(57)【要約】【課題】半導体基板処理チャンバ内のプラズマを制御するための方法を提供する。【解決手段】この方法は、第１の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された第１の周波数により処理チャンバ内の第１の電極に第１のＲＦ信号を供給し、第２の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された第２の周波数で第１の電極に前記電源から第２のＲＦ信号を供給し、第２の周波数は、所要の周波数でプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された所要の周波数に等しい差分だけ、第１の周波数から離れている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こしめるよう選択された前記第１の周波数によりプロセスチャンバ内の第１の電極に第１のＲＦ信号を供給し、
第２の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こしめるよう選択された前記第２の周波数により電源から前記第１の電極へ第２のＲＦ信号を供給し、
所要の周波数においてプラズマシースの発振を引き起こしめるよう選択された所要の周波数に等しい差分だけ、前記第２の周波数は前記第１の周波数から離間しているプラズマを利用した半導体基板処理チャンバ内のプラズマを制御するための方法。
【請求項２】
前記所要の周波数の逆数は、イオンが前記プラズマの塊から加速されたときに、前記プラズマのシースを横切るのに必要とする時間より小さいことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の周波数は、イオンが前記プラズマの塊から加速されたときに、前記プラズマのシースを横切る遷移時間より速い応答を引き起こしせしめるよう選択されている請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記所要の周波数は前記プラズマのイオンエネルギー分布関数を制御するよう選択されている請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２のＲＦ信号は前記処理チャンバ内の前記電極への単一の出力を有する共通のマッチング回路を介して前記処理チャンバに接続されている請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２のＲＦ信号は約１３．５ＭＨｚの平均周波数を有する請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記周波数の差分は約１００ＫＨｚから約１ＭＨｚの範囲である請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のＲＦ信号は約６０ＭＨｚの平均周波数を有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記周波数の差分は約１ＭＨｚから約２MHzの間の範囲にある請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記周波数の差分は約１００KHzから約２MHzの間にある請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の周波数は約１３．５６MHzであり、前記第２の周波数は約１３．８６ＭＨｚである請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記プラズマを生成するために第３のＲＦ信号をガスに結合することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の電極は基板支持ペデスタル内に設けられている請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２の周波数は、２つの分離した周波数を提供することができる単一のＲＦ電源により供給される請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記第１及び前記第２の周波数は、前記プラズマの形成を引き起こすに十分な周波数及びパワーレベルで供給される請求項１記載の方法。
