(57)【要約】プラズマ処理チャンバと少なくとも一つの上部電極と少なくとも一つの下部電極とを有する容量結合プラズマ処理システムにおいて基板を処理する方法。基板はプラズマ処理の間、下部電極上に配置されている。この方法は、第１のＲＦ周波数を有する少なくともの一つの第１のＲＦ信号を供給する工程を含む。第１のＲＦ信号はプラズマ処理チャンバ内でプラズマと結合し、よって上部電極上に誘導されるＲＦ信号を誘導する。この方法は、第２のＲＦ信号を上部電極に供給する工程を更に含む。第２のＲＦ信号も第１のＲＦ周波数を有する。第２のＲＦ信号の位相は第１のＲＦ信号の位相から１０％未満の値で偏倚している。この方法は、第２のＲＦ信号が上部電極に供給されている間に基板を処理する工程を含む。【選択図】図３
2010515262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量結合プラズマ処理システムにおいて基板を処理する方法であって、前記容量結合プラズマ処理システムが、プラズマ処理チャンバと、少なくとも一つの上部電極と、少なくとも一つの下部電極と、を有しており、前記基板がプラズマ処理の間前記下部電極上に配置されており、
少なくとも一つの第１のＲＦ信号を前記下部電極に供給する工程を含んでおり、前記第１のＲＦ信号は第１のＲＦ周波数を有しておりかつ前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成するためにガスを励起するように構成されており、
第２のＲＦ信号を前記上部電極に供給する工程を含んでおり、前記第２のＲＦ信号もまた前記第１のＲＦ周波数を有しており、前記第２のＲＦ信号の位相が前記第１のＲＦ信号の位相に対して１０％未満の値で偏倚しており、
前記第２のＲＦ信号が前記上部電極に供給されている間に前記基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする基板を処理する方法。
【請求項２】
前記第２のＲＦ信号の前記位相が、前記第１のＲＦ信号の前記位相と同相であることを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項３】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と異なる振幅を有することを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項４】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と同一の振幅を有することを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項５】
前記ＲＦ周波数が、低ＲＦ周波数信号であることを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項６】
前記第１のＲＦ周波数の前記低ＲＦ周波数信号が、１０ＭＨｚ未満であることを特徴とする請求項５に記載の基板を処理する方法。。
【請求項７】
前記容量結合プラズマ処理システムが、多重周波数容量結合プラズマ処理システムであることを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項８】
前記第２のＲＦ信号の前記位相が、位相ミラーリング機構を用いて偏倚されていることを特徴とする請求項１に記載の基板を処理する方法。。
【請求項９】
前記位相ミラーリング機構が、
前記第１のＲＦ信号を検出するように構成された第１の回路と、
前記第１のＲＦ信号の前記位相および前記振幅の少なくとも一つを調整するように構成された第２の回路と、
調整された第１のＲＦ信号を増幅するように構成された第３の回路と、
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の基板を処理する方法。。
【請求項１０】
基板を処理するためのプラズマ処理チャンバを有する容量結合プラズマ処理システムであって、
前記基板を処理するための少なくとも一つの上部電極及び少なくとも一つの下部電極と、
少なくとも前記上部電極および前記下部電極に結合された位相ミラーリング機構と、
を含んでおり、前記基板がプラズマ処理の間前記下部電極上に配置されており、
前記下部電極が少なくとも一つの第１のＲＦ信号を供給され、前記第１のＲＦ信号が第１のＲＦ周波数を有しておりかつ前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成するためにガスを励起するように構成されており、
