(57)【要約】本発明は、交流を運ぶ少なくとも１つの誘導コイル（２）で、プラズマ処理に好適な装置の真空容器（１）の真空チャンバ（１ａ）において、少なくとも協同で生成されるプラズマを生成するための手順に関し、プラズマを生成するのに用いられる気体は、少なくとも１つの注入口（３）を通して真空チャンバ（１ａ）に与えられ、真空チャンバ（１ａ）は、少なくとも１つのポンプ装置（４）のポンプ作用を受け、おそらくパルス状の直流も誘導コイル（２）に印加されて、プラズマ密度に影響を与える。
2005505130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流を運ぶ少なくとも１つの誘導コイル（２）で、プラズマ処理に好適な装置の真空容器（１）の真空チャンバ（１ａ）において少なくとも生成されるプラズマを生成するための手順であって、プラズマを生成するのに使用される気体は、少なくとも１つの注入口（３）を通して真空チャンバ（１ａ）に与えられ、真空チャンバ（１ａ）は少なくとも１つのポンプ装置（４）のポンプ作用を受け、直流も誘導コイル（２）に印加されてプラズマ密度に影響を与えることを特徴とする、プラズマを生成するための手順。
【請求項２】
直流は変調され、好ましくはパルス状にされ、特に単極または二極の態様でパルス状にされる、請求項１に記載の手順。
【請求項３】
交流は、高周波発生器（６）によって生成される、請求項１または２に記載の手順。
【請求項４】
高周波発生器（６）は、周波数が１００から１４，０００ｋＨｚで、好ましくは４００から２０００ｋＨｚで動作する、請求項３に記載の手順。
【請求項５】
直流および誘導コイル（２）の巻線の数は、巻線の数および直流の積が、平均しておよび絶対値として、１０から１０００アンペア、および好ましくは１００から４００アンペアの巻線になるような態様で選択される、請求項１から４のいずれかに記載の手順。
【請求項６】
直流は、ローパスフィルター（１２）を通して誘導コイル（２）に印加される、請求項１から５に記載の手順。
【請求項７】
真空チャンバ１ａにおける圧力は、０．０１から１０Ｐａ、および好ましくは０．０５から０．２Ｐａとなる、請求項１から６のいずれかに記載の手順。
【請求項８】
プラズマは、ある距離で隔てられた少なくとも１対の電極（５ａ，５ｂ）に印加された電界によって、協同で生成されるまたは協同で励起される、請求項１から７のいずれかに記載の手順。
【請求項９】
電圧は、交流電圧または直流電圧であり、これらはおそらく単極または二極の態様でパルス状にされる、請求項８に記載の手順。
【請求項１０】
交流電圧は、周波数が少なくとも１ＭＨｚの高周波交流電圧である、請求項９に記載の手順。
【請求項１１】
真空チャンバ（１ａ）は、基板（９）のための基板台（８）を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の手順。
【請求項１２】
基板台（８）は電極（５ａ）によって形成される、請求項８および１１に記載の手順。
【請求項１３】
暗部遮蔽は、逆電極（５ｂ）として使用される、請求項１２に記載の手順。
【請求項１４】
交流および直流は、基板（９）の面および／またはそれと平行した面におけるプラズマ密度の均一性指数が、１０％を超えず、好ましくは５％を超えないような態様で選択される、請求項１２から１３のいずれかに記載の手順。
【請求項１５】
誘導コイル（２）は、誘電体内部ケーシング（７）または誘導体窓によって、プラズマが生成される真空容器（１ａ）の少なくとも一部から分離される、請求項１から１４のいずれかに記載の手順。
【請求項１６】
おそらくは、少なくとも１つの基板（９）の反応性コーティングのための、請求項１から１５のいずれかに記載の手順の使用法。
【請求項１７】
おそらくは、少なくとも１つの基板（９）の反応性エッチングのための、請求項１から１５のいずれかに記載の手順の使用法。
【請求項１８】
