(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド強化型誘導結合プラズマ処理システムであって、
誘電性の蓋を有するプロセスチャンバと、
前記誘電性の蓋の上方に配置されるプラズマ源アセンブリとを含み、前記プラズマ源アセンブリは、
前記プロセスチャンバ内でプラズマを形成して維持するために、前記プロセスチャンバ内にＲＦエネルギーを誘導結合するために構成され、外側コイルと内側コイルを更に含む２以上のコイルと、
前記プロセスチャンバ内でプラズマを形成するために、前記プロセスチャンバ内にＲＦエネルギーを容量結合するために構成された１以上の電極であって、前記１以上の電極の各々が、前記外側コイルと前記内側コイルの間に配置され、電気コネクタを介して前記２以上のコイルのうちの１つに電気的に結合される１以上の電極と、
前記２以上の誘導コイル及び前記１以上の電極に結合されるＲＦジェネレータとを含むシステム。
【請求項２】
前記１以上の電極は、等距離に離れて配置され、前記内側コイルと前記外側コイルの間に配置される２つの電極を更に含み、各電極は、前記外側コイルに電気的に結合される請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記１以上の電極は、等距離に離れて配置され、前記内側コイルと前記外側コイルの間に配置される４つの４分割されたリング状の電極を更に含み、各電極は、前記外側コイルに電気的に結合される請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記誘電性の蓋と前記１以上の電極の間で画定される垂直距離を独立して制御するための、前記１以上の電極に結合される１以上の位置制御機構を更に含む請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記誘電性の蓋に対する前記１以上の電極によって画定される電極面の角度が調整可能である請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記誘電性の蓋と前記プラズマ源アセンブリの前記１以上の電極との間に配置されるヒーター要素を更に含む請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ヒーター要素に結合される交流電源を更に含む請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記ヒーター要素は、ノーブレークヒーター要素である請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセスチャンバ内に配置されるサポート台を更に含み、バイアス電源が前記サポート台に結合される請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記１以上の電極は、等距離に離れて配置される２つの電極を更に含む請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
プラズマを形成する方法であって、
誘電性の蓋を有し、前記蓋の上方に配置される２以上のコイル及び１以上の電極を有するプロセスチャンバの内部容積にプロセスガスを供給するステップであって、前記２以上のコイルは、外側コイルと内側コイルを含み、前記１以上の電極は、前記外側コイルと前記内側コイルの間に配置され、前記２以上のコイルのうちの１つに電気的に結合されているステップと、
ＲＦ電源からの第１ＲＦ電力量を前記２以上のコイルを介して前記プロセスガスに誘導結合させ、前記ＲＦ電源からの第２ＲＦ電力量を前記１以上の電極を介して前記プロセスガスに容量結合させることによって、ＲＦ電源から前記２以上のコイル及び前記１以上の電極にＲＦ電力を供給するステップと、
前記２以上のコイル及び前記１以上の電極によって前記プロセスガスに夫々誘導結合及び容量結合される前記ＲＦ電源によって供給される前記ＲＦ電力を使用して前記プロセスガスからプラズマを形成するステップとを含む方法。
【請求項１２】
前記１以上の電極と前記蓋の間の垂直距離を調節することによって、前記ＲＦ電源から前記プロセスガスに容量結合された前記第２ＲＦ電力量を制御するステップを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記プロセスチャンバは、前記蓋の上に配置されるノーブレークヒーター要素を更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記プロセスチャンバの温度を制御するためにＡＣ電源から前記ヒーター要素に電力を供給するステップを更に含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記１以上の電極のうちの少なくとも１つと前記蓋の間の垂直距離を調節するステップを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記１以上の電極の夫々と前記蓋の間の垂直距離を調節するステップを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
