(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絡み合ってドーム形状を形成する２つ以上の内側コイルであって、前記２つ以上の内側コイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなし、前記２つ以上の内側コイルの前記第１の端部は並列に接続され、前記２つ以上の内側コイルの前記第２の端部は等間隔に位置付けられた、２つ以上の内側コイルと、
前記２つ以上の内側コイルに共通の中心軸上に配設された垂直セクションを有する第１の導電性ロッドであって、前記垂直セクションは、並列に接続された前記２つ以上の内側コイルの前記第１の端部に結合された、第１の導電性ロッドと、
２つ以上のキャパシタであって、前記２つ以上のキャパシタの各々は、前記２つ以上の内側コイルのうちの対応する１つに直列に接続された、２つ以上のキャパシタと、
を含む、内側コイルアセンブリと、
絡み合ってドーム形状を形成する２つ以上の外側コイルであって、前記２つ以上の外側コイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなし、前記２つ以上の外側コイルの前記第１の端部は並列に接続され、前記２つ以上の外側コイルの前記第２の端部は等間隔に位置付けられた、２つ以上の外側コイルと、
前記中心軸に隣接して配設された垂直セクションを有する第２の導電性ロッドであって、前記垂直セクションは、並列に接続された前記２つ以上の外側コイルの前記第１の端部に結合された、第２の導電性ロッドと、
を含む、外側コイルアセンブリと、
を備えるコイルアセンブリ。
【請求項２】
前記２つ以上の内側コイルの各々が同じ長さを有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項３】
前記２つ以上のコイルの各々が同じ形状にらせん状をなす、請求項２に記載のコイルアセンブリ。
【請求項４】
前記２つ以上のキャパシタの各々が、前記２つ以上のコイルの各々とＲＦ（高周波）接地との間に接続される、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の導電性ロッドと前記第２の導電性ロッドとは互いに実質的に対称である、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の導電性ロッドおよび前記第２の導電性ロッドは、水平セクションをそれぞれ備え、
前記水平セクションは、同じ水平レベルにあり、互いに１８０度に配設された、請求項５に記載のコイルアセンブリ。
【請求項７】
電源が、前記コイルの各々に独立して調整可能な電力を供給するように構成された、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項８】
前記２つ以上のキャパシタの各々は、複数の並列キャパシタを有する可変コンデンサである、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項９】
前記複数の並列キャパシタは異なるキャパシタンスを有する、請求項８に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１０】
請求項１に記載のコイルアセンブリを用いてトレンチを形成する方法であって、
エッチング剤を、前記コイルアセンブリを有するエッチングリアクタに供給するステップと、
高周波電力を前記コイルアセンブリに供給することによってエッチングリアクタ内にプラズマを発生させるステップと、
を含み、
前記コイルアセンブリに高周波電力を供給するステップは、
前記２つ以上の内側コイルに結合された前記第１の導電性ロッドを介して前記内側コイルアセンブリに高周波電力を供給するステップと、
前記２つ以上の外側コイルに結合された前記第２の導電性ロッドを介して前記外側コイルアセンブリに高周波電力を供給するステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
処理容積部を画定するチャンバ本体であり、チャンバリッドを備える、チャンバ本体と、
チャンバリッドの上に配設されたコイルアセンブリと、
を含み、前記コイルアセンブリは、
絡み合ってドーム形状を形成する２つ以上の内側コイルであって、前記２つ以上の内側コイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなし、前記２つ以上の内側コイルの前記第１の端部は並列に接続され、前記２つ以上の内側コイルの前記第２の端部は等間隔に位置付けられた、２つ以上の内側コイルと、
