JPH088095A - プラズマ処理用高周波誘導プラズマ源装置 - Google Patents
プラズマ処理用高周波誘導プラズマ源装置Info
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- JPH088095A JPH088095A JP6210340A JP21034094A JPH088095A JP H088095 A JPH088095 A JP H088095A JP 6210340 A JP6210340 A JP 6210340A JP 21034094 A JP21034094 A JP 21034094A JP H088095 A JPH088095 A JP H088095A
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成要素数を減少し、電力効率を向上し、動
作条件の広い範囲にわたり均一なかつ高密度のプラズマ
を発生し、現存半導体処理機器内へ統合化可能な高周波
プラズマ源装置を提供とする。 【構成】 プラズマ源装置１０は、プラズマを収容する
室１４と室１４の内側に配置された複数のコイル１２を
含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸に沿って
前記プラズマ中に磁界を確立するように動作する複数の
永久磁石３４と室１４の外側に配置された１組の電磁石
３６あり、電磁石３６は室１４内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記プラズマ中に
プラズマ状態を誘導するために前記プラズマに充分な量
のエネルギーを転送するように前記ホイスラー波に高周
波電力を共振誘導結合する。コイル１２は、また、前記
プラズマ中にプラズマ状態を持続させる時変電磁界を発
生する。
作条件の広い範囲にわたり均一なかつ高密度のプラズマ
を発生し、現存半導体処理機器内へ統合化可能な高周波
プラズマ源装置を提供とする。 【構成】 プラズマ源装置１０は、プラズマを収容する
室１４と室１４の内側に配置された複数のコイル１２を
含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸に沿って
前記プラズマ中に磁界を確立するように動作する複数の
永久磁石３４と室１４の外側に配置された１組の電磁石
３６あり、電磁石３６は室１４内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記プラズマ中に
プラズマ状態を誘導するために前記プラズマに充分な量
のエネルギーを転送するように前記ホイスラー波に高周
波電力を共振誘導結合する。コイル１２は、また、前記
プラズマ中にプラズマ状態を持続させる時変電磁界を発
生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に高周波誘導によ
ってプラズマを発生する分野、特に高周波共振誘導結合
によってプラズマを発生するための改善された方法及び
装置に関する。
ってプラズマを発生する分野、特に高周波共振誘導結合
によってプラズマを発生するための改善された方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に１ＭＨｚから１００ＭＨｚの間の
周波数を有する高周波（略称「ＲＦ」）で発生される誘
導結合プラズマ（略称「ＩＰＣ」）は、１０１１ｃｍ
−３を超える荷電粒子（電子又はイオン）濃度及び５ｍ
Ａ／ｃｍ２を超えるウェーハ基板への電流を提供する。
誘導結合プラズマ源は、したがって、プラズマ発生を必
要とする半導体製造プロセスにとって電子サイクロトロ
ン共振（以下、略称：ＥＣＲで表す）プラズマ源に匹敵
する。プラズマを使用する半導体製造プロセスは、ウェ
ーハのドライエッチング、プラズマ強化（ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ）堆積、ドライクリーニング、紫外線（略称「Ｕ
Ｖ」）の発生を必要とする応用を含む。
周波数を有する高周波（略称「ＲＦ」）で発生される誘
導結合プラズマ（略称「ＩＰＣ」）は、１０１１ｃｍ
−３を超える荷電粒子（電子又はイオン）濃度及び５ｍ
Ａ／ｃｍ２を超えるウェーハ基板への電流を提供する。
誘導結合プラズマ源は、したがって、プラズマ発生を必
要とする半導体製造プロセスにとって電子サイクロトロ
ン共振（以下、略称：ＥＣＲで表す）プラズマ源に匹敵
する。プラズマを使用する半導体製造プロセスは、ウェ
ーハのドライエッチング、プラズマ強化（ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ）堆積、ドライクリーニング、紫外線（略称「Ｕ
Ｖ」）の発生を必要とする応用を含む。
【０００３】誘導結合高周波プラズマ源装置は、容量結
合高周波プラズマ源装置及びＥＣＲプラズマ源装置の双
方に優る利点を有する。容量結合高周波プラズマと対照
的に、誘導結合高周波プラズマは、実質的に低い真性プ
ラズマ電位（＜５０Ｖ）を有し、かつ実質的に高い電離
能率（＞５％）を達成する。また、真性プラズマ電位
は、高周波電力に比較的無関係である。低真性プラズマ
電位は、高イオンエネルギーがウェーハ上のデバイスを
損傷するおそれのあるドライエッチングのような、高イ
オンエネルギーを許容することのできない応用に有効で
ある。
合高周波プラズマ源装置及びＥＣＲプラズマ源装置の双
方に優る利点を有する。容量結合高周波プラズマと対照
的に、誘導結合高周波プラズマは、実質的に低い真性プ
ラズマ電位（＜５０Ｖ）を有し、かつ実質的に高い電離
能率（＞５％）を達成する。また、真性プラズマ電位
は、高周波電力に比較的無関係である。低真性プラズマ
電位は、高イオンエネルギーがウェーハ上のデバイスを
損傷するおそれのあるドライエッチングのような、高イ
オンエネルギーを許容することのできない応用に有効で
ある。
【０００４】ＥＣＲプラズマ源装置においては、プラズ
マイオンは、放電室内の電子衝撃によって生成され、か
つ磁界及び（又は）電界を使用して表面に向けて送られ
る。ＥＣＲシステムの場合におけるように、誘導結合高
周波プラズマのイオンエネルギーは、別個の高周波又は
直流電源で集積回路ウェーハをバイアスすることによっ
て、そのプラズマ密度に無関係に変動させられる。ＥＣ
Ｒプラズマ源の場合、プラズマを有効に発生することが
できる圧力が、また、関心事である。ＥＣＲプラズマ源
は、０．１３Ｐａより低い圧力において最も有効であ
り、このような圧力はほとんどの半導体プロセス応用に
とって低過ぎる。しかしながら、誘導結合プラズマ源
は、半導体プロセス要件と遥かに両立性である圧力範囲
（０．１３Ｐａから６．６７Ｐａ）にわたり動作すると
いう利点を有する。動作圧力が高いから、所与のガス流
量に対するポンピング要件は、誘導結合プラズマ源にと
って遥かに緩やかである。加えて、誘導結合プラズマ源
は、コンパクトな設計かつＥＣＲプラズマ源より実質的
に低いコストにおいて大きな直径（１５ｃｍから３０ｃ
ｍ）、均一プラズマを提供することができる。
マイオンは、放電室内の電子衝撃によって生成され、か
つ磁界及び（又は）電界を使用して表面に向けて送られ
る。ＥＣＲシステムの場合におけるように、誘導結合高
周波プラズマのイオンエネルギーは、別個の高周波又は
直流電源で集積回路ウェーハをバイアスすることによっ
て、そのプラズマ密度に無関係に変動させられる。ＥＣ
Ｒプラズマ源の場合、プラズマを有効に発生することが
できる圧力が、また、関心事である。ＥＣＲプラズマ源
は、０．１３Ｐａより低い圧力において最も有効であ
り、このような圧力はほとんどの半導体プロセス応用に
とって低過ぎる。しかしながら、誘導結合プラズマ源
は、半導体プロセス要件と遥かに両立性である圧力範囲
（０．１３Ｐａから６．６７Ｐａ）にわたり動作すると
いう利点を有する。動作圧力が高いから、所与のガス流
量に対するポンピング要件は、誘導結合プラズマ源にと
って遥かに緩やかである。加えて、誘導結合プラズマ源
は、コンパクトな設計かつＥＣＲプラズマ源より実質的
に低いコストにおいて大きな直径（１５ｃｍから３０ｃ
ｍ）、均一プラズマを提供することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高周波誘導結合を採用
するプラズマ源装置の１型式は、エネルギーをホイスラ
ー波又はヘリコン波を通してプラズマ源内へ結合する。
発生器のこの型式は、ヘリコンプラズマ源と呼ばれる。
プラズマ源の軸に沿って向けられた０．０１Ｔから０．
１Ｔの範囲の磁界の存在下において、定在ホイスラー波
は、高周波電圧をプラズマ源空洞の回りに配置されたル
ープアンテナに印加することによって励磁され得る。こ
れの軸方向磁界は、ＥＣＲプラズマ源に採用された磁界
より一般に弱いが、そのプラズマはプラズマ源の直径に
わたり一様でない。したがって、プラズマ処理を受けつ
つあるウェーハは、プラズマから離れて又は「下流」
へ、プラズマが充分に一様である領域内へ、配置されな
ければならない。このことは、この下流位置において充
分なプラズマ密度（すなわち、電子及びイオン濃度）を
維持するために、プラズマ源の入力電力を増大すること
を必要とされる。また、軸方向磁界を発生するために、
大きいソレノイドコイルが要求される。これらの特徴
は、プラズマ源コスト及び複雑性を増大させる。
するプラズマ源装置の１型式は、エネルギーをホイスラ
ー波又はヘリコン波を通してプラズマ源内へ結合する。
発生器のこの型式は、ヘリコンプラズマ源と呼ばれる。
プラズマ源の軸に沿って向けられた０．０１Ｔから０．
１Ｔの範囲の磁界の存在下において、定在ホイスラー波
は、高周波電圧をプラズマ源空洞の回りに配置されたル
ープアンテナに印加することによって励磁され得る。こ
れの軸方向磁界は、ＥＣＲプラズマ源に採用された磁界
より一般に弱いが、そのプラズマはプラズマ源の直径に
わたり一様でない。したがって、プラズマ処理を受けつ
つあるウェーハは、プラズマから離れて又は「下流」
へ、プラズマが充分に一様である領域内へ、配置されな
ければならない。このことは、この下流位置において充
分なプラズマ密度（すなわち、電子及びイオン濃度）を
維持するために、プラズマ源の入力電力を増大すること
を必要とされる。また、軸方向磁界を発生するために、
大きいソレノイドコイルが要求される。これらの特徴
は、プラズマ源コスト及び複雑性を増大させる。
【０００６】プラズマ源装置の第２型式は、軸方向磁界
を省くことによって総称的ホイスラー波又はヘリコン源
装置とは異なる。そのため、プラズマ処理を受けつつあ
るウェーハは、プラズマ発生領域内に置かれ得る。この
ようなプラズマ源に対するピークプラズマ密度（５×１
０１１ｃｍ−３）はホイスラー波源に対するそれよりも
１桁低いが、プラズマ源内のプラズマ発生領域へウェー
ハが近接していることによって、処理速度が良好である
ということが保証される。１μｍ／ｍｉｎを上回るウェ
ーハエッチ速度は、注目する多くの材料に対して可能で
ある。このプラズマ源は、簡単で、一層コンパクトであ
り、かつ、ヘリコンプラズマ源より安価である。
を省くことによって総称的ホイスラー波又はヘリコン源
装置とは異なる。そのため、プラズマ処理を受けつつあ
るウェーハは、プラズマ発生領域内に置かれ得る。この
ようなプラズマ源に対するピークプラズマ密度（５×１
０１１ｃｍ−３）はホイスラー波源に対するそれよりも
１桁低いが、プラズマ源内のプラズマ発生領域へウェー
ハが近接していることによって、処理速度が良好である
ということが保証される。１μｍ／ｍｉｎを上回るウェ
ーハエッチ速度は、注目する多くの材料に対して可能で
ある。このプラズマ源は、簡単で、一層コンパクトであ
り、かつ、ヘリコンプラズマ源より安価である。
【０００７】誘導結合プラズマ源装置のこの型式の１別
形は、円筒形真空室の頂面に沿って配置された多重巻回
パンケーキコイルを採用する。典型的に１．２７ｃｍ厚
さの水晶真空窓は、コイルを室から絶縁する。コイルが
高周波源によって電力供給されると、大電流がコイル内
に循環する。これらの電流はこの室内側に強い電界を誘
導し、この電界がプラズマ状態を持続させる。パンケー
キコイルによって発生された時変磁界及び電界は、コイ
ル電流に比例し、かつ、コイル直径及びコイル巻回数の
二乗に比例して増大する。あるパンケーキコイルからの
誘導電界の一様性は、コイル直径及びコイル巻回数を増
大することによって向上する。しかしながら、コイルの
インダクタンスもまた、コイル巻回数の二乗に比例す
る。このことは、或る一定コイル電流に対するコイル巻
回数の増大でコイル両端間の電圧降下が増大することを
暗示する。例えば、１３．５６ＭＨｚにおける２０Ａの
ＲＭＳ（二乗平均平方根）電流に対する５μＨコイルの
両端間の電圧降下は、８．５ｋＶである。このような高
電圧は危険であり、コイルとプラズマとの間に容量性エ
ネルギー結合を生じる。容量結合は、もし顕著な量のエ
ネルギーが容量結合を経由して転送されるならば真性プ
ラズマ電位が劇的に増大するので、望ましくない。これ
らの検討問題は、プラズマ源の頂面に沿って配置された
多重巻回パンケーキコイルを備えるこれらの高周波プラ
ズマ源内のコイルの巻回数を約３に制約する。
形は、円筒形真空室の頂面に沿って配置された多重巻回
パンケーキコイルを採用する。典型的に１．２７ｃｍ厚
さの水晶真空窓は、コイルを室から絶縁する。コイルが
高周波源によって電力供給されると、大電流がコイル内
に循環する。これらの電流はこの室内側に強い電界を誘
導し、この電界がプラズマ状態を持続させる。パンケー
キコイルによって発生された時変磁界及び電界は、コイ
ル電流に比例し、かつ、コイル直径及びコイル巻回数の
二乗に比例して増大する。あるパンケーキコイルからの
誘導電界の一様性は、コイル直径及びコイル巻回数を増
大することによって向上する。しかしながら、コイルの
インダクタンスもまた、コイル巻回数の二乗に比例す
る。このことは、或る一定コイル電流に対するコイル巻
回数の増大でコイル両端間の電圧降下が増大することを
暗示する。例えば、１３．５６ＭＨｚにおける２０Ａの
ＲＭＳ（二乗平均平方根）電流に対する５μＨコイルの
両端間の電圧降下は、８．５ｋＶである。このような高
電圧は危険であり、コイルとプラズマとの間に容量性エ
ネルギー結合を生じる。容量結合は、もし顕著な量のエ
ネルギーが容量結合を経由して転送されるならば真性プ
ラズマ電位が劇的に増大するので、望ましくない。これ
らの検討問題は、プラズマ源の頂面に沿って配置された
多重巻回パンケーキコイルを備えるこれらの高周波プラ
ズマ源内のコイルの巻回数を約３に制約する。
【０００８】
【問題を解決するための手段】したがって、ヘリコンプ
ラズマ源装置と誘導結合プラズマ源装置の利点を組合わ
せ、システム構成要素の数を最少化し、出力電力を効率
的に使用し、良好なプラズマ一様性を提供し、かつコイ
ル電圧を安全レベルに維持する高周波プラズマ源装置に
対する要望が高まっている。本発明によれば、現存する
プラズマ源に関連する欠点及び問題を実質的に除去する
プラズマ発生装置及び方法が提供される。
ラズマ源装置と誘導結合プラズマ源装置の利点を組合わ
せ、システム構成要素の数を最少化し、出力電力を効率
的に使用し、良好なプラズマ一様性を提供し、かつコイ
ル電圧を安全レベルに維持する高周波プラズマ源装置に
対する要望が高まっている。本発明によれば、現存する
プラズマ源に関連する欠点及び問題を実質的に除去する
プラズマ発生装置及び方法が提供される。
【０００９】本発明は、プラズマを発生する装置を含む
誘導結合プラズマ源装置である。このプラズマ源装置
は、プラズマを収容する真空室を含む。室の外側に複数
の永久多極磁石が含まれ、これらの磁石は室壁へのプラ
ズマ損失を減少するカスプ磁界を確立し、プラズマ密度
を強化（ｅｎｈａｎｃｅ）し、かつこのプラズマ源の動
作を定圧へ延長するように使用される得る。このプラズ
マ源装置は、ホイスラー波の好適伝搬方向を規定する可
変軸方向静磁界を発生するために室の外側に配置された
少なくとも１組の電磁石を含む。また、ホイスラー波を
発生しかつ励磁するために高周波電力の共振誘導結合用
アンテナとして働くコイルが、含まれる。励磁されたホ
イスラー波は、プラズマをプロセスガス中に誘導かつ維
持するために充分なエネルギーを転送する。このコイル
は、また、時変定在波電磁界を発生する。これらの電磁
界は、プラズマ源中のプラズマ密度を強化する。少なく
とも１つのコイルが、本発明のプラズマ源の室の内側又
は外部のいずれかに配置される。
誘導結合プラズマ源装置である。このプラズマ源装置
は、プラズマを収容する真空室を含む。室の外側に複数
の永久多極磁石が含まれ、これらの磁石は室壁へのプラ
ズマ損失を減少するカスプ磁界を確立し、プラズマ密度
を強化（ｅｎｈａｎｃｅ）し、かつこのプラズマ源の動
作を定圧へ延長するように使用される得る。このプラズ
マ源装置は、ホイスラー波の好適伝搬方向を規定する可
変軸方向静磁界を発生するために室の外側に配置された
少なくとも１組の電磁石を含む。また、ホイスラー波を
発生しかつ励磁するために高周波電力の共振誘導結合用
アンテナとして働くコイルが、含まれる。励磁されたホ
イスラー波は、プラズマをプロセスガス中に誘導かつ維
持するために充分なエネルギーを転送する。このコイル
は、また、時変定在波電磁界を発生する。これらの電磁
界は、プラズマ源中のプラズマ密度を強化する。少なく
とも１つのコイルが、本発明のプラズマ源の室の内側又
は外部のいずれかに配置される。
【００１０】特に、ホイスラー結合を達成するために、
ホイスラー波の励磁に使用される高周波電力の周波数
は、プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように選択されるも
のとし、かつこれらのサイクロトロン周波数はこれらの
プロセスガスの電子プラズマ周波数より低いように選択
されるものとする。本発明の方法及び装置における高周
波電源は、ホイスラー波を確立するために、横方向電磁
（以下、略称「ＴＥ」で表す）モード波、横方向磁界
（以下、略称「ＴＭ」表す）モード波、又は混合ＴＥ及
びＴＭモード波のいずれかを供給することができる。
ホイスラー波の励磁に使用される高周波電力の周波数
は、プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように選択されるも
のとし、かつこれらのサイクロトロン周波数はこれらの
プロセスガスの電子プラズマ周波数より低いように選択
されるものとする。本発明の方法及び装置における高周
波電源は、ホイスラー波を確立するために、横方向電磁
（以下、略称「ＴＥ」で表す）モード波、横方向磁界
（以下、略称「ＴＭ」表す）モード波、又は混合ＴＥ及
びＴＭモード波のいずれかを供給することができる。
【００１１】本発明の技術的利点は、本発明が現存する
半導体処理機器内へ統合化され得ることにある。例え
ば、エッチングを遂行するためにプラズマを必要とする
ドライエッチ室に、本発明のプラズマ源を取り付けるこ
とができる。統合化ドライエッチ／プラズマ源室は、ウ
エットエッチングシステムに優る強化エッチ能力を提供
する。
半導体処理機器内へ統合化され得ることにある。例え
ば、エッチングを遂行するためにプラズマを必要とする