前記１以上の電極の夫々と前記蓋の間の垂直距離が夫々の電極に対して異なる請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記１以上の電極によって画定される電極面の前記誘電性の蓋に対する角度を調節するステップを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１９】
プラズマの均一性又はイオン密度のうちの少なくとも１つを制御するために、前記１以上の電極の夫々と前記蓋の間の垂直距離を調節するステップ、又は前記１以上の電極によって画定される電極面の前記誘電性の蓋に対する角度を調節するステップを更に含む請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
（分野）
本発明の実施形態は、概して、半導体処理装置に関し、特に、誘導結合プラズマ処理システムに関する。
【０００２】
（説明）
一般に誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）プロセスリアクタは、プロセスチャンバの外側に配置される１以上の誘導コイルを通して、プロセスチャンバ内で処理されるプロセスガス内の誘導電流によってプラズマを形成する。誘導コイルは、例えば誘電性の蓋によって、チャンバの外部に配置され、チャンバから電気的に分離されていてもよい。いくつかのプラズマプロセスにおいては、プロセス中及びプロセス間のチャンバの温度を一定に維持するのを促進するために、ヒーター（加熱）要素を誘電性の蓋の上方に配置してもよい。
【０００３】
ヒーターは、オープンブレークヒーター（例えば、電気的非クローズドループ）又はノーブレークヒーター（例えば、電気的クローズドループ）であってもよい。ヒーター要素がオープンブレークヒーター要素である実施形態では、ヒーター要素は、プラズマの不均一性を招き、その結果、例えば、処理される基板の不均一なエッチング速度又はエッチングパターンの非対称性をもたらす可能性がある。このプラズマの不均一性は、オープンブレークヒーター要素をノーブレークヒーター要素に取り替えることによって除去可能である。しかしながら、ヒーター要素がノーブレークヒーター要素である実施形態では、誘導コイルに送られたＲＦ電力もノーブレークヒーター要素に誘導結合するので、それによってあいにく、プロセスチャンバ内でプラズマを形成するために利用可能なエネルギーを減少させる（例えば、ノーブレークヒーター要素はプラズマストライクウィンドウを減少させる）。
【０００４】
そのため、改良された誘導結合プラズマリアクタへの必要性がある。
【概要】
【０００５】
フィールド強化型誘導結合プラズマリアクタ及びその利用法の実施形態が、本明細書に提供される。いくつかの実施形態では、フィールド強化型誘導結合プラズマ処理システムは、誘電性の蓋及び誘電性の蓋の上方に配置されるプラズマ源アセンブリを有するプロセスチャンバを含んでもよい。プラズマ源アセンブリは、プロセスチャンバ内でプラズマを形成して維持するために、プロセスチャンバ内にＲＦ電力を誘導結合するために構成される１以上のコイルと、プロセスチャンバ内でプラズマを形成するために、プロセスチャンバ内にＲＦ電力を容量結合するために構成され、１以上のコイルのうちの１つに電気的に結合される１以上の電極と、１以上の誘導コイル及び前記１以上の電極に結合されるＲＦジェネレータとを含む。いくつかの実施形態では、ヒーター要素は、誘電性の蓋とプラズマ源アセンブリの間に配置してもよい。
【０００６】
いくつかの実施形態では、プラズマを形成する方法は、誘電性の蓋を有し、蓋の上方に配置される１以上のコイル及び１以上の電極を有するプロセスチャンバの内部容積にプロセスガスを供給するステップを含んでもよく、１以上の電極は、１以上のコイルのうちの１つと電気的に結合されている。ＲＦ電力は、ＲＦ電源から１以上のコイル及び１以上の電極に供給される。プラズマは、１以上のコイル及び１以上の電極によってプロセスガスに夫々誘導結合及び容量結合されるＲＦ電源によって供給されるＲＦ電力を使用してプロセスガスから形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【０００８】
【図１】本発明のいくつかの実施形態に係るフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタの概略側面図である。
【図２Ａ】〜