前記２つ以上の内側コイルに共通の中心軸上に配設された垂直セクションを有する第１の導電性ロッドであって、前記垂直セクションは、並列に接続された前記２つ以上の内側コイルの前記第１の端部に結合された、第１の導電性ロッドと、
を含む、内側コイルアセンブリと、
絡み合ってドーム形状を形成する２つ以上の外側コイルであって、前記２つ以上の外側コイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなし、前記２つ以上の外側コイルの前記第１の端部は並列に接続され、前記２つ以上の外側コイルの前記第２の端部は等間隔に位置付けられた、２つ以上の外側コイルと、
前記中心軸に隣接して配設された垂直セクションを有する第２の導電性ロッドであって、前記垂直セクションは、並列に接続された前記２つ以上の外側コイルの前記第１の端部に結合された、第２の導電性ロッドと、
を含む、外側コイルアセンブリと、
を備えるエッチングリアクタ。
【請求項１２】
前記チャンバリッドがドーム形状を有する、請求項１１に記載のエッチングリアクタ。
【請求項１３】
前記第１の導電性ロッドと前記第２の導電性ロッドとは互いに実質的に対称である、請求項１１に記載のエッチングリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、半導体基板を処理するための装置および方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスなどの製造の際のディープトレンチおよびビアエッチングのために半導体処理チャンバにＲＦ（高周波）電力を供給するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスなどの高度な半導体デバイスの需要は、処理装置会社に新しい課題をもたらした。１つの課題は、ＭＥＭＳ構造を製造するために利用される材料の効率的なプラズマエッチングに好適な装置を提供することである。例えば、エッチングのために利用される処理装置は、商業的に実現可能な規模でＭＥＭＳ構造を首尾よく生産するために、良好な限界寸法（ＣＤ）制御およびマスク選択性を維持できなければならない。追加として、光学装置向けのＭＥＭＳ構造では、処理装置は、性能目標を達成するために十分に平滑な側壁を生成しなければならない。
【０００３】
シリコンは、ＭＥＭＳ構造で一般に使用される材料である。ＭＥＭＳ製造のためのシリコンエッチングは、一般に、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）リアクタで実行される。典型的なＤＲＩＥリアクタは、一般に、処理チャンバ内でガス放電またはプラズマを励起し反応性イオンを作り出すためにソースＲＦ電力を有する。しかしながら、従来のＤＲＩＥリアクタは、ＭＥＭＳデバイスを生産するための高アスペクト比パターンエッチングプロセスにおける限界寸法の均一性およびエッチング速度の均一性に対する増大した要求を満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それゆえに、均一性を改善した半導体処理チャンバが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、一般に、プロセス均一性を達成するために処理チャンバ内の電界、ガス流、および熱的分布の対称性を得るための装置および方法に関する。本開示の実施形態は、分割タイプ内側コイルアセンブリを有する半径方向周波数プラズマ源を含む。１つの実施形態では、分割タイプ内側コイルアセンブリは２つの絡み合ったコイルを備える。別の実施形態では、分割タイプ内側コイルアセンブリは、ドームを形成する環状コイルを含む。
【０００６】
１つの実施形態はコイルアセンブリを提供する。コイルアセンブリは２つ以上のコイルを含む。２つ以上のコイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなす。２つ以上のコイルの第１の端部は一緒に連結される。２つ以上のコイルの第２の端部は、等間隔に位置付けられる。
【０００７】
別の実施形態はエッチングリアクタを提供する。エッチングリアクタは、処理容積部を画定するチャンバ本体と、チャンバ本体の上に配設された内側コイルアセンブリとを含む。内側コイルアセンブリは、２つ以上の内側コイルを備える。２つ以上の内側コイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなす。２つ以上の内側コイルの第１の端部は、チャンバ本体の中心軸の近くで一緒に連結される。２つ以上のコイルの第２の端部は、等間隔に位置付けられる。