ドライエッチ室に、本発明のプラズマ源を取り付けるこ
とができる。統合化ドライエッチ／プラズマ源室は、ウ
エットエッチングシステムに優る強化エッチ能力を提供
する。
【００１２】本発明の重要な技術的利点は、コイル形状
配置が単一巻回コイルに比較して遥かに強い磁界を発生
することができるということである。本発明の多重巻回
コイル形状配置は、アンテナ長さ範囲を有効に提供する
という技術的利点を与え、これによってプラズマ放電条
件の範囲にわたり共振誘導結合効率を向上する。オフ共
振誘導結合は充分には効率的でなく、したがって、長さ
を変動するアンテナを提供することによって、プラズマ
発生器の動作範囲を拡大することができる。また、様々
な長さのアンテナは、多重モード動作及び一層均一なプ
ラズマという技術的利点を持たらす。
配置が単一巻回コイルに比較して遥かに強い磁界を発生
することができるということである。本発明の多重巻回
コイル形状配置は、アンテナ長さ範囲を有効に提供する
という技術的利点を与え、これによってプラズマ放電条
件の範囲にわたり共振誘導結合効率を向上する。オフ共
振誘導結合は充分には効率的でなく、したがって、長さ
を変動するアンテナを提供することによって、プラズマ
発生器の動作範囲を拡大することができる。また、様々
な長さのアンテナは、多重モード動作及び一層均一なプ
ラズマという技術的利点を持たらす。
【００１３】他の技術的利点は、本発明のプラズマ源の
室内に発生された電磁界は一様でかつ室内に集中してい
るということである。本発明は、プロセス室内に発生さ
れた電磁界を全体的に収容する技術的利点を提供する。
このことは、室の外側の金属表面を加熱するうず電流を
除去し、一層効率的なプラズマ発生を持たらす。また、
それらのコイルで以て提供される多極磁石閉込めは、
６．６７Ｐａより低い圧力に対してプラズマ密度を強化
する。
室内に発生された電磁界は一様でかつ室内に集中してい
るということである。本発明は、プロセス室内に発生さ
れた電磁界を全体的に収容する技術的利点を提供する。
このことは、室の外側の金属表面を加熱するうず電流を
除去し、一層効率的なプラズマ発生を持たらす。また、
それらのコイルで以て提供される多極磁石閉込めは、
６．６７Ｐａより低い圧力に対してプラズマ密度を強化
する。
【００１４】本発明の他の利点は、もしそのプラズマ放
電がホイスラー波への共振誘導結合が起こらない機構内
で動作するならば、多重密接パックコイルによって誘導
される内部磁界が、誘導結合のみを通してプラズマを持
続させるに充分強力なホイスラー波電磁界を発生するこ
とができる、ということである。したがって、共振誘導
結合が効率的でない又は不可能である条件の下で本発明
のプラズマ源内プラズマを得かつ維持することが可能で
ある。
電がホイスラー波への共振誘導結合が起こらない機構内
で動作するならば、多重密接パックコイルによって誘導
される内部磁界が、誘導結合のみを通してプラズマを持
続させるに充分強力なホイスラー波電磁界を発生するこ
とができる、ということである。したがって、共振誘導
結合が効率的でない又は不可能である条件の下で本発明
のプラズマ源内プラズマを得かつ維持することが可能で
ある。
【００１５】
【実施例】本発明及びその利点の完全な理解のために、
付図との関連において行われる次の説明をいまから参照
する。
付図との関連において行われる次の説明をいまから参照
する。
【００１６】本発明の好適実施例及びそれらの利点は図
１から図８を参照することによって最も良く理解され、
同様の符号がこれら種々の図面の同様の又は対応する部
品に対して使用される。
１から図８を参照することによって最も良く理解され、
同様の符号がこれら種々の図面の同様の又は対応する部
品に対して使用される。
【００１７】図１は、プロセスガス中にプラズマ状態を
誘導するためにプロセスガスに高周波電力を誘導結合す
るためにコイル１２を採用するプラズマ源装置１０の部
分断面及び部分概略線図を表す。プラズマ源装置１０
は、プラズマをより良く収容するように、典型的に水晶
のような適当な誘電材料で作られた室１４を含む。室１
４は、また、典型的に、真空封止されている。室１４
は、これにプロセスガスを導入する入口１６を有する。
入口アパーチャ１８は、プロセズガスを一様な制御流量
で室１４に導入させる。いったんプラズマ状態がプロセ
スガス中に達成されると、プラズマは、末端１９によっ
て図１に表現された開口を通して室１４から放出され
る。図１のプラズマ源装置１０を、処理に当たってプラ
ズマを必要とするどの適当な半導体処理室にも取り付け
ることができる。ウェーハエッチング室及び堆積室は、
プラズマ源装置１０を取り付けることができる半導体処
理室の例である。
誘導するためにプロセスガスに高周波電力を誘導結合す
るためにコイル１２を採用するプラズマ源装置１０の部
分断面及び部分概略線図を表す。プラズマ源装置１０
は、プラズマをより良く収容するように、典型的に水晶
のような適当な誘電材料で作られた室１４を含む。室１
４は、また、典型的に、真空封止されている。室１４
は、これにプロセスガスを導入する入口１６を有する。
入口アパーチャ１８は、プロセズガスを一様な制御流量
で室１４に導入させる。いったんプラズマ状態がプロセ
スガス中に達成されると、プラズマは、末端１９によっ
て図１に表現された開口を通して室１４から放出され
る。図１のプラズマ源装置１０を、処理に当たってプラ
ズマを必要とするどの適当な半導体処理室にも取り付け
ることができる。ウェーハエッチング室及び堆積室は、
プラズマ源装置１０を取り付けることができる半導体処
理室の例である。
【００１８】室１４は、それ内に複数のコイル１２を有
することがある。コイル１２は、このコイル配置と同心
配置されかつ室１４の輪郭に整合する形状をしている一
連のループアンテナである。コイル１２は、どの適当な
高周波導電材料で作られてもよい。６．４ｍｍ直径の
銅、アルミニウム、又は銅被覆管材は、コイル１２を製
造するのに適当な材料であることが証明されている。図
１の実施例においては、コイル１２は、室１４の内側に
配置され、かつこれらの汚染を防止するために誘電体被
覆２２に包まれている。水晶及びエポキシカプセル封止
材は、誘電体被覆２２に対する適当な材料であるといえ
る。コイル１２は、室１４の中心を通って延びる接続線
路２４によって一括結合されることがある。接続線路２
４は、誘電体被覆２２に同様に包まれている。コイル１
２は、また、水入口２６及び水出口２８を配置されるこ
とがある。コイル１２及び接続線路２４の温度を、これ
らのコイル又は被覆を損傷するおそれがある温度より下
に維持するためにコイル１２及び線路２４を通して水を
ポンプすることができる。コイル１２は、また、高周波
電源３０及び接地３２に結合される。介在整合回路網
（図に明示されていない）が、高周波電力（１ＭＨｚか
ら１００ＭＨｚ）を高周波電源３０からコイル１２に印
加するために必要とされる。図１の実施例においては、
高周波電源３０は、高周波エネルギーをＴＥモード波の
形で供給する。
することがある。コイル１２は、このコイル配置と同心
配置されかつ室１４の輪郭に整合する形状をしている一
連のループアンテナである。コイル１２は、どの適当な
高周波導電材料で作られてもよい。６．４ｍｍ直径の
銅、アルミニウム、又は銅被覆管材は、コイル１２を製
造するのに適当な材料であることが証明されている。図
１の実施例においては、コイル１２は、室１４の内側に
配置され、かつこれらの汚染を防止するために誘電体被
覆２２に包まれている。水晶及びエポキシカプセル封止
材は、誘電体被覆２２に対する適当な材料であるといえ
る。コイル１２は、室１４の中心を通って延びる接続線
路２４によって一括結合されることがある。接続線路２
４は、誘電体被覆２２に同様に包まれている。コイル１
２は、また、水入口２６及び水出口２８を配置されるこ
とがある。コイル１２及び接続線路２４の温度を、これ
らのコイル又は被覆を損傷するおそれがある温度より下
に維持するためにコイル１２及び線路２４を通して水を
ポンプすることができる。コイル１２は、また、高周波
電源３０及び接地３２に結合される。介在整合回路網
（図に明示されていない）が、高周波電力（１ＭＨｚか
ら１００ＭＨｚ）を高周波電源３０からコイル１２に印
加するために必要とされる。図１の実施例においては、
高周波電源３０は、高周波エネルギーをＴＥモード波の
形で供給する。
【００１９】室１４の外側に多数永久磁石３４が含まれ
ることがあり、これらは同様の極性の磁石が互いに向き
合って室１４の全周辺に沿い配置される、図２を参照さ
れたい。注目すべきことは、これらの永久磁石を本発明
の創意に影響を及ぼすことなく省いてもよいということ
である。この室の表面において０．０１Ｔ〜０．０５Ｔ
の磁界を確立する永久磁石が、適当であることが判って
いる。図１に表されたプラズマ源装置１０の実施例にお
いて、単一組の電磁石３６が室１４の外側に配置されて
いる。室１４の中心において０．０１Ｔ〜０．１Ｔの電
磁界を確立するソレノイド電磁石が適当であることが判
っている。永久磁石３４及びソレノイド電磁石３６の数
及び配置を本発明の創意に影響を及ぼすことなく変動で
きることが、構想されている。
ることがあり、これらは同様の極性の磁石が互いに向き
合って室１４の全周辺に沿い配置される、図２を参照さ
れたい。注目すべきことは、これらの永久磁石を本発明
の創意に影響を及ぼすことなく省いてもよいということ
である。この室の表面において０．０１Ｔ〜０．０５Ｔ
の磁界を確立する永久磁石が、適当であることが判って
いる。図１に表されたプラズマ源装置１０の実施例にお
いて、単一組の電磁石３６が室１４の外側に配置されて
いる。室１４の中心において０．０１Ｔ〜０．１Ｔの電
磁界を確立するソレノイド電磁石が適当であることが判
っている。永久磁石３４及びソレノイド電磁石３６の数
及び配置を本発明の創意に影響を及ぼすことなく変動で
きることが、構想されている。
【００２０】図２は、図１のプラズマ源装置１０の上面
図を表す。この上面図に見られるように、コイル１２
は、室１４の内側に配置され、誘電体被覆２２で以て包
まれている。コイル１２は、平面図（図４参照）におい
て同心的に形成されているが、なおまた室１４の円形形
状に整合するように輪郭を施されている。したがって、
図２の上面図はコイル１２を円３８の型式で示す。コイ
ル１２は、事実、スペーサ４０及び４２によって分離さ
れている。図１及び図２の実施例は２つのコイル１２で
以て示されているが、いうまでもなく、コイルの数を本
発明の創意に影響を及ぼすことなく変動することができ
る。
図を表す。この上面図に見られるように、コイル１２
は、室１４の内側に配置され、誘電体被覆２２で以て包
まれている。コイル１２は、平面図（図４参照）におい
て同心的に形成されているが、なおまた室１４の円形形
状に整合するように輪郭を施されている。したがって、
図２の上面図はコイル１２を円３８の型式で示す。コイ
ル１２は、事実、スペーサ４０及び４２によって分離さ
れている。図１及び図２の実施例は２つのコイル１２で
以て示されているが、いうまでもなく、コイルの数を本
発明の創意に影響を及ぼすことなく変動することができ
る。
【００２１】図１及び図２に表されたプラズマ源装置１
０の動作中、プロセスガス、例えば、アルゴン、六フッ
化イオウは入口１６及び入口アパーチャ１８を通して室
１４内へ導入される。次から次へ極性を交互して置かれ
た磁石を備える永久磁石３４の配置は室１４の表面に沿
ってカスプ磁界を確立し、これがプラズマの閉じ込めを
助援する。電磁石３６は可変軸方向静磁界を発生し、こ
れがコイル１２によって発生されるボイスラー波の伝搬
方向を規定する。本実施例においては電磁石３６の１つ
の組しか表されていないが、電磁石３６の追加の組を使
用して軸方向磁界の一様性を向上することができる。プ
ラズマ平等性を向上するために３つ又はそれ以上の電磁
石を使用することが必要なこともある。
０の動作中、プロセスガス、例えば、アルゴン、六フッ
化イオウは入口１６及び入口アパーチャ１８を通して室
１４内へ導入される。次から次へ極性を交互して置かれ
た磁石を備える永久磁石３４の配置は室１４の表面に沿
ってカスプ磁界を確立し、これがプラズマの閉じ込めを
助援する。電磁石３６は可変軸方向静磁界を発生し、こ
れがコイル１２によって発生されるボイスラー波の伝搬
方向を規定する。本実施例においては電磁石３６の１つ
の組しか表されていないが、電磁石３６の追加の組を使
用して軸方向磁界の一様性を向上することができる。プ
ラズマ平等性を向上するために３つ又はそれ以上の電磁
石を使用することが必要なこともある。
【００２２】共振誘導プラズマ発生器においては、空洞
の内部又は回りに配置されたアンテナの長さがホイスラ
ー波の波長の１／２に整合するとき、この空洞内のホイ
スラー波は共振結合によって励磁される。高周波エネル
ギーの優勢結合が共振誘導を通してホイスラー波になさ
れることを保証するために、最大結合に対して要求され
るアンテナの最適長さはプラズマ源内の条件の関数であ
る。ホイスラー波の波長は、等式（１）によって表され
る。
の内部又は回りに配置されたアンテナの長さがホイスラ
ー波の波長の１／２に整合するとき、この空洞内のホイ
スラー波は共振結合によって励磁される。高周波エネル
ギーの優勢結合が共振誘導を通してホイスラー波になさ
れることを保証するために、最大結合に対して要求され
るアンテナの最適長さはプラズマ源内の条件の関数であ
る。ホイスラー波の波長は、等式（１）によって表され
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】ここに、 Ｂｏ は１０−４Ｔで表された
磁界、ｎｅ は１／ｃｍ３で表された電子濃度、ｆ
はＨｚで表された周波数である。
磁界、ｎｅ は１／ｃｍ３で表された電子濃度、ｆ
はＨｚで表された周波数である。
【００２５】したがって、一定長さのアンテナに対して
は、ホイスラー波の波長が空洞内のアンテナの長さの１
／２に等しいように等式（１）内の変数がなっている場
合に限り、プラズマ発生を持たらすホイスラー波の共振
誘導及び励磁が起こる。ホイスラー波の波長λは磁界Ｂ
ｏ、電子濃度ｎｅ、及び室内の波の周波数ｆに依存する
から、単一ループアンテナで以てプロセスガス中にプラ
ズマ状態を達成しかつ維持することは、常に可能である
とは限らない。
は、ホイスラー波の波長が空洞内のアンテナの長さの１
／２に等しいように等式（１）内の変数がなっている場
合に限り、プラズマ発生を持たらすホイスラー波の共振
誘導及び励磁が起こる。ホイスラー波の波長λは磁界Ｂ
ｏ、電子濃度ｎｅ、及び室内の波の周波数ｆに依存する
から、単一ループアンテナで以てプロセスガス中にプラ
ズマ状態を達成しかつ維持することは、常に可能である
とは限らない。
【００２６】図１及び図２に表された本発明の実施例に
おいては、室１４内で磁界Ｂｏ、電子濃度ｎｅ、及び周
波数ｆは変化し、これによってホイスラー波の波長λに
影響を及ぼすので、コイル１２は、ホイスラー波の変化
する波長の１／２に整合するために必要な多重アンテナ
を提供する。このようにして、コイル１２は、ホイスラ
ー波の共振誘導励磁を可能にするアンテナ長さの範囲を
提供し、これによってプラズマ条件の範囲にわたり結合
効率を向上する。
おいては、室１４内で磁界Ｂｏ、電子濃度ｎｅ、及び周
波数ｆは変化し、これによってホイスラー波の波長λに
影響を及ぼすので、コイル１２は、ホイスラー波の変化
する波長の１／２に整合するために必要な多重アンテナ
を提供する。このようにして、コイル１２は、ホイスラ
ー波の共振誘導励磁を可能にするアンテナ長さの範囲を
提供し、これによってプラズマ条件の範囲にわたり結合
効率を向上する。
【００２７】コイル１２は、また、室１４内に強い時変
電磁界を誘導する。いったん時変電磁界が必要なしきい
値に到達すると、プロセスガスは電離され、室１４内に
プラズマが確立される。長さを変動するアンテナ、例え
ば、コイルは、また、多モードホイスラー波発生及び一
層均一なプラズマを持たらすことができる。更に、図１
及び図２に表されたプラズマ源装置１０の動作中、もし
共振誘導が起こらない領域において放電が動作させられ
るならば、多重コイル１２によって発生される室１４内
側の強い時変電磁界がプラズマを維持する。したがっ
て、ホイスラー波発生及び共振誘導を支持しない条件の
下においてもプロセスガス中にプラズマ状態を維持する
ことが可能である。また、コイル１２に起因する磁界Ｂ
の形状配置は、大きな接線方向成分及び半径方向成分を
有し、これらはホイスラーモードを励磁するのに望まし
い。
電磁界を誘導する。いったん時変電磁界が必要なしきい
値に到達すると、プロセスガスは電離され、室１４内に
プラズマが確立される。長さを変動するアンテナ、例え
ば、コイルは、また、多モードホイスラー波発生及び一
層均一なプラズマを持たらすことができる。更に、図１
及び図２に表されたプラズマ源装置１０の動作中、もし
共振誘導が起こらない領域において放電が動作させられ
るならば、多重コイル１２によって発生される室１４内
側の強い時変電磁界がプラズマを維持する。したがっ
て、ホイスラー波発生及び共振誘導を支持しない条件の
下においてもプロセスガス中にプラズマ状態を維持する
ことが可能である。また、コイル１２に起因する磁界Ｂ
の形状配置は、大きな接線方向成分及び半径方向成分を
有し、これらはホイスラーモードを励磁するのに望まし
い。
【００２８】また、プラズマ源装置１０内の磁界を論じ
る規準として使用される点４４が、図２に認められる。
点４４は、接続線路２４の上又は下かつコイル１２の上
側境界又は下側境界内において面１−１′に沿うどの非
固定点としても看なされる。図３に表されたように距離
Ｒにおける電線４６の長さ１内の電流に起因する面１−
１′上の点４４における磁界Ｂは、等式（２）によって
与えられる。
る規準として使用される点４４が、図２に認められる。
点４４は、接続線路２４の上又は下かつコイル１２の上
側境界又は下側境界内において面１−１′に沿うどの非
固定点としても看なされる。図３に表されたように距離
Ｒにおける電線４６の長さ１内の電流に起因する面１−
１′上の点４４における磁界Ｂは、等式（２）によって
与えられる。
【００２９】
【数２】
【００３０】ここに、 Ｉ は電線４６内の電流、Ｒ
は電線４６からの距離、１ は電線４６の長さ、
μｏ は波が走行する媒体の透磁率である。
は電線４６からの距離、１ は電線４６の長さ、
μｏ は波が走行する媒体の透磁率である。
【００３１】磁界Ｂは、電線４６を中心として囲む円形
経路上を走行すると看される。
経路上を走行すると看される。
【００３２】各コイルは、端と端で取り付けられた電線
のいくつかのセグメントであるとして取り扱われる。こ
の構想は、図４に一層明白に図解されている。図４に示
されたように４つのループから構成されるコイル１２に
おいて、このコイルは、１１、１２、１３、及び１４と
して識別される電線の４つの長さである。したがって、
等式（１）に従う点４４における磁界は、等式（３）に
よって与えられる。
のいくつかのセグメントであるとして取り扱われる。こ
の構想は、図４に一層明白に図解されている。図４に示
されたように４つのループから構成されるコイル１２に
おいて、このコイルは、１１、１２、１３、及び１４と
して識別される電線の４つの長さである。したがって、