真空容器（１）の真空チャンバ（１ａ）におけるプラズマを少なくとも協同で生成するための、少なくとも１つの誘導コイル（２）を含む、プラズマ処理に好適な装置であって、真空チャンバ（１ａ）にはプラズマを生成する働きをする気体を入れる少なくとも１つの注入口（３）、および少なくとも１つのポンプ装置（４）が設けられ、誘導コイル（２）は、それに交流またはおそらく変調された直流を印加する１つ以上の電圧発生器に接続され、これらは好ましくは、単極または二極の態様でパルス状にされる、プラズマ処理に好適な装置。
【請求項１９】
誘導コイル（２）は、アダプタフィルター（１２）を通して交流電圧発生器（６）に、およびローパスフィルター（１３）を通して直流電圧発生器（６′）に接続される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
ある距離で隔てられた少なくとも１対の電極（５ａ，５ｂ）を含む、請求項１８から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
真空チャンバ（１ａ）は、基板（９）のための基板台（８）を含む、請求項１８から１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
基板台（８）は電極（５ａ）によって形成される、請求項２０および／または請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
暗部遮蔽は、逆電極（５ｂ）として使用される、請求項２０から２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
誘導コイル（２）は、誘電体内部ケーシング（７）または誘電体窓によって、プラズマが生成される真空容器（１ａ）の少なくとも一部から分離される、請求項１８から２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
伝達スルースゲートによって共通の移送装置に接続されるいくつかの処理ステーションを含むクラスタであって、少なくとも１つの処理ステーションは、請求項１７から２４に記載の装置である、クラスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、真空容器の真空チャンバにおける誘導コイルによって生じるプラズマを生成するための手順、および本発明に従った手順を実行するのに好適な装置に関する。本発明はさらに、基板におそらく反応性コーティングを与える、またはこのような基板におそらく反応性エッチングを行なうための、本発明に従った手順の使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
基板が、たとえば半導体の製造と同様に、真空で反応性の処理を施されるときに、多数の工程段階、その適例として、おそらく基板の反応性コーティングまたはおそらく反応性エッチングのために、真空容器の真空チャンバで生成されたプラズマを用いることが通例である。
【０００３】
この点について、プラズマは、誘導性および／または容量性の手段によって生成することができることが知られている。
【０００４】
たとえば、ＥＰ  ０  ２７１  ３４１  Ａ１では、半導体ディスクのドライエッチングのための装置が記載されており、これはプラズマ生成のための誘導コイルと、イオン化粒子をプラズマから基板へと抽出するための電極装置とを含む。さらに、ＵＳ６，０６８，７８４に記載された装置において、プラズマ生成のためのエネルギは、コイルタイプのアンテナによって真空容器の真空チャンバに誘導的に結合され、この場合真空チャンバは反応器としての役割を果たす。この基板は、基板搬送として働く電極上に置かれ、それにいわゆるＲＦ（無線周波数）バイアスまたは分極電圧が印加される。
【０００５】
ＵＳ５，４６０，７０７は、コーティング目的にも使用することのできる容量性のプラズマ生成のための装置について記載している。追加の永久磁石または電磁石によって生成された磁界が、この場合、プラズマ密度分布を制御するかまたは局部的により大きなプラズマ密度を生じるために、与えられるかもしれない。