【０００８】
別の実施形態は、トレンチを形成するための方法を提供する。この方法は、エッチング剤をエッチングリアクタに供給するステップと、互いに並列に接続された２つ以上のコイルに高周波電力を供給することによってエッチングリアクタ内にプラズマを発生させるステップとを含む。２つ以上のコイルの各々は、第１の端部から半径方向外側に第２の端部までらせん状をなす。２つ以上のコイルの第１の端部は一緒に連結される。２つ以上のコイルの第２の端部は、等間隔に位置付けられる。
【０００９】
本開示の上述で列挙した特徴を詳細に理解できるように、上述で簡単に要約した本開示のより詳細な説明を、一部が添付図面に示されている実施形態を参照することによって行うことができる。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態のみを示しており、それゆえに、その範囲を限定すると見なされるべきではなく、他の等しく効果的な実施形態を許容できることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の１つの実施形態によるプラズマプロセスチャンバの概略図である。
【図２Ａ】本開示の１つの実施形態による高周波（ＲＦ）源の概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの高周波源のコイルアセンブリの概略斜視図である。
【図３Ａ】本開示の１つの実施形態による内側コイルアセンブリの概略上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの内側コイルアセンブリの第１のコイルの上面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの内側コイルアセンブリの第２のコイルの上面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの内側コイルアセンブリの電気回路の概略図である。
【図４Ａ】本開示の１つの実施形態による外側コイルアセンブリの概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの外側コイルアセンブリのコイルの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするために、同様の参照番号が、可能な場合、図に共通する同様の要素を指定するために使用される。１つの実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込むことができることが企図される。
【００１２】
本開示の実施形態は、ＲＦ電力を半導体処理チャンバに供給するための装置および方法に関する。より詳細には、本開示の実施形態は、分割タイプコイルアセンブリをもつＲＦ電源の設計に関する。分割タイプコイルアセンブリは、プロセスチャンバの中心軸のまわりに対称的に配列された２つ以上のコイルを含む。分割タイプコイルアセンブリの２つを超えるコイルの各々は、中心軸の近くに位置づけられた第１の端部と、プロセスチャンバのエッジの近くの第２の端部とかららせん状をなすことができる。１つの実施形態では、分割タイプコイルアセンブリは、チャンバドームと共形の絡み合っている入り組んだ形状のコイルループを形成する。１つの実施形態では、分割タイプコイルアセンブリは、内側コイルアセンブリと外側コイルアセンブリとを含む。１つの実施形態では、分割タイプコイルアセンブリの各コイルは。プラズマ密度の独立した制御を可能にするために独立に調節することができる。分割タイプコイルアセンブリは、処理されている基板全体にわたって底部限界寸法（ＢＣＤ）およびプロセス均一性を改善する。本開示による分割タイプコイルアセンブリは、さらに、高エネルギーの荷電粒子に対する電力損失と、望ましくない容量結合に起因するデバイスおよびプロセスチャンバハードウェアへの悪影響の誘起を低減し、その結果、電力効率およびハードウェア信頼性を改善する。
【００１３】
図１は、本開示の１つの実施形態によるエッチングリアクタ１００の断面図である。１つの実施形態では、エッチングリアクタ１００は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスなどを生産するために使用することができる。
【００１４】