等式（１）に従う点４４における磁界は、等式（３）に
よって与えられる。
【００３３】
【数３】 これから、
【００３４】
【数４】
【００３５】もし１１＝２．５４ｃｍ、１２＝７．６２
ｃｍ、Ｉ３＝１２．７ｃｍ、Ｉ４＝１７．８ｃｍ、μｏ
＝４π×１０−７Ｈ／ｍ、かつもしコイル１２内の電流
Ｉが４０Ａならば、室１４内の磁界Ｂは７．５×１０
−４Ｔである。
ｃｍ、Ｉ３＝１２．７ｃｍ、Ｉ４＝１７．８ｃｍ、μｏ
＝４π×１０−７Ｈ／ｍ、かつもしコイル１２内の電流
Ｉが４０Ａならば、室１４内の磁界Ｂは７．５×１０
−４Ｔである。
【００３６】室１４内のコイル１２の磁界Ｂは、時変電
界Ｅを誘導する。室１４内の時変電界Ｅを推定すること
が可能である。図２内のコイル１２の境界内の面Ｉ−
Ｉ′に沿う閉ループ４８を表す図５を考えよう。図２の
面Ｉ−Ｉ′に沿う電界Ｅと磁界Ｂとの間の関係を、図５
に示されたように表すことができる。点４９において閉
ループ４８内の磁界Ｂは、面Ｉ−Ｉ′を横断して示され
ている。発生された時変電界Ｅは、磁界Ｂに対して接線
方向であり、かつ点４９からの距離ｒ１に従って変動す
る。時変電界Ｅは、等式（５）によって表現される。
界Ｅを誘導する。室１４内の時変電界Ｅを推定すること
が可能である。図２内のコイル１２の境界内の面Ｉ−
Ｉ′に沿う閉ループ４８を表す図５を考えよう。図２の
面Ｉ−Ｉ′に沿う電界Ｅと磁界Ｂとの間の関係を、図５
に示されたように表すことができる。点４９において閉
ループ４８内の磁界Ｂは、面Ｉ−Ｉ′を横断して示され
ている。発生された時変電界Ｅは、磁界Ｂに対して接線
方向であり、かつ点４９からの距離ｒ１に従って変動す
る。時変電界Ｅは、等式（５）によって表現される。
【００３７】
【数５】
【００３８】ここに、 ω は信号の角周波数、Ｂ
は１０−４Ｔで表された磁界、ｒ は点４９からの
ｃｍで表された距離である。
は１０−４Ｔで表された磁界、ｒ は点４９からの
ｃｍで表された距離である。
【数６】
【００３９】の場合、電界Ｅは８Ｖ／ｃｍである。
【００４０】電界Ｅのこの値は、電界が室１４の中心に
比較して室１４の内面に沿って遥かに強いということが
知られているから、過小評価である。平均すると、電界
Ｅは室１４の内面に沿い室１４の中心の強さの３倍にお
そらくなることが確定されている。したがって、電界Ｅ
は、室１４の内面に沿って約２５Ｖ／ｃｍである。
比較して室１４の内面に沿って遥かに強いということが
知られているから、過小評価である。平均すると、電界
Ｅは室１４の内面に沿い室１４の中心の強さの３倍にお
そらくなることが確定されている。したがって、電界Ｅ
は、室１４の内面に沿って約２５Ｖ／ｃｍである。
【００４１】プロセスガスとしてアルゴンを使用すると
き、アルゴン中にプラズマ状態を誘導するために必要な
最小電界Ｅは、等式（７）によって表現される。
き、アルゴン中にプラズマ状態を誘導するために必要な
最小電界Ｅは、等式（７）によって表現される。
【００４２】６．６７Ｐａにおいて、
【数７】
【００４３】ここに、 Ｎはアルゴンのガス密度であ
り、かつ６．６７Ｐａにおいて、
り、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数８】 したがって、Ｅ＝（Ｅ／Ｎ）Ｎ＝０．６７ Ｖ／ｃｍ
【００４４】したがって、等式（７）を適用して、上例
におけるプラズマ状態を誘導するために必要とされる電
界Ｅは０．６７Ｖ／ｃｍである。図４に表されたコイル
１２内の４０Ａの電流が７．５×１０−４Ｔの磁界Ｂを
生じ、これが立ち代わって、等式（５）から８Ｖ／ｃｍ
の電界Ｅを生じることが上に示されたから、０．６７Ｖ
の電界Ｅを発生するに必要な電流を、（〔（４０Ａ）
（０．６７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））と計算する
ことができる。したがって、約３Ａと云う最小コイル電
流で以てアルゴン中に高周波放電を持続させることが可
能である。
におけるプラズマ状態を誘導するために必要とされる電
界Ｅは０．６７Ｖ／ｃｍである。図４に表されたコイル
１２内の４０Ａの電流が７．５×１０−４Ｔの磁界Ｂを
生じ、これが立ち代わって、等式（５）から８Ｖ／ｃｍ
の電界Ｅを生じることが上に示されたから、０．６７Ｖ
の電界Ｅを発生するに必要な電流を、（〔（４０Ａ）
（０．６７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））と計算する
ことができる。したがって、約３Ａと云う最小コイル電
流で以てアルゴン中に高周波放電を持続させることが可
能である。
【００４５】プロセスガスが六フッ化イオウ（ＳＦ６）
の場合、プラズマ状態を誘導するために必要とされる最
小電界Ｅは、等式（９）によって表現される。
の場合、プラズマ状態を誘導するために必要とされる最
小電界Ｅは、等式（９）によって表現される。
【００４６】６．６７Ｐａにおいて、
【数９】
【００４７】ここに、 Ｎは六フッ化イオウのガス密度
であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数１０】 したがって、 Ｎ＝（Ｅ／Ｎ）（Ｎ）＝６．７Ｖ／ｃｍ
【００４８】したがって、等式（９）を適用して、六フ
ッ化イオウ中にプラズマ状態を誘導するために必要とさ
れる電界Ｅは６．７Ｖ／ｃｍである。それゆえ、六フッ
化イオウ中に高周波放電を持続させるために必要とされ
る最小コイル電流は、約３３Ａ、すなわち、（〔（４０
Ａ）（４．７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））である。
ッ化イオウ中にプラズマ状態を誘導するために必要とさ
れる電界Ｅは６．７Ｖ／ｃｍである。それゆえ、六フッ
化イオウ中に高周波放電を持続させるために必要とされ
る最小コイル電流は、約３３Ａ、すなわち、（〔（４０
Ａ）（４．７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））である。
【００４９】これらの条件の下において達成可能のプラ
ズマ密度ｎｅも、また、計算することができる。高周波
電源３０によって供給される電力を５００Ｗと仮定しよ
う。プロセスガスの電離に使用される電力の部分、すな
わち、電離能率は、電界Ｅが８Ｖ／ｃｍに等しい場合、
０．４である。アルゴンに対する電離しきい値は、１６
ｅＶであり、したがって、容量イオン化率は等式（１
１）及び（１２）によって表現される。
ズマ密度ｎｅも、また、計算することができる。高周波
電源３０によって供給される電力を５００Ｗと仮定しよ
う。プロセスガスの電離に使用される電力の部分、すな
わち、電離能率は、電界Ｅが８Ｖ／ｃｍに等しい場合、
０．４である。アルゴンに対する電離しきい値は、１６
ｅＶであり、したがって、容量イオン化率は等式（１
１）及び（１２）によって表現される。
【００５０】
【数１１】
【００５１】ここに、
【数１２】 プラズマの損失率は、等式（１３）によって表現され
る。
る。
【００５２】
【数１３】
【００５３】ここに、 Ｄａ は電子及びイオンに対す
る拡散係数であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
る拡散係数であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数１４】
【００５４】したがって、プラズマ密度ｎｅは、２ｘ１
０１２／ｃｍ３である。実際の電子密度は、電界Ｅの過
小評価が使用されているから、おそらくもっと高いこと
が認められている。
０１２／ｃｍ３である。実際の電子密度は、電界Ｅの過
小評価が使用されているから、おそらくもっと高いこと
が認められている。
【００５５】図１及び図２に示された実施例は、接続線
路２４によって一括に接続された２つのコイル１２を使
用する。いうまでもなく、スペーサ４０及び４２を伴わ
ないで円３８を提供する単一コイル１２だけでなく、適
当に形成された多数のコイルが本発明の創意に反するこ
となく使用される。加えて、これらのコイルの形状は、
図４に表されたように正方形である必要はなく、長方形
であってもよい。注目されるのは、正方形コイルはこれ
によって巻かれた円筒形内の磁界をおそらく増大するの
に対して、長方形コイルは室軸に沿っての軸方向位置に
無関係である磁界Ｂをおそらく生成するということであ
る。室軸に沿う軸方向位置に無関係である磁界Ｂは、共
振誘導結合を達成するのに一層良好である。
路２４によって一括に接続された２つのコイル１２を使
用する。いうまでもなく、スペーサ４０及び４２を伴わ
ないで円３８を提供する単一コイル１２だけでなく、適
当に形成された多数のコイルが本発明の創意に反するこ
となく使用される。加えて、これらのコイルの形状は、
図４に表されたように正方形である必要はなく、長方形
であってもよい。注目されるのは、正方形コイルはこれ
によって巻かれた円筒形内の磁界をおそらく増大するの
に対して、長方形コイルは室軸に沿っての軸方向位置に
無関係である磁界Ｂをおそらく生成するということであ
る。室軸に沿う軸方向位置に無関係である磁界Ｂは、共
振誘導結合を達成するのに一層良好である。
【００５６】図６に示された他の実施例においては、本
発明のプラズマ源装置４８もまた、プロセスガス中にプ
ラズマ状態を誘導する波を励磁するためにコイルを使用
する。プラズマ源装置４８は、プラズマを収容する室５
０を有する。室５０は、プラズマを一層良く収容するよ
うに、一般に、水晶のような誘電材料で作られている。
プラズマ源装置４８は、また、図１及び図２に表された
複数のコイルに類似した構成の複数のコイルを含む。コ
イル５１は、室５０の底を横断しかつその外側を延び
る。コイル５２は、室５０の側壁に沿って室５０の頂部
を横断しかつその後外へ延びる。
発明のプラズマ源装置４８もまた、プロセスガス中にプ
ラズマ状態を誘導する波を励磁するためにコイルを使用
する。プラズマ源装置４８は、プラズマを収容する室５
０を有する。室５０は、プラズマを一層良く収容するよ
うに、一般に、水晶のような誘電材料で作られている。
プラズマ源装置４８は、また、図１及び図２に表された
複数のコイルに類似した構成の複数のコイルを含む。コ
イル５１は、室５０の底を横断しかつその外側を延び
る。コイル５２は、室５０の側壁に沿って室５０の頂部
を横断しかつその後外へ延びる。
【００５７】コイル５１は、水入口５６に結合され、コ
イル５２は水出口５８に結合される。水は、これらのコ
イルを冷却するためにこれらのコイルを通してポンプさ
れて、熱損傷を防止する。また、コイル５１に接続され
て高周波電源６０があり、及びコイル５２は接地されて
いる。介在整合回路網（図に明示されていない）は、高
周波電源６０からの高周波電力をコイル５１に印加する
のに必要とされる。高周波電源６０は、ＴＭモード波を
供給する。図６上の矢印は、これらのコイル内の水の流
れ方向及び電流方向の双方を示す。
イル５２は水出口５８に結合される。水は、これらのコ
イルを冷却するためにこれらのコイルを通してポンプさ
れて、熱損傷を防止する。また、コイル５１に接続され
て高周波電源６０があり、及びコイル５２は接地されて
いる。介在整合回路網（図に明示されていない）は、高
周波電源６０からの高周波電力をコイル５１に印加する
のに必要とされる。高周波電源６０は、ＴＭモード波を
供給する。図６上の矢印は、これらのコイル内の水の流
れ方向及び電流方向の双方を示す。
【００５８】室５０及びコイル５１、５２の共に外側に
配置されて永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６があ
る。図６の永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６の配
置及び数は、図１及び図２のそれらと一貫している。
配置されて永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６があ
る。図６の永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６の配
置及び数は、図１及び図２のそれらと一貫している。
【００５９】プロセスガスは、入口７２及び入口アパー
チャ７４を通してプラズマ源装置４８内へ導入される。
入口アパーチャ７４は、プロセスガスの室５０への一様
な導入を提供する。
チャ７４を通してプラズマ源装置４８内へ導入される。
入口アパーチャ７４は、プロセスガスの室５０への一様
な導入を提供する。
【００６０】図７は、プラズマ源装置４８の上面図を表
す。図７に表されたように、コイル５２は、室５０の外
部、しかし磁石６４及び６６の内部に配置される。
す。図７に表されたように、コイル５２は、室５０の外
部、しかし磁石６４及び６６の内部に配置される。
【００６１】動作中、図６及び図７に表されるプラズマ
源装置４８は、室５０の外側に全体的に配置されたコイ
ル５２及びこの室に全体的に閉じ込められた磁界Ｂと共
に誘導結合高周波プラズマを用意する。図７の面Ｉ−
Ｉ′に沿う点７２における磁界Ｂは等式（１５）によっ
て表現される。
源装置４８は、室５０の外側に全体的に配置されたコイ
ル５２及びこの室に全体的に閉じ込められた磁界Ｂと共
に誘導結合高周波プラズマを用意する。図７の面Ｉ−
Ｉ′に沿う点７２における磁界Ｂは等式（１５）によっ
て表現される。
【００６２】
【数１５】
【００６３】ここに、μｏ は波が走行する媒体の透磁
率であり、かつＩ は電線内の電流、ｒ は電線か
らの距離である。
率であり、かつＩ は電線内の電流、ｒ は電線か
らの距離である。
【００６４】ｒ＝５．０８ｃｍかつＩ＝４０Ａの場合、
Ｂ＝１．５×１０−４Ｔである。図６及び図７に表され
たプラズマ源装置４８は、したがって、プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために使用される時変電界を
誘導するのに充分な磁界を提供することができる。しか
しながら、等価な磁界を持続するために必要とされる電
流は、図１及び図２のプラズマ源装置１０に必要とされ
る電流よりも大きい。
Ｂ＝１．５×１０−４Ｔである。図６及び図７に表され
たプラズマ源装置４８は、したがって、プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために使用される時変電界を
誘導するのに充分な磁界を提供することができる。しか
しながら、等価な磁界を持続するために必要とされる電
流は、図１及び図２のプラズマ源装置１０に必要とされ
る電流よりも大きい。
【００６５】図８は、図１のプラズマ源装置１０を組み
込んだドライエッチ処理室８０を表す。室８０の内側に
半導体ウェーハ８２があり、この上にプラズマ源装置１
０のプラズマで以てドライエッチングが遂行される。図
８の好適実施例においては、プラズマ源装置１０の動作
は、上に説明されたようにプラズマを起こすように配置
された電磁石３６で以て、エッチンを遂行するようにウ
ェーハ８２の表面を衝撃することである。図８に表され
ているが、高周波又は直流電源８４は、ウェーハをバイ
アスするのに使用される。高周波又は直流電源８４で以
てウェーハ８２をバイアスすることは、室８０内でプラ
ズマのイオンエネルギーを独立に変動させる。注目され
るのは、プラズマ源装置１０に対するウェーハ８２の配
向を本発明の創意に影響を及ぼすことなく反転させるこ
とができるということである。また、図６のプラズマ源
装置４８はまた室８０内のウェーハ８２をエッチするの
に必要なプラズマを誘導することができるから、プラズ
マ源装置１０をプラズマ源装置４８で置換することもで
きる。
込んだドライエッチ処理室８０を表す。室８０の内側に
半導体ウェーハ８２があり、この上にプラズマ源装置１
０のプラズマで以てドライエッチングが遂行される。図
８の好適実施例においては、プラズマ源装置１０の動作
は、上に説明されたようにプラズマを起こすように配置
された電磁石３６で以て、エッチンを遂行するようにウ
ェーハ８２の表面を衝撃することである。図８に表され
ているが、高周波又は直流電源８４は、ウェーハをバイ
アスするのに使用される。高周波又は直流電源８４で以
てウェーハ８２をバイアスすることは、室８０内でプラ
ズマのイオンエネルギーを独立に変動させる。注目され
るのは、プラズマ源装置１０に対するウェーハ８２の配
向を本発明の創意に影響を及ぼすことなく反転させるこ
とができるということである。また、図６のプラズマ源
装置４８はまた室８０内のウェーハ８２をエッチするの
に必要なプラズマを誘導することができるから、プラズ
マ源装置１０をプラズマ源装置４８で置換することもで
きる。
【００６６】図１、図２、図４、図６、図７、及び図８
に表されたコイルのみが本発明の技術の下に可能な形状
配置であると理解すべきではない。最外コイルに沿う形
状が多角形、円形、半円形、だ円形のようなどんな形状
のコイルでも、本発明の教示の内にある。また、注目さ
れるのは、図１、図２、図４、図６、図７、及び図８の
コイルが、１９９２年４月１５日に提出されかつテキサ
ス・インスツルメント社に譲渡された、かつここに参考
資料として編入されたことを明示された、「プラズマ源
及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｈｏｄｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）」と
題する米国特許出願番号第０７／８６８，８１８によっ
て教示されるように、このコイルのインピーダンスを減
少するために隣接セグメント間に設置されたキャパシタ
で以てセグメント化され得るということである。
に表されたコイルのみが本発明の技術の下に可能な形状
配置であると理解すべきではない。最外コイルに沿う形
状が多角形、円形、半円形、だ円形のようなどんな形状
のコイルでも、本発明の教示の内にある。また、注目さ
れるのは、図１、図２、図４、図６、図７、及び図８の
コイルが、１９９２年４月１５日に提出されかつテキサ
ス・インスツルメント社に譲渡された、かつここに参考
資料として編入されたことを明示された、「プラズマ源
及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｈｏｄｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）」と
題する米国特許出願番号第０７／８６８，８１８によっ
て教示されるように、このコイルのインピーダンスを減
少するために隣接セグメント間に設置されたキャパシタ
で以てセグメント化され得るということである。
【００６７】
【発明の効果】したがって、高周波励磁誘導結合プラズ
マ源に対する新規な設計が説明された。現存するプラズ
マ源装置と比較して、このプラズマ源装置は大きい容
積、空間的に一様性、動作条件の広い範囲にわたる高密
度のプラズマを発生する能力を有する。このプラズマの
特性は、大きいイオン流束及び低真性プラズマ電位を含
む。このようなプラズマ源装置は、例えば、ドライエッ
チング、プラズマ強化堆積、及び紫外線発生のような応
用に適している。
マ源に対する新規な設計が説明された。現存するプラズ
マ源装置と比較して、このプラズマ源装置は大きい容
積、空間的に一様性、動作条件の広い範囲にわたる高密