【０００６】
基板は、たとえば半導体の製造と同様に、真空処理にかけられるときに、適度に均一な基板処理を保証するために、基板の面全体にわたって極めて均一のプラズマ密度分布を有することが非常に重要である。この目的のために、妨害となる外部からのあらゆる影響、特に外部の界磁を遮蔽または補償することが最も重要である。
【０００７】
たとえば、真空容器を遮蔽するのに強磁性の殻を用いることが理論上では可能であるが、これは実際的な見地からはむしろ不利である。というのも、このような殻は真空容器の重量を大幅に増大させるからである。さらに、保守または補修作業が行なわれなければならないときは常に、真空容器にアクセスするのがより困難になるであろう。
【０００８】
ＥＰ０  ４１３  ２８３は、平面のプラズマを導電性で平面のパンケーキコイルによって得ることができ、誘導磁界は、高周波の電源をパンケーキコイルに接続することによって生成され、誘電体遮蔽を通して結合されることを教示している。
【０００９】
ＵＳ６，０２２，４６０は、１対のヘルムホルツコイルによって生成されたさらなる磁界が、プラズマに作用することができることを示唆しており、これはたとえば、高い周波数の交流電圧が印加されるパンケーキコイルか、または真空のベルの形状をしたコイルのいずれかによって、誘導的に生成する（または少なくとも協同で生成する）ことができる。この１対のヘルムホルツコイルに印加されるのは、直流および交流の組合せであり、交流成分によって変調される弱い磁界を生成する。この変調は、「磁界の「振動」（shaking of the magnetic field）」と呼ばれている。当該特許に従うと、これは本質的に、プラズマ密度を増大させ、かつプラズマの均一性を向上させるための役割を果たす。
【００１０】
ＵＳ６，０２２，４６０に記載されたプラズマを生成するための装置の１つの欠点は、追加の対をなすヘルムホルツコイルによって、小型設計を得ることがより困難になり、また装置の費用が増大するということを含む。高周波技術を考えると、誘導コイルは、１対のヘルムホルツコイルから分離されることが必要であるため、誘導コイルはヘルムホルツコイルから空間的に分離されることが必要不可欠である。
【００１１】
したがって、本発明によって、これまでの技術に関して記載された欠点を回避するか、またはそれによる影響の程度がより小さい、高密度のプラズマを生成するための手順および装置が提供される。本発明のさらなる課業は、本明細書で以下に与えられた詳細な説明によってもたらされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の簡単な説明
本発明は、交流を運ぶ少なくとも１つの誘導コイル（２）によって真空容器（１）の真空チャンバ（１ａ）で少なくとも生成されるプラズマの生成のための手順に関し、プラズマを生成するのに用いられるガスは、少なくとも１つの注入口（３）を通って真空チャンバ（１ａ）に入ることができ、真空チャンバ（１ａ）は、少なくとも１つのポンプ装置（４）のポンプ作用を受け、プラズマの密度に影響を与える目的のために、おそらく変調されたおよび好ましくはパルス状の直流が誘導コイル（２）を通される。
【００１３】
本発明はさらに、基板のおそらくは反応性コーティング、またおそらくは反応性エッチングのための、本発明に従った手順の使用法に関する。
【００１４】
本発明はさらに、真空容器（１）の真空チャンバ（１ａ）においてプラズマを少なくとも協同で生成するための少なくとも１つの誘導コイル（２）を含むプラズマ処理に好適な装置に関し、真空チャンバ（１ａ）には、プラズマの生成に役立つ、ガスを入れるための少なくとも１つの注入口（３）とポンプ装置（４）とが与えられ、誘導コイル（２）は、１つ以上の電圧発生器に接続され、この電圧発生器は、誘導コイルに交流および直流を供給し、これはおそらく単極または二極の態様でパルス状にされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