エッチングリアクタ１００は、下部チャンバ本体１０２と、下部チャンバ本体１０２の上に配設された上部チャンバ本体１０４とを含むことができる。シーリング１０６を上部チャンバ本体１０２の上に配設することができる。シーリング１０６は、誘電体材料で製作することができる。下部チャンバ本体１０２、上部チャンバ本体１０４、およびシーリング１０６は、処理容積部１０８を囲むことができる。シーリング１０６は、平坦とするか、または他の形状寸法を有することができる。１つの実施形態では、シーリング１０６はドームである。シールドアセンブリ１１０をシーリング１０６の上に配設することができる。
【００１５】
ＲＦコイルアセンブリ１１２をシーリング１０６とシールドアセンブリ１１０との間に配設することができる。１つの実施形態では、ＲＦコイルアセンブリ１１２は、内側コイルアセンブリ１２８と外側コイルアセンブリ１３０とを含むことができる。本開示によれば、内側コイルアセンブリ１２０および外側コイルアセンブリ１３０の少なくとも一方は、並列接続の２つ以上のコイルを含む。ＲＦコイルアセンブリ１１２は、コネクタ１１６、１１８を通して電源１１４に結合することができる。１つの実施形態では、コネクタ１１６、１１８は、ＲＦ電流を伝導するのに好適な導電性ロッドとすることができる。外側カバー１３４をシールドアセンブリ１１０および電源１１４の上に配設することができる。電源１１４は、ＲＦ源１３８と、整合ネットワーク１３６とを含むことができる。
【００１６】
シーリング１０６は、ＲＦ電力に対して透過性であり、その結果、ＲＦコイルアセンブリ１１２に印加される電力は、エッチングリアクタ１００の処理容積部１０８に配設されたガスに誘導結合しエネルギーを与えて、処理容積部１０８内のプラズマ１３２を維持する。従来、ＲＦコイルアセンブリ１１２に印加される電力は、ソース電力として知られている。約１２ＭＨｚ〜約１３．５ＭＨｚの範囲内の高周波で約１０ワット〜約５０００ワットの範囲内の電力でソース電力をＲＦ源１３８によって供給することができる。ソース電力はパルス化されることがある。
【００１７】
エッチングリアクタ１００は、それに結合されたガス交換システム１２４を含むことができ、ガス交換システム１２４は、上部チャンバ本体１０４の内部または他の好適な場所のまわりに位置付けられたノズル１２６を通してプロセスガスおよび／または他のガスを処理容積部１０８に供給する。ガス交換システム１２４は、選択的に、任意の単一のガスまたはガスの組合せを処理容積部１０８に供給するのを可能にする。
【００１８】
エッチングリアクタ１００は、処理容積部１０８内の圧力を制御するために真空ポンプ１２０を含むことができる。エッチングリアクタ１００は、ポンプ１２０と処理容積部１０８との間に結合されたスロットルバルブ１２２をさらに含むことができる。
【００１９】
エッチングリアクタ１００は、処理容積部１０８に配設された基板支持アセンブリ１４０をさらに含むことができる。基板支持アセンブリ１４０は、処理のために基板１４２を支持するように構成される。１つの実施形態では、基板支持アセンブリ１４０はバイアス電極１４４を含むことができる。バイアス電極１４４は、バイアス整合ネットワーク１４８を通してバイアスＲＦ源１４６に結合することができる。バイアスＲＦ電力をバイアス電極１４４に印加することができる。バイアスＲＦ電力は、プラズマ１３２中のプラズマ核種を基板１４２の表面に輸送するのを増強するのに役立つ。１つの実施形態では、バイアスＲＦ電力は５ＭＨｚ未満の周波数とすることができる。バイアスＲＦ電力は１００００ワットまでとすることができる。
【００２０】
本開示の実施形態によれば、ＲＦコイルアセンブリ１１２は分割タイプコイルアセンブリである。１つの実施形態では、内側コイルアセンブリ１２８は、２つ以上のコイル１２８ａ、１２８ｂを含む。各コイル１２８ａ、１２８ｂは、中心軸１０１から半径方向外側にエッチングリアクタ１００のエッジ領域に向かってらせん状をなす。１つの実施形態では、コイル１２８ａ、１２８ｂは互いに絡み合い、シーリング１０６と共形の円形形状を形成することができる。図１において、シーリング１０６はドーム形状を有しており、コイル１２８ａ、１２８ｂはシーリング１０６の上にドーム形状を形成する。代替として、コイル１２８ａ、１２８ｂは、平坦シーリングの上に平面形状を形成することができる。コイル１２８ａ、１２８ｂは、互いに並列に接続することができる。コイル１２８ａ、１２８ｂは、接続１１６と外側カバー１３４との間に接続することができる。外側カバー１３４はＲＦ接地に接続される。１つの実施形態では、コネクタ１１６は、対称性を得るために中心軸１０１の近くでコイル１２８ａ、１２８ｂに連結する。
【００２１】
