(57)【要約】【解決手段】誘導結合プラズマ処理装置は、上端開口部を有するチャンバ（１００）を備える。窓（１６）が、チャンバの上端開口部を密閉し、その窓は、チャンバの内部領域に露出される内面を有する。チャンバ内には、窓の内面を保護するための窓保護材（２０）が配置される。窓保護材（２０）は、導電性のエッチング副産物が、窓の内面上に連続的な環の形状で蒸着されることを防止するよう構成されている。他の一実施形態では、複数の窓保護材（２０’）が、窓の内面に取り付けられる。別の実施形態では、窓には、複数のＴ字形または鳩尾形のスロットが形成されている。さらに別の実施形態では、複数の長方形スロットが、窓に形成されており、対応するスロットを有する窓保護材が、窓の内面に対して取り付けられている。【選択図】図１Ａ
2008526047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導結合プラズマ処理装置であって、
上端開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの前記上端開口部を密閉する窓であって、前記チャンバの内部領域に露出される内面を有する窓と、
前記チャンバ内に配置された前記窓の前記内面を保護するための窓保護材と、を備え、前記窓保護材は、導電性のエッチング副産物が、前記窓の前記内面上に連続的な環の形状で蒸着されることを防止するよう構成されている、プラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、前記窓の前記内面から０．０２インチ（０．０５０８ｃｍ）ないし０．１インチ（０．２５４ｃｍ）の範囲の距離だけ離れるように配置される、プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、導電材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、絶縁材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、良好な付着特性を有する材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項６】
誘導結合プラズマ処理装置であって、
上端開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの前記上端開口部を密閉する窓であって、前記チャンバの内部領域に露出される内面を有する窓と、
前記チャンバ内に配置された前記窓の前記内面を保護するための窓保護材と、を備え、前記窓保護材は、ファラデーシールドの形状を有すると共に、前記窓の前記内面から０．０２インチ（０．０５０８ｃｍ）ないし０．１インチ（０．２５４ｃｍ）の範囲の距離だけ離れている、プラズマ処理装置。
【請求項７】
誘導結合プラズマ処理装置であって、
上端開口部を有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、処理対象のウエハを保持するためのチャックと、
前記チャンバの前記上端開口部を密閉する窓であって、前記チャンバの内部領域に露出される内面を有する窓と、
前記窓の前記内面に取り付けられた複数の窓保護材と、を備え、前記複数の窓保護材の各々は、前記窓の前記内面に取り付けられた上面と、前記チャンバの内部領域に露出された下面とを有し、各窓保護材の前記下面は、各窓保護材の前記上面の断面の幅よりも広い断面の幅を有し、前記複数の窓保護材は、前記処理対象のウエハの視線内に位置する前記窓の前記内面の各領域が、前記処理対象のウエハの前記視線内に位置しない前記窓の前記内面の領域によって、隣接する窓保護材から隔てられるように、前記窓の前記内面上に、互いに離間して配列されている、プラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数の窓保護材の各々は、非磁性金属からなる、プラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数の窓保護材の各々の断面は、Ｔ字形である、プラズマ処理装置。
【請求項１０】
誘導結合プラズマ処理装置であって、