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係るフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタのコイル及び電極の概略上面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態に係るフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタのヒーター要素の概略上面図である。
【図４Ａ】〜
【図４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る図１のフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタのプラズマ源アセンブリの様々な構成の概略図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態に係るプラズマを形成する方法に関するフローチャートである。
【０００９】
理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。図面は、比例して描かれているわけではなく、明確にするために簡素化されているかもしれない。一実施形態の要素及び構成を更なる説明なしに他の実施形態に有益に組み込んでもよいと理解される。
【詳細な説明】
【００１０】
フィールド強化型誘導結合プラズマリアクタ及びその利用法の実施形態が、本明細書に提供される。本発明の誘導結合プラズマリアクタは、プラズマ（例えば、増強した又は強化されたプラズマストライクウィンドウ）を点火するのに利用可能な増強した高周波（ＲＦ）エネルギーを有利に提供してもよい。更に、本発明の誘導結合プラズマリアクタは、均一性、密度、又はプラズマの他の望ましい特性を実質的に変えること無しに、優れたプラズマ点火能力を有利に提供するかもしれない。
【００１１】
図１は、本発明のいくつかの実施形態に係るフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタ（リアクタ１００）の概略側面図を示す。リアクタ１００は、単独で利用してもよく、又は統合型半導体基板処理システムの処理モジュール、又は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（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能であるＣＥＮＴＵＲＡ（商標名）統合型半導体ウェハ処理システムなどのクラスタツールとして利用してもよい。本発明の実施形態に係る修正形態から有利に利益を得るかもしれない適当なリアクタの例は、アプライドマテリアルズから入手可能な半導体装置のＤＰＳ（商標名）ライン（ＤＰＳ（商標名）、ＤＰＳ（商標名）ＩＩ、ＤＰＳ（商標名）ＡＥ、ＤＰＳ（商標名）Ｇ３ポリエッチャー、ＤＰＳ（商標名）Ｇ５等）などの誘導結合プラズマエッチングリアクタを含む。上に列記した半導体装置は、単なる実例であり、他のエッチングリアクタ及び非エッチング装置（ＣＶＤリアクタ又は他の半導体処理装置など）も、本発明の開示に従って適当に変更してもよい。
【００１２】
リアクタ１００は、概して、伝導体（壁）１３０及び誘電性の蓋１２０（合わせて処理容積を画定する）を有するプロセスチャンバ１１０と、処理容積内に配置される基板サポート台１１６と、プラズマ源アセンブリ１６０と、コントローラ１４０とを含む。壁１３０は、通常、電気的グラウンド１３４に結合される。いくつかの実施形態では、サポート台（カソード）１１６は、第１マッチングネットワーク１２４を通って、バイアス電源１２２に結合してもよい。バイアス電源１２２は、実例として連続又はパルス電力のいずれかを生成可能な約１３．５６ＭＨｚの周波数で最大１０００Ｗの電源であってもよいが、特定用途向けのような他の周波数及び電力を供給してもよい。他の実施形態では、電源１２２は、ＤＣ又はパルスＤＣ電源であってもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、誘電性の蓋１２０は、実質的に平坦であってもよい。チャンバ１１０の他の修正形態は、例えば、ドーム型の蓋又は他の形状などの、他のタイプの蓋を有してもよい。プラズマ源アセンブリ１６０は、通常蓋１２０の上方に配置されており、ＲＦ電力をプロセスチャンバ１１０内へ誘電結合するために構成されている。プラズマ源アセンブリ１６０は、１以上の誘導コイルと、１以上の電極と、プラズマ電源を含む。１以上の誘導コイルは、誘電性の蓋１２０の上方に配置されてもよい。図１に示されるように、蓋１２０の上方に配置される２つのコイル（内側コイル１０９及び外側コイル１１１）が、実例として示されている。