プラズマ生成に好適な本発明に従った装置は、１つ以上のポンプ装置４によって真空にすることのできる真空チャンバ１ａを有する真空容器１を含む。
【００１６】
好ましい実施例において、真空容器１は、たとえばステンレス鋼またはアルミニウムといった金属で製造された外部ケーシング２０を含んで、真空容器の良好な密閉を保証し、かつそれを特に外れた外部の界磁に対して遮蔽する。真空側で、真空容器１の金属ケーシング１０には、好ましくは誘電性内部ケーシング７が設けられ得、これはたとえば自立形であるか、または外部ケーシング１０内部へのコーティングとして与えられるかもしれない。誘電材料は、好ましくは、反応性コーティングおよびエッチングの工程のために使用される気体、すなわち塩素およびフッ素といった要素を含み得る気体に対してできるだけ不活性なだけでなく、結合された電力に関する限り、できるだけ浸透性となるように選択される。好ましい誘電材料は、とりわけ高分子材料、特にセラミック材料、石英および酸化アルミニウムを含む。しかしながら、たとえば、真空容器１の側壁のみを、誘電体材料で完全にもしくは部分的に裏打ちされる、もしくコーティングするか、または誘電材料で製造して、一方で上面および下面の双方には、ＷＯ  ００／１９，４８３に記載されたような金属接続（結合）を与えることもできる。ＥＰ  ０  ４１３  ２８３に記載された真空容器１には誘電体遮蔽が与えられ、この誘電体遮蔽はたとえば真空容器１の上方のカバー壁に含まれ得る。
【００１７】
上記の真空容器１の説明は、単なる例として理解されるべきであり、本発明を説明することが意図されるがこれを制限ことは意図されていない。
【００１８】
真空容器１は、プラズマを生成するために用いられる気体を入れる働きをする１つ以上のガス注入口３を含む。単一のガス状化合物、またはいくつかのガス状化合物の混合物からなり得る気体は、処理される基板９の化学組成および物理的パラメータ、ならびに得られる基板の面の修正を十分に考慮して選択される。基板の面が洗浄される（スパッタエッチングされる）場合に、気体はたとえば、アルゴンまたはいくつかの他の不活性気体を含み得、一方で反応性のエッチング工程に用いられる気体は、たとえば塩素（Ｃｌ2）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、四フッ化炭素（ＣＦ4）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）および／または酸素（Ｏ2）を含み得る。基板が、（たとえば、化学気相成長法−ＣＶＤ、またはプラズマ増速化学気相成長法−ＰＥＣＶＤによって）薄膜でコーティングされなければならないときに、有機金属化合物、メタン（ＣＨ4）、水素化ケイ素（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）、窒素（Ｎ2）または水素（Ｈ2）を使用することができる。先述のガス状化合物および基板９を処理するための工程は、同様に例として理解されるべきであり、本発明を説明することのみが意図されており、これを制限することは意図されていない。
【００１９】
ポンプ装置４の気体の流れおよび動力は、好ましくは、真空容器１の真空チャンバ１ａにおける圧力が、特に０．０１から１０Ｐａ、および好ましくは０．０５から０．２Ｐａの状態にあるような態様で選択される。
【００２０】
本発明に従った装置は、少なくとも１つの誘導コイル２を含み、これによって真空容器１の真空チャンバ１ａで生成されたプラズマが、少なくとも協同で生成される。誘導コイル２は、好ましくは、プラズマにさらされないような態様で真空容器１および／または真空チャンバ１ａに配置されることにより、たとえば、導電コイル２上での導電性の干渉コーティングもしくは他のコーティングの堆積、またはプラズマによってもたらされる誘導コイル２の損傷を回避する。誘導コイル２は、好ましくは、誘電体遮蔽（たとえば誘電体内部ケーシング７）によって、プラズマが生成される真空チャンバ１ａの少なくとも一部から分離される。誘導コイル２は、好ましくは、真空チャンバ１ａの外部にも配置され得る。
【００２１】
本発明に従った装置は、１つ以上の誘導コイル２、好ましくは１つまたは２つの誘導コイル２、および特に１つの誘導コイル２を含む。
【００２２】
誘導コイル２の形状は異なり得、好ましくは、直流が誘導コイル２を通過せずに、できるだけ均一の誘導磁界が得られるような態様で選択される。
【００２３】
誘導コイル２の好ましい実施例において、上記コイルは巻線を含み、この巻線は、真空チャンバ１ａに直接巻付けられる、および／または好ましくはチャンバ内部にある誘電体内部ケーシング７に巻付けられる。図１に概略的に示された、本発明に従った装置において、コイル巻線は、たとえば誘電体内部ケーシング７の側壁に巻付けられる。この場合、誘導磁界の均一性は、たとえば、誘導コイル２の巻線の数および配置、ならびに誘電体内部ケーシング７の形状寸法によって影響される可能性がある。
【００２４】
別の実施例において、誘導コイル２は、平坦な（パンケーキの）または平面のコイル形状をとり、これはたとえば、ＥＰ  ０  ４１３  ２８２に記載されたような、複数の螺旋状の巻線または同心円状に配置された一連の巻線から成るかもしれない。平坦なコイルは、たとえば、好ましくは、円形のまたは長円の形状を有するかもしれない。「平坦な」または「平面の」という概念は、コイルの厚さおよび、この厚さと直角な他の２つの方向におけるコイルの広がりの比率が、０．３よりも小さい、好ましくは０．２よりも小さいことを意味する。ＥＰ  ０  ４１３  ２８２では、パンケーキコイルが、好ましくは真空容器の外部ケーシング１０における誘電体遮蔽に近接して配置されることが開示されているが、上記遮蔽は、誘電体窓として作用し、誘導磁界の結合を可能にする。もちろん、平坦なコイルを誘電体内部ケーシング７に近接して配置することもできる。
【００２５】
別の好ましい実施例において、誘導コイル２は、ＵＳ６，０２２，４６０で開示されたような真空のベルの形状を有する。
【００２６】
誘導コイル２によって少なくとも協同で生成されたプラズマの密度は、影響を及ぼされる可能性があり、特に、誘導コイル２に交流だけでなく、同時に直流が印加されるときにプラズマの均一性を増大させることができる、ということが判明した。
【００２７】
誘導コイル２への交流の印加は、少なくともプラズマを協同で生成するために、高周波電力を真空容器に結合する役割を果たす。この目的のために、誘導コイル２は、好ましくはアダプタネットワーク１３を通して、高周波電力発生器６に接続される。アダプタネットワーク１３は、高周波電圧発生器６の元の抵抗、ならびに誘導コイル２および真空チャンバ１ａのインピーダンス、ならびに／またはその中で生成されたプラズマを適合させる役割を果たすことによって、高周波電力を非常に効果的に結合することができる。
【００２８】
本発明と関連して、「高周波」という概念は、周波数が１０ｋＨｚから３ＧＨｚの電磁気の振動または電波に使用される。高周波電圧発生器６は、好ましくは１００ｋＨｚから１００ＭＨｚ、より好ましくは１００ｋＨｚから１４ＭＨｚ、さらにより好ましくは４００ｋＨｚから２ＭＨｚの広い高周波スペクトルで作動し得る。
【００２９】
好ましい周波数の選択はまた、誘導コイル２の形状に依存する。したがって、たとえば、コイル巻線が、誘電体内部ケーシング７のまわりに巻きつけられ、高周波エネルギが巻線内部の空間の体積を介して真空チャンバ１ａに結合されるときに得られるかもしれない平坦ではない３次元の誘導コイル２の場合、選択された周波数は、好ましくは１００ｋＨｚから２ＭＨｚ、特に２００ｋＨｚから１ＭＨｚとなる。他方で、高周波エネルギがコイルの領域を介して真空チャンバ１ａに結合される２次元のパンケーキコイルの場合、選択された周波数は幾分高く、好ましくは２ＭＨｚから１４ＭＨｚである。この周波数帯域の好ましい上限値は、業界で最も広く利用されている高周波電圧発生器の標準周波数が１３．５６ＭＨｚであることによるものである。この周波数は、国際電気通信協定（international telecommunication agreements）によって工業的用途に承認されている。
【００３０】
誘導コイル２に直流がさらに印加されたときに、プラズマの密度分布は影響を及ぼされる可能性があり、好ましくは、それによってプラズマの均一性が、たとえば基板９の面にわたって向上することができる、ということが判明した。この目的のために、誘導コイル２はまた、好ましくはローパスフィルター１２を通して、直流電圧発生器６′に接続される。たとえば、コイルおよびそれに並列に接続されたコンデンサを含み得るローパスフィルター１２は、好ましくは、直流が誘導コイル２に到達することができるが、一方で高周波電流が阻止されて、これが直流源にたどり着くことができないような態様で設計される。
【００３１】
直流は、均一にされるか、または変調され得、たとえばそれは単極または二極の態様でパルス状にされ得る。誘導コイル２の巻線の数を念頭に置くと、直流は、巻線の数および直流の積が、平均しておよび絶対値としての双方で、１０から１０００アンペア、および好ましくは１００から４００アンペアの巻線になるような態様で設定される。誘導コイル２の巻線の数は、好ましくは少なくとも７であるが、最小１０の巻線の方が良く、最小１２の巻線の方がさらに良い。というのも、巻線の数が減少すると、プラズマの密度分布を均一にするのに必要とされる電流が増加して、直流発生器６′およびローパスフィルター１２への需要がより大きくなる傾向があるからである。
【００３２】
プラズマ密度分布は、たとえばラングミュア探針を用いて測定することができる。スパッタエッチングおよび反応性エッチング工程の場合、ならびにおそらく反応性コーティング工程の場合、基板９の面積にわたるプラズマ密度分布の均一性は、エッチングの深度分布および／または、たとえば、基板の断面に沿ったコーティングの厚さ分布の均一性に影響を与えるため、プラズマ密度分布の均一性は、エッチング深度の分布および／またはコーティングの厚さを測ることによっても測定し得る。
【００３３】
たとえば、熱酸化シリコンウェハの場合、エッチング深度は、たとえば偏光解析器を用いて、たとえばシリコンウェハの面全体を覆うか、またはシリコンウェハの直径に沿ったラスタにおけるエッチングの前に、シリコン酸化層の厚さを測定することによって決定することができる。エッチング工程が完了した後で、残余のシリコン酸化層の厚さがさらに測定される。エッチング深度は、エッチング工程前後の、シリコン層の厚さ間の差異から得られる。
【００３４】
この手順は、コーティングの厚さを測定するのと類似した態様で適用することができる。
【００３５】
たとえば、エッチング深度、同様にプラズマ密度の分布、またはたとえば基板９の断面に沿ったコーティングの厚さの、均一性もしくは平坦さは、いわゆる均一性指数によって特徴付けることができ、これは均一性指数＝（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）と定義される。
【００３６】
最大値および最小値はそれぞれ、たとえば、基板９の表面積全体、または基板の断面に沿った特徴的分布の最大値および最小値である。均一性指数は通常、パーセンテージで示される。
【００３７】
誘導コイル２に印加される直流は、好ましくは、たとえば基板９の任意に選択された断面に沿った、もしくはたとえば基板９の特定の部分もしくは面全体にわたる、プラズマ密度分布、エッチング深度、またはコーティング深度の均一性指数が、１０％を超えない、好ましくは７．５％を超えない、さらに好ましくは５％を超えないような態様で選択される。
【００３８】
本発明に従った装置のさらに別の好ましい実施例において、上記装置は、ある距離で隔てられた少なくとも１対の電極５ａ，５ｂを含む。ＷＯ  ００／１９，４８３に記載された真空処理チャンバの特定の設計において、電極５ａ，５ｂは、たとえば、真空容器１の上方および下方のカバー壁での金属接続によって形成され得、これらの壁は、誘電体材料で製造された側壁によって互いからガルヴァーニ電気で分離されている。ＵＳ  ６，０６８，７８４は、基板台８が陰極として働き、真空容器の側壁が陽極として働き、一方で真空容器の上方の半球状突起のカバー壁が第３の電極を成す、３つの電極の配置を記載している。
【００３９】
特に好ましい実施例において、電極対５ａ，５ｂの１つの電極５ａは基板台８によって形成され、基板９がこの基板台にもたれ、および／または基板がそれに、通常使用される静電保持もしくは機械的保持、および／または（ウェハチャンク（ウェハ塊）（wafer chunk）と呼ばれることもあるウェハ基板の場合には）センタリング装置によって装着される。この基板台自体は通常、真空チャンバのケーシング１０から電気的に絶縁される。逆電極５ｂは、たとえば、真空チャンバの上方のカバー壁または端面における電気接続が存在するならばそれによって構成され得る。特に好ましい変形において、おそらく円形の基板台８は、逆電極として働きかつ通常暗部遮蔽と称されるリングによって囲まれる。基板台８および暗部遮蔽の上方部分における暗部遮蔽の間の絶縁は、真空チャンバ１ａの真空によって与えられる。その下方部分において、暗部遮蔽は、基板台８からガルヴァーニ電気で分離されるものの、リング状のセラミック絶縁体に対して中心に置かれるように基板台に固定される。
【００４０】
電極対５ａ，５ｂは、たとえば、おそらく単極または二極の態様でパルス状にされた直流電源、交流電源、または同時に直流および交流電源に接続され得る。プラズマは、バイアスとしても記載された、電極対５ａ，６ｂに印加された電圧によって、容量性で励起される。
【００４１】
電極対５ａ，５ｂに印加されるのが好ましいのは、直流電圧または交流電圧、特に周波数が１００ｋＨｚから１００ＭＨｚの高周波交流電圧である。交流電圧の好適な周波数を選択するときに、ＵＳ６，０６８，７８４の第４段、２３〜５２行目に記載された、基板９および／または真空チャンバ１ａへの影響について、十分に考慮することが好ましい。ここではこの説明を特に参照する。基板台８が電極５ａとして使用され、暗部遮蔽が逆電極５ｂとして使用される、本発明の好ましい実施例において、基板台８は、好ましくは３ＭＨｚを超える、特に好ましくは１０ＭＨｚを超える周波数で、高周波電圧発生器１１に接続され、一方で暗部遮蔽が接地される。
【００４２】
図１は、本発明に従った装置の好ましい実施例の概略的な断面を示している。真空容器１は、たとえばステンレス合金鋼で製造されかつ真空にすることのできるタンク１０を含み、真空チャンバ１ａを取囲み、たとえば石英または酸化アルミニウムで製造された誘電体内部ケーシング７を含む。誘導コイル２は、誘電体内部ケーシングのまわりに巻付けられ、アダプタネットワーク１３を通して交流電圧発生器６に接続され、またローパスフィルター１２を通して直流電圧発生器６′に接続される。回路は接地によって完成される。その上に載置する基板９を支持する基板台８は、電極５ａとして機能し、中心の位置に配置されかつ逆電極５ｂとして作用する円形の暗部遮蔽によって囲まれる。真空チャンバ１ａは、ポンプ装置４のポンプ作用を受ける。真空容器１の上方のカバー壁にはその中心にあるガス注入口３が設けられる。
【００４３】
直径が２００ｍｍのウェハを処理するように設計された、図１に概略的に示された装置の具体的な実施例において、誘電体内部ケーシングの直径は２７５ｍｍになった。基板台８および真空容器１の上方のカバー壁の間の距離は１８０ｍｍであった。誘電体内部ケーシング７のまわりに巻付けられた誘導コイル２の直径は３０４ｍｍであり、これは１５の巻線からなっていた。スパッタエッチングのためのアルゴンをガス注入口３を通してチャンバに与えて、１０-3の動作圧が得られた。電極５ａとして働く基板台８に印加されたバイアス電圧の周波数は１３．５６ＭＨｚであり、一方で逆電極として働く暗部遮蔽は接地された。誘導コイル２は、２つのコンデンサからなるアダプタネットワーク１３を通して、４００ｋＨｚで動作する交流電圧発生器６に接続された。誘導コイル２の内部空間におけるこの配置によって誘導された磁界は、約５ガウスとなった。誘導コイル２はまた、コンデンサとそれと並列に接続されたコイルとからなるローパスフィルター１２を通して、直流電圧発生器に接続された。基板９として働くウェハの直径に沿ったスパッタエッチングの深度分布の均一性指数が、±３％未満となるような態様で選択された直流は、約１０Ａになり、約１２ガウスの磁界を生じた。
【００４４】
図２は、前に熱酸化にさらされた、直径が３００ｍｍの円形のシリコンウェハの直径に沿った、標準化されたスパッタエッチングの深度分布を示している。図１と関連して記載され、かつ３００ｍｍのウェハを収容するのに必要な形状寸法を有した同様の装置における動作条件の下で、測定が行なわれた。図２に示した曲線Ｉは、交流および約１０Ａの追加の直流が誘導コイル２に印加された、本発明に従った手順で得られたものである。比較のために、曲線ＩＩは、交流のみが誘導コイルに印加されたときに得られる、スパッタエッチングの深度分布を示している。曲線ＩＩから、交流のみが誘導コイルに印加されたときに、ウェハ基板９の縁部に近づくとスパッタエッチングの深度が減少することが見て取れる。さらに、スパッタエッチングの深度分布は対称的ではない。曲線Ｉは、追加の直流が誘導コイル２に印加されたときに、スパッタエッチングの深度分布の均一性が明らかに向上していることを示している。どの点から見ても、スパッタエッチングの深度分布はもはや少しも対称性を欠いていない。特に、曲線ＩＩで見られた、ウェハ縁部に向かうにつれてのスパッタエッチングの深度の減少が、今では補償されている。直流によって生じた、さらに印加された磁界によって得られたプラズマ密度分布の均一化は、±３％未満の均一性指数を反映している。望まれれば、直流のアンペア数は、曲線ＩＩの過補償、したがって中心よりもウェハの縁部でより深いエッチング深度を得るように選択することもできる。その場合、凸状の湾曲を有する補償されていない曲線ＩＩは、ある意味で、曲線Ｉに従った補償された状態に対して「逆さ」になり、凹状の湾曲をともなった過補償の曲線を生じる。
【００４５】
処理ステーションとしての本発明の好ましい実施例において、本発明に従った装置は、いわゆるクラスタのコンポーネントとすることができる。クラスタという用語は、ここでは、共通の移送装置、たとえば取扱ロボットによって果たされる、いくつかのおよびしばしば異なる処理ステーションの組合せのことを言うものとして理解される。ＰＶＤ（物理蒸着法）プラントが、ここではさらに他の処理ステーションの例として挙げられるかもしれない。さまざまな処理ステーションは、好ましくは、適切なスルースゲートによって移送空間から分離される。
【００４６】
このようなクラスタにおいて、移送装置を用いて、基板９を（図１に示されていない）伝達スルースゲートを通して本発明に従った装置に導入する。移送装置は、基板９を基板台８上に堆積し、（必要であれば）それを中心に置き、適切に保持する。スルースゲートの真空気密閉鎖に続いて、真空チャンバをポンプ装置４によって真空にする。それと並行してまたはその直後に、基板９を、おそらく基板台８に含まれる焼戻し装置によって、所望の処理温度の状態にする。プラズマを生成するのに必要とされる気体を次に、ガス注入口３を通してチャンバに与える。その後で、高周波電圧を誘導コイルに、および高周波バイアスを基板台８に与えることによって、プラズマを点火する。それと並行して、直流を誘導コイル２に印加する。所望の処理を完了した後で、基板９をスルースゲートを通して真空容器１から除去する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】プラズマ処理に好適な本発明に従った装置の概略図である。
【図２】シリコンウェハの対角線に沿った標準化されたエッチング深度を示す図であり、エッチングに使用されたプラズマは、直流および交流（曲線Ｉ）か、または交流だけ（曲線ＩＩ）を運ぶ誘導コイルによって少なくとも協同で生成されたものである。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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