上端開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの前記上端開口部を密閉する窓と、を備え、前記窓は、前記チャンバの内部領域に露出された内面を有し、前記窓の前記内面には、複数のスロットが形成されており、前記複数のスロットは、ファラデーシールドの形状に配列されており、前記複数のスロットの各々は、スロット開口部と、前記スロット開口部よりも広いスロット幅とを有する、プラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数のスロットの各々は、前記窓に直接切り込まれたＴ字形スロットまたは鳩尾形スロットである、プラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のプラズマ処理装置であって、前記複数のスロットの各々は、前記窓に直接切り込まれた長方形スロットであり、前記プラズマ処理装置は、さらに、前記窓の前記内面に対して取り付けられた窓保護材を備え、前記窓保護材には、複数のスロットが形成されており、前記窓保護材に形成された前記複数のスロットは、前記窓に形成された前記複数のスロットに対応し、前記窓に形成された前記複数のスロットの各々は、第１のスロット幅を有し、前記窓保護材に形成された前記複数のスロットの各々は、第２のスロット幅を有し、前記第１のスロット幅は、前記第２のスロット幅よりも広い、プラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、導電材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、絶縁材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載のプラズマ処理装置であって、前記窓保護材は、良好な付着特性を有する材料からなる、プラズマ処理装置。
【請求項１６】
誘導結合プラズマ処理装置であって、
上端開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの前記上端開口部を密閉する窓であって、前記チャンバの内部領域に露出される内面を有する窓と、
導電性のエッチング副産物が連続的な環の形状で蒸着されることから、前記窓の前記内面を保護するための手段と、を備える、プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、半導体製造に関し、特に、金属層のスパッタエッチングのための窓保護材に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導結合プラズマエッチングツール（例えば、カリフォルニア州フレモントのＬａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社で市販されている２３００  Ｖｅｒｓｙｓ（登録商標）エッチングシステム）においては、一部のエッチング処理中に、誘電体窓上に、導電膜が蒸着される。かかるエッチング処理の一例として、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）スタックにおけるプラチナ電極のスパッタエッチングが挙げられる。誘電体窓は、通例、溶融シリカまたは溶融アルミナなどの絶縁誘電材料からなる。誘電体窓への導電膜の蒸着は、ＲＦコイルとプラズマとの間の誘導結合を低減するため、プラズマ密度の低減を引き起こし、最終的には、プラズマの維持を不可能にする。導電膜が、エッチング処理を妨害し始めると、エッチングチャンバを開けて、誘電体窓を洗浄しなければならなくなる。
【０００３】
Ｂａｌｄｗｉｎ，Ｊｒ．等に発行された米国特許第６，２８０，５６３  Ｂ１は、誘電体窓の下面、すなわち、チャンバ内に配置される誘電体窓の表面上に、非磁性金属板を形成したプラズマ装置を開示している（例えば、図１の符号５６を参照）。非磁性金属板は、複数の放射状に伸びるスロットを備えた構成を有する。これらのスロットは、スロットがない場合に金属板に流れる渦電流を防止する。金属板は、金属板に覆われた誘電体窓の部分における導電膜の蒸着を妨げるが、これでは、ＲＦコイルとプラズマとの間の誘導結合がエッチング処理中に妨げられることを防止できない。例えば、蒸着された導電膜が、金属板の表面と、金属板の放射状のスロットによって露出された誘電体窓の表面とを等角的に覆うと、導電膜の連続的な環が形成され、この導電膜の連続的な環が、十分に、ＲＦコイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げうる。あるいは、蒸着された導電膜が、金属板の放射状のスロットを満たせば、金属板と蒸着された導電膜とを含む連続的な導電構造が形成され、この連続的な導電構造が、十分に、ＲＦコイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げうる。