多重コイルが提供される場合、例えば、外側のコイル１１１の中に内側コイル１０９を配置するなど、コイルを同心状に配置してもよい。相対位置、各コイルの直径の比率、及び／又は、各コイルの巻数は、例えば、形成されるプラズマの形状又は密度を望ましく制御できるように夫々調整可能である。１以上の誘導コイル（例えば、図１に示されるコイル１０９、１１１）の各コイルは、第２マッチングネットワーク１１９を通して、プラズマ電源１１８に結合される。プラズマ電源１１８は、実例として５０ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚまでの範囲で調整可能な周波数で、４０００Ｗまで出力可能であってもよいが、特定用途向けのような他の周波数及び電力を提供してもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、プラズマ電源１１８によって供給されるＲＦ電力の相対量を夫々のコイルに制御するために、１以上の誘導コイルのコイル間に、分割コンデンサなどの電力分割器が提供されてもよい。例えば、図１に示されるように、電力分割器１０４は、各コイルへ供給されるＲＦ電力量を制御する（これによって、内側及び外側コイルに対応するゾーン内のプラズマ特性の制御を促進する）ために、内側コイル１０９及び外側コイル１１１をプラズマ電源１１８に結合するライン内に配置してもよい。
【００１５】
１以上の電極は、１以上の誘導コイルのうちの１つ（例えば、図１に示されるように、内側コイル１０９か外側コイル１１１のいずれか）と電気的に結合される。例示的で非限定的な一実施形態では、図１に図示されるように、プラズマ源アセンブリ１６０の１以上の電極は、内側コイル１０９と外側コイル１１１の間に、及び誘電性の蓋１２０の近傍に配置される２つの電極１１２Ａ、１１２Ｂであってもよい。各電極１１２Ａ、１１２Ｂは、内側コイル１０９か外側コイル１１１のいずれかと電気的に結合されてもよい。図１に示されるように、各電極１１２Ａ、１１２Ｂは、夫々電気コネクタ１１３Ａ、１１３Ｂを通して、外側コイル１１１に結合されている。ＲＦ電力は、プラズマ電源１１８を通して、これらが結合する誘導コイル（例えば、図１の内側コイル１０９又は外側コイル１１１）を通して、１以上の電極に供給されてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態において、１以上の電極は、誘電性の蓋１２０に対して、及び／又は、互いに対して、１以上の電極の相対位置決めを促進するために、１以上の誘導コイルのうちの１つに可動に結合してもよく、これによってその位置を制御する。例えば、１以上の位置決め機構は、少なくとも１つの電極のうちの１以上に結合してもよい。位置決め機構は、送りねじ、リニアベアリング、ステッピングモーター、ウェッジ等を含む装置などの、１以上の電極の所望の位置決めを促進可能な、手動又は自動の、いかなる適した装置であってもよい。１以上の電極を特定の誘導コイルに結合する電気コネクタは、そのような相対運動を促進するためにフレキシブルであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、電気コネクタは、編組線又は他の導体などの１以上のフレキシブルな機構を含んでもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、図１に示されるように、位置決め機構１１５Ａ、１１５Ｂは、電極（例えば、電極１１２Ａ、１１２Ｂ）の夫々に結合してもよく、これによって、（垂直矢印１０２及び電極１１２Ａ、１１２Ｂの点線の延長線で示されるように）その位置及び姿勢を独立して制御することができる。いくつかの実施形態では、位置決め機構は、１以上の電極の各電極の垂直位置を独立して制御してもよい。例えば、図４Ａに示されるように、電極１１２Ａの位置は、位置決め機構１１５Ｂによって制御される電極１１２Ｂの位置とは独立して、位置決め機構１１５Ａによって制御してもよい。また、位置決め機構１１５Ａ、１１５Ｂは、電極（又は１以上の電極によって画定される電極面）の角度又は傾斜を更に制御してもよい。例えば、図４Ｂに示されるように、電極１１２Ａ、１１２Ｂによって画定される平面４０４の角度を、位置決め機構１１５Ａ、１１５Ｂのうちの１つ又は両方によって、（例えば、チャンバ蓋１２０に平行な）基準面４０２に対して制御してもよい。あるいはまた、電極の傾斜を制御するために、別々の機構（図示せず）が提供されてもよい。１つの電極の他の電極に対する垂直位置の独立制御、及び／又は、電極面の傾斜又は角度の制御は、電極によって提供され容量結合の相対量（例えば、プロセスチャンバの処理容積により近く配置された電極部分によるより多くの容量結合、及びプロセスチャンバの処理容積からより遠く配置された電極部分によるより少ない容量結合）を促進する。
【００１８】
例えば、いくつかの実施形態では、図１に示されるように、電極は、コイルの土台の近傍に、及び誘電性の蓋１２０に実質的に平行な面内に配置されてもよく、これによって、電極によって提供される容量結合を増加させる。電極の他の構成は、異なる垂直距離に配置された、及び／又は、誘電性の蓋１２０に対して及び互いに異なる角度で配置された電極を有するなどが可能である。プラズマ源アセンブリ１６０のうちの１以上の電極によって提供されるＲＦ電力の容量結合量の制御は、チャンバ内でプラズマ特性の制御を促進する。例えば、誘導結合プラズマの望ましい特性を維持している間、プラズマ源アセンブリ１６０の１以上の電極によって提供される容量結合の増加は、プラズマストライクウィンドウを増加させる（処理条件のより広い範囲に亘ってプラズマストライク能力を高める）。１以上の電極の位置の選択的制御は、一度形成されたプラズマの中にあまりにも多くのＲＦエネルギーを結合し、これによって、その特性（例えば、密度、解離率、イオン／中性の比率等）に望ましくない変化を与えること無しに、プラズマストライクを促進させるのにまさに十分な容量結合を提供する。更に、１以上の電極の相対位置又は傾斜の制御は、そうでなければ（非対称なガスの伝送及び／又はポンピングによるチャンバ内の不均一なガス速度などの）不均一なプラズマにつながるかもしれないプロセス効果を補うことを更に促進する。例えば、より高いプラズマ密度の領域に対して低プラズマ密度の領域内において容量結合を増加させることによって、チャンバ内の全体的なプラズマ分布をより均一にするかもしれず、これによって、より均一な処理を促進するかもしれない。
【００１９】
プラズマ源アセンブリ１６０の１以上の電極は、ＲＦエネルギーのプラズマへの均一な結合を促進するために、誘電性の蓋１２０の上に対称的に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、１以上の電極は、１以上の電極内で誘導電流を発生させるかもしれない連続経路を提供しないように構成される。したがって、単一電極が使用される実施形態では、電極が導電性の環状リングを形成しないように、電極は誘電性のブレークを含んでもよい。しかしながら、そのような単一のブレークは、構成の非対称性によるプラズマの不均一につながるかもしれない。単一電極が使用される実施形態では、電極内の誘電性のブレークは、比較的高いプラズマ密度の領域又はチャンバのポンプポート近傍に調和するように、チャンバ内の自然なプラズマ分布を補うために配置してもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、少なくとも２つの電極が、電極間の誘電性の空間によって引き起こされるプラズマ効果をいずれも対称的に分配するのに使用される。例えば、図２Ａは、実質的に互いに等距離にあり、内側コイル１０９と外側コイル１１１の間に配置される２つのアーチ形の電極１１２Ａ、１１２Ｂを有するリアクタ１００の例示的な一実施形態の概略上面図を示す。電極の表面積は、電極によって提供される容量結合の制御の要因となる。電極は平面又は実質的に平面であってもよい。いくつかの実施形態では、電極は、誘導コイル間に適合し、電極間の誘電性の空間を維持するのに適したアーク長及び幅を有していてもよい。したがって、幅は、各電極の表面積、及びそれによってプロセスチャンバ１１０内に容量結合可能なＲＦエネルギーの度合いを画定するために選択されてもよい。
【００２１】
図１及び２Ａには１組の電極として示されているが、電極は、３、４、又はそれ以上など他の量及び形状も可能である。例えば、図２Ｂに示されるように、４つの４分割されたリング形電極１１７Ａ、１１７Ｂ、１１７Ｃ、１１７Ｄは、円周に沿って実質的に内側コイル１０９を囲むように提供されてもよい。４つの４分割リング電極は、互いに実質的に等距離隔てて、内側コイル１０９と外側コイル１１１の間に配置してもよい。各電極１１７Ａ−Ｄは、夫々の電気コネクタ１２５Ａ−Ｄを通って外側コイル１１１（又は内側コイル１０９）に結合してもよい。電気コネクタ１２５Ａ−Ｄは、図１に関連して以下で議論される電気コネクタ１１３Ａ−Ｂと実質的に同等であってもよい。
【００２２】
図１に戻って、ヒーター要素１２１は、プロセスチャンバ１１０の内部を加熱するのを促進するために、誘電性の蓋１２０の上に配置されてもよい。ヒーター要素１２１は、誘電性の蓋１２０と、誘導コイル１０９、１１１と、電極１１２Ａ−Ｂの間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ヒーター要素１２１は、抵抗ヒーター要素を含んでもよく、ヒーター要素１２１の温度を摂氏約５０度から約１００度の間に制御するのに十分なエネルギーを提供するように構成される交流電源のような電源１２３と結合してもよい。いくつかの実施形態では、ヒーター要素１２１はオープンブレークヒーターであってもよい。いくつかの実施形態では、ヒーター要素１２１は環状要素などのノーブレークヒーターを含んでもよく、それによって、プロセスチャンバ１１０内の均一なプラズマ構成を促進する。
【００２３】
例えば、図３は、本発明のいくつかの実施形態に係るヒーター要素１２１の平面図を示す。ヒーター要素１２１は、内側に延びるフィン３０２を有する環状部分３００を含んでもよい。いくつかの実施形態では、環状部分３００は、図１及び３に示されるように、誘電性の蓋１２０の周囲に沿って配置されてもよい（例えば、環状部分３００は、誘電性の蓋１２０の外径と実質的に等しい外径を有してもよい）。いくつかの実施形態では、環状部分３００は、誘電性の蓋１２０の外径よりも大きいか又は小さい外径を有してもよい。誘電性の蓋１２０を実質的に均一に加熱することができる環状部分３００の他の適当な構成を使用してもよい。フィン３０２は、プロセスチャンバ１１０に所望の熱量及び熱分布を提供するために、どんな適当な幅、長さ、数、及び／又は、環状部分３００の周りの位置にあってもよい。図３に示されるように、フィン３０２は、ヒーター要素１２１の環状部分３００に関して対称的に配置されてもよく、そこから放射状に内側に延びてもよい。
【００２４】
図１に戻って、操作の間、基板１１４（半導体ウェハ又はプラズマ処理に適した他の基板など）は、台１１６上に配置されてもよく、プロセスチャンバ１１０内でガス混合物３５０を形成するために、プロセスガスをガスパネル１３８から入口１２６を通って供給してもよい。図５に関連して以下でより詳細に議論されるように、ガス混合物１５０は、プラズマ源１１８から誘導コイル１０９、１１１及び１以上の電極（例えば、１１２Ａと１１２Ｂ）へ電力を印加することによって、プロセスチャンバ１１０内のプラズマ１５５に点火してもよい。いくつかの実施形態では、バイアス電源１２２からの電力もまた、台１１６へ供給してもよい。チャンバ１１０の内部の圧力は、スロットルバルブ１２７及び真空ポンプ１３６を使用して制御してもよい。チャンバ壁１３０の温度は、壁１３０を貫く液体含有コンジット（図示せず）を使用して制御してもよい。
【００２５】
ウェハ１１４の温度は、サポート台１１６の温度を安定化させることによって制御してもよい。一実施形態では、ガス源１４８からのヘリウムガスは、ガスコンジット１４９を通って、ウェハ１１４の裏面と台の表面に配置される溝（図示せず）との間で画定されるチャンネルへ供給してもよい。ヘリウムガスは、台１１６とウェハ１１４の間の熱伝達を促進するために使用される。処理の間、台１１６は、台の中の抵抗ヒーター（図示せず）によって定常状態の温度まで加熱してもよく、ヘリウムガスは、ウェハ１１４の均一加熱を促進してもよい。そのような熱制御を利用して、ウェハ１１４は、実例として摂氏０度と５００度の間の温度に維持してもよい。
【００２６】
コントローラ１４０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１４４、メモリ１４２、及びＣＰＵ１４４のためのサポート回路１４６を含み、リアクタ１００の部品の制御、及び、本明細書で議論されるようなプラズマを形成する方法の制御を促進する。コントローラ１４０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御する工業環境で使用可能ないかなる形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。ＣＰＵ１４４のメモリ又はコンピュータで読み出し可能な媒体１４２は、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、又はローカル又はリモートの他のいかなる形態のデジタルストーレッジなどの容易に利用可能な１以上のメモリであってもよい。サポート回路１４６は、従来の方法でプロセッサをサポートするためにＣＰＵ１４４に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。本発明の方法は、上述のようにリアクタ１００の操作を制御するために実行又は呼び出し可能なソフトウェアルーチンとしてメモリ１４２内に格納されてもよい。また、ＣＰＵ１４４によって制御されるハードウェアから離れて位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって、ソフトウェアルーチンは、格納され、及び／又は、実行されてもよい。
【００２７】