度のプラズマを発生する能力を有する。このプラズマの
特性は、大きいイオン流束及び低真性プラズマ電位を含
む。このようなプラズマ源装置は、例えば、ドライエッ
チング、プラズマ強化堆積、及び紫外線発生のような応
用に適している。
【００６８】本発明が詳細に説明されたが、種々の変
形、置換及び変更を添付の特請求の範囲によって規定さ
れた本発明の精神と範囲に反することなく本発明に施す
ことができることは、いうまでもない。
形、置換及び変更を添付の特請求の範囲によって規定さ
れた本発明の精神と範囲に反することなく本発明に施す
ことができることは、いうまでもない。
【００６９】以上の説明に関し更に以下の項を開示す
る。
る。
【００７０】（１） プラズマ発生用プラズマ源装置で
あって、前記プラズマとプロセスガスとを閉じ込めるよ
うに動作する室と、前記室内にホイスラー波を発生する
ように動作するコイルと、前記室の外側に配置された少
なくとも１組の電磁石であって、前記電磁石が前記室内
の前記ホイスラー波の好適伝搬方向を規定するように動
作する、前記少なくとも１組の電磁石とを含み、前記コ
イルは前記ホイスラー波を励磁するために前記ホイスラ
ー波に高周波電力を誘導結合しかつ前記プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために前記室内の前記プロセ
スガスに充分な量のエネルギーを転送するように更に動
作する、プラズマ源装置。
あって、前記プラズマとプロセスガスとを閉じ込めるよ
うに動作する室と、前記室内にホイスラー波を発生する
ように動作するコイルと、前記室の外側に配置された少
なくとも１組の電磁石であって、前記電磁石が前記室内
の前記ホイスラー波の好適伝搬方向を規定するように動
作する、前記少なくとも１組の電磁石とを含み、前記コ
イルは前記ホイスラー波を励磁するために前記ホイスラ
ー波に高周波電力を誘導結合しかつ前記プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために前記室内の前記プロセ
スガスに充分な量のエネルギーを転送するように更に動
作する、プラズマ源装置。
【００７１】（２） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記ホイスラー波を励磁するために
前記ホイスラー波に高周波電力を共振誘導結合するよう
に更に動作する、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記ホイスラー波を励磁するために
前記ホイスラー波に高周波電力を共振誘導結合するよう
に更に動作する、プラズマ源装置。
【００７２】（３） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされる、プラズマ源装
置。
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされる、プラズマ源装
置。
【００７３】（４） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされた複数のコイルを
含み、前記複数のコイルは前記室の輪郭に整合するよう
に形成されかつ前記室の垂直軸を横切る接続コイルによ
って接続される、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされた複数のコイルを
含み、前記複数のコイルは前記室の輪郭に整合するよう
に形成されかつ前記室の垂直軸を横切る接続コイルによ
って接続される、プラズマ源装置。
【００７４】（５） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の底に沿って前記室の外側を
通る第１コイルと、前記室の外側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行な複数のコイルであって、前記電
磁石と前記室との間に配置された前記複数のコイルとを
更に含む、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記室の底に沿って前記室の外側を
通る第１コイルと、前記室の外側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行な複数のコイルであって、前記電
磁石と前記室との間に配置された前記複数のコイルとを
更に含む、プラズマ源装置。
【００７５】（６） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記高周波電力は前記プロセスガスのイオンサイ
クロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数との間の
周波数にあるように選択され、前記イオンサイクロトロ
ン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とは前記プロ
セスガスの電子プラズマ周波数より低い、プラズマ源装
置。
いて、前記高周波電力は前記プロセスガスのイオンサイ
クロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数との間の
周波数にあるように選択され、前記イオンサイクロトロ
ン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とは前記プロ
セスガスの電子プラズマ周波数より低い、プラズマ源装
置。
【００７６】（７） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記ホイスラー波への前記高周波電
力の共振誘導結合を効果させる条件範囲にわたり前記ホ
イスラー波に前記高周波電力を共振誘導結合するために
長さを変動するアンテナを提供するように動作し、前記
コイルは前記プロセスガスのプラズマ状態を持続させる
時変磁界を発生するように更に動作する、プラズマ源装
置。
いて、前記コイルは前記ホイスラー波への前記高周波電
力の共振誘導結合を効果させる条件範囲にわたり前記ホ
イスラー波に前記高周波電力を共振誘導結合するために
長さを変動するアンテナを提供するように動作し、前記
コイルは前記プロセスガスのプラズマ状態を持続させる
時変磁界を発生するように更に動作する、プラズマ源装
置。
【００７７】（８） 第１項記載のプラズマ源装置であ
って、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石を
更に含み、前記磁石は前記プラズマを閉じ込めるために
前記室の表面に沿って磁界を確立するように動作する、
プラズマ源装置。
って、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石を
更に含み、前記磁石は前記プラズマを閉じ込めるために
前記室の表面に沿って磁界を確立するように動作する、
プラズマ源装置。
【００７８】（９） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは該コイルを冷却するように前記コイ
ルを通して冷却剤を循環させる通路を更に含む、プラズ
マ源装置。
いて、前記コイルは該コイルを冷却するように前記コイ
ルを通して冷却剤を循環させる通路を更に含む、プラズ
マ源装置。
【００７９】（１０） 第１項記載のプラズマ源装置に
おいて、前記コイルは該コイルのインピーダンスを低下
させるように動作するキャパシタであって隣接コイルと
の間に配置された前記キャパシタで以てセグメント化さ
れる、プラズマ源装置。
おいて、前記コイルは該コイルのインピーダンスを低下
させるように動作するキャパシタであって隣接コイルと
の間に配置された前記キャパシタで以てセグメント化さ
れる、プラズマ源装置。
【００８０】（１１） プラズマベースプロセスを遂行
するために動作する室であって、プロセスガスを収容し
かつプラズマ源に対して半導体ウェーハを固定し、前記
室は、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石で
あって、前記磁石がプラズマを閉じ込めるために前記室
の表面に沿って磁界を確立するように動作する、前記複
数の永久多極磁石と、前記室内にホイスラー波を発生す
るように動作するコイルと、前記室の外側に配置された
１組の電磁石であって、前記電磁石は前記室内の前記ホ
イスラー波の好適伝搬方向を規定するように動作する、
前記１組の電磁石とを含み、前記コイルは前記ホイスラ
ー波を励磁するために前記ホイスラー波に高周波電力を
誘導結合しかつ前記プロセスガス中にプラズマ状態を誘
導するために前記プロセスガスに充分な量のエネルギー
を転送するように更に動作する、室。
するために動作する室であって、プロセスガスを収容し
かつプラズマ源に対して半導体ウェーハを固定し、前記
室は、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石で
あって、前記磁石がプラズマを閉じ込めるために前記室
の表面に沿って磁界を確立するように動作する、前記複
数の永久多極磁石と、前記室内にホイスラー波を発生す
るように動作するコイルと、前記室の外側に配置された
１組の電磁石であって、前記電磁石は前記室内の前記ホ
イスラー波の好適伝搬方向を規定するように動作する、
前記１組の電磁石とを含み、前記コイルは前記ホイスラ
ー波を励磁するために前記ホイスラー波に高周波電力を
誘導結合しかつ前記プロセスガス中にプラズマ状態を誘
導するために前記プロセスガスに充分な量のエネルギー
を転送するように更に動作する、室。
【００８１】（１２） 室内のプロセスガス中にプラズ
マ状態を誘導する方法であって、コイルでホイスラー波
を発生するステップと、前記室内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する可変静電磁界を発生するステップ
と、前記コイルで前記ホイスラー波に高周波電力を誘導
結合することによって前記ホイスラー波を励磁するステ
ップであって、前記励磁されたホイスラー波は前記プロ
セスガス中にプラズマ状態を誘導するように前記プロセ
スガスに充分なエネルギーを転送する、ステップとを含
む方法。
マ状態を誘導する方法であって、コイルでホイスラー波
を発生するステップと、前記室内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する可変静電磁界を発生するステップ
と、前記コイルで前記ホイスラー波に高周波電力を誘導
結合することによって前記ホイスラー波を励磁するステ
ップであって、前記励磁されたホイスラー波は前記プロ
セスガス中にプラズマ状態を誘導するように前記プロセ
スガスに充分なエネルギーを転送する、ステップとを含
む方法。
【００８２】（１３） 第１２項記載の方法であって、
前記プロセスガス中にプラズマ状態を持続させるために
前記コイルで時変電磁界を発生するステップを更に含む
方法。
前記プロセスガス中にプラズマ状態を持続させるために
前記コイルで時変電磁界を発生するステップを更に含む
方法。
【００８３】（１４） 第１２項記載の方法において、
前記時変電磁界を発生するステップは前記室の外側に配
置された少なくとも１組の電磁石で完遂される、方法。
前記時変電磁界を発生するステップは前記室の外側に配
置された少なくとも１組の電磁石で完遂される、方法。
【００８４】（１５） 第１２項記載の方法であって、
前記プラズマを閉じ込めるために前記室の表面に沿って
磁界を発生するステップを更に含む方法。
前記プラズマを閉じ込めるために前記室の表面に沿って
磁界を発生するステップを更に含む方法。
【００８５】（１６） 第１２項記載の方法において、
前記励磁するステップは前記コイルで前記ホイスラー波
に前記高周波電力を共振誘導結合することによって完遂
される、方法。
前記励磁するステップは前記コイルで前記ホイスラー波
に前記高周波電力を共振誘導結合することによって完遂
される、方法。
【００８６】（１７） 第１２項記載の方法であって、
前記プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように前記高周波電
力の周波数を選択するステップと、前記プロセスガスの
電子プラズマ周波数より低いように前記イオンサイクロ
トロン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とを選択
するステップとを更に含む方法。
前記プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように前記高周波電
力の周波数を選択するステップと、前記プロセスガスの
電子プラズマ周波数より低いように前記イオンサイクロ
トロン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とを選択
するステップとを更に含む方法。
【００８７】（１８） 第１２項記載の方法であって、
前記室の外側かつ前記室の底に沿って第１コイルを配置
し、かつ前記室の外側かつ前記室の側壁に沿って該側壁
に実質的に平行に複数のコイルを配置するステップを更
に含む方法。
前記室の外側かつ前記室の底に沿って第１コイルを配置
し、かつ前記室の外側かつ前記室の側壁に沿って該側壁
に実質的に平行に複数のコイルを配置するステップを更
に含む方法。
【００８８】（１９） 第１２項記載の方法であって、
前記室の内側かつ前記室の側壁に沿って実質的に平行に
複数のコイルを配置し、かつ前記室の垂直軸を横切る接
続コイルで前記複数のコイルを接続するステップを更に
含む方法。
前記室の内側かつ前記室の側壁に沿って実質的に平行に
複数のコイルを配置し、かつ前記室の垂直軸を横切る接
続コイルで前記複数のコイルを接続するステップを更に
含む方法。
【００８９】（２０） 第１２項記載の方法において、
前記ホイスラー波を励磁するステップは、前記ホイスラ
ー波への前記高周波電力の共振誘導結合を効果させる条
件範囲にわたり前記ホイスラー波に前記高周波電力を共
振誘導結合するために長さを変動するアンテナを提供す
るコイルを更に含む、方法。
前記ホイスラー波を励磁するステップは、前記ホイスラ
ー波への前記高周波電力の共振誘導結合を効果させる条
件範囲にわたり前記ホイスラー波に前記高周波電力を共
振誘導結合するために長さを変動するアンテナを提供す
るコイルを更に含む、方法。
【００９０】（２１） プラズマ源１０は、プラズマを
収容する室１４と室１４の内側に配置された複数のコイ
ル１２を含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸
に沿って前記プラズマ中に磁界を確立するように動作す
る複数の永久多極磁石３４と室１４の外側に配置された
１組の電磁石３６あり、電磁石３６は室１４内のホイス
ラー波の好適伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記
プラズマ中にプラズマ状態を誘導するために前記プラズ
マに充分な量のエネルギーを転送するように前記ホイス
ラー波に高周波電力を共振誘導結合する。コイル１２
は、また、前記プラズマ中にプラズマ状態を持続させる
時変電磁界を発生する。
収容する室１４と室１４の内側に配置された複数のコイ
ル１２を含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸
に沿って前記プラズマ中に磁界を確立するように動作す
る複数の永久多極磁石３４と室１４の外側に配置された
１組の電磁石３６あり、電磁石３６は室１４内のホイス
ラー波の好適伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記
プラズマ中にプラズマ状態を誘導するために前記プラズ
マに充分な量のエネルギーを転送するように前記ホイス
ラー波に高周波電力を共振誘導結合する。コイル１２
は、また、前記プラズマ中にプラズマ状態を持続させる
時変電磁界を発生する。
【００９１】
【関連特許とのクロスリファレンス】本願は、アジト・
プラモード・パランジペ（Ａｊｉｔ Ｐｒａｍｏｄ Ｐ
ａｒａｎｊｐｅ）によって、１９９２年、４月１５日に
提出され、かつテキサス・インスツルメント社に譲渡さ
れた、「プラズマ源及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏ
ｕｒｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ）」と題する米国特許出願第０７／８６
８，８１８号、（ＴＩ−１５８８６）、現在、米国特許
第５，２３１，３３４号、１９９３年７月２７日交付に
関連している。
プラモード・パランジペ（Ａｊｉｔ Ｐｒａｍｏｄ Ｐ
ａｒａｎｊｐｅ）によって、１９９２年、４月１５日に
提出され、かつテキサス・インスツルメント社に譲渡さ
れた、「プラズマ源及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏ
ｕｒｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ）」と題する米国特許出願第０７／８６
８，８１８号、（ＴＩ−１５８８６）、現在、米国特許
第５，２３１，３３４号、１９９３年７月２７日交付に
関連している。
【図１】プラズマ源装置室内側に配置されたコイルを備
える本発明の実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
える本発明の実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
【図２】図１のプラズマ源装置の上面図。
【図３】電線の長さ内の電流に起因する磁界の説明図。
【図４】４つのループからなるコイルを表す図。
【図５】面Ｉ−Ｉ′に沿う図２の断面図。
【図６】プラズマ源室外側に配置されたコイルを備える
本発明の第２実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
本発明の第２実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
【図７】図６に表されたプラズマ源装置の上面図。
【図８】半導体処理室内へ統合化された図１のプラズマ
源装置の部分断面図及び部分概略線図。
源装置の部分断面図及び部分概略線図。
１０ プラズマ源装置 １２ コイル １４ 室 ２４ 接続線路 ３０ 高周波電源 ３４ 複数の永久磁石 ３６ １組の電磁石 ４０、４２ スペーサ ４８ プラズマ源装置 ５０ 室 ５１、５２ コイル ６０ 高周波電源 ６４ 永久磁石 ６６ ソレノイド電磁石 ８０ ドライエッチ処理室 ８２ 半導体ウェーハ ８４ 高周波又は直流電源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 プラズマ処理用高周波誘導プラズマ源
装置
装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に高周波誘導によ
ってプラズマを発生する分野、特に高周波共振誘導結合
によってプラズマを発生するための改善された方法及び
装置に関する。
ってプラズマを発生する分野、特に高周波共振誘導結合