【０００４】
以上の点から、連続的な環状の導電膜がエッチング処理中に誘電体窓上に蒸着されることから、誘電体窓を保護することが要求されている。
【発明の開示】
【０００５】
概して、本発明は、この要求を満たすために、導電性のエッチング副産物が、窓の内面に連続的な環の形状で蒸着されることを防止するよう構成された誘導結合プラズマ処理装置を提供する。後に詳述するように、プラズマ処理装置は、チャンバ内に配置された１つの窓保護材またはチャンバ内に配置された複数の窓保護材を備えてよい。あるいは、窓には、複数のＴ字形または鳩尾形のスロットが形成されてもよい。また、窓に、複数の長方形スロットが形成され、対応するスロットを有する窓保護材が、窓の内面に対して取り付けられてもよい。
【０００６】
本発明の一態様によると、第１の誘導結合プラズマ処理装置が提供されている。このプラズマ処理装置は、上端開口部を有するチャンバを備える。窓が、チャンバの上端開口部を密閉し、その窓は、チャンバの内部領域に露出される内面を有する。チャンバ内には、窓の内面を保護するための窓保護材が配置される。窓保護材は、導電性のエッチング副産物が、窓の内面上に連続的な環の形状で蒸着されることを防止するよう構成されている。
【０００７】
一実施形態において、窓保護材は、窓の内面から０．０２インチないし０．１インチの範囲の距離だけ離れるように配置される。一実施形態において、窓保護材は、導電材料からなる。一実施形態において、窓保護材は、絶縁材料からなる。一実施形態において、窓保護材は、良好な付着特性を有する材料からなる。一実施形態において、窓保護材は、ファラデーシールドの形状を有する。
【０００８】
本発明の別の態様によると、第２の誘導結合プラズマ処理装置が提供されている。このプラズマ処理装置は、上端開口部を有するチャンバを備える。処理対象のウエハを保持するためのチャックが、チャンバ内に配置されている。窓が、チャンバの上端開口部を密閉し、その窓は、チャンバの内部領域に露出される内面を有する。複数の窓保護材が、窓の内面に取り付けられている。複数の窓保護材の各々は、窓の内面に取り付けられた上面と、チャンバの内部領域に露出された下面とを有する。各窓保護材の下面は、各窓保護材の上面の断面の幅よりも大きい断面の幅を有する。さらに、複数の窓保護材は、処理対象のウエハの視線内に位置する窓の内面の各領域が、処理対象のウエハの視線内に位置しない窓の内面の領域によって、隣接する窓保護材から隔てられるように、窓の内面上に、互いに離間して配列されている。
【０００９】
一実施形態において、複数の窓保護材の各々は、非磁性金属からなる。一実施形態において、複数の窓保護材の各々の断面は、Ｔ字形である。
【００１０】
本発明のさらに別の態様によると、第３の誘導結合プラズマ処理装置が提供されている。このプラズマ処理装置は、上端開口部を有するチャンバを備える。窓が、チャンバの上端開口部を密閉し、その窓は、チャンバの内部領域に露出される内面を有する。窓の内面には、複数のスロットが形成されており、複数のスロットは、ファラデーシールドの形状に配列されている。複数のスロットの各々は、スロット開口部と、スロット開口部よりも広いスロット幅とを有する。
【００１１】
一実施形態において、複数のスロットの各々は、窓に直接切り込まれたＴ字形スロットまたは鳩尾形スロットである。一実施形態において、複数のスロットの各々は、窓に直接切り込まれた長方形スロットであり、プラズマ処理装置は、さらに、窓の内面に対して取り付けられた窓保護材を備える。窓保護材には、複数のスロットが形成されており、窓保護材に形成された複数のスロットは、窓に形成された複数のスロットに対応している。窓に形成された複数のスロットの各々は、第１のスロット幅を有し、窓保護材に形成された複数のスロットの各々は、第２のスロット幅を有し、第１のスロット幅は、第２のスロット幅よりも大きい。
【００１２】
以上の概略の説明および以下の詳細な説明は、単に例示と説明を目的とするものであり、請求される本発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで、本発明のいくつかの代表的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１４】