前記位相ミラーリング機構が、前記第１のＲＦ信号の位相および振幅を検出するために少なくとも一つの検出器と、前記第１のＲＦ信号の前記位相および前記振幅に基づき制御信号を生成するために少なくとも一つの制御回路と、前記制御信号に応じて生成されるＲＦ信号を生成するために少なくとも一つのＲＦ信号発生器と、第２のＲＦ信号を生成するために前記生成されたＲＦ信号を増幅するように構成されており、更に前記第２のＲＦ信号を前記上部電極に供給するように構成された少なくとも一つの増幅器とを含んでおり、
前記第２のＲＦ信号が前記第１のＲＦ周波数を有しており、前記第２のＲＦ信号の位相が前記第１のＲＦ信号の位相から１０％未満の値で偏倚しており、
前記第２のＲＦ信号が前記上部電極に供給されている間に前記基板が処理されることを特徴とする容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１１】
前記第２のＲＦ信号の前記位相が、前記第１のＲＦ信号の前記位相と同相であることを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１２】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と異なる振幅を有することを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１３】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と同一の振幅を有することを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１４】
前記第１のＲＦ周波数が、低ＲＦ周波数信号であることを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１５】
前記第１のＲＦ周波数の前記低ＲＦ周波数信号が、１０ＭＨｚ未満であることを特徴とする請求項１４に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１６】
前記容量結合プラズマ処理システムが、多重周波数容量結合プラズマ処理システムであることを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１７】
前記位相ミラーリング機構が、
前記第１のＲＦ信号を検出するように構成された第１の回路と、
前記第１のＲＦ信号の前記位相および前記振幅の少なくとも一つを調整するように構成された第２の回路と、
調整された第１のＲＦ信号を増幅するように構成された第３の回路と、
を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１８】
基板を処理するためのプラズマ処理チャンバを有する容量結合プラズマ処理システムであって、
前記基板を処理するための少なくとも一つの上部電極および少なくとも一つの下部電極であって、前記基板がプラズマ処理の間前記下部電極上に配置される、上部電極および下部電極と、
少なくとも一つの第１のＲＦ信号を前記下部電極に供給するための第１のＲＦ発生器であって、前記第１のＲＦ信号が第１のＲＦ周波数を有しておりかつ前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成するためにガスを励起するように構成された、第１のＲＦ発生器と、
前記第１のＲＦ信号の位相および振幅を検出するための検出器と、
前記第１のＲＦ信号の前記位相および前記振幅に基づき制御信号を生成するための制御回路と、
前記制御信号に応じて生成されるＲＦ信号を生成するための第２のＲＦ信号発生器と、
第２のＲＦ信号を生成するために前記生成されたＲＦ信号を増幅するように構成された増幅器と、
を含んでおり、前記増幅器は更に前記ＲＦ信号を前記上部電極に供給するように構成されており、前記第２のＲＦ信号も前記第１のＲＦ周波数を有しており、前記第２のＲＦ信号の位相は前記第１のＲＦ信号の位相に対して１０％未満の値で偏倚しており、前記基板は前記第２のＲＦ信号が前記上部電極に供給されている間に処理されることを特徴とする容量結合プラズマ処理システム。
【請求項１９】
前記第２のＲＦ信号の前記位相が、前記第１のＲＦ信号の前記位相と同相であることを特徴とする請求項１８に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項２０】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と異なる振幅を有することを特徴とする請求項１８に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項２１】
前記第２のＲＦ信号が、前記第１のＲＦ信号の振幅と同一の振幅を有することを特徴とする請求項１８に記載の容量結合プラズマ処理システム。