１つの実施形態では、外側コイルアセンブリ１３０は、２つ以上のコイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを含むことができる。２つ以上のコイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの各々は、同じ直径の単巻きコイルとすることができる。１つの実施形態では、コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの端部は、均一なＲＦ場発生を可能にするために等間隔で配列することができる。各コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、中心軸１０１の近くのコネクタ１１８まで延びる第１の端部と、エッチングリアクタ１００のエッジの近くの第２の端部とを有することができる。
【００２２】
１つの実施形態では、コネクタ１１６、１１８は、エッチングリアクタ１００の対称性を改善するために中心軸１０１のまわりに対称的に配設することができる。例えば、各コネクタ１１６、１１８は、内側コイルアセンブリ１２８および外側コイルアセンブリ１３０に接続するために中心軸１０１の近くに配設された垂直セクションと、電源１１４の方に延びる水平セクションとを含むことができる。コネクタ１１６、１１８の水平セクションは、同じ水平レベルにあり、同じ長さであるが、互いから約１８０度のところにある。
【００２３】
図２Ａは、エッチングリアクタ１００の高周波（ＲＦ）源の概略斜視図である。コイルアセンブリ１１２は、リングアセンブリ２００で固定することができる。リングアセンブリ２００はベースリング２０２を含むことができる。複数の内側ブラケット２０４をベースリング２０２に取り付けることができる。複数の内側ブラケット２０４は、ベースリング２０２から半径方向内側に延びることができる。１つの実施形態では、内側ブラケット２０４は、ベースリング２０２に沿って均等に分布させることができる。内側コイル１２８ａ、１２８ｂは内側ブラケット２０４に固定される。内側ブラケット２０４は、内側コイル１２８ａ、１２８ｂの巻き付けを維持する。
【００２４】
複数の外側ブラケット２０６をベースリング２０２に取り付けることができる。複数の外側ブラケット２０６は、ベースリング２０２に沿って均等に分布させることができる。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、外側ブラケット２０６に固定される。外側ブラケット２０６は、外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの巻き付けを維持する。
【００２５】
コネクタ１１６、１１８を所定の位置に固定するために、コネクタブラケット２０８、２１０を使用することができる。図２Ａに示すように、コネクタ１１６、１１８はＬ形状ロッドとすることができる。コネクタブラケット２０８、２１０は、コネクタ１１６、１１８を支持し、コネクタ１１６、１１８を互いに実質的に対称に位置付ける。
【００２６】
１つの実施形態では、内側コイルアセンブリ１２８および外側コイルアセンブリ１３０は、同じ電源１３８に整合ネットワーク１３６を通して接続することができる。１つの実施形態では、内側コイルアセンブリ１２８と外側コイルアセンブリ１３０との間の電力分布は、処理容積部１０８において所望のＲＦ電力分布を達成するように調節することができる。例えば、外側コイルアセンブリ１３０に供給される電力を増加させて、エッジ領域の近くのエッチング速度を増加させることができる。
【００２７】
１つの実施形態では、キャパシタ２１２ａ、２１２ｂが、それぞれ、内側コイル１２８ａ、１２８ｂに直列に接続される。キャパシタ２１２ａ、２１２ｂは、内側コイル１２８ａ、１２８ｂとＲＦ接地との間に接続することができる。１つの実施形態では、キャパシタ２１２ａ、２１０ｂは固定キャパシタとすることができる。別の実施形態では、キャパシタ２１２ａ、２１２ｂは、各内側コイル１２８ａ、１２８ｂを通って流れるＲＦ電流を独立に調節できるようにするために独立に調整できる可変キャパシタとすることができる。
【００２８】
図２Ｂは、コネクタ１１６、１１８を図示していないコイルアセンブリ１１２の概略斜視図である。図２Ｂに示すように、内側コイル１２８ａ、１２８ｂは、コイルアセンブリ１１２の中心の近くの共通ポイント２１４で接続される。内側コイル１２８ａ、１２８ｂは、共通ポイント２１４でＲＦ源に接続される。同様に、外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、共通ポイント２１６で接続される。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、共通ポイント２１６でＲＦ源に接続される。