によってプラズマを発生するための改善された方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に１ＭＨｚから１００ＭＨｚの間の
周波数を有する高周波（略称「ＲＦ」）で発生される誘
導結合プラズマ（略称「ＩＰＣ」）は、１０１１ｃｍ
−３を超える荷電粒子（電子又はイオン）濃度及び５ｍ
Ａ／ｃｍ２を超えるウェーハ基板への電流を提供する。
誘導結合プラズマ源は、したがって、プラズマ発生を必
要とする半導体製造プロセスにとって電子サイクロトロ
ン共振（以下、略称：ＥＣＲで表す）プラズマ源に匹敵
する。プラズマを使用する半導体製造プロセスは、ウェ
ーハのドライエッチング、プラズマ強化（ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ）堆積、ドライクリーニング、紫外線（略称「Ｕ
Ｖ」）の発生を必要とする応用を含む。
周波数を有する高周波（略称「ＲＦ」）で発生される誘
導結合プラズマ（略称「ＩＰＣ」）は、１０１１ｃｍ
−３を超える荷電粒子（電子又はイオン）濃度及び５ｍ
Ａ／ｃｍ２を超えるウェーハ基板への電流を提供する。
誘導結合プラズマ源は、したがって、プラズマ発生を必
要とする半導体製造プロセスにとって電子サイクロトロ
ン共振（以下、略称：ＥＣＲで表す）プラズマ源に匹敵
する。プラズマを使用する半導体製造プロセスは、ウェ
ーハのドライエッチング、プラズマ強化（ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ）堆積、ドライクリーニング、紫外線（略称「Ｕ
Ｖ」）の発生を必要とする応用を含む。
【０００３】誘導結合高周波プラズマ源装置は、容量結
合高周波プラズマ源装置及びＥＣＲプラズマ源装置の双
方に優る利点を有する。容量結合高周波プラズマと対照
的に、誘導結合高周波プラズマは、実質的に低い真性プ
ラズマ電位（＜５０Ｖ）を有し、かつ実質的に高い電離
能率（＞５％）を達成する。また、真性プラズマ電位
は、高周波電力に比較的無関係である。低真性プラズマ
電位は、高イオンエネルギーがウェーハ上のデバイスを
損傷するおそれのあるドライエッチングのような、高イ
オンエネルギーを許容することのできない応用に有効で
ある。
合高周波プラズマ源装置及びＥＣＲプラズマ源装置の双
方に優る利点を有する。容量結合高周波プラズマと対照
的に、誘導結合高周波プラズマは、実質的に低い真性プ
ラズマ電位（＜５０Ｖ）を有し、かつ実質的に高い電離
能率（＞５％）を達成する。また、真性プラズマ電位
は、高周波電力に比較的無関係である。低真性プラズマ
電位は、高イオンエネルギーがウェーハ上のデバイスを
損傷するおそれのあるドライエッチングのような、高イ
オンエネルギーを許容することのできない応用に有効で
ある。
【０００４】ＥＣＲプラズマ源装置においては、プラズ
マイオンは、放電室内の電子衝撃によって生成され、か
つ磁界及び（又は）電界を使用して表面に向けて送られ
る。ＥＣＲシステムの場合におけるように、誘導結合高
周波プラズマのイオンエネルギーは、別個の高周波又は
直流電源で集積回路ウェーハをバイアスすることによっ
て、そのプラズマ密度に無関係に変動させられる。ＥＣ
Ｒプラズマ源の場合、プラズマを有効に発生することが
できる圧力が、また、関心事である。ＥＣＲプラズマ源
は、０．１３Ｐａより低い圧力において最も有効であ
り、このような圧力はほとんどの半導体プロセス応用に
とって低過ぎる。しかしながら、誘導結合プラズマ源
は、半導体プロセス要件と遥かに両立性である圧力範囲
（０．１３Ｐａから６．６７Ｐａ）にわたり動作すると
いう利点を有する。動作圧力が高いから、所与のガス流
量に対するポンピング要件は、誘導結合プラズマ源にと
って遥かに緩やかである。加えて、誘導結合プラズマ源
は、コンパクトな設計かつＥＣＲプラズマ源より実質的
に低いコストにおいて大きな直径（１５ｃｍから３０ｃ
ｍ）、均一プラズマを提供することができる。
マイオンは、放電室内の電子衝撃によって生成され、か
つ磁界及び（又は）電界を使用して表面に向けて送られ
る。ＥＣＲシステムの場合におけるように、誘導結合高
周波プラズマのイオンエネルギーは、別個の高周波又は
直流電源で集積回路ウェーハをバイアスすることによっ
て、そのプラズマ密度に無関係に変動させられる。ＥＣ
Ｒプラズマ源の場合、プラズマを有効に発生することが
できる圧力が、また、関心事である。ＥＣＲプラズマ源
は、０．１３Ｐａより低い圧力において最も有効であ
り、このような圧力はほとんどの半導体プロセス応用に
とって低過ぎる。しかしながら、誘導結合プラズマ源
は、半導体プロセス要件と遥かに両立性である圧力範囲
（０．１３Ｐａから６．６７Ｐａ）にわたり動作すると
いう利点を有する。動作圧力が高いから、所与のガス流
量に対するポンピング要件は、誘導結合プラズマ源にと
って遥かに緩やかである。加えて、誘導結合プラズマ源
は、コンパクトな設計かつＥＣＲプラズマ源より実質的
に低いコストにおいて大きな直径（１５ｃｍから３０ｃ
ｍ）、均一プラズマを提供することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高周波誘導結合を採用
するプラズマ源装置の１型式は、エネルギーをホイスラ
ー波又はヘリコン波を通してプラズマ源内へ結合する。
発生器のこの型式は、ヘリコンプラズマ源と呼ばれる。
プラズマ源の軸に沿って向けられた０．０１Ｔから０．
１Ｔの範囲の磁界の存在下において、定在ホイスラー波
は、高周波電圧をプラズマ源空洞の回りに配置されたル
ープアンテナに印加することによって励磁され得る。こ
れの軸方向磁界は、ＥＣＲプラズマ源に採用された磁界
より一般に弱いが、そのプラズマはプラズマ源の直径に
わたり一様でない。したがって、プラズマ処理を受けつ
つあるウェーハは、プラズマから離れて又は「下流」
へ、プラズマが充分に一様である領域内へ、配置されな
ければならない。このことは、この下流位置において充
分なプラズマ密度（すなわち、電子及びイオン濃度）を
維持するために、プラズマ源の入力電力を増大すること
を必要とされる。また、軸方向磁界を発生するために、
大きいソレノイドコイルが要求される。これらの特徴
は、プラズマ源コスト及び複雑性を増大させる。
するプラズマ源装置の１型式は、エネルギーをホイスラ
ー波又はヘリコン波を通してプラズマ源内へ結合する。
発生器のこの型式は、ヘリコンプラズマ源と呼ばれる。
プラズマ源の軸に沿って向けられた０．０１Ｔから０．
１Ｔの範囲の磁界の存在下において、定在ホイスラー波
は、高周波電圧をプラズマ源空洞の回りに配置されたル
ープアンテナに印加することによって励磁され得る。こ
れの軸方向磁界は、ＥＣＲプラズマ源に採用された磁界
より一般に弱いが、そのプラズマはプラズマ源の直径に
わたり一様でない。したがって、プラズマ処理を受けつ
つあるウェーハは、プラズマから離れて又は「下流」
へ、プラズマが充分に一様である領域内へ、配置されな
ければならない。このことは、この下流位置において充
分なプラズマ密度（すなわち、電子及びイオン濃度）を
維持するために、プラズマ源の入力電力を増大すること
を必要とされる。また、軸方向磁界を発生するために、
大きいソレノイドコイルが要求される。これらの特徴
は、プラズマ源コスト及び複雑性を増大させる。
【０００６】プラズマ源装置の第２型式は、軸方向磁界
を省くことによって総称的ホイスラー波又はヘリコン源
装置とは異なる。そのため、プラズマ処理を受けつつあ
るウェーハは、プラズマ発生領域内に置かれ得る。この
ようなプラズマ源に対するピークプラズマ密度（５×１
０１１ｃｍ−３）はホイスラー波源に対するそれよりも
１桁低いが、プラズマ源内のプラズマ発生領域へウェー
ハが近接していることによって、処理速度が良好である
ということが保証される。１μｍ／ｍｉｎを上回るウェ
ーハエッチ速度は、注目する多くの材料に対して可能で
ある。このプラズマ源は、簡単で、一層コンパクトであ
り、かつ、ヘリコンプラズマ源より安価である。
を省くことによって総称的ホイスラー波又はヘリコン源
装置とは異なる。そのため、プラズマ処理を受けつつあ
るウェーハは、プラズマ発生領域内に置かれ得る。この
ようなプラズマ源に対するピークプラズマ密度（５×１
０１１ｃｍ−３）はホイスラー波源に対するそれよりも
１桁低いが、プラズマ源内のプラズマ発生領域へウェー
ハが近接していることによって、処理速度が良好である
ということが保証される。１μｍ／ｍｉｎを上回るウェ
ーハエッチ速度は、注目する多くの材料に対して可能で
ある。このプラズマ源は、簡単で、一層コンパクトであ
り、かつ、ヘリコンプラズマ源より安価である。
【０００７】誘導結合プラズマ源装置のこの型式の１別
形は、円筒形真空室の頂面に沿って配置された多重巻回
パンケーキコイルを採用する。典型的に１．２７ｃｍ厚
さの水晶真空窓は、コイルを室から絶縁する。コイルが
高周波源によって電力供給されると、大電流がコイル内
に循環する。これらの電流はこの室内側に強い電界を誘
導し、この電界がプラズマ状態を持続させる。パンケー
キコイルによって発生された時変磁界及び電界は、コイ
ル電流に比例し、かつ、コイル直径及びコイル巻回数の
二乗に比例して増大する。あるパンケーキコイルからの
誘導電界の一様性は、コイル直径及びコイル巻回数を増
大することによって向上する。しかしながら、コイルの
インダクタンスもまた、コイル巻回数の二乗に比例す
る。このことは、或る一定コイル電流に対するコイル巻
回数の増大でコイル両端間の電圧降下が増大することを
暗示する。例えば、１３．５６ＭＨｚにおける２０Ａの
ＲＭＳ（二乗平均平方根）電流に対する５μＨコイルの
両端間の電圧降下は、８．５ｋＶである。このような高
電圧は危険であり、コイルとプラズマとの間に容量性エ
ネルギー結合を生じる。容量結合は、もし顕著な量のエ
ネルギーが容量結合を経由して転送されるならば真性プ
ラズマ電位が劇的に増大するので、望ましくない。これ
らの検討問題は、プラズマ源の頂面に沿って配置された
多重巻回パンケーキコイルを備えるこれらの高周波プラ
ズマ源内のコイルの巻回数を約３に制約する。
形は、円筒形真空室の頂面に沿って配置された多重巻回
パンケーキコイルを採用する。典型的に１．２７ｃｍ厚
さの水晶真空窓は、コイルを室から絶縁する。コイルが
高周波源によって電力供給されると、大電流がコイル内
に循環する。これらの電流はこの室内側に強い電界を誘
導し、この電界がプラズマ状態を持続させる。パンケー
キコイルによって発生された時変磁界及び電界は、コイ
ル電流に比例し、かつ、コイル直径及びコイル巻回数の
二乗に比例して増大する。あるパンケーキコイルからの
誘導電界の一様性は、コイル直径及びコイル巻回数を増
大することによって向上する。しかしながら、コイルの
インダクタンスもまた、コイル巻回数の二乗に比例す
る。このことは、或る一定コイル電流に対するコイル巻
回数の増大でコイル両端間の電圧降下が増大することを
暗示する。例えば、１３．５６ＭＨｚにおける２０Ａの
ＲＭＳ（二乗平均平方根）電流に対する５μＨコイルの
両端間の電圧降下は、８．５ｋＶである。このような高
電圧は危険であり、コイルとプラズマとの間に容量性エ
ネルギー結合を生じる。容量結合は、もし顕著な量のエ
ネルギーが容量結合を経由して転送されるならば真性プ
ラズマ電位が劇的に増大するので、望ましくない。これ
らの検討問題は、プラズマ源の頂面に沿って配置された
多重巻回パンケーキコイルを備えるこれらの高周波プラ
ズマ源内のコイルの巻回数を約３に制約する。
【０００８】
【問題を解決するための手段】したがって、ヘリコンプ
ラズマ源装置と誘導結合プラズマ源装置の利点を組合わ
せ、システム構成要素の数を最少化し、出力電力を効率
的に使用し、良好なプラズマ一様性を提供し、かつコイ
ル電圧を安全レベルに維持する高周波プラズマ源装置に
対する要望が高まっている。本発明によれば、現存する
プラズマ源に関連する欠点及び問題を実質的に除去する
プラズマ発生装置及び方法が提供される。
ラズマ源装置と誘導結合プラズマ源装置の利点を組合わ
せ、システム構成要素の数を最少化し、出力電力を効率
的に使用し、良好なプラズマ一様性を提供し、かつコイ
ル電圧を安全レベルに維持する高周波プラズマ源装置に
対する要望が高まっている。本発明によれば、現存する
プラズマ源に関連する欠点及び問題を実質的に除去する
プラズマ発生装置及び方法が提供される。
【０００９】本発明は、プラズマを発生する装置を含む
誘導結合プラズマ源装置である。このプラズマ源装置
は、プラズマを収容する真空室を含む。室の外側に複数
の永久多極磁石が含まれ、これらの磁石は室壁へのプラ
ズマ損失を減少するカスプ磁界を確立し、プラズマ密度
を強化（ｅｎｈａｎｃｅ）し、かつこのプラズマ源の動
作を定圧へ延長するように使用される得る。このプラズ
マ源装置は、ホイスラー波の好適伝搬方向を規定する可
変軸方向静磁界を発生するために室の外側に配置された
少なくとも１組の電磁石を含む。また、ホイスラー波を
発生しかつ励磁するために高周波電力の共振誘導結合用
アンテナとして働くコイルが、含まれる。励磁されたホ
イスラー波は、プラズマをプロセスガス中に誘導かつ維
持するために充分なエネルギーを転送する。このコイル
は、また、時変定在波電磁界を発生する。これらの電磁
界は、プラズマ源中のプラズマ密度を強化する。少なく
とも１つのコイルが、本発明のプラズマ源の室の内側又
は外部のいずれかに配置される。
誘導結合プラズマ源装置である。このプラズマ源装置
は、プラズマを収容する真空室を含む。室の外側に複数
の永久多極磁石が含まれ、これらの磁石は室壁へのプラ
ズマ損失を減少するカスプ磁界を確立し、プラズマ密度
を強化（ｅｎｈａｎｃｅ）し、かつこのプラズマ源の動
作を定圧へ延長するように使用される得る。このプラズ
マ源装置は、ホイスラー波の好適伝搬方向を規定する可
変軸方向静磁界を発生するために室の外側に配置された
少なくとも１組の電磁石を含む。また、ホイスラー波を
発生しかつ励磁するために高周波電力の共振誘導結合用
アンテナとして働くコイルが、含まれる。励磁されたホ
イスラー波は、プラズマをプロセスガス中に誘導かつ維
持するために充分なエネルギーを転送する。このコイル
は、また、時変定在波電磁界を発生する。これらの電磁
界は、プラズマ源中のプラズマ密度を強化する。少なく
とも１つのコイルが、本発明のプラズマ源の室の内側又
は外部のいずれかに配置される。
【００１０】特に、ホイスラー結合を達成するために、
ホイスラー波の励磁に使用される高周波電力の周波数
は、プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように選択されるも
のとし、かつこれらのサイクロトロン周波数はこれらの
プロセスガスの電子プラズマ周波数より低いように選択
されるものとする。本発明の方法及び装置における高周
波電源は、ホイスラー波を確立するために、横方向電磁
（以下、略称「ＴＥ」で表す）モード波、横方向磁界
（以下、略称「ＴＭ」表す）モード波、又は混合ＴＥ及
びＴＭモード波のいずれかを供給することができる。
ホイスラー波の励磁に使用される高周波電力の周波数
は、プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように選択されるも
のとし、かつこれらのサイクロトロン周波数はこれらの
プロセスガスの電子プラズマ周波数より低いように選択
されるものとする。本発明の方法及び装置における高周
波電源は、ホイスラー波を確立するために、横方向電磁
（以下、略称「ＴＥ」で表す）モード波、横方向磁界
（以下、略称「ＴＭ」表す）モード波、又は混合ＴＥ及
びＴＭモード波のいずれかを供給することができる。
【００１１】本発明の技術的利点は、本発明が現存する
半導体処理機器内へ統合化され得ることにある。例え
ば、エッチングを遂行するためにプラズマを必要とする
ドライエッチ室に、本発明のプラズマ源を取り付けるこ
とができる。統合化ドライエッチ／プラズマ源室は、ウ
エットエッチングシステムに優る強化エッチ能力を提供
する。
半導体処理機器内へ統合化され得ることにある。例え
ば、エッチングを遂行するためにプラズマを必要とする
ドライエッチ室に、本発明のプラズマ源を取り付けるこ
とができる。統合化ドライエッチ／プラズマ源室は、ウ
エットエッチングシステムに優る強化エッチ能力を提供
する。
【００１２】本発明の重要な技術的利点は、コイル形状
配置が単一巻回コイルに比較して遥かに強い磁界を発生
することができるということである。本発明の多重巻回
コイル形状配置は、アンテナ長さ範囲を有効に提供する
という技術的利点を与え、これによってプラズマ放電条
件の範囲にわたり共振誘導結合効率を向上する。オフ共
振誘導結合は充分には効率的でなく、したがって、長さ
を変動するアンテナを提供することによって、プラズマ
発生器の動作範囲を拡大することができる。また、様々
な長さのアンテナは、多重モード動作及び一層均一なプ
ラズマという技術的利点を持たらす。
配置が単一巻回コイルに比較して遥かに強い磁界を発生
することができるということである。本発明の多重巻回
コイル形状配置は、アンテナ長さ範囲を有効に提供する
という技術的利点を与え、これによってプラズマ放電条
件の範囲にわたり共振誘導結合効率を向上する。オフ共
振誘導結合は充分には効率的でなく、したがって、長さ
を変動するアンテナを提供することによって、プラズマ
発生器の動作範囲を拡大することができる。また、様々
な長さのアンテナは、多重モード動作及び一層均一なプ
ラズマという技術的利点を持たらす。
【００１３】他の技術的利点は、本発明のプラズマ源の
室内に発生された電磁界は一様でかつ室内に集中してい
るということである。本発明は、プロセス室内に発生さ
れた電磁界を全体的に収容する技術的利点を提供する。
このことは、室の外側の金属表面を加熱するうず電流を
除去し、一層効率的なプラズマ発生を持たらす。また、
それらのコイルで以て提供される多極磁石閉込めは、
６．６７Ｐａより低い圧力に対してプラズマ密度を強化
する。
室内に発生された電磁界は一様でかつ室内に集中してい
るということである。本発明は、プロセス室内に発生さ
れた電磁界を全体的に収容する技術的利点を提供する。
このことは、室の外側の金属表面を加熱するうず電流を
除去し、一層効率的なプラズマ発生を持たらす。また、
それらのコイルで以て提供される多極磁石閉込めは、
６．６７Ｐａより低い圧力に対してプラズマ密度を強化
する。
【００１４】本発明の他の利点は、もしそのプラズマ放
電がホイスラー波への共振誘導結合が起こらない機構内
で動作するならば、多重密接パックコイルによって誘導
される内部磁界が、誘導結合のみを通してプラズマを持
続させるに充分強力なホイスラー波電磁界を発生するこ
とができる、ということである。したがって、共振誘導
結合が効率的でない又は不可能である条件の下で本発明
のプラズマ源内プラズマを得かつ維持することが可能で
ある。
電がホイスラー波への共振誘導結合が起こらない機構内
で動作するならば、多重密接パックコイルによって誘導
される内部磁界が、誘導結合のみを通してプラズマを持
続させるに充分強力なホイスラー波電磁界を発生するこ
とができる、ということである。したがって、共振誘導
結合が効率的でない又は不可能である条件の下で本発明