図１Ａは、本発明の一実施形態に従って、誘導結合プラズマ処理装置を示す簡略な断面図である。図１Ａに示すように、半導体ウエハ１０が、チャンバ１００内に配置されたチャック１２上に設置されている。チャンバ１００は、ハウジングの壁によって規定されている。誘電体窓１６の上方には、コイル１４が、スペーサ（図示せず）によって支持されている。スペーサは、適切な絶縁材料から形成されてよい。誘電体窓１６は、通例、溶融シリカまたは溶融アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁誘電材料からなる。誘電体窓１６の主な役割は、処理中にチャンバ内を真空に維持できるように、チャンバ１００の上端の開口部を密閉することである。動作中、適切なガス流入口（図示せず）を通じて、チャンバ１００内に、反応ガスが供給される。コイル１４には、ＲＦ電源１８からの高周波電力が印加される。コイル１４を流れる高周波（ＲＦ）電流は、チャンバ１００内で電磁場を誘導し、電磁場が反応ガスに作用することで、プラズマが生成される。誘導結合プラズマ処理装置の構造および動作に関するさらなる詳細については、米国特許第６，２８０，２５３  Ｂ１に記載されている。この開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１５】
窓保護材２０は、エッチング副産物（すなわち、ウエハからスパッタされた材料）から誘電体窓１６の一部を保護するものであり、チャンバ１００内で誘電体窓１６の内面１６ａの真下に配置される。後に詳細に説明するように、窓保護材２０は、導電性のエッチング副産物が、誘電体窓１６の内面１６ａ上に、連続的な環の形状で蒸着されることを防止する。窓保護材２０と誘電体窓の内面１６ａとの間の隙間は、その隙間での有意なプラズマの生成をさけるのに十分な程狭いと共に、窓保護材および誘電体窓に蒸着された導電膜が、他の導電材料と合併することを防止するのに十分な程広いことが好ましい。一実施形態では、窓保護材２０と誘電体窓１６の内面１６ａとの間の隙間は、１００分の数インチ（例えば、０．０２−０．０３インチ（０．０５０８〜０．０７６２ｃｍ））から１０分の１インチ（０．１インチ（０．２５４ｃｍ））の間である。
【００１６】
窓保護材２０を形成する材料は、プラズマとの適合性、エッチング副産物（すなわち、ウエハからスパッタされた材料）に関する付着特性を含む複数の要素に基づいて選択されてよい。ウエハからスパッタされた材料の窓保護材への付着は、窓保護材からはがれ落ちる材料が、プラズマ処理装置のための洗浄間平均時間（ＭＴＢＣ）を制限するため、考慮すべき点である。例えば、窓保護材は、絶縁材料、導電材料、または、良好な付着特性を有する材料から形成されてよい。本明細書で用いられているように、「良好な付着特性を有する材料」という表現は、スパッタされた膜が付着しやすい材料を意味する。
【００１７】
代表的な絶縁材料は、誘電体窓を形成するのと同じ材料を含み、例えば、溶融シリカ、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および、高抵抗炭化ケイ素（ＳｉＣ）が挙げられる。代表的な導電材料は、チャンバを規定するハウジングを形成する材料と同じ材料を含み、例えば、アルミニウムや陽極酸化アルミニウムが挙げられる。良好な付着特性を有する材料に関しては、原則として、材料の薄膜は、同じ（ほぼ同じ）熱膨張係数を有する他の材料に対して良好に付着し、そのため、材料が加熱または冷却された際に応力が増大しない。良好な付着特性を有する材料の一例は、もちろん、同じ材料である。したがって、スパッタされたプラチナ膜の場合には、スパッタされたプラチナ膜は、プラチナ製の（または、プラチナで被覆された）窓保護材に対して良好に付着できる。
【００１８】
窓保護材２０は、チャンバ１００内で、支持部材２２によって支持されている。図１Ａに示すように、支持部材２２は、チャンバ１００を規定するハウジングの側壁に固定されている。支持部材は、ハウジングの側壁に固定される必要はないことと、チャンバ１００内で窓保護材２０を支持するために、任意の適切な機械的支持手段を用いてよいことは、当業者にとって明らかなことである。窓保護材の構造および機能に関するさらなる詳細については、図２、３Ａ、および、３Ｂを参照して後述する。