図５は、本発明のいくつかの実施形態に係る上述のリアクタ１００と同様のフィールド強化型誘導結合リアクタ内でプラズマを形成する方法５００を示す。一般に、この方法は、プロセスガス（又は、ガス）をプロセスチャンバ１１０に供給する５０２から始まる。プロセスガス又はガスは、ガスパネル１３８から入口１２６を通って供給され、チャンバ１  １０内でガス混合物１５０を形成してもよい。壁１３０、誘電性の蓋１２０、及びサポート台１１６などのチャンバ部品は、プロセスガスを供給する前又は後に、上述のように所望の温度に加熱してもよい。誘電性の蓋１２０は、電源１２３からヒーター要素１２１へ電力を供給することによって加熱してもよい。処理の間、プロセスチャンバ１１０を所望の温度に維持するために、電源を制御してもよい。
【００２８】
次に、５０４において、ＲＦ電源１１８からのＲＦ電力が、プロセスガス混合物１５０に夫々誘導結合及び容量結合される１以上の誘導コイル及び１以上の電極に供給されてもよい。ＲＦ電力は、実例として最大４０００Ｗで、５０ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚまでの範囲で調整可能な周波数で供給してもよいが、プラズマを形成するために他の電力及び周波数を利用してもよい。１以上の電極は、１以上の誘導コイルのうちの１つと電気的に結合されているので、ＲＦ電力は、１以上の誘導コイル及び１以上の電極の両方に同時に供給される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、第１ＲＦ電力量は、５０６に示されるように、１以上の誘導コイルを通してプロセスガスに誘導結合してもよい。第１ＲＦ電力量は、ヒーター要素１２１内に誘導結合される第１ＲＦ電力量の一部のため、ノーブレークヒーター要素の存在によって（例えば、ヒーター要素１２１がノーブレークヒーター要素である実施形態）、あいにく減少するかもしれず、それによって、あいにくプラズマを打ち出すのをより難しくするかもしれない。しかしながら、第２ＲＦ電力量は、５０８に示されるように、電極１１２Ａ−Ｂを通してプロセスガスに容量結合される。第２ＲＦ電力量は、プロセスガス内に容量結合され、ヒーター要素１２１に誘導結合することによる減少は無いので、第２ＲＦ電力量は、はるかに広い条件範囲のもとでプラズマを打ち出す能力を改善する。
【００３０】
プロセスガスに容量結合した第２ＲＦ電力量は、例えば、各電極（例えば、電極１１２Ａ、１１２Ｂ）と誘電性の蓋１２０の間の距離を（容量結合を減少させるために）増加させる又は（容量結合を増加させるために）減少させることによって制御してもよい。上で議論されているように、１以上の電極の位置は、電極が誘電性の蓋から等間隔又は不等間隔となるように、独立して制御してもよい。また、各電極とヒーター要素１２１の間の距離は、その間でアークの発生を防ぐために制御してもよい。
【００３１】
また、例えば、電極面（例えば、電極１１２Ａ、１１２Ｂの底）と誘電性の蓋１２０の間の傾斜又は角度を制御することによって、プロセスガスに容量結合する第２ＲＦ電力量を制御してもよい。１以上の電極（例えば、電極１１２Ａ、１１２Ｂ）面の姿勢は、プロセスチャンバ１１０のある領域において、プロセスガス混合物１５０に容量結合される第２ＲＦ電力量を調整するのを促進するように制御してもよい（例えば、電極面が傾いているとき、１以上の電極のいくつかの部分は、他の部分よりも誘電性の蓋１２０により近くなるだろう）。
【００３２】
５１０において、プラズマ１５５は、誘導コイル１０９、１１１及び電極１１２Ａ−Ｂによって夫々供給される第１及び第２ＲＦ電力量を使用して、プロセスガス混合物１５０から形成される。プラズマを打ち出し、プラズマの安定化を得ると、一般に、方法５００は終了し、プラズマ処理を望むときは継続してもよい。例えば、標準のプロセスレシピ毎にＲＦ電力設定及び他の処理パラメータを少なくとも一部で使用して、プロセスを継続してもよい。その代わりに又はそれに加えて、プロセスの間、ＲＦ電力のプロセスチャンバ１１０内への容量結合を減少させるために、１以上の電極を誘電性の蓋１２０からより遠くへ移動してもよい。その代わりに又はそれに加えて、ＲＦ電力のプロセスチャンバ１１０内への容量結合を増加させるために、又はプロセスチャンバ１１０の領域内へ容量結合されるＲＦ電力の相対量を制御するために、１以上の電極を誘電性の蓋１２０のより近くに移動してもよく、又はある角度に傾けてもよい。
【００３３】
このように、本明細書は、フィールド強化型誘導結合プラズマリアクタ及びその使用法を提供してきた。本発明のフィールド強化型誘導結合プラズマリアクタは、プラズマの均一性又はイオン密度のような他のプラズマ特性を変えずに、チャンバ内でプラズマを打ち出すために利用可能なＲＦ電力を有利に改善することができる。本発明のフィールド強化型統合型プラズマリアクタは、処理の間、均一性及び／又は密度などのプラズマ特性を、更に有利に制御及び／又は調整することができる。
【００３４】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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