のプラズマ源内プラズマを得かつ維持することが可能で
ある。
【００１５】
【実施例】本発明及びその利点の完全な理解のために、
付図との関連において行われる次の説明をいまから参照
する。
付図との関連において行われる次の説明をいまから参照
する。
【００１６】本発明の好適実施例及びそれらの利点は図
１から図８を参照することによって最も良く理解され、
同様の符号がこれら種々の図面の同様の又は対応する部
品に対して使用される。
１から図８を参照することによって最も良く理解され、
同様の符号がこれら種々の図面の同様の又は対応する部
品に対して使用される。
【００１７】図１は、プロセスガス中にプラズマ状態を
誘導するためにプロセスガスに高周波電力を誘導結合す
るためにコイル１２を採用するプラズマ源装置１０の部
分断面及び部分概略線図を表す。プラズマ源装置１０
は、プラズマをより良く収容するように、典型的に水晶
のような適当な誘電材料で作られた室１４を含む。室１
４は、また、典型的に、真空封止されている。室１４
は、これにプロセスガスを導入する入口１６を有する。
入口アパーチャ１８は、プロセズガスを一様な制御流量
で室１４に導入させる。いったんプラズマ状態がプロセ
スガス中に達成されると、プラズマは、末端１９によっ
て図１に表現された開口を通して室１４から放出され
る。図１のプラズマ源装置１０を、処理に当たってプラ
ズマを必要とするどの適当な半導体処理室にも取り付け
ることができる。ウェーハエッチング室及び堆積室は、
プラズマ源装置１０を取り付けることができる半導体処
理室の例である。
誘導するためにプロセスガスに高周波電力を誘導結合す
るためにコイル１２を採用するプラズマ源装置１０の部
分断面及び部分概略線図を表す。プラズマ源装置１０
は、プラズマをより良く収容するように、典型的に水晶
のような適当な誘電材料で作られた室１４を含む。室１
４は、また、典型的に、真空封止されている。室１４
は、これにプロセスガスを導入する入口１６を有する。
入口アパーチャ１８は、プロセズガスを一様な制御流量
で室１４に導入させる。いったんプラズマ状態がプロセ
スガス中に達成されると、プラズマは、末端１９によっ
て図１に表現された開口を通して室１４から放出され
る。図１のプラズマ源装置１０を、処理に当たってプラ
ズマを必要とするどの適当な半導体処理室にも取り付け
ることができる。ウェーハエッチング室及び堆積室は、
プラズマ源装置１０を取り付けることができる半導体処
理室の例である。
【００１８】室１４は、それ内に複数のコイル１２を有
することがある。コイル１２は、このコイル配置と同心
配置されかつ室１４の輪郭に整合する形状をしている一
連のループアンテナである。コイル１２は、どの適当な
高周波導電材料で作られてもよい。６．４ｍｍ直径の
銅、アルミニウム、又は銅被覆管材は、コイル１２を製
造するのに適当な材料であることが証明されている。図
１の実施例においては、コイル１２は、室１４の内側に
配置され、かつこれらの汚染を防止するために誘電体被
覆２２に包まれている。水晶及びエポキシカプセル封止
材は、誘電体被覆２２に対する適当な材料であるといえ
る。コイル１２は、室１４の中心を通って延びる接続線
路２４によって一括結合されることがある。接続線路２
４は、誘電体被覆２２に同様に包まれている。コイル１
２は、また、水入口２６及び水出口２８を配置されるこ
とがある。コイル１２及び接続線路２４の温度を、これ
らのコイル又は被覆を損傷するおそれがある温度より下
に維持するためにコイル１２及び線路２４を通して水を
ポンプすることができる。コイル１２は、また、高周波
電源３０及び接地３２に結合される。介在整合回路網
（図に明示されていない）が、高周波電力（１ＭＨｚか
ら１００ＭＨｚ）を高周波電源３０からコイル１２に印
加するために必要とされる。図１の実施例においては、
高周波電源３０は、高周波エネルギーをＴＥモード波の
形で供給する。
することがある。コイル１２は、このコイル配置と同心
配置されかつ室１４の輪郭に整合する形状をしている一
連のループアンテナである。コイル１２は、どの適当な
高周波導電材料で作られてもよい。６．４ｍｍ直径の
銅、アルミニウム、又は銅被覆管材は、コイル１２を製
造するのに適当な材料であることが証明されている。図
１の実施例においては、コイル１２は、室１４の内側に
配置され、かつこれらの汚染を防止するために誘電体被
覆２２に包まれている。水晶及びエポキシカプセル封止
材は、誘電体被覆２２に対する適当な材料であるといえ
る。コイル１２は、室１４の中心を通って延びる接続線
路２４によって一括結合されることがある。接続線路２
４は、誘電体被覆２２に同様に包まれている。コイル１
２は、また、水入口２６及び水出口２８を配置されるこ
とがある。コイル１２及び接続線路２４の温度を、これ
らのコイル又は被覆を損傷するおそれがある温度より下
に維持するためにコイル１２及び線路２４を通して水を
ポンプすることができる。コイル１２は、また、高周波
電源３０及び接地３２に結合される。介在整合回路網
（図に明示されていない）が、高周波電力（１ＭＨｚか
ら１００ＭＨｚ）を高周波電源３０からコイル１２に印
加するために必要とされる。図１の実施例においては、
高周波電源３０は、高周波エネルギーをＴＥモード波の
形で供給する。
【００１９】室１４の外側に多数永久磁石３４が含まれ
ることがあり、これらは同様の極性の磁石が互いに向き
合って室１４の全周辺に沿い配置される、図２を参照さ
れたい。注目すべきことは、これらの永久磁石を本発明
の創意に影響を及ぼすことなく省いてもよいということ
である。この室の表面において０．０１Ｔ〜０．０５Ｔ
の磁界を確立する永久磁石が、適当であることが判って
いる。図１に表されたプラズマ源装置１０の実施例にお
いて、単一組の電磁石３６が室１４の外側に配置されて
いる。室１４の中心において０．０１Ｔ〜０．１Ｔの電
磁界を確立するソレノイド電磁石が適当であることが判
っている。永久磁石３４及びソレノイド電磁石３６の数
及び配置を本発明の創意に影響を及ぼすことなく変動で
きることが、構想されている。
ることがあり、これらは同様の極性の磁石が互いに向き
合って室１４の全周辺に沿い配置される、図２を参照さ
れたい。注目すべきことは、これらの永久磁石を本発明
の創意に影響を及ぼすことなく省いてもよいということ
である。この室の表面において０．０１Ｔ〜０．０５Ｔ
の磁界を確立する永久磁石が、適当であることが判って
いる。図１に表されたプラズマ源装置１０の実施例にお
いて、単一組の電磁石３６が室１４の外側に配置されて
いる。室１４の中心において０．０１Ｔ〜０．１Ｔの電
磁界を確立するソレノイド電磁石が適当であることが判
っている。永久磁石３４及びソレノイド電磁石３６の数
及び配置を本発明の創意に影響を及ぼすことなく変動で
きることが、構想されている。
【００２０】図２は、図１のプラズマ源装置１０の上面
図を表す。この上面図に見られるように、コイル１２
は、室１４の内側に配置され、誘電体被覆２２で以て包
まれている。コイル１２は、平面図（図４参照）におい
て同心的に形成されているが、なおまた室１４の円形形
状に整合するように輪郭を施されている。したがって、
図２の上面図はコイル１２を円３８の型式で示す。コイ
ル１２は、事実、スペーサ４０及び４２によって分離さ
れている。図１及び図２の実施例は２つのコイル１２で
以て示されているが、いうまでもなく、コイルの数を本
発明の創意に影響を及ぼすことなく変動することができ
る。
図を表す。この上面図に見られるように、コイル１２
は、室１４の内側に配置され、誘電体被覆２２で以て包
まれている。コイル１２は、平面図（図４参照）におい
て同心的に形成されているが、なおまた室１４の円形形
状に整合するように輪郭を施されている。したがって、
図２の上面図はコイル１２を円３８の型式で示す。コイ
ル１２は、事実、スペーサ４０及び４２によって分離さ
れている。図１及び図２の実施例は２つのコイル１２で
以て示されているが、いうまでもなく、コイルの数を本
発明の創意に影響を及ぼすことなく変動することができ
る。
【００２１】図１及び図２に表されたプラズマ源装置１
０の動作中、プロセスガス、例えば、アルゴン、六フッ
化イオウは入口１６及び入口アパーチャ１８を通して室
１４内へ導入される。次から次へ極性を交互して置かれ
た磁石を備える永久磁石３４の配置は室１４の表面に沿
ってカスプ磁界を確立し、これがプラズマの閉じ込めを
助援する。電磁石３６は可変軸方向静磁界を発生し、こ
れがコイル１２によって発生されるボイスラー波の伝搬
方向を規定する。本実施例においては電磁石３６の１つ
の組しか表されていないが、電磁石３６の追加の組を使
用して軸方向磁界の一様性を向上することができる。プ
ラズマ平等性を向上するために３つ又はそれ以上の電磁
石を使用することが必要なこともある。
０の動作中、プロセスガス、例えば、アルゴン、六フッ
化イオウは入口１６及び入口アパーチャ１８を通して室
１４内へ導入される。次から次へ極性を交互して置かれ
た磁石を備える永久磁石３４の配置は室１４の表面に沿
ってカスプ磁界を確立し、これがプラズマの閉じ込めを
助援する。電磁石３６は可変軸方向静磁界を発生し、こ
れがコイル１２によって発生されるボイスラー波の伝搬
方向を規定する。本実施例においては電磁石３６の１つ
の組しか表されていないが、電磁石３６の追加の組を使
用して軸方向磁界の一様性を向上することができる。プ
ラズマ平等性を向上するために３つ又はそれ以上の電磁
石を使用することが必要なこともある。
【００２２】共振誘導プラズマ発生器においては、空洞
の内部又は回りに配置されたアンテナの長さがホイスラ
ー波の波長の１／２に整合するとき、この空洞内のホイ
スラー波は共振結合によって励磁される。高周波エネル
ギーの優勢結合が共振誘導を通してホイスラー波になさ
れることを保証するために、最大結合に対して要求され
るアンテナの最適長さはプラズマ源内の条件の関数であ
る。ホイスラー波の波長は、等式（１）によって表され
る。
の内部又は回りに配置されたアンテナの長さがホイスラ
ー波の波長の１／２に整合するとき、この空洞内のホイ
スラー波は共振結合によって励磁される。高周波エネル
ギーの優勢結合が共振誘導を通してホイスラー波になさ
れることを保証するために、最大結合に対して要求され
るアンテナの最適長さはプラズマ源内の条件の関数であ
る。ホイスラー波の波長は、等式（１）によって表され
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】ここに、 Ｂｏ は１０−４Ｔで表された
磁界、ｎｅ は１／ｃｍ３で表された電子濃度、ｆ
はＨｚで表された周波数である。
磁界、ｎｅ は１／ｃｍ３で表された電子濃度、ｆ
はＨｚで表された周波数である。
【００２５】したがって、一定長さのアンテナに対して
は、ホイスラー波の波長が空洞内のアンテナの長さの１
／２に等しいように等式（１）内の変数がなっている場
合に限り、プラズマ発生を持たらすホイスラー波の共振
誘導及び励磁が起こる。ホイスラー波の波長λは磁界Ｂ
ｏ、電子濃度ｎｅ、及び室内の波の周波数ｆに依存する
から、単一ループアンテナで以てプロセスガス中にプラ
ズマ状態を達成しかつ維持することは、常に可能である
とは限らない。
は、ホイスラー波の波長が空洞内のアンテナの長さの１
／２に等しいように等式（１）内の変数がなっている場
合に限り、プラズマ発生を持たらすホイスラー波の共振
誘導及び励磁が起こる。ホイスラー波の波長λは磁界Ｂ
ｏ、電子濃度ｎｅ、及び室内の波の周波数ｆに依存する
から、単一ループアンテナで以てプロセスガス中にプラ
ズマ状態を達成しかつ維持することは、常に可能である
とは限らない。
【００２６】図１及び図２に表された本発明の実施例に
おいては、室１４内で磁界Ｂｏ、電子濃度ｎｅ、及び周
波数ｆは変化し、これによってホイスラー波の波長λに
影響を及ぼすので、コイル１２は、ホイスラー波の変化
する波長の１／２に整合するために必要な多重アンテナ
を提供する。このようにして、コイル１２は、ホイスラ
ー波の共振誘導励磁を可能にするアンテナ長さの範囲を
提供し、これによってプラズマ条件の範囲にわたり結合
効率を向上する。
おいては、室１４内で磁界Ｂｏ、電子濃度ｎｅ、及び周
波数ｆは変化し、これによってホイスラー波の波長λに
影響を及ぼすので、コイル１２は、ホイスラー波の変化
する波長の１／２に整合するために必要な多重アンテナ
を提供する。このようにして、コイル１２は、ホイスラ
ー波の共振誘導励磁を可能にするアンテナ長さの範囲を
提供し、これによってプラズマ条件の範囲にわたり結合
効率を向上する。
【００２７】コイル１２は、また、室１４内に強い時変
電磁界を誘導する。いったん時変電磁界が必要なしきい
値に到達すると、プロセスガスは電離され、室１４内に
プラズマが確立される。長さを変動するアンテナ、例え
ば、コイルは、また、多モードホイスラー波発生及び一
層均一なプラズマを持たらすことができる。更に、図１
及び図２に表されたプラズマ源装置１０の動作中、もし
共振誘導が起こらない領域において放電が動作させられ
るならば、多重コイル１２によって発生される室１４内
側の強い時変電磁界がプラズマを維持する。したがっ
て、ホイスラー波発生及び共振誘導を支持しない条件の
下においてもプロセスガス中にプラズマ状態を維持する
ことが可能である。また、コイル１２に起因する磁界Ｂ
の形状配置は、大きな接線方向成分及び半径方向成分を
有し、これらはホイスラーモードを励磁するのに望まし
い。
電磁界を誘導する。いったん時変電磁界が必要なしきい
値に到達すると、プロセスガスは電離され、室１４内に
プラズマが確立される。長さを変動するアンテナ、例え
ば、コイルは、また、多モードホイスラー波発生及び一
層均一なプラズマを持たらすことができる。更に、図１
及び図２に表されたプラズマ源装置１０の動作中、もし
共振誘導が起こらない領域において放電が動作させられ
るならば、多重コイル１２によって発生される室１４内
側の強い時変電磁界がプラズマを維持する。したがっ
て、ホイスラー波発生及び共振誘導を支持しない条件の
下においてもプロセスガス中にプラズマ状態を維持する
ことが可能である。また、コイル１２に起因する磁界Ｂ
の形状配置は、大きな接線方向成分及び半径方向成分を
有し、これらはホイスラーモードを励磁するのに望まし
い。
【００２８】また、プラズマ源装置１０内の磁界を論じ
る規準として使用される点４４が、図２に認められる。
点４４は、接続線路２４の上又は下かつコイル１２の上
側境界又は下側境界内において面１−１′に沿うどの非
固定点としても看なされる。図３に表されたように距離
Ｒにおける電線４６の長さ１内の電流に起因する面１−
１′上の点４４における磁界Ｂは、等式（２）によって
与えられる。
る規準として使用される点４４が、図２に認められる。
点４４は、接続線路２４の上又は下かつコイル１２の上
側境界又は下側境界内において面１−１′に沿うどの非
固定点としても看なされる。図３に表されたように距離
Ｒにおける電線４６の長さ１内の電流に起因する面１−
１′上の点４４における磁界Ｂは、等式（２）によって
与えられる。
【００２９】
【数２】
【００３０】ここに、 Ｉ は電線４６内の電流、Ｒ
は電線４６からの距離、ｌ は電線線４６の長
さ、μｏ は波が走行する媒体の透磁率である。
は電線４６からの距離、ｌ は電線線４６の長
さ、μｏ は波が走行する媒体の透磁率である。
【００３１】磁界Ｂは、電線４６を中心として囲む円形
経路上を走行すると看される。
経路上を走行すると看される。
【００３２】各コイルは、端と端で取り付けられた電線
のいくつかのセグメントであるとして取り扱われる。こ
の構想は、図４に一層明白に図解されている。図４に示
されたように４つのループから構成されるコイル１２に
おいて、このコイルは、ｌ１、ｌ２、ｌ３、及びｌ４と
して識別される電線の４つの長さである。したがって、
等式（１）に従う点４４における磁界は、等式（３）に
よって与えられる。
のいくつかのセグメントであるとして取り扱われる。こ
の構想は、図４に一層明白に図解されている。図４に示
されたように４つのループから構成されるコイル１２に
おいて、このコイルは、ｌ１、ｌ２、ｌ３、及びｌ４と
して識別される電線の４つの長さである。したがって、
等式（１）に従う点４４における磁界は、等式（３）に
よって与えられる。
【００３３】
【数３】 これから、
【００３４】
【数４】
【００３５】もしｌ１＝２．５４ｃｍ、ｌ２＝７．６２
ｃｍ、Ｉ３＝１２．７ｃｍ、Ｉ４＝１７．８ｃｍ、μｏ
＝４π×１０−７Ｈ／ｍ、かつもしコイル１２内の電流
Ｉが４０Ａならば、室１４内の磁界Ｂは７．５×１０
−４Ｔである。
ｃｍ、Ｉ３＝１２．７ｃｍ、Ｉ４＝１７．８ｃｍ、μｏ
＝４π×１０−７Ｈ／ｍ、かつもしコイル１２内の電流
Ｉが４０Ａならば、室１４内の磁界Ｂは７．５×１０
−４Ｔである。
【００３６】室１４内のコイル１２の磁界Ｂは、時変電
界Ｅを誘導する。室１４内の時変電界Ｅを推定すること
が可能である。図２内のコイル１２の境界内の面Ｉ−
Ｉ′に沿う閉ループ４８を表す図５を考えよう。図２の
面Ｉ−Ｉ′に沿う電界Ｅと磁界Ｂとの間の関係を、図５
に示されたように表すことができる。点４９において閉
ループ４８内の磁界Ｂは、面Ｉ−Ｉ′を横断して示され
ている。発生された時変電界Ｅは、磁界Ｂに対して接線
方向であり、かつ点４９からの距離ｒ１に従って変動す
る。時変電界Ｅは、等式（５）によって表現される。
界Ｅを誘導する。室１４内の時変電界Ｅを推定すること
が可能である。図２内のコイル１２の境界内の面Ｉ−
Ｉ′に沿う閉ループ４８を表す図５を考えよう。図２の
面Ｉ−Ｉ′に沿う電界Ｅと磁界Ｂとの間の関係を、図５
に示されたように表すことができる。点４９において閉
ループ４８内の磁界Ｂは、面Ｉ−Ｉ′を横断して示され
ている。発生された時変電界Ｅは、磁界Ｂに対して接線
方向であり、かつ点４９からの距離ｒ１に従って変動す
る。時変電界Ｅは、等式（５）によって表現される。
【００３７】
【数５】
【００３８】ここに、 ω は信号の角周波数、Ｂ
は１０−４Ｔで表された磁界、ｒ は点４９からの
ｃｍで表された距離である。
は１０−４Ｔで表された磁界、ｒ は点４９からの
ｃｍで表された距離である。
【数６】
【００３９】の場合、電界Ｅは８Ｖ／ｃｍである。
【００４０】電界Ｅのこの値は、電界が室１４の中心に
比較して室１４の内面に沿って遥かに強いということが
知られているから、過小評価である。平均すると、電界
Ｅは室１４の内面に沿い室１４の中心の強さの３倍にお
そらくなることが確定されている。したがって、電界Ｅ
は、室１４の内面に沿って約２５Ｖ／ｃｍである。
比較して室１４の内面に沿って遥かに強いということが
知られているから、過小評価である。平均すると、電界
Ｅは室１４の内面に沿い室１４の中心の強さの３倍にお
そらくなることが確定されている。したがって、電界Ｅ
は、室１４の内面に沿って約２５Ｖ／ｃｍである。
【００４１】プロセスガスとしてアルゴンを使用すると
き、アルゴン中にプラズマ状態を誘導するために必要な
最小電界Ｅは、等式（７）によって表現される。
き、アルゴン中にプラズマ状態を誘導するために必要な
最小電界Ｅは、等式（７）によって表現される。
【００４２】６．６７Ｐａにおいて、
【数７】
【００４３】ここに、 Ｎはアルゴンのガス密度であ
り、かつ６．６７Ｐａにおいて、