【００１９】
図１Ｂは、本発明の別の実施形態に従って、誘導結合プラズマ処理装置を示す簡略な断面図である。図１Ｂに示すプラズマ処理装置は、窓保護材２０の代わりに、複数の窓保護材２０’を用いている点を除いて、図１Ａに示したものと同じである。図１Ｂに示すように、複数の窓保護材２０’が、誘電体窓１６に取り付けられている。具体的には、各窓保護材２０’の上面２０’−１が、誘電体窓１６の内面１６ａに取り付けられている。窓保護材２０’は、任意の適切な固定技術を用いて、誘電体窓１６の内面１６ａに取り付けられてよい。窓保護材２０’は、導電性のエッチング副産物が、連続的な環の形状で誘電体窓の内面上に蒸着されることを防止するのに有効な任意のパターンで、誘電体窓１６の内面１６ａ上に配列されてよい。一実施形態では、窓保護材２０’の各々は、Ｔ字形の断面を有する。Ｔ字形構成では、各窓保護材２０’の下面２０’−２、すなわち、チャンバ１００の内部領域に露出される表面は、各窓保護材２０’の上面２０’−１の断面の幅よりも広い断面の幅を有する。複数の窓保護材２０’の構造および機能に関するさらなる詳細については、図４を参照して後述する。
【００２０】
図２は、図１Ａに示した窓保護材２０について、さらに詳細に示した上面図である。図２に示すように、窓保護材２０は、ファラデーシールドの物理的形状を有する比較的薄い材料シートである。具体的には、窓保護材２０は、円形の形状を有しており、複数の放射状に伸びるスロット２０ａを備えている。放射状に伸びるスロット２０ａは、大規模な電流が、（窓保護材が導電材料で形成された場合に）窓保護材２０において円形のパターンすなわち連続的な環状のパターンで流れることを防止することにより、窓保護材を、コイル１４とプラズマとの間の誘導結合について比較的「透過的」にする。一実施形態では、窓保護材の厚さは、８分の１インチである。一実施形態では、窓保護材２０の直径は、処理されるウエハの直径と同じか、それよりもやや大きい。当業者にとって明らかなことであるが、窓保護材のサイズは、特定の用途の必要性に適合するよう変更されてよい。
【００２１】
本明細書で用いられているように、「連続的な環」および「材料の連続的な環」という表現は、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げるのに十分な誘導電流が、円形のパターンで流れることを可能にする環状の材料帯を意味する。当業者にとって明らかなことであるが、非常に小さい環の誘導電流は、おそらく、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げるのに十分ではない。例えば、窓保護材２０の中央部（図２参照）における小さい環は、誘導結合プラズマの方位角方向の（すなわち、円形の）誘導電場が、中央軸上で０になるため、誘導結合を妨げない。逆に、誘導電流が、大きな環、すなわち、窓保護材２０の放射状に伸びるスロット２０ａ（図２参照）の内の１または複数を十分に横切る大きさの環、で流れる場合には、この誘導電流は、コイルとプラズマとの間の誘導結合を十分に妨げる。
【００２２】
図３Ａは、誘導結合プラズマ処理動作中にウエハから材料がスパッタされる際に、図１Ａに示した窓保護材２０が誘電体窓１６を保護する様子を示すプラズマ処理装置の簡略な断面図である。図３Ａに示す上向きの矢印は、ウエハ１０から窓保護材２０および誘電体窓１６を見た視線の例を示す。プラズマ処理動作中に、材料がウエハ１０からスパッタされると、スパッタ材料は、ウエハの視線内に位置する任意の構造上に蒸着されうる。図３Ａに示すように、スパッタ材料２２ａは、ウエハ１０の視線内に位置する窓保護材２０の露出された内面上に蒸着される。スパッタ材料２２ａの形状は、窓保護材２０の形状（図２参照）に対応する。このように、スパッタ材料２２ａは、中に隙間を有するため、材料の連続的な環を形成しない。放射状に伸びるスロット２０ａが窓保護材２０に存在することによって、誘電体窓の内面の一部が、ウエハ１０の視線内に位置するため、スパッタ材料２２ｂが、誘電体窓１６の内面１６ａ上に蒸着される。図３Ａに示すように、窓保護材２０の存在により、ウエハの視線内に位置しない内面１６ａの部分には、材料はスパッタ蒸着されない。誘電体窓１６の内面１６ａ上に蒸着されたスパッタ材料２２ｂの形状は、図３Ｂに示されており、窓保護材２０に形成されたスロット２０ａの形状に対応する。このように、スパッタ材料２２ｂも、隙間を有するため、材料の連続的な環を形成しない。
