AC電源
70  インピーダンス整合回路
72  プラズマ源
74  DC電源
76  リレー回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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