り、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数８】 したがって、Ｅ＝（Ｅ／Ｎ）Ｎ＝０．６７ Ｖ／ｃｍ
【００４４】したがって、等式（７）を適用して、上例
におけるプラズマ状態を誘導するために必要とされる電
界Ｅは０．６７Ｖ／ｃｍである。図４に表されたコイル
１２内の４０Ａの電流が７．５×１０−４Ｔの磁界Ｂを
生じ、これが立ち代わって、等式（５）から８Ｖ／ｃｍ
の電界Ｅを生じることが上に示されたから、０．６７Ｖ
の電界Ｅを発生するに必要な電流を、（〔（４０Ａ）
（０．６７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））と計算する
ことができる。したがって、約３Ａと云う最小コイル電
流で以てアルゴン中に高周波放電を持続させることが可
能である。
におけるプラズマ状態を誘導するために必要とされる電
界Ｅは０．６７Ｖ／ｃｍである。図４に表されたコイル
１２内の４０Ａの電流が７．５×１０−４Ｔの磁界Ｂを
生じ、これが立ち代わって、等式（５）から８Ｖ／ｃｍ
の電界Ｅを生じることが上に示されたから、０．６７Ｖ
の電界Ｅを発生するに必要な電流を、（〔（４０Ａ）
（０．６７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））と計算する
ことができる。したがって、約３Ａと云う最小コイル電
流で以てアルゴン中に高周波放電を持続させることが可
能である。
【００４５】プロセスガスが六フッ化イオウ（ＳＦ６）
の場合、プラズマ状態を誘導するために必要とされる最
小電界Ｅは、等式（９）によって表現される。
の場合、プラズマ状態を誘導するために必要とされる最
小電界Ｅは、等式（９）によって表現される。
【００４６】６．６７Ｐａにおいて、
【数９】
【００４７】ここに、 Ｎは六フッ化イオウのガス密度
であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数１０】 したがって、 Ｎ＝（Ｅ／Ｎ）（Ｎ）＝６．７Ｖ／ｃｍ
【００４８】したがって、等式（９）を適用して、六フ
ッ化イオウ中にプラズマ状態を誘導するために必要とさ
れる電界Ｅは６．７Ｖ／ｃｍである。それゆえ、六フッ
化イオウ中に高周波放電を持続させるために必要とされ
る最小コイル電流は、約３３Ａ、すなわち、（〔（４０
Ａ）（４．７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））である。
ッ化イオウ中にプラズマ状態を誘導するために必要とさ
れる電界Ｅは６．７Ｖ／ｃｍである。それゆえ、六フッ
化イオウ中に高周波放電を持続させるために必要とされ
る最小コイル電流は、約３３Ａ、すなわち、（〔（４０
Ａ）（４．７Ｖ／ｃｍ）〕／（８Ｖ／ｃｍ））である。
【００４９】これらの条件の下において達成可能のプラ
ズマ密度ｎｅも、また、計算することができる。高周波
電源３０によって供給される電力を５００Ｗと仮定しよ
う。プロセスガスの電離に使用される電力の部分、すな
わち、電離能率は、電界Ｅが８Ｖ／ｃｍに等しい場合、
０．４である。アルゴンに対する電離しきい値は、１６
ｅＶであり、したがって、容量イオン化率は等式（１
１）及び（１２）によって表現される。
ズマ密度ｎｅも、また、計算することができる。高周波
電源３０によって供給される電力を５００Ｗと仮定しよ
う。プロセスガスの電離に使用される電力の部分、すな
わち、電離能率は、電界Ｅが８Ｖ／ｃｍに等しい場合、
０．４である。アルゴンに対する電離しきい値は、１６
ｅＶであり、したがって、容量イオン化率は等式（１
１）及び（１２）によって表現される。
【００５０】
【数１１】
【００５１】ここに、
【数１２】 プラズマの損失率は、等式（１３）によって表現され
る。
る。
【００５２】
【数１３】
【００５３】ここに、 Ｄａ は電子及びイオンに対す
る拡散係数であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
る拡散係数であり、かつ６．６７Ｐａにおいて、
【数１４】
【００５４】したがって、プラズマ密度ｎｅは、２ｘ１
０１２／ｃｍ３である。実際の電子密度は、電界Ｅの過
小評価が使用されているから、おそらくもっと高いこと
が認められている。
０１２／ｃｍ３である。実際の電子密度は、電界Ｅの過
小評価が使用されているから、おそらくもっと高いこと
が認められている。
【００５５】図１及び図２に示された実施例は、接持線
路２４によって一括に接続された２つのコイル１２を使
用する。いうまでもなく、スペーサ４０及び４２を伴わ
ないで円３８を提供する単一コイル１２だけでなく、適
当に形成された多数のコイルが本発明の創意に反するこ
となく使用される。加えて、これらのコイルの形状は、
図４に表されたように正方形である必要はなく、長方形
であってもよい。注目されるのは、正方形コイルはこれ
によって巻かれた円筒形内の磁界をおそらく増大するの
に対して、長方形コイルは室軸に沿っての軸方向位置に
無関係である磁界Ｂをおそらく生成するということであ
る。室軸に沿う軸方向位置に無関係である磁界Ｂは、共
振誘導結合を達成するのに一層良好である。
路２４によって一括に接続された２つのコイル１２を使
用する。いうまでもなく、スペーサ４０及び４２を伴わ
ないで円３８を提供する単一コイル１２だけでなく、適
当に形成された多数のコイルが本発明の創意に反するこ
となく使用される。加えて、これらのコイルの形状は、
図４に表されたように正方形である必要はなく、長方形
であってもよい。注目されるのは、正方形コイルはこれ
によって巻かれた円筒形内の磁界をおそらく増大するの
に対して、長方形コイルは室軸に沿っての軸方向位置に
無関係である磁界Ｂをおそらく生成するということであ
る。室軸に沿う軸方向位置に無関係である磁界Ｂは、共
振誘導結合を達成するのに一層良好である。
【００５６】図６に示された他の実施例においては、本
発明のプラズマ源装置４８もまた、プロセスガス中にプ
ラズマ状態を誘導する波を励磁するためにコイルを使用
する。プラズマ源装置４８は、プラズマを収容する室５
０を有する。室５０は、プラズマを一層良く収容するよ
うに、一般に、水晶のような誘電材料で作られている。
プラズマ源装置４８は、また、図１及び図２に表された
複数のコイルに類似した構成の複数のコイルを含む。コ
イル５１は、室５０の底を横断しかつその外側を延び
る。コイル５２は、室５０の側壁に沿って室５０の頂部
を横断しかつその後外へ延びる。
発明のプラズマ源装置４８もまた、プロセスガス中にプ
ラズマ状態を誘導する波を励磁するためにコイルを使用
する。プラズマ源装置４８は、プラズマを収容する室５
０を有する。室５０は、プラズマを一層良く収容するよ
うに、一般に、水晶のような誘電材料で作られている。
プラズマ源装置４８は、また、図１及び図２に表された
複数のコイルに類似した構成の複数のコイルを含む。コ
イル５１は、室５０の底を横断しかつその外側を延び
る。コイル５２は、室５０の側壁に沿って室５０の頂部
を横断しかつその後外へ延びる。
【００５７】コイル５１は、水入口５６に結合され、コ
イル５２は水出口５８に結合される。水は、これらのコ
イルを冷却するためにこれらのコイルを通してポンプさ
れて、熱損傷を防止する。また、コイル５１に接続され
て高周波電源６０があり、及びコイル５２は接地されて
いる。介在整合回路網（図に明示されていない）は、高
周波電源６０からの高周波電力をコイル５１に印加する
のに必要とされる。高周波電源６０は、ＴＭモード波を
供給する。図６上の矢印は、これらのコイル内の水の流
れ方向及び電流方向の双方を示す。
イル５２は水出口５８に結合される。水は、これらのコ
イルを冷却するためにこれらのコイルを通してポンプさ
れて、熱損傷を防止する。また、コイル５１に接続され
て高周波電源６０があり、及びコイル５２は接地されて
いる。介在整合回路網（図に明示されていない）は、高
周波電源６０からの高周波電力をコイル５１に印加する
のに必要とされる。高周波電源６０は、ＴＭモード波を
供給する。図６上の矢印は、これらのコイル内の水の流
れ方向及び電流方向の双方を示す。
【００５８】室５０及びコイル５１、５２の共に外側に
配置されて永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６があ
る。図６の永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６の配
置及び数は、図１及び図２のそれらと一貫している。
配置されて永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６があ
る。図６の永久磁石６４及びソレノイド電磁石６６の配
置及び数は、図１及び図２のそれらと一貫している。
【００５９】プロセスガスは、入口７２及び入口アパー
チャ７４を通してプラズマ源装置４８内へ導入される。
入口アパーチャ７４は、プロセスガスの室５０への一様
な導入を提供する。
チャ７４を通してプラズマ源装置４８内へ導入される。
入口アパーチャ７４は、プロセスガスの室５０への一様
な導入を提供する。
【００６０】図７は、プラズマ源装置４８の上面図を表
す。図７に表されたように、コイル５２は、室５０の外
部、しかし磁石６４及び６６の内部に配置される。
す。図７に表されたように、コイル５２は、室５０の外
部、しかし磁石６４及び６６の内部に配置される。
【００６１】動作中、図６及び図７に表されるプラズマ
源装置４８は、室５０の外側に全体的に配置されたコイ
ル５２及びこの室に全体的に閉じ込められた磁界Ｂと共
に誘導結合高周波プラズマを用意する。図７の面Ｉ−
Ｉ′に沿う点７２における磁界Ｂは等式（１５）によっ
て表現される。
源装置４８は、室５０の外側に全体的に配置されたコイ
ル５２及びこの室に全体的に閉じ込められた磁界Ｂと共
に誘導結合高周波プラズマを用意する。図７の面Ｉ−
Ｉ′に沿う点７２における磁界Ｂは等式（１５）によっ
て表現される。
【００６２】
【数１５】
【００６３】ここに、μｏ は波が走行する媒体の透磁
率であり、かつＩ は電線内の電流、ｒ は電線か
らの距離である。
率であり、かつＩ は電線内の電流、ｒ は電線か
らの距離である。
【００６４】ｒ＝５．０８ｃｍかつＩ＝４０Ａの場合、
Ｂ＝１．５×１０−４Ｔである。図６及び図７に表され
たプラズマ源装置４８は、したがって、プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために使用される時変電界を
誘導するのに充分な磁界を提供することができる。しか
しながら、等価な磁界を持続するために必要とされる電
流は、図１及び図２のプラズマ源装置１０に必要とされ
る電流よりも大きい。
Ｂ＝１．５×１０−４Ｔである。図６及び図７に表され
たプラズマ源装置４８は、したがって、プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために使用される時変電界を
誘導するのに充分な磁界を提供することができる。しか
しながら、等価な磁界を持続するために必要とされる電
流は、図１及び図２のプラズマ源装置１０に必要とされ
る電流よりも大きい。
【００６５】図８は、図１のプラズマ源装置１０を組み
込んだドライエッチ処理室８０を表す。室８０の内側に
半導体ウェーハ８２があり、この上にプラズマ源装置１
０のプラズマで以てドライエッチングが遂行される。図
８の好適実施例においては、プラズマ源装置１０の動作
は、上に説明されたようにプラズマを起こすように配置
された電磁石３６で以て、エッチンを遂行するようにウ
ェーハ８２の表面を衝撃することである。図８に表され
ているが、高周波又は直流電源８４は、ウェーハをバイ
アスするのに使用される。高周波又は直流電源８４で以
てウェーハ８２をバイアスすることは、室８０内でプラ
ズマのイオンエネルギーを独立に変動させる。注目され
るのは、プラズマ源装置１０に対するウェーハ８２の配
向を本発明の創意に影響を及ぼすことなく反転させるこ
とができるということである。また、図６のプラズマ源
装置４８はまた室８０内のウェーハ８２をエッチするの
に必要なプラズマを誘導することができるから、プラズ
マ源装置１０をプラズマ源装置４８で置換することもで
きる。
込んだドライエッチ処理室８０を表す。室８０の内側に
半導体ウェーハ８２があり、この上にプラズマ源装置１
０のプラズマで以てドライエッチングが遂行される。図
８の好適実施例においては、プラズマ源装置１０の動作
は、上に説明されたようにプラズマを起こすように配置
された電磁石３６で以て、エッチンを遂行するようにウ
ェーハ８２の表面を衝撃することである。図８に表され
ているが、高周波又は直流電源８４は、ウェーハをバイ
アスするのに使用される。高周波又は直流電源８４で以
てウェーハ８２をバイアスすることは、室８０内でプラ
ズマのイオンエネルギーを独立に変動させる。注目され
るのは、プラズマ源装置１０に対するウェーハ８２の配
向を本発明の創意に影響を及ぼすことなく反転させるこ
とができるということである。また、図６のプラズマ源
装置４８はまた室８０内のウェーハ８２をエッチするの
に必要なプラズマを誘導することができるから、プラズ
マ源装置１０をプラズマ源装置４８で置換することもで
きる。
【００６６】図１、図２、図４、図６、図７、及び図８
に表されたコイルのみが本発明の技術の下に可能な形状
配置であると理解すべきではない。最外コイルに沿う形
状が多角形、円形、半円形、だ円形のようなどんな形状
のコイルでも、本発明の教示の内にある。また、注目さ
れるのは、図１、図２、図４、図６、図７、及び図８の
コイルが、１９９２年４月１５日に提出されかつテキサ
ス・インスツルメント社に譲渡された、かつここに参考
資料として編入されたことを明示された、「プラズマ源
及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｈｏｄｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）」と
題する米国特許出願番号第０７／８６８，８１８によっ
て教示されるように、このコイルのインピーダンスを減
少するために隣接セグメント間に設置されたキャパシタ
で以てセグメント化され得るということである。
に表されたコイルのみが本発明の技術の下に可能な形状
配置であると理解すべきではない。最外コイルに沿う形
状が多角形、円形、半円形、だ円形のようなどんな形状
のコイルでも、本発明の教示の内にある。また、注目さ
れるのは、図１、図２、図４、図６、図７、及び図８の
コイルが、１９９２年４月１５日に提出されかつテキサ
ス・インスツルメント社に譲渡された、かつここに参考
資料として編入されたことを明示された、「プラズマ源
及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ
Ｍａｔｈｏｄｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）」と
題する米国特許出願番号第０７／８６８，８１８によっ
て教示されるように、このコイルのインピーダンスを減
少するために隣接セグメント間に設置されたキャパシタ
で以てセグメント化され得るということである。
【００６７】
【発明の効果】したがって、高周波励磁誘導結合プラズ
マ源に対する新規な設計が説明された。現存するプラズ
マ源装置と比較して、このプラズマ源装置は大きい容
積、空間的に一様性、動作条件の広い範囲にわたる高密
度のプラズマを発生する能力を有する。このプラズマの
特性は、大きいイオン流束及び低真性プラズマ電位を含
む。このようなプラズマ源装置は、例えば、ドライエッ
チング、プラズマ強化堆積、及び紫外線発生のような応
用に適している。
マ源に対する新規な設計が説明された。現存するプラズ
マ源装置と比較して、このプラズマ源装置は大きい容
積、空間的に一様性、動作条件の広い範囲にわたる高密
度のプラズマを発生する能力を有する。このプラズマの
特性は、大きいイオン流束及び低真性プラズマ電位を含
む。このようなプラズマ源装置は、例えば、ドライエッ
チング、プラズマ強化堆積、及び紫外線発生のような応
用に適している。
【００６８】本発明が詳細に説明されたが、種々の変
形、置換及び変更を添付の特請求の範囲によって規定さ
れた本発明の精神と範囲に反することなく本発明に施す
ことができることは、いうまでもない。
形、置換及び変更を添付の特請求の範囲によって規定さ
れた本発明の精神と範囲に反することなく本発明に施す
ことができることは、いうまでもない。
【００６９】以上の説明に関し更に以下の項を開示す
る。
る。
【００７０】（１） プラズマ発生用プラズマ源装置で
あって、前記プラズマとプロセスガスとを閉じ込めるよ
うに動作する室と、前記室内にホイスラー波を発生する
ように動作するコイルと、前記室の外側に配置された少
なくとも１組の電磁石であって、前記電磁石が前記室内
の前記ホイスラー波の好適伝搬方向を規定するように動
作する、前記少なくとも１組の電磁石とを含み、前記コ
イルは前記ホイスラー波を励磁するために前記ホイスラ
ー波に高周波電力を誘導結合しかつ前記プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために前記室内の前記プロセ
スガスに充分な量のエネルギーを転送するように更に動
作する、プラズマ源装置。
あって、前記プラズマとプロセスガスとを閉じ込めるよ
うに動作する室と、前記室内にホイスラー波を発生する
ように動作するコイルと、前記室の外側に配置された少
なくとも１組の電磁石であって、前記電磁石が前記室内
の前記ホイスラー波の好適伝搬方向を規定するように動
作する、前記少なくとも１組の電磁石とを含み、前記コ
イルは前記ホイスラー波を励磁するために前記ホイスラ
ー波に高周波電力を誘導結合しかつ前記プロセスガス中
にプラズマ状態を誘導するために前記室内の前記プロセ
スガスに充分な量のエネルギーを転送するように更に動
作する、プラズマ源装置。
【００７１】（２） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記ホイスラー波を励磁するために
前記ホイスラー波に高周波電力を共振誘導結合するよう
に更に動作する、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記ホイスラー波を励磁するために
前記ホイスラー波に高周波電力を共振誘導結合するよう
に更に動作する、プラズマ源装置。
【００７２】（３） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされる、プラズマ源装
置。
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされる、プラズマ源装
置。
【００７３】（４） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされた複数のコイルを
含み、前記複数のコイルは前記室の輪郭に整合するよう
に形成されかつ前記室の垂直軸を横切る接続コイルによ