【００２３】
上述のように、スパッタ材料２２ａもスパッタ材料２２ｂも、連続的な環の形状にならない。さらに、スパッタ材料２２ａは、窓保護材２０と誘電体窓１６の内面１６ａとの間の隙間によって、スパッタ材料２２ｂから、電気的に絶縁されている。この結果、スパッタ材料２２ａおよびスパッタ材料２２ｂは、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。したがって、プラズマの生成に悪影響を及ぼすことなく、かなりの厚さのスパッタ材料２２ａおよび２２ｂが堆積することが可能であり、プラズマ処理装置のための洗浄間平均時間（ＭＴＢＣ）を長くすることが可能である。
【００２４】
図４は、プラズマ処理動作中にウエハから材料がスパッタされる際に、図１Ｂに示した窓保護材２０’が誘電体窓１６を保護する様子を示す誘導結合プラズマ処理装置の簡略な断面図である。図４に示す上向きの矢印は、ウエハ１０から窓保護材２０’および誘電体窓１６を見た視線の例を示す。図３Ａを参照して上述したように、プラズマ処理動作中に、材料がウエハ１０からスパッタされると、スパッタ材料は、ウエハの視線内に位置する任意の構造上に蒸着されうる。図４に示すように、スパッタ材料２２ａ’は、各窓保護材２０’の露出された内面２０’−２上に蒸着される。窓保護材２０’が互いに離れていることから、スパッタ材料２２ａ’は、複数の分離した部分を含むため、材料の連続的な環を形成しない。隣接する窓保護材２０’の間の空間の存在によって、誘電体窓の内面の一部が、ウエハ１０の視線内に位置するため、スパッタ材料２２ｂ’が、誘電体窓１６の内面１６ａ上に蒸着される。図４に示すように、誘電体窓１６の内面１６ａの部分１６ａ−１は、窓保護材２０’のＴ字形構成により、ウエハ１０の視線内に位置しないため、誘電体窓の内面のこれらの部分には、材料が蒸着されない。したがって、スパッタ材料２２ｂ’は、複数の離れた部分を含み、スパッタ材料２２ｂ’の各部分は、材料がスパッタ蒸着されない部分１６ａ−１によって、隣接する窓保護材２０’から絶縁されている。
【００２５】
スパッタ材料２２ａ’およびスパッタ材料２２ｂ’は、両方とも、複数の分離した部分を含むため、連続的な環の形状にならない。さらに、スパッタ材料２２ａ’は、材料がスパッタ蒸着されない誘電体窓１６の内面１６ａの部分１６ａ−１によって、スパッタ材料２２ｂ’および窓保護材２０’（導電材料、例えば、非磁性金属で形成されてよい）から電気的に絶縁されている。この結果、スパッタ材料２２ａ’およびスパッタ材料２２ｂ’は、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。したがって、プラズマの生成に悪影響を及ぼすことなく、かなりの厚さのスパッタ材料２２ａ’および２２ｂ’が堆積することが可能であり、プラズマ処理装置のための洗浄間平均時間（ＭＴＢＣ）を長くすることが可能である。
【００２６】
当業者にとって明なことであるが、本発明は、図１Ａないし４に図示したもの以外の方法で実施されてもよい。例えば、図５Ａおよび５Ｂに、本発明を実施する２つの別の方法を示す。まず、図５Ａによると、誘電体窓１６’は、窓に直接切り込まれたＴ字形のスロット１６’−１を有する。一実施形態では、誘電体窓１６’は、複数のスロット１６’−１を備えており、スロットは、ファラデーシールドの形状に配列されている。当業者にとって明らかなことであるが、スロット１６’−１の形状は、図５Ａに示したＴ字形に限定されず、例えば、鳩尾形（図６参照）など、スロットの幅よりも狭いスロット開口部を有する他の形状を用いてもよい。誘電体窓１６’を用いたプラズマエッチング動作中、窓の内面１６ａ’と、ウエハの視線内に位置するスロット１６’−１の表面の部分とに、導電性のエッチング副産物が蒸着される（図５Ａではウエハを図示していない）。ウエハの視線内に位置しないスロット１６’−１の表面の部分、すなわち、スロットの狭い開口部によってウエハから遮蔽された表面の部分には、導電性のエッチング副産物は蒸着されない。導電性のエッチング副産物が蒸着されないスロットの表面の部分は、誘電体窓の内面上に蒸着された導電性のエッチング副産物が、スロットの表面上に蒸着された導電性のエッチング副産物と電気的に接触することを防止する。このように、誘電体窓のスロットは、導電性のエッチング副産物が、窓の内面上に、連続的な環の形状で蒸着されることを防止する。その結果、誘電体窓に蒸着された導電性のエッチング副産物が、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。