【請求項１６】
イオンがプラズマの塊から加速されるとき、前記プラズマのシースを横切る遷移時間よりずっと早い応答を引き起こすようそれぞれ選択された第１及び第２の周波数により第１及び第２のＲＦ信号を処理チャンバ内の第１の電極に供給し、
前記プラズマ内のイオンエネルギー分布を制御するよう選択された所要の周波数に等しい前記第１及び第２の周波数の間の周波数の差分を制御することを含むプラズマを利用した半導体を利用した半導体基板処理チャンバ内のプラズマを制御するため記載の方法。
【請求項１７】
前記所要の周波数の逆数は、イオンがプラズマの塊から加速されたとき前記プラズマのシースを横切るに必要な時間より小さい請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の周波数は前記プラズマ内の単一エネルギーのイオンエネルギー分布を生成する請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記周波数の差分を増加させることは前記プラズマ内の前記イオンエネルギー分布を広げる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の周波数は前記プラズマの生成を引き起こすに十分な周波数及び電力のレベルで供給される請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本件出願は２００５年５月９日に出願された米国特許仮出願第６０／６７９，０４２号に基づく利益を主張する。また、本件出願は、S. シャノン等により２００６年５月２日に出願された、「２周波のＲＦ信号を用いたプラズマの生成及び制御」と題する米国特許出願第１１／４１６，４６８号の利益を主張し、この出願は２００４年５月１２日に出願された、米国特許出願第１０／８４３，９１４号の一部係属出願であり、この出願は２００３年８月１５日に出願された米国特許仮出願第６０／４９５，５２３号の利益を主張する。前述の特許出願の各々は本件明細書において引用により組み込まれる。
【発明の背景】
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は半導体基板処理システムに主に関し、特に２周波ＲＦ電源を用いたプラズマの生成及び制御に関する。
【０００３】
（関連技術の説明）
集積回路デバイスを作製するために、プラズマを利用した半導体処理チャンバが広く用いられている。ほどんどのプラズマを利用したチャンバにおいて、プラズマを形成し制御するために、複数の無線周波（ＲＦ）の電源が用いられている。例えば、高い周波数のＲＦ電源は、典型的にはプラズマの生成及びイオンの解離のために用いられる。さらに、低い周波数のＲＦ電源はしばしば、基板上の直流電圧（即ちバイアス電圧）の蓄積を制御するために、プラズマシースを調整するのに用いられる。様々な電源及びそれらに関連するマッチング回路のコストはかなり重要であり、集積回路を作製するに必要とされる高いコストの原因となっている。プロセスの利点を損うことなくＲＦ生成部の基本構成を低減することはコストを節約するために大きな貢献となろう。
【０００４】
従って、プラズマを利用した半導体基板処理におけるプラズマの生成及び制御のための改善された方法及び装置の必要性が生じる。
【発明の概要】
【０００５】
半導体基板処理チャンバ内のプラズマを制御する方法は提供される。この方法は、第１の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された第１の周波数により処理チャンバ内で第１の電極に第１のＲＦ信号を供給し、第２の周波数によりプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された第２の周波数により前記第１の電極に電源からの第２のＲＦ信号を供給するステップを含み、第２の周波数は所要の周波数でプラズマシースの発振を引き起こすよう選択された所要の周波数に等しい差分だけ第１の周波数とは異なる。
【０００６】