【００２９】
図３Ａは、本開示の１つの実施形態による内側コイルアセンブリ１２８の概略上面図である。図３Ｂは、図３Ａの内側コイルアセンブリの第１の内側コイル１２８ａの上面図である。図３Ｃは、図３Ａの内側コイルアセンブリの第２の内側コイル１２８ｂの上面図である。第１の内側コイル１２８ａおよび第２の内側コイル１２８ｂは、同じ長さを有することができる。第１の内側コイル１２８ａおよび第２の内側コイル１２８ｂは、同じ形状で中心端部３０２ａ、３０２ｂから外側端部３０４ａ、３０４ｂまでらせん状をなすことができる。第１の内側コイル１２８ａおよび第２の内側コイル１２８ｂは、中心端部３０２ａ、３０２ｂで連結させ、互いから１８０度に配設することができる。図３Ａ〜図３Ｃでは、内側コイル１２８ａ、１２８ｂは各々約２巻きを有する。しかしながら、内側コイル１２８ａ、１２８ｂは、プロセス要件に応じて好適な巻き量を含むことができる。
【００３０】
第１の内側コイル１２８ａおよび第２の内側コイル１２８ｂは、実質的に対称のパターンを形成し、それゆえに、単一コイルによる従来のコイルアセンブリと比較して内側コイルアセンブリ１２８の均一性を改善する。従来の単一コイルアセンブリと比較して、分割コイル内側コイルアセンブリ１２８はプラズマ効率も改善する。誘導結合プラズマ発生器の効率は、銅に対する電力損失および望ましくない容量結合のために低下することがある。理論によって束縛されるものではないが、銅に対する電力損失の量は単一コイルの長さに比例する。望ましくない容量結合の量は、コイルの巻き数に対して２次関数的に増加する。例えば、２巻きコイルの容量結合に対する電力損失の量は、単巻きコイルにおける損失の量の約４倍である。図２Ａ〜図２Ｃに示した内側コイル１２８ａ、１２８ｂは各々２巻きを有し、内側コイルアセンブリ１２８は４巻きを有する。したがって、分割コイルタイプコイルアセンブリは、容量結合に対する追加の電力損失を生じさせることなしに、コイルの巻き数を増加させ、それにより、均一性を向上させることができる。
【００３１】
図３Ｄは、図３Ａの内側コイルアセンブリ１２８の電気回路の概略図である。可変キャパシタ２１２ａ、２１２ｂの各々は、複数の並列キャパシタ３０６、３０８、３１０、３１２とすることができる。可変キャパシタ２１２ａ、２１２ｂのキャパシタンスは、キャパシタ３０６、３０８、３１０、３１２の異なる組合せを接続することによって調節することができる。
【００３２】
それにも関わらず、内側コイルアセンブリ１２８は２つの内側コイルを含む。本開示による内側コイルアセンブリは、対称パターンを形成する２つ以上のコイルを含むことができる。１つの実施形態では、２つ以上のコイルは、同じ長さを有し、同じ形状で中心端部から外側端部までらせん状をなすことができる。２つ以上のコイルは、中心端部で連結させ、２つ以上のコイルの外側端部が等間隔の角度となるように異なる角度で配設することができる。
【００３３】
図４Ａは、外側コイルアセンブリ１３０の概略斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの外側コイルアセンブリ１３０の１つの外側コイル１３０ａの上面図である。外側コイルアセンブリ１３０は、対称パターンで配列された３つの外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを含む。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは同じ長さとすることができる。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは同じ形状でらせん状をなすことができる。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは各々電源に接続するために中心端部４０２を有することができる。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、中心端部４０２で連結させ、互いから１２０度に配設することができる。外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは各々図４Ａでは１巻きを有するように示されている。しかしながら、外側コイル１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは各々プロセス要件に応じて任意の好適な巻き数を有することができる。
【００３４】