【００２７】
次に、図５Ｂによると、誘電体窓１６’’は、窓に直接切り込まれた長方形のスロット１６’’−１を有する。一実施形態では、誘電体窓１６’’は、複数のスロット１６’’−１を備えており、スロットは、ファラデーシールドの形状に配列されている。窓保護材２０’’は、誘電体窓１６’’の内面１６’’ａに対して直接取り付けられている。一実施形態では、窓保護材２０’’は、スロット２０’’ａの幅がスロット１６’’−１よりも小さいことを除いて、誘電体窓１６’’のスロット１６’’−１に対応する複数の放射状に伸びるスロット２０’’ａを備える。誘電体窓１６’’および窓保護材２０’’を用いたプラズマエッチング動作中、窓保護材の露出された内面と、ウエハの視線内に位置するスロット１６’’−１の表面の部分とに、導電性のエッチング副産物が蒸着される（図５Ｂではウエハを図示していない）。ウエハの視線内に位置しないスロット１６’’−１の表面の部分、すなわち、窓保護材のスロットの狭い開口部によってウエハから遮蔽された表面の部分には、導電性のエッチング副産物は蒸着されない。導電性のエッチング副産物が蒸着されない誘電体窓のスロットの表面の部分は、窓保護材の内面上に蒸着された導電性のエッチング副産物が、窓のスロットの表面上に蒸着された導電性のエッチング副産物と電気的に接触することを防止する。このように、誘電体窓のスロットと、窓保護材のスロットとの組み合わせによって、導電性のエッチング副産物が、窓保護材の内面と、窓のスロットとにおいて、連続的な環の形状で蒸着されることを防止している。その結果、窓保護材および誘電体窓に蒸着された導電性のエッチング副産物が、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。
【００２８】
図６は、１つの窓保護材が誘電体窓の内面に対して直接取り付けられた本発明の一実施形態を示す図である。図６に示すように、窓保護材２０’’−１は、適切な機械的支持手段を用いて、誘電体窓に対して取り付けられている。窓保護材２０’’−１は、図１Ａおよび２に示した窓保護材２０と同じ構成を有してよいが、複数の放射状に伸びるスロット２０’’−１ａは、鳩尾形の断面を有する。プラズマエッチング動作中、窓保護材２０’’−１ａの露出された部分と、ウエハの視線内に位置する誘電体窓１６の内面１６ａの部分とに、導電性のエッチング副産物が蒸着される。窓保護材２０’’−１の構成により、これらの蒸着物は、連続的な環の形状にならない。ウエハの視線内に位置しない誘電体窓１６の内面１６ａの部分、すなわち、スロットの狭い開口部によってウエハから遮蔽された誘電体窓の内面の部分には、導電性のエッチング副産物は蒸着されない。導電性のエッチング副産物が蒸着されない誘電体窓１６の内面１６ａの部分は、誘電体窓の内面上に蒸着された導電性のエッチング副産物が、窓保護材２０’’−１の露出された表面上に蒸着された導電性のエッチング副産物と電気的に接触することを防止する。このように、窓保護材２０’’−１におけるスロット２０’’−１ａの成形された断面は、導電性のエッチング副産物が、窓保護材と誘電体窓の内面とにおいて、連続的な環を形成することを防止する。その結果、窓保護材に蒸着された導電性のエッチング副産物も、誘電体窓に蒸着された導電性のエッチング副産物も、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。当業者にとって明らかなことであるが、放射状に伸びるスロット２０’’−１ａは、図６に示した鳩尾形以外の成形断面を有してよい。例えば、スロット２０’’−１ａは、Ｔ字形の断面を有してもよい。
【００２９】
図７は、複数の窓保護材が誘電体窓の内面の真下に配置された本発明の一実施形態を示す図である。図７に示すように、各窓保護材と誘電体窓１６の内面１６ａとの間に隙間が存在するように、複数の窓保護材２０’−ｘが、チャンバ内に支持されている。一実施形態では、窓保護材２０’−ｘと誘電体窓１６の内面１６ａとの間の隙間は、１００分の数インチ（例えば、０．０２−０．０３インチ）から１０分の１インチ（０．１インチ）の間である。窓保護材２０’−ｘの各々は、長方形の断面を有し、任意の適切な支持手段を用いて、チャンバ内に支持されてよい。プラズマエッチング動作中、スパッタ材料２２ａ’’は、各窓保護材２０’−ｘの露出された内面２０’−ｘ１上に蒸着される。