別の実施形態において、プラズマを利用した半導体基板処理チャンバ内のプラズマを制御するための方法は、処理チャンバ内の第１の電極に、イオンがプラズマの塊から加速されるとき、プラズマのシースを移動する遷移時間よりずっと早い応答を引き起こせしめるように、それぞれ選択された第１及び第２の周波数により第１及び第２のＲＦ信号を供給し、プラズマ内のイオンエネルギー分布を制御するよう選択された所要の周波数に等しい第１及び第２の周波数の間の周波数の差を制御することを含む。
【詳細な説明】
【０００７】
本発明は２周波のＲＦ電源を用いたプラズマを利用した半導体処理チャンバにおいて、プラズマの特性を形成し制御するための方法及び装置である。一般に、プラズマを利用した半導体処理チャンバは、プラズマの励起及びイオンの解離のための高い周波数と、プラズマシースの調整のための低い周波数との２つの周波数が供給される電力を用いる。一実施形態において、本発明はプラズマを生成するために単一のＲＦ電源から生成される２つの高い周波数の入力を用いる。例えば、シースの調整などのプラズマの１つ以上の特性が、２つの入力信号の間の周波数での差分に相当する、プラズマシースにおける低い周波数の成分を作るウェーブパケット現象を用いることにより制御される。
【０００８】
図１は２周波のＲＦ電源を用いたプラズマを利用した半導体処理チャンバの簡略化されたブロック図である。本発明によるプラズマを利用した処理チャンバ１００は、チャンバ１０２、２周波のＲＦ電源１０４及び単一のマッチング回路１０６を含む。チャンバ１０２は、マッチング回路１０６を介して電源１０４に接続されている、電力供給される電極１０８と、接地された電極１１０とを含む。チャンバ１０２は、簡略化されたＲＦ生成部の基本構成の部分を除いて、従来のプラズマを利用した処理チャンバと同様の構成である。
【０００９】
電源１０４は２周波励起によるＲＦ発生器である。一般に、電源１０４は約１００ＫＨｚから約２００ＭＨｚの範囲の２つの周波数を生成することができる。また、電源１０４は、５００Ｗまでの連続又はパルス波形の電力のいずれをも生成することができる。１つの特定の実施形態において、電源は、各々、３ＫＷの約１３ＭＨｚ及び約１４ＭＨｚの周波数を生成する。
【００１０】
動作中、一般に、電源１０４により生成される２つの周波数は、電源１０４の出力のところで、ほぼ同じ大きさを有しており、それぞれの周波数が高い周波数によるプラズマ励起、イオンの解離、イオンエネルギーの分布関数等の、定義されたプラズマの特性のサブセットを制御するよう選択される。また、周波数は、以下に更に説明されるように、マッチング回路１０６により、共通して整合が可能なように、相互に近い近傍になるように選択されている。２つの選択された周波数の間の差分は、低い周波数によるプラズマ励起、シース電圧の調整等のプラズマの特性の第２のサブセットを制御するために用いられるかもしれないウェーブパケット効果を生成する。このウェーブパケット効果は図２及び図３に図示されている。選択的に、電源１０４により生成される２つの周波数の信号の大きさの間の比は、２つの周波数の間の差分により生成されるウェーブパケット効果の大きさを制御するために変えられ得る。
【００１１】
２つの周波数により制御されるプラズマの特性及びそれらの差分により生成されるウェーブパケット効果はオーバーラップするかもしれない（即ち、プラズマ励起、イオンエネルギーの分布関数、シースの調整等の制御される特性の幾つか若しくは全ては電源１０４に供給される２周波により、及び、２つの周波数の間の差分により生成される結果のウェーブパケット効果により少なくとも部分的に制御されるかもしれない）。さらに、同じ若しくは他のプラズマ特性又はプラズマ特性のサブセットは、プラズマに結合された追加のＲＦ信号により制御されるかもしれない。例えば、プラズマ特性の第３のサブセットは、以下に図６を参照して説明されるように、チャンバ内に設けられた他の電極に接続された他のＲＦ電源により供給されるＲＦ信号により制御されるかもしれない。
【００１２】