【請求項２２】
前記第２のＲＦ信号の前記位相が、位相ミラーリング機構を用いて偏倚されていることを特徴とする請求項１８の容量結合プラズマ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体基板の処理において、プラズマ処理がしばしば使用される。プラズマ処理には、様々なプラズマ生成技術が含まれ、例えば誘導結合型プラズマ処理システム、容量結合プラズマ処理システム、マイクロ波生成プラズマ処理システム等が含まれる。製造業者は、フォトレジスト・マスクを用いた、材料のエッチングに係る処理において容量結合プラズマ処理システムを用いることが多い。
【背景技術】
【０００２】
基板のプラズマ処理において重視すべき事項は、高エッチング速度および高フォトレジスト選択性である。高エッチング速度は、ターゲット材がプラズマ処理の間にエッチングされる速度のことを指す。一般的に言って、下層をエッチングする速度が速くなればなるほど、時間当たりのウエハの処理数が多くなる。他の条件が同じなら、製造者はウエハ処理効率を上昇させるために時間当たりのウエハの処理を多くすることを望む。フォトレジスト選択性は、エッチングの間のフォトレジスト・マスクとその下のターゲット層との間の識別力を指す。
【０００３】
回路密度が増加すると、ウエハ上の単位面積当りのデバイスの数をより多くエッチングまたは形成することが製造業者にとって要求される。デバイス密度が高くなるにつれて、より薄いフォトレジスト層が必要となる。フォトレジスト層が薄くなるにつれて、今度は意図しない過度のエッチングを引き起こしやすくなる。その結果、製造業者は、フォトレジスト・マスクへの損傷を避け、かつ下層を高エッチング速度でエッチすることができる処理法を創作するために常に努力している。
【０００４】
エッチング速度を上げる一つの方法は、プラズマ処理の間、プラズマ密度を増加させることである。容量結合プラズマ処理システムにおいて、プラズマ密度は、より高い周波数のＲＦ信号出力を増加させることによって高めることができる。解説を容易にするために、図１は先行技術の多重周波数容量結合プラズマ処理システム１００を示しており、基板を処理するために一般的に用いられるプラズマ処理システムを表している。図１に示すように、多重周波数容量結合プラズマ処理システム１００は、上部電極１０４と下部電極１０６との間に配置されるチャンバ１０２を含む。
【０００５】
図１の態様において、下部電極１０６は、多重ＲＦ周波数（例えば２メガヘルツ、２７メガヘルツおよび６０メガヘルツ）を供給される。上部電極１０４は、図１の態様では接地（アース）されている。更に、多重周波数容量結合プラズマ処理システム１００は、複数の閉じ込めリング（ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｒｉｎｇ）１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃおよび１０８Ｄを含む。これらの閉じ込めリング１０８Ａ〜１０８Ｄは、プラズマ処理の間、プラズマをチャンバ１０２内に閉じ込めるように機能する。
【０００６】
更に、周縁部に沿って配置された周縁ＲＦ接地リング１１０が図１に示されており、これは、チャンバ１０２内で発生されたプラズマのためのＲＦ接地を表している。周縁ＲＦ接地１１０を上部電極１０４から分離するために、絶縁リング１１２が一般的に設けられる。更に、同様の絶縁リング１１４が、下部電極１０６をＲＦ接地１１６から分離するために設けられる。プラズマ処理の間、下部電極１０６に供給されるＲＦ出力が、チャンバ１０２に供給されるエッチングガスを励起し、これにより、チャンバ１０２内にプラズマを発生させて、下部電極１０６上に一般的に配置される基板をエッチングする（基板は、図１を簡明化するために示されていない）。
【０００７】
上述したように、基板がチャンバ１０２に配置されている間に、上にあるフォトレジスト・マスクを過度に損傷することなくこの基板のターゲット層をエッチングすることが大変望ましい。従来技術においては、ターゲット層のエッチング速度を上げることは、チャンバ１０２内のプラズマ密度を上げることによって成し遂げることができる。一般的に言えば、プラズマ密度は、下部電極１０６に供給される、より高周波数のＲＦ信号の出力レベルを上げることによって上げることができる。本発明において、高周波ＲＦ信号は、約１０メガヘルツよりも高い周波数を有する信号として定義される。逆に、１０メガヘルツ未満の周波数を有するＲＦ信号は、本明細書において低周波信号と称される。
【０００８】