って接続される、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記室の内側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行に位置決めされた複数のコイルを
含み、前記複数のコイルは前記室の輪郭に整合するよう
に形成されかつ前記室の垂直軸を横切る接続コイルによ
って接続される、プラズマ源装置。
【００７４】（５） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記室の底に沿って前記室の外側を
通る第１コイルと、前記室の外側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行な複数のコイルであって、前記電
磁石と前記室との間に配置された前記複数のコイルとを
更に含む、プラズマ源装置。
いて、前記コイルは前記室の底に沿って前記室の外側を
通る第１コイルと、前記室の外側に配置されかつ前記室
の側壁に実質的に平行な複数のコイルであって、前記電
磁石と前記室との間に配置された前記複数のコイルとを
更に含む、プラズマ源装置。
【００７５】（６） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記高周波電力は前記プロセスガスのイオンサイ
クロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数との間の
周波数にあるように選択され、前記イオンサイクロトロ
ン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とは前記プロ
セスガスの電子プラズマ周波数より低い、プラズマ源装
置。
いて、前記高周波電力は前記プロセスガスのイオンサイ
クロトロン周波数と電子サイクロトロン周波数との間の
周波数にあるように選択され、前記イオンサイクロトロ
ン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とは前記プロ
セスガスの電子プラズマ周波数より低い、プラズマ源装
置。
【００７６】（７） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは前記ホイスラー波への前記高周波電
力の共振誘導結合を効果させる条件範囲にわたり前記ホ
イスラー波に前記高周波電力を共振誘導結合するために
長さを変動するアンテナを提供するように動作し、前記
コイルは前記プロセスガスのプラズマ状態を持続させる
時変磁界を発生するように更に動作する、プラズマ源装
置。
いて、前記コイルは前記ホイスラー波への前記高周波電
力の共振誘導結合を効果させる条件範囲にわたり前記ホ
イスラー波に前記高周波電力を共振誘導結合するために
長さを変動するアンテナを提供するように動作し、前記
コイルは前記プロセスガスのプラズマ状態を持続させる
時変磁界を発生するように更に動作する、プラズマ源装
置。
【００７７】（８） 第１項記載のプラズマ源装置であ
って、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石を
更に含み、前記磁石は前記プラズマを閉じ込めるために
前記室の表面に沿って磁界を確立するように動作する、
プラズマ源装置。
って、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石を
更に含み、前記磁石は前記プラズマを閉じ込めるために
前記室の表面に沿って磁界を確立するように動作する、
プラズマ源装置。
【００７８】（９） 第１項記載のプラズマ源装置にお
いて、前記コイルは該コイルを冷却するように前記コイ
ルを通して冷却剤を循環させる通路を更に含む、プラズ
マ源装置。
いて、前記コイルは該コイルを冷却するように前記コイ
ルを通して冷却剤を循環させる通路を更に含む、プラズ
マ源装置。
【００７９】（１０） 第１項記載のプラズマ源装置に
おいて、前記コイルは該コイルのインピーダンスを低下
させるように動作するキャパシタであって隣接コイルと
の間に配置された前記キャパシタで以てセグメント化さ
れる、プラズマ源装置。
おいて、前記コイルは該コイルのインピーダンスを低下
させるように動作するキャパシタであって隣接コイルと
の間に配置された前記キャパシタで以てセグメント化さ
れる、プラズマ源装置。
【００８０】（１１） プラズマベースプロセスを遂行
するために動作する室であって、プロセスガスを収容し
かつプラズマ源に対して半導体ウェーハを固定し、前記
室は、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石で
あって、前記磁石がプラズマを閉じ込めるために前記室
の表面に沿って磁界を確立するように動作する、前記複
数の永久多極磁石と、前記室内にホイスラー波を発生す
るように動作するコイルと、前記室の外側に配置された
１組の電磁石であって、前記電磁石は前記室内の前記ホ
イスラー波の好適伝搬方向を規定するように動作する、
前記１組の電磁石とを含み、前記コイルは前記ホイスラ
ー波を励磁するために前記ホイスラー波に高周波電力を
誘導結合しかつ前記プロセスガス中にプラズマ状態を誘
導するために前記プロセスガスに充分な量のエネルギー
を転送するように更に動作する、室。
するために動作する室であって、プロセスガスを収容し
かつプラズマ源に対して半導体ウェーハを固定し、前記
室は、前記室の外側に配置された複数の永久多極磁石で
あって、前記磁石がプラズマを閉じ込めるために前記室
の表面に沿って磁界を確立するように動作する、前記複
数の永久多極磁石と、前記室内にホイスラー波を発生す
るように動作するコイルと、前記室の外側に配置された
１組の電磁石であって、前記電磁石は前記室内の前記ホ
イスラー波の好適伝搬方向を規定するように動作する、
前記１組の電磁石とを含み、前記コイルは前記ホイスラ
ー波を励磁するために前記ホイスラー波に高周波電力を
誘導結合しかつ前記プロセスガス中にプラズマ状態を誘
導するために前記プロセスガスに充分な量のエネルギー
を転送するように更に動作する、室。
【００８１】（１２） 室内のプロセスガス中にプラズ
マ状態を誘導する方法であって、コイルでホイスラー波
を発生するステップと、前記室内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する可変静電磁界を発生するステップ
と、前記コイルで前記ホイスラー波に高周波電力を誘導
結合することによって前記ホイスラー波を励磁するステ
ップであって、前記励磁されたホイスラー波は前記プロ
セスガス中にプラズマ状態を誘導するように前記プロセ
スガスに充分なエネルギーを転送する、ステップとを含
む方法。
マ状態を誘導する方法であって、コイルでホイスラー波
を発生するステップと、前記室内のホイスラー波の好適
伝搬方向を規定する可変静電磁界を発生するステップ
と、前記コイルで前記ホイスラー波に高周波電力を誘導
結合することによって前記ホイスラー波を励磁するステ
ップであって、前記励磁されたホイスラー波は前記プロ
セスガス中にプラズマ状態を誘導するように前記プロセ
スガスに充分なエネルギーを転送する、ステップとを含
む方法。
【００８２】（１３） 第１２項記載の方法であって、
前記プロセスガス中にプラズマ状態を持続させるために
前記コイルで時変電磁界を発生するステップを更に含む
方法。
前記プロセスガス中にプラズマ状態を持続させるために
前記コイルで時変電磁界を発生するステップを更に含む
方法。
【００８３】（１４） 第１２項記載の方法において、
前記時変電磁界を発生するステップは前記室の外側に配
置された少なくとも１組の電磁石で完遂される、方法。
前記時変電磁界を発生するステップは前記室の外側に配
置された少なくとも１組の電磁石で完遂される、方法。
【００８４】（１５） 第１２項記載の方法であって、
前記プラズマを閉じ込めるために前記室の表面に沿って
磁界を発生するステップを更に含む方法。
前記プラズマを閉じ込めるために前記室の表面に沿って
磁界を発生するステップを更に含む方法。
【００８５】（１６） 第１２項記載の方法において、
前記励磁するステップは前記コイルで前記ホイスラー波
に前記高周波電力を共振誘導結合することによって完遂
される、方法。
前記励磁するステップは前記コイルで前記ホイスラー波
に前記高周波電力を共振誘導結合することによって完遂
される、方法。
【００８６】（１７） 第１２項記載の方法であって、
前記プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように前記高周波電
力の周波数を選択するステップと、前記プロセスガスの
電子プラズマ周波数より低いように前記イオンサイクロ
トロン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とを選択
するステップとを更に含む方法。
前記プロセスガスのイオンサイクロトロン周波数と電子
サイクロトロン周波数との間にあるように前記高周波電
力の周波数を選択するステップと、前記プロセスガスの
電子プラズマ周波数より低いように前記イオンサイクロ
トロン周波数と前記電子サイクロトロン周波数とを選択
するステップとを更に含む方法。
【００８７】（１８） 第１２項記載の方法であって、
前記室の外側かつ前記室の底に沿って第１コイルを配置
し、かつ前記室の外側かつ前記室の側壁に沿って該側壁
に実質的に平行に複数のコイルを配置するステップを更
に含む方法。
前記室の外側かつ前記室の底に沿って第１コイルを配置
し、かつ前記室の外側かつ前記室の側壁に沿って該側壁
に実質的に平行に複数のコイルを配置するステップを更
に含む方法。
【００８８】（１９） 第１２項記載の方法であって、
前記室の内側かつ前記室の側壁に沿って実質的に平行に
複数のコイルを配置し、かつ前記室の垂直軸を横切る接
続コイルで前記複数のコイルを接続するステップを更に
含む方法。
前記室の内側かつ前記室の側壁に沿って実質的に平行に
複数のコイルを配置し、かつ前記室の垂直軸を横切る接
続コイルで前記複数のコイルを接続するステップを更に
含む方法。
【００８９】（２０） 第１２項記載の方法において、
前記ホイスラー波を励磁するステップは、前記ホイスラ
ー波への前記高周波電力の共振誘導結合を効果させる条
件範囲にわたり前記ホイスラー波に前記高周波電力を共
振誘導結合するために長さを変動するアンテナを提供す
るコイルを更に含む、方法。
前記ホイスラー波を励磁するステップは、前記ホイスラ
ー波への前記高周波電力の共振誘導結合を効果させる条
件範囲にわたり前記ホイスラー波に前記高周波電力を共
振誘導結合するために長さを変動するアンテナを提供す
るコイルを更に含む、方法。
【００９０】（２１） プラズマ源１０は、プラズマを
収容する室１４と室１４の内側に配置された複数のコイ
ル１２を含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸
に沿って前記プラズマ中に磁界を確立するように動作す
る複数の永久多極磁石３４と室１４の外側に配置された
１組の電磁石３６あり、電磁石３６は室１４内のホイス
ラー波の好適伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記
プラズマ中にプラズマ状態を誘導するために前記プラズ
マに充分な量のエネルギーを転送するように前記ホイス
ラー波に高周波電力を共振誘導結合する。コイル１２
は、また、前記プラズマ中にプラズマ状態を持続させる
時変電磁界を発生する。
収容する室１４と室１４の内側に配置された複数のコイ
ル１２を含む。室１４の外部に配置されて、室１４の軸
に沿って前記プラズマ中に磁界を確立するように動作す
る複数の永久多極磁石３４と室１４の外側に配置された
１組の電磁石３６あり、電磁石３６は室１４内のホイス
ラー波の好適伝搬方向を規定する。コイル１２は、前記
プラズマ中にプラズマ状態を誘導するために前記プラズ
マに充分な量のエネルギーを転送するように前記ホイス
ラー波に高周波電力を共振誘導結合する。コイル１２
は、また、前記プラズマ中にプラズマ状態を持続させる
時変電磁界を発生する。
【００９１】
【関連特許とのクロスリファレンス】本願は、アジト・
プラモード・パランジペ（Ａｊｉｔ Ｐｒａｍｏｄ Ｐ
ａｒａｎｊｐｅ）によって、１９９２年、４月１５日に
提出され、かつテキサス・インスツルメント社に譲渡さ
れた、「プラズマ源及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏ
ｕｒｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ）」と題する米国特許出願第０７／８６
８，８１８号、（ＴＩ−１５８８６）、現在、米国特許
第５，２３１，３３４号、１９９３年７月２７日交付に
関連している。
プラモード・パランジペ（Ａｊｉｔ Ｐｒａｍｏｄ Ｐ
ａｒａｎｊｐｅ）によって、１９９２年、４月１５日に
提出され、かつテキサス・インスツルメント社に譲渡さ
れた、「プラズマ源及び製造方法（Ｐｌａｓｍａ Ｓｏ
ｕｒｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ）」と題する米国特許出願第０７／８６
８，８１８号、（ＴＩ−１５８８６）、現在、米国特許
第５，２３１，３３４号、１９９３年７月２７日交付に
関連している。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ源装置室内側に配置されたコイルを備
える本発明の実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
える本発明の実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
【図２】図１のプラズマ源装置の上面図。
【図３】電線の長さ内の電流に起因する磁界の説明図。
【図４】４つのループからなるコイルを表す図。
【図５】面Ｉ−Ｉ′に沿う図２の断面図。
【図６】プラズマ源室外側に配置されたコイルを備える
本発明の第２実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
本発明の第２実施例のプラズマ源装置の部分断面図及び
部分概略線図。
【図７】図６に表されたプラズマ源装置の上面図。
【図８】半導体処理室内へ統合化された図１のプラズマ
源装置の部分断面図及び部分概略線図。
源装置の部分断面図及び部分概略線図。
【符号の説明】 １０ プラズマ源装置 １２ コイル １４ 室 ２４ 接続線路 ３０ 高周波電源 ３４ 複数の永久磁石 ３６ １組の電磁石 ４０、４２ スペーサ ４８ プラズマ源装置 ５０ 室 ５１、５２ コイル ６０ 高周波電源 ６４ 永久磁石 ６６ ソレノイド電磁石 ８０ ドライエッチ処理室 ８２ 半導体ウェーハ ８４ 高周波又は直流電源
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマ発生用プラズマ源装置であっ
て、 前記プラズマとプロセスガスとを閉じ込めるように動作
する室と、 前記室内にホイスラー波を発生するように動作するコイ
ルと、 前記室の外側に配置された少なくとも１組の電磁石であ
って、前記電磁石が前記室内の前記ホイスラー波の好適
伝搬方向を規定するように動作する、少なくとも前記１
組の電磁石とを含み、 前記コイルは前記ホイスラー波を励磁するために前記ホ
イスラー波に高周波電力を誘導結合し、かつ前記プロセ
スガス中にプラズマ状態を誘導するために前記室内の前
記プロセスガスに充分な量のエネルギーを転送するよう
に更に動作する、プラズマ源装置。 - 【請求項２】 室内のプロセスガス中にプラズマ状態を
誘導する方法であって、 コイルによりホイスラー波を発生するステップと、 前記室内のホイスラー波の伝搬方向を規定する可変静電
磁界を発生するステップと、 前記コイルで前記ホイスラー波に高周波電力を誘導結合
することによって前記ホイスラー波を励磁するステップ
であって、前記励磁されたホイスラー波は前記プロセス
ガス中にプラズマ状態を誘導するように前記プロセスガ
スに充分なエネルギーを転送する、ステップとを含む方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US100501 | 1987-09-24 | ||
| US08/100,501 US5430355A (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | RF induction plasma source for plasma processing |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH088095A true JPH088095A (ja) | 1996-01-12 |
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|---|---|---|---|
| JP21034094A Expired - Fee Related JP3837171B2 (ja) | 1993-07-30 | 1994-08-01 | プラズマ処理用高周波誘導プラズマ源装置 |
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| KR (1) | KR100340164B1 (ja) |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510841A (ja) * | 1998-03-31 | 2002-04-09 | ラム リサーチ コーポレーション | 並列アンテナ・トランスフォーマー・カップルド・プラズマ発生システム |
| JP2007220600A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Nissin Electric Co Ltd | プラズマ生成方法及びプラズマ生成装置並びにプラズマ処理装置 |
Families Citing this family (83)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW249313B (ja) * | 1993-03-06 | 1995-06-11 | Tokyo Electron Co | |
| EP0710055B1 (en) * | 1994-10-31 | 1999-06-23 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactors for processing semi-conductor wafers |
| US5625259A (en) * | 1995-02-16 | 1997-04-29 | Applied Science And Technology, Inc. | Microwave plasma applicator with a helical fluid cooling channel surrounding a microwave transparent discharge tube |
| US6238533B1 (en) | 1995-08-07 | 2001-05-29 | Applied Materials, Inc. | