(57)【要約】チャンバと、下部電極と、上部電極と、第１の閉じ込めリングの組と、第２の閉じ込めリングの組と、拡張接地部と、を備えたプラズマリアクタ。上部および下部電極、第１および第２の閉じ込めリングの組、拡張接地部は、全てチャンバ内に収納されている。第１の閉じ込めリングの組は、下部電極および上部電極とほぼ平行であり、下部電極と上部電極の間の第１の体積を囲む。第２の閉じ込めリングの組は、下部電極および上部電極とほぼ平行であり、下部電極と上部電極の間の第２の体積を囲む。第２の体積は少なくとも第１の体積より大きい。拡張接地部は下部電極と隣接し、下部電極を取り囲む。第１の閉じ込めリングの組と第２の閉じ込めリングの組は、拡張接地部の上方の領域に延伸して上昇または下降可能である。【選択図】図２Ａ
2008544499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内に封入された下部電極および上部電極と、
前記下部電極および前記上部電極にほぼ平行であり、前記下部電極および前記上部電極の間の第１の体積を囲む第１の閉じ込めリングの組と、
前記下部電極および前記上部電極にほぼ平行であり、前記下部電極および前記上部電極の間の、前記第１の体積より大きい第２の体積を囲む第２の閉じ込めリングの組と、
前記下部電極に隣接し、前記下部電極を囲む拡張接地部と、を備え、
前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組が独立して、前記拡張接地部の上方の領域に延伸して、上昇または下降可能である、プラズマリアクタ。
【請求項２】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに下降するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに上昇するように構成される、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項３】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに上昇するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに下降するように構成される、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項４】
前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組が吊り下げ型である、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項５】
前記第１の閉じ込めリングの組が、各閉じ込めリングの間に調整可能なギャップを有する、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項６】
前記第２の閉じ込めリングの組が、各閉じ込めリングの間に調整可能なギャップを有する、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項７】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第１の体積のプラズマの断面積を前記下部電極により支持されるワークピースの面積によって除して画定する電極有効面積比がほぼ１となるように前記上部電極に隣接する、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項８】
前記第２の閉じ込めリングの組が、前記第２の体積のプラズマの断面積を前記下部電極により支持されるワークピースの面積によって除して画定する電極有効面積がほぼ１より大きくなるように位置する、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項９】
前記下部電極に連結したパワーソースを備え、前記下部電極はワークピースを受けるように構成された、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項１０】
前記パワーソースは、前記下部電極に複数の周波数を生成する、請求項９記載のプラズマリアクタ。
【請求項１１】
前記上部電極が接地された、請求項９記載のプラズマリアクタ。
【請求項１２】
さらに、前記下部電極に隣接した拡張接地部を備え、
前記拡張接地部は、前記上部電極と電気的に接続し、プラズマの断面を前記下部電極により支持されるワークピースの面積で除して画定される電極有効面積比に含まれる、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項１３】
さらに、前記下部電極に隣接し、前記下部電極を囲む誘電体リングを備える、請求項１記載のプラズマリアクタ。
【請求項１４】
上部電極と、下部電極と、第１の直径を有する第１の閉じ込めリングの組と、前記第１の直径より大きい第２の直径を有する第２の閉じ込めリングの組と、前記下部電極に隣接し、前記下部電極を囲む拡張接地部と、を含むチャンバを備えたプラズマリアクタの使用方法であって、該方法が、
前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組の位置を選択するステップを含み、
前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組が独立して、前記拡張接地部の上方の領域に延伸して上昇または下降可能である、方法。
【請求項１５】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに下降するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに上昇するように構成される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに上昇するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに下降するように構成される、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組を吊り下げるステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記第１の閉じ込めリングの組の各閉じ込めリングの間のギャップを調整するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
さらに、前記第２の閉じ込めリングの組の各閉じ込めリングの間のギャップを調整するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
さらに、前記第１の閉じ込めリングの組を、前記第１の閉じ込めリングの組、前記上部電極、および前記下部電極内の体積のプラズマの断面積を前記下部電極により支持されるワークピースの面積によって除して画定する電極有効面積比がほぼ１となるように前記上部電極に隣接して配置するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
さらに、前記下部電極に電源を投入するステップを含み、
前記下部電極がワークピースを受けるように構成された、請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
さらに、前記下部電極に複数の周波数を生成するステップを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
さらに、  前記上部電極を接地するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記下部電極に平行に隣接する誘電体リングをもって、前記下部電極を囲むステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２５】
さらに、拡張接地部をもって前記誘電体リングを囲むステップを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
チャンバと、
前記チャンバ内に封入された下部電極および上部電極と、
前記下部電極および前記上部電極にほぼ平行であり、第１の直径を有する第１の閉じ込めリングの組と、
前記下部電極および前記上部電極にほぼ平行であり、前記第１の直径より大きい第２の直径を有する第２の閉じ込めリングの組と、
前記下部電極に隣接し、前記下部電極を囲む拡張接地部と、を備え、
前記第１の閉じ込めリングの組と前記第２の閉じ込めリングの組が、前記拡張接地部の上方の領域に延伸して、上昇または下降可能である、プラズマリアクタ。
【請求項２７】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに下降するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに上昇するように構成される、請求項２６記載のプラズマリアクタ。
【請求項２８】
前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに上昇するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに下降するように構成される、請求項２６記載のプラズマリアクタ。
【請求項２９】
チャンバと、
前記チャンバ内に封入された下部電極および上部電極と、
前記下部電極に隣接し、前記下部電極を囲む拡張接地部と、
少なくとも二つの同心円状の閉じ込めリングの組と、を備え、
各閉じ込めリングの組が独立して、前記拡張接地部の上方の領域に延伸して上昇または下降するように構成された、プラズマリアクタ。
【請求項３０】
第１の閉じ込めリングの組が、第２の閉じ込めリングの組が上昇するときに下降するように構成され、前記第１の閉じ込めリングの組が、前記第２の閉じ込めリングの組が下降するときに上昇するように構成される、請求項２９記載のプラズマリアクタ。
【請求項３１】
前記少なくとも二つの同心円状の閉じ込めリングの組が、ともに上昇または下降するように構成された、請求項２６記載のプラズマリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体プロセスに関する。より詳細には、本発明は、プラズマエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、プラズマエッチング装置は、反応ガス、すなわちガスが流れるチャンバを含むリアクタを備える。チャンバ内では、通常、無線周波数エネルギーにより、反応ガスがイオン化されてプラズマになる。プラズマの高反応性イオンは、インターコネクト間の誘電体や半導体ウェーハの表面のポリマーマスクなどの材料が集積回路（ＩＣ）に加工される間、これに反応することができる。エッチングに先立って、チャンバ内にウェーハが配され、チャックや保持部により、ウェーハの上面をプラズマに暴露する適切な位置に保持される。
【０００３】
半導体処理においては、各プロセスにおけるウェーハ全体のエッチ速度または蒸着速度の均一性は、デバイスの歩留まりに直接影響を与える。これはプロセスリアクタの主要な資格条件の１つとなっており、したがって、その設計および開発の際の非常に重要なパラメータと考えられている。ウェーハ直径の寸法が増加する毎に、一バッチ分の集積回路の均一性を確保することがより難しくなるという問題がある。例えば、ウェーハサイズが２００ｍｍから３００ｍｍに増加して、ウェーハ毎の回路のサイズが減少すると、端部の除去が例えば２ｍｍに縮小する。したがって、均一なエッチ速度、プロファイル、および限界寸法をウェーハ端部から２ｍｍに維持することは、極めて重要になっている。
【０００４】
プラズマエッチングリアクタにおいて、エッチングパラメータ（エッチ速度、プロファイル、ＣＤ、など）の均一性は、複数のパラメータの影響を受ける。均一なプラズマ放電を維持すること、ひいてはウェーハ上のプラズマ化学は、均一性の向上に重要な意味を持つ。シャワーヘッドを介してガス流の注入を操作する、シャワーヘッドの設計を修正する、ウェーハ周囲に端部リングを配するといった、ウェーハの均一性を向上させる多くの試みが考えられてきた。
【０００５】
大きさの異なる電極を有する容量結合エッチングリアクタにおける１つの問題として、特にウェーハ端部周囲において、均一な高周波結合がないことがあげられる。図１に、基板のエッチングに通常用いられるタイプの代表的なプラズマ処理チャンバを表す、従来の容量結合プラズマ処理チャンバ１００を示す。図１に、エッチングの際に、ウェーハ１０４などの基板がその上に配されるワークピース保持部を表すチャック１０２を示す。チャック１０２は、例えば静電式、機械式、クランプ式、真空式等などのあらゆる適切なチャッキング技術を使用して実現できる。エッチングの間、チャック１０２には、通常、二重周波数（低周波および高周波）が供給され、例えば、エッチング時に同時に二重周波数源１０６から二重無線周波（低周波および高周波）が供給される。この二重無線周波は、例えば２ＭＨｚおよび２７ＭＨｚでもよい。
【０００６】
上部電極１０８はウェーハ１０４の上部に位置する。上部電極１０８は接地されている。図１に、上部電極１０８の表面面積がチャック１０２とウェーハ１０４の表面面積よりも大きいエッチングリアクタを示す。エッチングの間、ガスライン１１２から供給されて排出ライン１１４から汲み出されるエッチャントソースガスからプラズマ１１０が形成される。
【０００７】
ＲＦパワーがＲＦパワー源１０６からチャック１０２に供給されると、ウェーハ１０４上に等電位場線が設定される。等電位場線は、ウェーハ１０４とプラズマ１１０の間のプラズマシースを横切る電界の向きの線である。
【０００８】
プラズマ処理の間、陽イオンが等電位場線を横切って加速してウェーハ１０４の表面に衝突し、これによりエッチングの指向性の向上など、所望のエッチング効果が得られる。上部電極１０８とチャック１０２のジオメトリにより、電位場線はウェーハ表面全体で均一とならずウェーハ１０４の端部で極めて大きく変化することがある。したがって、焦点リング１１８が、通常、ウェーハ表面全体にわたってプロセスの均一性を向上させるために備えられる。
【０００９】
導電性シールド１２０は、焦点リング１１８をほぼ取り囲む。導電性シールド１２０は、プラズマ処理チャンバ内で接地されるよう構成されている。シールド１２０は、焦点リング１１８の外に不要な等電位場線が生じるのを防ぐ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上部電極１０８と下部電極との間に、図２に示すチャック１０２などの閉じ込めリング１１６を配してもよい。通常、閉じ込めリング１１６は、エッチングプラズマ１１０をウェーハ１０４上の領域に閉じ込めることを助け、プロセス制御を向上させて再現性を確保する。閉じ込めリング１１６は、ウェーハ１０４から所定の半径方向距離に位置し、一層のプラズマの拡大に対する物理的なバリアとなる。しかしながら、閉じ込めリング１１６の直径を変更できないため、プラズマ１１０の直径、ひいてはその断面は全プロセスについてほぼ定量となる。したがって、接地した電極の表面面積をＲＦ電極の表面面積で割って得られる電極有効面積比は、固定して配置された閉じ込めリングを有するプラズマリアクタでは固定となる。
【００１１】
このため、電極面積比を調整可能にプラズマを閉じ込める方法および装置が求められている。本発明は、これらの課題を解決し、さらに、関連する利点を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
プラズマリアクタは、チャンバと、下部電極と、上部電極と、第１の閉じ込めリング組と、第２の閉じ込めリング組と、拡張接地部とを備える。上部および下部電極、第１および第２の閉じ込めリング組、ならびに拡張接地部は全て、チャンバ内に封入されている。第１の閉じ込めリング組は下部電極および上部電極にほぼ平行であり、下部電極および上部電極の間の第１の体積を取り囲む。第２の閉じ込めリング組は下部電極および上部電極にほぼ平行であり、下部電極および上部電極の間の第２の体積を取り囲む。第２の体積は、少なくとも第１の体積よりも大きい。拡張接地部は、下部電極に隣接し、下部電極を取り囲む。第１の閉じ込めリング組および第２の閉じ込めリング組は、拡張接地部の上方の領域に延伸して上昇または下降できる。
【００１３】
本願明細書に組み込まれ、本願明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の一または複数の実施の形態を例示し、詳細な説明とともに、本発明の原理および実装を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態の電極面積比を調整可能な閉じ込めプラズマについて詳細に説明する。当業者は、以下の本発明の詳細な説明が例示のみを目的としており、いかなる形であれ限定することを意図するものではないことを理解するであろう。本開示の利益を受ける当業者には、本発明のこの他の実施の形態も容易に想到可能であろう。以下、添付の図面に例示するような本発明の各種実施について詳細に説明する。図面ならびに以下の詳細な説明において、同様の構成要素には、同様の参照番号を用いる。
【００１５】
明確にするため、本明細書に記載する実装において通常用いられる特徴については全てを図示または説明しない。実際の実装などの開発においては、開発者の具体的な目標を達成するために、当然のことながら、用途およびビジネスに関わる制約との整合性など、実装毎に個別の判断が数多く必要とされ、さらにこれらの個別の目標は実装および開発者ごとに異なるということが理解される。このような開発作業は複雑かつ時間を要するものであるが、本開示の利益を受ける当業者にとって日常的に行われる技術的な作業であるということが理解されよう。
【００１６】
３００ｍｍ用の閉じ込めプラズマの生成は、エッチング処理時に印加するＲＦパワーとガス流速が大きくなるために、困難である。当業者には、本明細書で説明する装置および方法が３００ｍｍの用途に制限されるものではないことは明らかである。本装置および方法は、高ＲＦパワーレベルを用いる高ガス流環境におけるプラズマの閉じ込めが必要な用途で使用するよう構成されてもよい。本発明では、高ガス流速とは約２０００ｓｃｃｍの流速を意味し、高ＲＦパワーレベルとは、プラズマ体積１ｃｍ３あたり２Ｗのパワーレベルを意味する。
【００１７】
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄに、一実施の形態の電極面積比を調節可能なプラズマリアクタ２００を示す。このプラズマリアクタ２００は、チャンバ２０２と、下部ＲＦ電極２０４と、上部接地電極２０６と、第１（内部）閉じ込めリングの組２０８と、第２（外部）閉じ込めリングの組２１０と、プラズマ境界から電荷を排出する拡張接地部２１２とを備える。
【００１８】
プラズマリアクタ２００は、プラズマリアクタ２００によりプラズマ２１４に変換されるガス（不図示）を受け入れるよう構成される。一例であり、限定するものではないが、チャンバ２０２に送り込む比較的高いガス流速とは、１５００ｓｃｃｍとする。１５００ｓｃｃｍ未満のガス流速およびこれを超えるガス流速を用いてもよい。
【００１９】
下部ＲＦ電極２０４は、ワークピース２１６を受けるように構成され、ワークピース２１６を受けるよう構成された関連する下部電極領域を有する。下部ＲＦ電極２０４は、少なくとも１つのパワーソース２１８に連結されている。パワーソース２１８は、下部電極２０４に伝達されるＲＦパワーを生成するよう構成される。
【００２０】
上部接地電極２０６は、下部ＲＦ電極２０４から上方にある距離離間して配置されている。上部接地電極２０６は、拡張接地部２１２とともに、下部ＲＦ電極２０４から送られてくるＲＦパワーの電気回路を閉じるように構成されている。加えて、上部接地電極２０６は、拡張接地部２１２とともに、内部および外部閉じ込めリング２０８、２１０、それぞれの位置に基づいてサイズが異なりうる接地電極面積を有している。一方の位置では、接地電極面積はＲＦ電極面積よりも大きい。他方の位置では、接地電極面積はＲＦ電極面積にほぼ等しい。
【００２１】
プラズマ２１４をチャンバ２０２内に生成するためには、パワーソース２１８を作動して、下部ＲＦ電極２０４と上部接地電極２０６の間にＲＦパワーを伝達する。次に、ガスをワークピース２１６または半導体基板の処理に用いられるプラズマ２１４に変換する。一例であり、限定するものではないが、プラズマ体積１ｃｍ３毎に２ＷのＲＦパワーレベルを印加してもよい。また、プラズマ体積１ｃｍ３毎に２Ｗ未満のＲＦパワーレベルを印加してもよい。
【００２２】
内部および外部閉じ込めリングの組（それぞれ、２０８および２１０）は、上部電極領域および下部電極領域の近傍に配置する。内部および外部閉じ込めリングの組（それぞれ、２０８および２１０）は、ほぼ閉じ込めリングのいずれかの組（２０８または２１０）により画定される容量内にプラズマ２１４を閉じ込めることを支援するよう構成される。上部電極２０６は、第１ノッチ２２４と、第２ノッチ２２６とを含み、第１ノッチ２２４は第２ノッチ２２６よりも大きい半径方向距離を有する。第１および第２ノッチ２２４、２２６は、それぞれ、第１および第２の閉じ込めリング組２０８、２１０を収容する。プラズマ２１４が、上部接地電極２０６および下部ＲＦ電極２０４の間を送られるＲＦパワーによって生成される。
【００２３】
拡張接地部２１２は、下部ＲＦ電極２０４に隣接し、第１誘電体リング２２０および第２誘電体リング２２２により下部ＲＦ電極２０４から分離されている。第１誘電体リング２２０は、下部ＲＦ電極２０４および拡張接地部２１２を受けるよう構成される。第２誘電体リング２２２は、下部ＲＦ電極２０４を拡張接地部２１２から分離する。第２誘電体リング２２２は、拡張接地部２１２およびワークピース２１６と同一の面に位置する。拡張接地部２１２は、プラズマ境界からＲＦ電流を排除し、ＲＦ接地面を含む。一例として、拡張接地部２１２は、アルミニウムなどの導電性材料から構成しもよい。第１および第２誘電体リング２２０、２２２は、いずれもクオーツから構成してもよい。
【００２４】
例示のため、図２Ａおよび２Ｂに示すプラズマリアクタ２００は、容量結合を用いて処理チャンバ２０２内にプラズマ２１４を生成するものとする。当業者には、本装置および方法を、誘導結合プラズマを用いるよう構成してもよいことは明らかである。
【００２５】
加えて、例示のみを目的とするが、二重周波数パワーソース２１８を用いて、プラズマ２１４を生成するガスに印加する高電位を生成してもよい。より具体的には、図示のパワーソース２１８は、ラムリサーチ社製のエッチングシステムに含まれる、２ＭＨｚおよび２７ＭＨｚで動作する二重パワー周波数パワーソースである。当業者には、処理チャンバ２０２内でプラズマを生成することが可能なその他のパワーソースを用いてもよいことは、明らかである。当業者には、本発明は２ＭＨｚおよび２７ＭＨｚの無線周波数に限定されるものではなく、広い範囲の周波数に適用可能であることは明らかである。本発明は、二重周波数パワーソースに限定されるものではなく、広い様々な周波数を有する３以上のＲＦパワーソースを有するシステムに適用することもできる。
【００２６】
第１（内部）の閉じ込めリングの組２０８は、下部ＲＦ電極２０４と上部接地電極２０６とにほぼ平行であり、第１（内部）の閉じ込めリングの組２０８が下降し第２（外部）の閉じ込めリングの組２１０が上昇するとき、下部ＲＦ電極２０４と上部接地電極２０６の間の第１体積（取り囲みプラズマ２１４）を取り囲む。ノッチ２２４は、上昇したとき、第１の閉じ込めリング組２０８を収容する。
【００２７】
第２（外部）の閉じ込めリングの組２１０は、下部ＲＦ電極２０４と上部接地電極２０６とにほぼ平行であり、第２（外部）の閉じ込めリングの組２１０が下降し第１（内部）の閉じ込めリングの組２０８が上昇するとき、下部ＲＦ電極２０４と上部接地電極２０６の間の第２の体積を取り囲む。ノッチ２２６は、上昇したとき、第２の閉じ込めリング組２１０を収容する。
【００２８】
第２の組２１０が下降したときに画定される第２体積は、少なくとも第１の組２０８が下降したときに画定される第１の体積よりも大きい。図２Ｂに示すプラズマ２１４の体積は、図２Ａに示すプラズマ２１４の体積よりも大きい。第２（外部）の閉じ込めリングの組２１０の直径は、少なくとも第１（内部）の閉じ込めリングの組２０８の直径よりも大きい。閉じ込めリングの組のそれぞれは、吊り下げ型の折りたたみ可能な個別のリングの積み重ねを含んでもよい。個々のリング間のギャップは調節可能であってもよい。例示のため、図２Ａおよび２Ｂに、それぞれ４個の平行なリングを有する閉じ込めリングの組を示す。例として、２つの閉じ込めリングの組２０８、２１０はそれぞれクオーツから構成してもよい。
【００２９】
閉じ込めリングの組２０８、２１０は、それぞれ、拡張接地部２１２の上部の領域に延伸して上昇または下降可能である。第１の閉じ込めリング組２０８は、図２Ａに示すように第２の閉じ込めリング組２１０が上昇するときに、下降するようにしてもよい。第１の閉じ込めリング組２０８は、図２Ｂに示すように第２の閉じ込めリング組２１０が下降するときは、上昇するようにしてもよい。第１および第２の閉じ込めリング組２０８、２１０は、図２Ｃに示すように、いずれも下降してもよい。第１および第２の閉じ込めリング組２０８、２１０は、図２Ｄに示すように、いずれも上昇してもよい。当業者には、閉じ込めリングの組の上昇または下降には数多くの方法があることは明らかである。例えば、機械式または電動式のつまみを用いて、チャンバ２０２を開いてチャンバ２０２の内部で作業する必要のないように、閉じ込めリングを上昇または下降させてもよい。
【００３０】
図２Ａに示す構成では、プラズマ２１４は、ワークピース２１６の断面に相当する断面に閉じ込められる。上部接地電極の面積は、下部ＲＦ電極の面積とほぼ等しいため、電極面積比は一に近くなる。この結果、ワークピース２１６におけるバイアス電圧とイオンエネルギーが非常に低くなる。図２Ａに示す閉じ込めリング２０８、２１０の構成は、ストリップ（Ｓｔｒｉｐ）オープンまたはバリアオープン（Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｏｐｅｎ）などのダメージを受けやすい処理にとりわけ有用である。
【００３１】
図２Ｂに示す構成では、プラズマ２１４は一層外向きに拡張できる。図２Ｂに示す上部接地電極２０６の有効表面積は、実質的に図２Ａに示す上部接地電極２０６の有効表面積よりも大きい。加えて、ここでは拡張接地部２１２はプラズマ２１４と接触しており、電極面積をさらに効果的に増加させる。上部接地電極２０６と下部ＲＦ電極２０４の間の電極面積比は、図２Ａから２Ｂで増加している。面積比の増加は、下部ＲＦ電極２０４におけるバイアス電圧の増加と上部接地電極２０６および外部閉じ込めリング２１０におけるバイアス電圧の減少につながる。図２Ｂに示す閉じ込めリング２０８、２１０の構成は、エッチングに高イオンエネルギーが要求されるビア（Ｖｉａ）または高アスペクト比接触（ＨＡＲＣ）にとりわけ有用である。
【００３２】
図２Ｃに示す構成では、閉じ込めリング２０８、２１０がいずれも下降してプラズマ２１４に二層バリアを与えるため、プラズマ２１４はワークピース２１６の断面に相当する断面に閉じ込められる。上部接地電極面積は、下部ＲＦ電極面積にほぼ等しいため、電極面積比は一に近くなる。結果として、ワークピース２１６におけるバイアス電圧とイオンエネルギーが非常に低くなる。図２Ｃに示す閉じ込めリング２０８、２１０の構成も、ストリップオープンまたはバリアオープンなどのダメージを受けやすい処理に特に有用である。
【００３３】
図２Ｄの構成では、内部および外部閉じ込めリング２０８、２１０の両方が上昇するため、プラズマ２１４は閉じ込めリング２０８、２１０を超えて拡張することができる。図２Ｄに示す上部接地電極２０６の有効表面積は、実質的に図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに示す上部接地電極２０６の有効表面積よりも大きい。加えて、ここでは拡張接地部２１２はプラズマ２１４と接触しており、電極面積をさらに効果的に増加させる。上部接地電極２０６と下部ＲＦ電極２０４との電極面積比は、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃから図２Ｄへ増加している。この面積比の増加は、下部ＲＦ電極２０４におけるバイアス電圧の増加と上部接地電極２０６におけるバイアス電圧の減少につながる。図２Ｄに示す内部および外部閉じ込めリング２０８、２１０の構成も、エッチングに高イオンエネルギーが要求されるビアまたは高アスペクト比接触（ＨＡＲＣ）に特に有用である。
【００３４】
当業者にとって、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄに示す上述の構成が、限定を意図するものではなく、ここに開示する本発明の概念から逸脱することなく、その他の構成を用いてもよいことは明らかである。例えば、少なくとも２つ以上の閉じ込めリングの組を、さらに、電極面積比を制御するように配置してもよい。
【００３５】
図３に、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄに示すプラズマリアクタの使用方法を示す。
３０２において、内部および外部閉じ込めリングの組の位置（上昇位置または下降位置）を選択する。内部および外部閉じ込めリングの組は、拡張接地部上部の領域に延伸して上昇または下降可能である。内部閉じ込めリングの組は、第２の閉じ込めリング組が上昇するとき下降するよう構成してもよいし、その逆であってもよい。３０４において、下降した閉じ込めリングの組（内部、外部、もしくはいずれでもない）の各閉じ込めリング間のギャップを調節してもよい。閉じ込めリングの組のいずれも、図２Ｃおよび２Ｄに示すように、同時に上昇または下降してもよい。
【００３６】
本発明の実施の形態および用途を図示して説明したが、本開示の利益を受ける当業者には、本明細書に記載した発明の概念から逸脱することなく、前述した以外の数多くの変形例が可能であることは明らかである。このため、本発明は、添付の請求の範囲の趣旨以外によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術のプラズマリアクタの概略図である。
【図２Ａ】一実施の形態の、下降する内部閉じ込めリングの組と上昇する外部閉じ込めリングの組を有するプラズマリアクタの概略図である。
【図２Ｂ】一実施の形態の、上昇する内部閉じ込めリングの組と下降する外部閉じ込めリングの組を有するプラズマリアクタの概略図である。
【図２Ｃ】一実施の形態の、下降する内部および外部閉じ込めリングの組を有するプラズマリアクタの概略図である。
【図２Ｄ】一実施の形態の、上昇する内部および外部閉じ込めリングの組を有するプラズマリアクタの概略図である。
【図３】図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、および図２Ｄに示すプラズマリアクタの動作方法を説明する概略フロー図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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