しかしながら、より高い周波数ＲＦ信号（例えば図１の２７メガヘルツのＲＦ信号または６０メガヘルツＲＦ信号）の出力レベルを上げることによって、チャンバ１０２に生成されたプラズマを閉じ込めることが困難となるおそれがある。プラズマを満足に閉じ込めることができたとしても、プラズマ処理の間の上部電極に対する電子損失によって、チャンバ１０２内のプラズマ密度には上限が課される。プラズマ密度が増加すると、電子が多重周波数結合容量プラズマ処理システム１００の接地された上部電極または他の接地された表面に対して失われ、よって、チャンバ１０２内のプラズマ密度が飽和点に達することが分かっている。この飽和点を越えてしまうと、より高周波のＲＦ信号のＲＦ出力を増加してもプラズマ密度を増加させることはなく、なぜなら、電子損失がイオンの生成をしのぐからである。
【０００９】
更に、より高周波数のＲＦ信号のためにＲＦ出力を増加させることで、フォトレジスト選択性に悪影響を与えることが分かっている。高ＲＦ出力レベルでは、打ち込みが増加することによりフォトレジスト・マスクの損傷が大きくなり、フォトレジスト・マスクが侵食される速度が早くなり、よってエッチング工程に悪い影響を与える。
【００１０】
図２は、チャンバ１０２内のイオンの生成を付加的に制御するために一または複数の高周波ＲＦ信号２０２（例えば図２の６０メガヘルツのＲＦ信号）が上部電極１０４に供給される先行技術の一態様を示している。しかしながら、図２の態様は、上述したプラズマ密度飽和点の課題を未だ解決していない。上部電極１０４に供給される、より高周波の信号のＲＦ出力レベルを増加すると、上述した飽和点の影響が観察され、プラズマ密度を制限し、結果的により高い周波数のＲＦ信号のＲＦ出力レベルの増加に関係なくターゲット層のエッチング速度が制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
加えて、先行技術の別の態様では、電極の温度を制御することによってフォトレジスト選択性を制御しようと試みた。電極の温度を制御するという方法は、フォトレジスト選択性を制御することにはほとんど効果がないことが分かった。更に、電極の温度を制御するという方法は、上記したプラズマ密度飽和点の影響の問題に対処しない。
【００１２】
従って、上記の先行技術の態様は、フォトレジスト・マスクを用いた、材料のエッチングに係る処理における容量結合プラズマ処理システムにおいて、高いフォトレジスト選択性に悪影響を与えることなく、またこの選択性を保持することなくエッチング速度を高める効果がないことが証明されている。図１の先行技術の態様においては、下部電極に対するＲＦ出力を増加させることによって、プラズマを閉じ込めることができなくなり、プラズマ密度の飽和点を導き、フォトレジスト選択性に悪影響を与えるおそれがある。一方、図２の先行技術の態様においては、上部電極に対するＲＦ出力を増加させることによって、プラズマ密度の飽和点を導くおそれがある。更に、電極の温度を制御する先行技術の態様は、フォトレジスト選択性を制御することについてはほとんど効果がなく、プラズマ密度の飽和の影響に対して何も解決法を提供しない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（発明の概要）
一実施形態において本発明は、プラズマ処理チャンバと、少なくとも一つの上部電極と、少なくとも一つの下部電極とを有する容量結合プラズマ処理システムにおいて基板を処理する方法に関する。基板は、プラズマ処理の間、下部電極上に配置される。この方法は、少なくとも一つの第１のＲＦ信号を下部電極に供給する工程を含む。この第１のＲＦ信号は、第１のＲＦ周波数を有する。第１のＲＦ信号は、プラズマ処理チャンバ内のプラズマに結合し、よって上部電極上に誘導されたＲＦ信号を誘導する。この方法は、第２のＲＦ信号を上部電極に供給することを更に含む。この第２のＲＦ信号も第１のＲＦ周波数を有している。第２のＲＦ信号の位相が第１のＲＦ信号の位相に対して１０％未満の値だけ偏倚（偏差、オフセット）している。この方法は、第２のＲＦ信号が上部電極に供給される間に前記基板を処理する工程を更に含む。
【００１４】
上記の発明の要約は、本明細書において開示される発明の多くの実施形態の一つに過ぎず、本発明の請求の範囲を限定することを目的としない。本発明のこれらのまたは他の特徴は、発明の詳細な説明において添付の図面と共に更に詳細に記載されている。
【００１５】
本発明は添付の図面において例示の目的で記載されており、限定の目的ではなく、同じ符号は同じ要素を指している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、先行技術の多重周波数容量結合プラズマ処理システムを示しており、一般的に基板を処理するために用いられるプラズマ処理システムを示している。
【図２】図２は、先行技術の一態様を示しており、ここにおいてチャンバ内でのイオンの生成を付加的に制御するために一または複数の高周波数ＲＦ信号が上方電極に供給される。