図２は周波数２２０の関数として、プラズマチャンバ１０２の電力供給される電極１０８に入射される入力波形のフーリエ成分の大きさ２１０を図示し、図３はシース電圧波形３００の周波数分析を図示し、周波数３２０の関数としてのシース内の結果の周波数成分の大きさ３１０を示している。図２に見られるように、入力波形２００の周波数スペクトラムは、電源１０４により生成されている周波数１及び周波数２に対応する、２つのピーク２０２、２０４を含む。しかしながら、図３に見られるように、電源１０４からの主要駆動周波数（ピーク３０２及び３０４）及びそれらから予期される高調波に加え、低い周波数の項（ピーク３０６）がシース内に生成される。このシースは、ＲＦミキサーダイオードが入力ＲＦ信号に影響を及ぼすのと同じ態様により、ＲＦ信号に影響を及ぼす非線形の特性を有する曲線を有する、即ち、２つの入力周波数の間の差分に等しい内部調整周波数成分が形成される。このように、低い周波数の項（ピーク３０６）は電源１０４により生成された２つの周波数の間の差分に等しい。
【００１３】
電源１０４により生成される駆動周波数における差分の最大値はマッチング回路１０６の特性により決定される。特に、マッチング回路１０６の共鳴バンド幅は駆動周波数の間の真ん中に置かれる。このマッチング回路１０６は電極１０８及びプラズマへの周波数の両者を効率的に結合するバンド幅を定義するQを有しなければならない。この２つの駆動周波数がマッチング回路のバンド幅内にほぼはいる限り、ＲＦの基本構成は２つの別個の周波数を維持することができる。現在のマッチング技術によって、そのようなプロセスの向上に典型的に用いられる低い周波数の範囲のオーダーにおける周波数の差分が実現可能である。
【００１４】
図４Ａは、軸４０２に沿ったＭＨｚの単位の周波数対、軸４０４に沿ったデシベルの大きさの反射係数を示しており、典型的なＬタイプのマッチのための大きさの反射係数のプロット４００を図示する。ドット４０６及び４０８に図示されるように、電源１０４により生成された周波数１及び２に対し、小さいかほぼ等しい反射係数の大きさとなるように周波数は選択されるべきである。
【００１５】
図４Ｂは、典型的なＬタイプの整合のための実部／虚部の空間における周波数の位置を図示する。図４Ｂに示された例示的なスミスチャート４５０は、標準のＲＦ電源に一般的に存在するように５０Ωの負荷を示している。この周波数は図４Ｂ内の例示的な周波数４５４、４５６により示されるように、合理的な低い反射パワーを提供するように、スミスチャート４５０の中央４５２に近くなるようにそれらが落とし込まれるよう選択されるべきである。
【００１６】
例えば、６０MHｚ及び２MHｚにおいてプラズマを励起するために、通常、これらの周波数のための２つの別個の電源及び整合器が標準的なプラズマを利用した半導体処理チャンバにおいて必要とされる。しかしながら、本発明において、２つの選択された周波数は高い周波数の値の周りを中心としており、即ち、２つの周波数の平均は高い周波数の成分であり、この２つの周波数は所望の低い周波数に等しい間隔により離間しているであろう。本実施形態において、５９MHz及び６１MHzでの周波数が共通のマッチング回路１０６を介して共通の電源１０４から供給され、プラズマシースを介して、プラズマ励起（５９MHz及び６１MHzの信号）及び２MHzの変調信号の両者に入力することとなる。この構成は、２つの電源及び２つの独立の整合器若しくは単一の２周波整合器の何れかから、単一の電源及び単一の周波数整合器へと、現行の２周波技術におけるＲＦ生成部の基本構造を簡略化し、プロセスの効果を犠牲にすることなく、システムのコストを多大に低減する。
【００１７】
別の実施形態において、電源１０４から電源投入された電極１０８へ供給される２つの周波数は、内部の変調周波数成分によって制御されるように、同じプラズマ特性を制御するよう選択されるかもしれない（即ち、２つの主要周波数の差が電源１０４により生成される主要な周波数と同じプラズマのパラメータを同調する）。
【００１８】
一実施形態において、イオンエネルギーの分布関数は主要周波数及び内部変調周波数成分の両者によって制御され得るかもしれない。即ち、イオンエネルギー分布関数は主要周波数の選択、及び、主要周波数との間の差分の制御の両者により制御されるかもしれない。特に、電源１０４から電源１０８に供給される２つの周波数は、２つの周波数の各々においてシースを発振せしめる。さらに、このシースの発振は、２つの周波数の間の差における（即ち、内部の変調周波数に起因する）特性周波数を有する。
【００１９】
イオンが応答できるより速くプラズマのシースが発振するのであれば、イオンはシースの時間平均若しくはDC成分、及び、シースの周波数の逆数に等しいＲＦ発振に起因するシースの電位の変化のため、イオンがたどる軌跡における偏位の量に反応する（例えば、シースの発振周波数が高ければ高いほど、シース内を動くイオンの速度の変調はより少なくなる）。イオンがプラズマの塊から加速されたときに、イオンがシース内を動くのに必要とする時間より、周波数の差分の逆数がより小さくなるように周波数を選択することによって、その周波数の差分でのシースの発振はイオンの最終エネルギーに対し時間の変動性をもたらす。このように、イオンエネルギーの分布関数はシース内でのイオンの遷移時間をまたがるシース内の発振周波数を制御することにより制御されるかもしれない。（例えば、シース内の発振周波数は、シース内のイオン遷移時間の逆数より大きくもあり、小さくもある）。
【００２０】
一実施形態において、主要周波数はイオン遷移時間の逆数より大きいものとなるよう選択され得る。さらに、主要周波数の間の差分はイオン遷移時間の逆数より小さくなるよう選択されるかもしれない。主要周波数及び主要周波数の間の差分の両者を制御することにより、イオンエネルギー分布関数を制御することができる。
【００２１】
例えば、一実施形態において、電源１０４は電極１０８への主要周波数約１３．５６及び約１３．８６MHｚの主要周波数を有する２つの信号を生成する。これにより、プラズマシースは、１３．５６及び１３．８６MHzのそれぞれで発振する。さらに、シースは２つの主要周波数の間の差分で生成される内部の変調周波数成分に起因にする３００ＫＨｚでの特性的な発振をする。
【００２２】
図７Ａ及び図７Ｂに示されるグラフを比較して分るように、上述のように、（図７Ａに示されるような）主要周波数約１３．５６及び約１３．８６ＭＨｚの主要周波数をもたらす２周波電源を有するプロセスチャンバのためのイオンエネルギー分布関数７００は、（図７Ｂに示されるような）２つの別個のＲＦ電源を有するプロセスチャンバから得られるイオンエネルギー分布関数７１０ととても類似している。このように、本発明の２周波電源の構成により、プロセスチャンバの上部及び底部に結合された別個のＲＦ電源を有するチャンバと比べて、イオンエネルギー分布関数の制御が同様に効果的に可能となり、これにより、プロセスチャンバの複雑さ及びハードウェハのコストを低減することができる。
【００２３】
さらに、主要周波数及び内部の変調周波数成分の相対的大きさはイオンエネルギー分布関数を制御するのに用いられるかもしれない。例えば、２つの主要周波数の相対的電流若しくは電力は内部の変調周波数成分の大きさを制御するように選択的にもたらされるかもしれない。特に、２つの主要周波数が同じ電流量で供給されると、内部変調周波数成分の大きさは最大化されるであろう。他方のものに対して２つの主要周波数の一方の電流を小さくすることは、入力電流がゼロ（即ち、第２の周波数がない）のところで、内部の変調周波数成分が消えてなくなるまで、内部変調周波数成分の大きさを小さくするであろう。
【００２４】
主要周波数の電流若しくは電力の大きさに対する、内部変調周波数成分の相対的大きさは、イオンエネルギー分布の更なる変動性をもたらし、従って、相対的な大きさの範囲にわたってイオンエネルギー分布関数を制御することができる。
【００２５】
本発明の効果が得られるようなプラズマを利用した半導体処理チャンバの例は、それには限定されないが、デカップルドプラズマソース（ＤＰＳ（商標名）、ＤＰＳ（商標名）ＩＩ）、ＥＭＡＸ（商標名）、ＭＸＰ（商標名）、及びＥＮＡＢＥＲ（商標名）処理チャンバであり、これらは全てカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から市販されている。ＥＭＡＸ（商標名）処理チャンバは２０００年９月５日にシャン等に発行された米国特許第６，１１３，７３１号に記載されている。ＭＸＰ（商標名）処理チャンバは１６６９年７月９日にクィン等に発行された米国特許第５，５３４，１０８号及び１９９７年１０月７日にプー等に発行された米国特許第５，６７４，３２１号に記載されている。ＥＮＡＢＥＲ（商標名）処理チャンバは２００３年３月４日にホフマン等に発行された米国特許第６，５２８，７５１号に記載されている。上述のこれらの特許のそれぞれは本明細書においてその全体が引用され参照される。
【００２６】