本開示の実施形態は、特に、深いトレンチを形成するエッチング中のエッチングＣＤ均一性およびエッチング速度均一性を改善する。エッチングリアクタ１００を使用して、改善されたＣＤおよびエッチング速度均一性をもつ広範囲の用途からのトレンチをエッチングすることができる。例えば、スーパー接合エッチングでは、エッチングリアクタ１００を使用して、約５０μｍから約１００μｍの間の深さおよび約０．５μｍから約１．０μｍの間の幅をもつトレンチをエッチングすることができる。限界寸法の均一性は、基板の端から端まで約２％から約３％の間にあり得る。中心からエッジまでの間のエッチング速度変動は、１％未満である。
【００３５】
エッチングリアクタ１００を使用して、シングルフェーズエッチング（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｈａｓｅ  ｅｔｃｈｉｎｇ）またはサイクリックエッチングを実行することができる。シングルフェーズエッチングでは、所望のエッチング深さに達するまで、１つまたは複数のエッチングガスを処理容積部１０８に連続的に流すことができる。サイクリックエッチングでは、エッチング剤とパッシベーション剤とを交互にパルス的に処理容積部１０８に送出することができる。
【００３６】
１つの実施形態では、エッチングリアクタ１００を使用して、サイクリックエッチングプロセスによってシリコンをエッチングすることができる。上述のサイクリックエッチングプロセスの間、処理容積部内にプラズマを発生させるために、ＲＦ電力を内側コイルアセンブリ１２８および外側コイルアセンブリ１３０に供給することができる。
【００３７】
サイクリックエッチングプロセスは、フッ素含有ガスを処理容積部１０８に供給することを含む。好適なフッ素含有ガスには、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＩＦ3、またはそれらの誘導体を含む。フッ素含有ガスは、約７秒未満の期間供給することができる。１つの実施形態では、フッ素含有ガスは約１秒から３秒の間の期間供給することができる。
【００３８】
サイクリックエッチングプロセスは、ポリマー形成ガスを処理容積部１０８に供給することをさらに含む。ポリマー形成ガスは、Ｃ4Ｆ8などの炭素含有ガスを含むことができる。他の好適なポリマー形成ガスを利用することができる。ポリマー形成ガスは、約７秒未満の期間供給することができる。１つの実施形態では、ポリマー形成ガスは、約１秒から３秒の間の期間供給することができる。
【００３９】
１つの実施形態では、サイクリックエッチングプロセスは、フローイング含有ガスによる後続のエッチングに向けて、エッチングされるフィーチャの底部、水平面からポリマーをエッチングしてシリコン材料を露出するために、ポリマー形成ガスを供給した後酸素含有ガスを流すことをさらに含む。
【００４０】
前述は本開示の実施形態に関するが、本開示の他のおよびさらなる実施形態を本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００４１】
１００  エッチングリアクタ
１０１  中心軸
１０２  下部チャンバ本体
１０４  上部チャンバ本体
１０６  シーリング
１０８  処理容積部
１１０  シールドアセンブリ
１１２  コイルアセンブリ
１１４  電源
１１６  接続
１１８  コネクタ
１２０  内側コイルアセンブリ
１２２  スロットルバルブ
１２４  ガス交換システム
１２６  ノズル
１２８  内側コイルアセンブリ
１２８ａ  コイル
１２８ｂ  コイル
１３０  外側コイルアセンブリ
１３０ａ  コイル
１３０ｂ  コイル
１３０ｃ  コイル
１３２  プラズマ
１３４  外側カバー
１３６  整合ネットワーク
１３８  電源
１４０  基板支持アセンブリ
１４２  基板
１４４  バイアス電極
１４６  バイアスｒｆ源
１４８  バイアス整合ネットワーク
２００  リングアセンブリ
２０２  ベースリング
２０４  内側ブラケット
２０６  外側ブラケット
２０８  コネクタブラケット
２１０  コネクタブラケット
２１２ａ  可変キャパシタ
２１２ｂ  可変キャパシタ
２１４  共通ポイント
２１６  共通ポイント
３０２ａ  中心端部
３０２ｂ  中心端部
３０４ａ  外側端部
３０４ｂ  外側端部
３０６  キャパシタ
３０８  キャパシタ
３１０  キャパシタ
３１２  キャパシタ
４０２  中心端部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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