【図３】図３は、下部電極からＲＦ信号を検出して、プラズマ処理の間に下部電極のＲＦ信号と同相の変換されたＲＦ信号を上部電極に供給するためにミラーリング回路が用いられる態様の簡略図を示している。
【図４Ａ】図４Ａは、下部電極からのＲＦ信号の例示的なグラフを示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの下部電極からのＲＦ信号と同相で流れる、上部電極に向けられたＲＦ信号の例示的なグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明は添付の図面に記載されたいくつかの実施形態を参照して詳細に記載される。以下の記載において、本発明を十分に理解するために多くの具体的な説明が記載されている。しかしながら、これらの具体的な説明のいくつかまたは全てがなくても当業者であれば本発明を実施することができることは明らかであろう。それ以外の例では、本発明を不必要に不明瞭になることを避けるために、周知の工程ステップおよび／または周知の構成は詳細に記載していない。
【００１８】
以下に様々な実施形態が記載され、これには方法および技術も含まれる。本発明は、本発明の実施形態を実施するためのコンピュータによって読み込み可能な説明を記憶するコンピュータが読み込み可能な媒体を含む製品も網羅し得ることを留意すべきである。コンピュータが読み込み可能な媒体は、例えばコンピュータの読み込み可能なコードを記録するための半導体、磁気、光学磁気、光学の形態、またはコンピュータの読み込み可能な媒体の他の形態が含まれる。更に、本発明は、本発明の実施形態を実施するための装置も網羅し得る。係る装置は、本発明の実施形態に関するタスクを実行するための専用および／またはプログラム可能な回路を含んでいてもよい。係る装置の例としては、適切にプログラムされた汎用コンピュータおよび／または専用計算機が含まれ、本発明の実施態様に関する様々なタスクに適合されたコンピュータ／計算機と専用／プログラム可能な回路が含まれてもよい。
【００１９】
本発明の実施形態において、プラズマに対する出力（電力）を過度に増加することなくプラズマ密度を増加することができるように上部電極に対する電子損失を制御するための方法および構成が提供される。所要ＲＦ出力を増加させることなくプラズマ密度を増加することによって、フォトレジスト選択性を過度に劣化させることなくより速い速度でターゲット層をエッチングすることができる。一実施態様において、上部電極は、負にバイアスされるように構成され、よってプラズマチャンバ内に存在する電子を上部電極から押し戻してより長い間プラズマ容量内に閉じ込めることを可能にする。負に帯電された電子がより長い間閉じ込められるためプラズマ密度が増加する。
【００２０】
一般的に言えば、プラズマ処理の間、ボンバード（打ち込み、射突）のメカニズムによって電子が基板から放出される。先にも書いたとおり、上部電極に対する電子損失によってプラズマ密度の増加が制限される。なぜなら電子損失によって、プラズマに供給されるＲＦ出力とは関係なくプラズマ密度の増加を制限する飽和点の影響が現れるからである。よって、上部電極を更に負にドライブする（駆動される）ことによって、電子は、上部電極に対して急速に損失する代わりに上部電極から押し返され、結果としてプラズマ中の電子の数がより多くなり、よってプラズマ密度を増加させる。プラズマ密度が高くなれば、所望の高エッチング速度を達成するためにターゲット層をより効果的にエッチングすることができる。高レベルのプラズマ密度を達成するためにＲＦ出力を増加させることは必要とされないため、フォトレジスト選択性は、先行技術と同じような悪影響を受けることはない。
【００２１】
上記の概要は、本明細書において開示される発明の多くの実施形態の一つに過ぎず、本発明の請求の範囲を限定することを目的としない。本発明のこれらのまたは他の特徴は、発明の詳細な説明において添付の図面と共に更に詳細に記載されている。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態における一態様の簡略図を示しており、ミラーリング回路が、下部電極からのＲＦ信号を検出し、プラズマ処理の間、下部電極のＲＦ信号と同相である変換されたＲＦ信号を上部電極に供給するために用いられている。本明細書において使用される用語「同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）」とは、下部電極に対するＲＦ信号と、上部電極に対するＲＦ信号との位相差が約１％以内にある態様を意味する。
【００２３】