図５は本発明の利用に好適なエッチングリアクタ５００の説明のための実施形態の概略ブロック図を図示する。一実施形態において、リアクタ５００は導電性の本体（ウォール）５３４内に基板支持ペデスタル５１２を有するプロセスチャンバ５０２及びコントローラ５３６を含む。支持ペデスタル５１２はマッチング回路１０６を介して２周波のＲＦ電源１０４に接続されている（電源１０４及びマッチング回路１０６は図１に関連して前に説明されたものである）。
【００２７】
コントローラ５３６は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５４０、メモリ５４２、及びＣＰＵ５４０のためのサポート回路を含み、以下により詳細に説明されるように、エッチングプロセス等のプロセスチャンバ５０２の部品の制御を行なう。コントローラ５３６は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために、工業的に設置する際に用いられうる汎用のコンピュータプロセッサのいかなる形態のものであってもよい。ＣＰＵ５４０のメモリ若しくはコンピュータにより読み取り可能な媒体５４２は、ローカル若しくはリモートに設置される、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（商標名）ディスク、ハードディスク、若しくは、他のいかなるデジタル信号の記憶手段などの、１つ以上の読み取り可能なメモリであってもよい。サポート回路５４４は従来の方法によりプロセッサをサポートするためにＣＰＵ５４０に接続されている。これらの回路はキャッシュ、電源供給部、クロック回路、入力／出力回路及びサブシステム等を含む。この発明性のある方法は、一般にはソフトウェアルーチンのようにメモリ５４２内に保持される。また、このソフトウェアルーチンはＣＰＵ５４０により制御されているハードウェアから離れた場所にある第２のＣＰＵ（図示せず）によって保持及び／又は実行されるかもしれない。
【００２８】
基本的なエッチングの動作において、基板５１４はペデスタル５１２の上に置かれ、プロセスガスが入力ポート５１６を介してバスパネル５１８から供給され、ガス状の混合物５４６が形成される。このガス状の混合物５４６は、２周波ＲＦ電源１０４から基板支持ペデスタル５１２に電力を供給することにより、点火されて、チャンバ５０２内でプラズマ５４８となる。この電源１０４により生成された２つの周波数は一般に、プラズマの励起及びイオンの解離を促進するために高い周波数の範囲になるよう選択される。電源１０４により生成せれる２つの周波数は、さらに、例えば、プラズマシースを変調するために好ましい特定の低い周波数と等しい所定の間隔だけ離れたものである。
【００２９】
典型的には、チャンバのウォール５３４は電気接地５２２に接続される。チャンバ５０２の内部の圧力はスロットルバルブ５５０及び真空ポンプ５２０を用いて制御される。ウォール５３４の温度はウォール５３４にはり巡らされた液体を含む導管（図示せず）を用いて制御される。
【００３０】
リモートプラズマソースを備えたチャンバ、マイクロウェーブプラズマチャンバ、エレクトロンサイクロトンリゾネータ（ＥＣＲ）プラズマチャンバ等を含む他の形態のエッチングチャンバが本発明を実施するのに用いられ得る。この技術はエッチングに限られたものではなくデポジション、アニーリング、ナイトライゼーション、インプランテーション等のプラズマを用いる他のプロセスにも適用可能である。
【００３１】
例えば、図６は本発明を用いるのに好適なエッチングリアクタ６００の説明のための他の実施形態の概略図を図示する。一実施形態において、リアクタ６００は導電性本体（ウォール）６３４内に基板支持ペデスタル６１２を有するプロセスチャンバ６０２及びコントローラ６３６を含む。コントローラ６３６は図５を参照して上述に説明されたコントローラ５３６に類似するものである。支持ペデスタル６１２はマッチング回路１０６を介して２周波のＲＦ電源１０４に接続される（電源１０４及びマッチング回路１０６は図１に関連して上述されたものである）。さらに、チャンバ６０２はその上に設けられた少なくとも１つの誘導性コイル６３８を備えた絶縁性の天井６１０を含む（２つのコイル６２８は図６の実施形態において図示されている）。誘導性コイル６３８は第２の整合器６６０を介して第２の電源６６２に接続されている。電源６６２は一般に約５０KHzから約１３．５６MHzの範囲において同調可能な周波数において、３０００Wまで生成することができる単一のＲＦ発信機である。電源６６２に与えられる周波数の範囲は、誘電的に結合された天井部用電源を有する処理チャンバ内で一般に用いられる範囲のものである。他の範囲が、適当であるかもしれないし、他のタイプの処理チャンバにおいて本発明と共に用いられるかもしれない。例えば、容量性結合のトップ電源を備えたチャンバにおいて、電源は一般に２００MHz等の高い周波数の信号を生成する。選択的に、マイクロウェーブ電源が５ＧＨｚの高さの周波数を生成するかもしれない。