窓保護材２０’−ｘが互いに離れていることから、スパッタ材料２２ａ’’は、複数の分離した部分を含むため、材料の連続的な環を形成しない。隣接する窓保護材２０’−ｘの間の空間の存在によって、誘電体窓の内面の一部が、ウエハ（図７では図示せず）の視線内に位置するため、スパッタ材料２２ｂ’’が、誘電体窓１６の内面１６ａ上に蒸着される。図７に示すように、窓保護材２０’−ｘの長方形構成、および、各窓保護材と誘電体窓の内面との間の隙間の組み合わせによって、誘電体窓１６の内面１６ａの部分１６ａ−１は、ウエハ１０の視線内に位置しないため、誘電体窓の内面のこれらの部分には、材料がスパッタ蒸着されない。したがって、スパッタ材料２２ｂ’’は、複数の分離した部分を含む。
【００３０】
スパッタ材料２２ａ’’およびスパッタ材料２２ｂ’’は、両方とも、複数の分離した部分を含むため、連続的な環の形状にならない。さらに、スパッタ材料２２ｂ’’は、窓保護材と誘電体窓の内面との間の隙間によって、スパッタ材料２２ａ’’および窓保護材２０’−ｘ（導電材料から形成されてよい）から電気的に絶縁されている。この結果、スパッタ材料２２ａ’’およびスパッタ材料２２ｂ’’は、コイルとプラズマとの間の誘導結合を妨げないことが好ましい。したがって、プラズマの生成に悪影響を及ぼすことなく、かなりの厚さのスパッタ材料２２ａ’’および２２ｂ’’が堆積することが可能であり、プラズマ処理装置のための洗浄間平均時間（ＭＴＢＣ）を長くすることが可能である。
【００３１】
本発明の説明に関連して用いられているように、「導電性のエッチング副産物が連続的な環の形状で蒸着されることから、窓の内面を保護するための手段」という表現は、本明細書で図示および説明した窓の保護構造すべてを含むものである。これらの構造は、隙間によって窓から離された単一の窓保護材（図１Ａおよび３Ａ参照）、窓と接触する成形断面を有する単一の窓保護材（図６参照）、窓から離された複数の窓保護材（図７参照）、窓と接触する成形断面を有する複数の窓保護材（図１Ｂおよび４参照）、および、直接切り込まれたスロットを有する窓（図５Ａ（窓保護材を備えない）および５Ｂ（窓保護材を備える）参照）を含む。
【００３２】
要するに、本発明は、導電性のエッチング副産物が、窓の内面に連続的な環の形状で蒸着されることを防止する誘導結合プラズマ処理装置を提供する。本明細書においては、いくつかの代表的な実施形態を参照して、本発明の説明を行った。当業者にとっては、本明細書を考慮しつつ本発明を実践すれば、本発明の別の実施形態が可能であることは明らかである。上述の実施形態および好ましい特徴は例示的なものであり、本発明は、添付の特許請求の範囲と本発明の等価物とによって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従って、プラズマ処理装置を示す簡略な断面図。
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態に従って、プラズマ処理装置を示す簡略な断面図。
【図２】は、図１Ａに示した窓保護材について、さらに詳細に示した上面図。
【図３Ａ】プラズマ処理動作中にウエハから材料がスパッタされる際に、図１Ａに示した窓保護材が誘電体窓を保護する様子を示すプラズマ処理装置の簡略な断面図。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に従って、誘電体窓の内面上に蒸着されたスパッタ材料の形状を示す図。
【図４】プラズマ処理動作中にウエハから材料がスパッタされる際に、図１Ｂに示した窓保護材が誘電体窓を保護する様子を示すプラズマ処理装置の簡略な断面図。
【図５Ａ】Ｔ字形または鳩尾形のスロットが誘電体窓に直接切り込まれた本発明の別の実施形態を示す図。
【図５Ｂ】長方形のスロットが誘電体窓に直接切り込まれ、対応するスロットを有する窓保護材が、誘電体窓の内面に対して取り付けられている本発明の別の実施形態を示す図。
【図６】１つの窓保護材が誘電体窓の内面に対して直接取り付けられた本発明の一実施形態を示す図。
【図７】複数の窓保護材が誘電体窓の内面の真下に配置された本発明の一実施形態を示す図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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