図３の態様において、下部電極３０４は、多重ＲＦ周波数信号３０２（例えば２メガヘルツ、２７メガヘルツおよび６０メガヘルツ）が供給される。一実施形態において、下部電極３０４からのＲＦ信号をプローブ３０６によって検出することができ、プローブ３０６は低周波数ＲＦ信号（すなわち１０メガヘルツ未満の周波数）をピックアップするように設計された位相・振幅検出器である。
【００２４】
本発明の一実施形態において、プローブ３０６からの信号は制御回路３０８に向けられる。制御回路３０８は、位相および振幅調整をする機能を備えており、ＲＦ信号が下部電極３０４からのＲＦ信号と同相であるべきか位相がずれているべきかに依ってＲＦ信号の位相および／または振幅の変更を可能にする。
【００２５】
制御回路３０８から出てくる制御信号は、ＲＦ信号を生成するためのＲＦ信号発生器３１０に向けられる。その後、このＲＦ発生器によって生成されたＲＦ信号は、所望の位相または振幅に任意に増幅される（増幅器３２０を経由して）。本発明の実施形態において、上部電極および下部電極からのＲＦ信号の振幅は、この振幅の値が互いに約１％以内であるときに同じであるとみなされる。
【００２６】
図３の態様において、増幅器３２０からの増幅されたＲＦ信号は、上部電極３１２に向けられる。その結果、上部電極に向けられるＲＦ信号は、本発明の実施形態による下部電極に供給されるＲＦ信号と同相である。
【００２７】
下部電極からのＲＦ信号と同相で流れるＲＦ信号を上部電極に向けさせるという特徴および利点は、図４Ａ〜４Ｂを通してよりよく理解することができる。図４Ａは、本発明の一実施例による、下部電極からのＲＦ信号の例示的なグラフを示す。図４Ｂは、本発明の一実施形態による、図４Ａの下部電極からのＲＦ信号と同相で流れる、上部電極に向けられるＲＦ信号の例示的なグラフを示している。
【００２８】
先にも記載したように、「同相」とは、下部電極３０４に対するＲＦ信号と上部電極３１２に対するＲＦ信号との位相差が約１％以内にある態様を意味する。図４Ａおよび４Ｂの態様の負のサイクルの間の最小点において、下部電極のＲＦ信号４１０および上部電極のＲＦ信号４５０はプラズマに対して最も負の電圧値である。
【００２９】
図３に戻ると、両方のＲＦ信号が同相かつ最小のとき、図４Ａおよび４Ｂに示すように、プラズマチャンバ３１４のプラズマ処理の間、上部電極３１２および下部電極３０４は最も負の値にある。プラズマチャンバ３１４内の正に耐電したアルゴン粒子（図示せず）は、加速されて上部電極３１２と、下部電極３０４上に配置された基板３１６とに打ち込まれて、低エネルギーの電子である一次電子および高エネルギーの電子である第２の埋め込まれた電子を生成する。
【００３０】
下部電極３０４上に配置された基板３１６と上部電極３１２との両方が、ＲＦ信号のこの負のサイクルの間に最も負の値となって、プラズマを伴う上部電極３１２と下部電極３０４との間の最大電位が、最も高い電子の捕捉（電子トラッピング）を引き起こす。上部電極３１２または基板３１６から離れる電子が負にバイアスを掛けられた上部電極３１２と負にバイアスを掛けられた基板３１６（下部電極３０４の上方に配置されている）との間で捕捉される傾向がある。電子が負に帯電するため、電子は２つの負に帯電した上部電極３１２および下部電極３０４との間で反発し得る。電子は上部電極３１２で直ぐに失われる（例えば、上部電極３１２が接地されている場合にはこのようになる）のと反対に、負にバイアスを掛けられた上部電極３１２は負に帯電した電子を反発することができ、よってより長い間、電子が上部電極３１２と下部電極３０４との間で捕捉（トラップ）される。結局、ランダムな衝突の作用によって、負に帯電した電子が最終的にＲＦ接地３１８で失われると考えられる。
【００３１】
しかしながらプラズマチャンバ３１４内の負に帯電した電子の滞留時間が長くなれば、プラズマ処理チャンバ３００に供給されるＲＦ出力量を対応して増加させることなく、プラズマ密度をより高くすることができる。図３のプラズマ密度を増加させるメカニズムは、ＲＦ信号に供給されるＲＦ出力の増加を必要としないことに留意されたい。結果として、フォトレジスト選択性は、ＲＦ出力レベルを増加することによって高プラズマ密度が達成された場合よりも悪影響を受けない。
【００３２】
図４Ａおよび４Ｂの態様の正のサイクルの間の最大点において、下部電極のＲＦ信号４２０および上部電極のＲＦ信号４６０は、プラズマに対して最も高い正の電圧値である。本発明の一実施形態において、第２の電子はこの間に放出されない。なぜなら、プラズマに対する上部電極３１２と下部電極３０４との間の電位が低いからである。
【００３３】
更に、正のサイクルの間、プラズマ容積におけるプラズマ電位は周縁接地板の電位よりも実質的に高い。これらの周縁接地板（例えば接地板３１８および３２２）から放出される二次電子も接地板間のプラズマ容積に捕捉され、やはり残留時間がより長く、かつプラズマ密度がより高いという結果になる。よって、全てのサイクル（負で正の両方）に亘って、平均プラズマ密度は増加する。