【００３２】
基本的なエッチングの動作において、基板６１４はペデスタル６１２の上に置かれ、プロセスガスが入力ポート６１６を介してガスパネル６１８から供給され、ガス状の混合物６４６を形成する。ガス状の混合物６４６は、電源６６２から誘導性コイル６３８に電源供給することによって、及び、２周波ＲＦ電源１０４から基板支持ペデスタル６１２に電源を供給することによって、点火され、チャンバ６０２内にプラズマ６４８が形成される。一般には、電源１０４により生成された２つの周波数は、プラズマの励起及びイオンの解離を促進するために、高い周波数の範囲に選択される。しかしながら、電力はこれを達成するには十分に高いものではないかもしれず、電源１０４は主に基板６１４をバイアスするために用いられるかもしれない。更に、電源１０４により生成される２つの周波数は、例えば、プラズマシースを変調する為に望ましい特定の低い周波数と等しい所定の間隔だけ離間している。電源６６２と共に２周波ＲＦ電源１０４を用いることは、チャンバ６０２内において半導体基板６１４の処理の制御に、プロセス制御の変動性をもたらす。
【００３３】
典型的には、チャンバのウォール６３４は電気接地６５２に接続されている。チャンバ６０２の内部の圧力はスロットルバルブ６５０及び真空ポンプ６２０を用いて制御されている。ウォール６３４の温度はウォール６３４内にはり廻らせられた液体を含む導管（図示せず）を用いて制御される。
【００３４】
上述の説明は本発明の例示的な実施形態を説明してきたが、本発明の他の、或いは、更なる実施形態は本発明の基本範囲を逸脱することなく考え得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明の上記に引用された特徴、効果及び目的が達成され、詳細に理解されるように、本発明のより特定的な説明が、上述に短く要約されたように添付図面に図説された本発明の実施形態を参照してなされる。しかしながら、添付図面は典型的な本発明の実施形態のみを図示するものであり、本発明の範囲を制限するものと考えるべきでなく、本発明は他の同等に効果のある実施形態をも含みうる。
【００３６】
【図１】２周波のＲＦ電源を備えたプラズマを利用した半導体処理チャンバの例示的なブロック図である。
【図２】電極上の入力波形の周波数スペクトラムのグラフである。
【図３】シース電圧の周波数スペクトラムのグラフである。
【図４Ａ】反射係数の大きさ対周波数のグラフである。
【図４Ｂ】整合器のモデルのスミスチャートである。
【図５】２周波のＲＦ電源を備えた処理チャンバの一実施形態の簡略された概略図である。
【図６】２周波のＲＦ電源を備えた処理チャンバの他の実施形態の簡略図である。
【図７Ａ】〜
【図７Ｂ】チャンバ内の別個の電極に結合された分離した周波数電源を備えた他の別のプロセスチャンバに対して、２周波電源を備えたプロセスチャンバの一実施形態のイオンエネルギーの分布を比較するグラフである。
【００３７】
理解を容易にするために、図中において、共通の同じ要素を示すために、可能な限り同じ参照番号が付されている。
【図１】
2008544480.tif 000003
【図２】
2008544480.tif 000004
【図３】
2008544480.tif 000005
【図４Ａ】
2008544480.tif 000006
【図４Ｂ】
2008544480.tif 000007
【図５】
2008544480.tif 000008
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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