【００３４】
一実施形態において、下部電極からのＲＦ信号と上部電極からのＲＦ信号との間の位相差は、エッチングの均一性を制御（すなわち、下層であるエッチングされる層に対するより良いフォトレジスト選択性）するためにスイッチとして使用することができる。図３の態様において、上部電極１１２に向けられるＲＦ信号の位相は、ＲＦ信号が最も負の値になるサイクル部分の間、下部電極３０４のＲＦ信号の位相に調整することができる。
【００３５】
例えば、低いエネルギーの電子と、より高いエネルギーの電子は、エッチング処理において異なった方法で影響を与えることが知られている。より高いエネルギーの電子の高密度がフォトレジスト選択性のために有益であると考えられているため、多くの場合、上部電極３１２を負にバイアスしてより多くのより高いエネルギーの電子が捕捉されることが望ましい。予想外の有益なエッチング均一性が、負のサイクルの間に上部電極３１２に向けられたＲＦ信号と下部電極３０４からのＲＦ信号との間の位相差を調整することによって達成されることができることが観察された。本発明の実施形態によれば、位相のずれ（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ）が、約１０％未満である位相差のためのエッチング均一性に有益であることが分かる。
【００３６】
上記のことから分かるように、本発明の実施形態は、エッチングの間に過度にフォトレジストに損傷を与えることなく容量結合プラズマ処理チャンバ内のターゲット層全体に亘ってエッチングを改善するためにより高いプラズマ密度を達成する。プラズマ処理チャンバに供給されるＲＦ信号のＲＦ出力レベルを一層増加する必要なしにプラズマ密度を増加させるための機構を提供することによって、プラズマ密度が増加する一方、フォトレジスト（PR）は現状で保持されるかまたは最小限の影響しか受けない。更に、エッチング均一性が、上部電極に向けられたＲＦ信号と下部電極へのＲＦ信号との間の位相差を制御することによって更に強化される。
【００３７】
一実施形態において、上部電極のＲＦ信号の位相を遅らすかまたはリードするように調整することができる。上部電極ＲＦ信号と下部電極ＲＦ信号の位相がずれているときに、フォトレジスト選択性が減じていることが観察される。特定の用途（例えばフォトレジスト（ＰＲ）またはポリマー片）のために、上部電極ＲＦ信号と下部電極ＲＦ信号との間の相対位相を制御することで、より多くのフォトレジストまたはポリマーを除去する所望の結果を改善することができる。
【００３８】
あるいは、もしくはこれに加えて、上部電極ＲＦ信号の振幅は、下部電極ＲＦ信号の振幅をより上回るかまたは下回るように調整することができる。上方電極ＲＦ信号の振幅が下部電極ＲＦ信号の振幅と等しくない場合（５％以上異なるものとして、本明細書において定義される）、フォトレジストの選択性が減じていると観察される。位相差を有する場合のように、フォトレジスト（ＰＲ）またはポリマー片のような特定の用途においては、上部電極ＲＦ信号と下部電極ＲＦ信号との間の相対振幅を制御することで、より多くのＰＲまたはポリマーを除去するという所望の結果を更に改善することができる。
【００３９】
本発明はいくつかの好ましい実施態様に関して記載されてきたが、変更、置換および均等物があり、これらは本発明の範囲内である。また、便宜上本願に含まれる発明の名称および要約ならびに要約書は、請求の範囲を解釈するために使用されるべきではない。また、本発明の方法および装置を実施する多くの代替的な方法および装置があることも留意すべきである。様々な実施例が本明細書において記載されたが、これらの実施例は例示の目的であって、本発明を限定するものではない。従って、添付の請求の範囲は、係る全ての変更、置換および均等物を含み、これらは本発明の真の精神および範囲に含まれると解されるべきである。
【符号の説明】
【００４０】
１００    多重周波数容量結合プラズマ処理システム
１０２，３１４    プラズマチャンバ
１０４，３１２    上部電極
１０６，３０４    下部電極
２０２    高周波ＲＦ信号
３０２    多重ＲＦ周波数信号
３０６    プローブ
３０８    制御回路
３１０    ＲＦ信号生成器
３１６    基板
３１８，３２２    接地板
４２０    下部電極のＲＦ信号
４６０    上部電極のＲＦ信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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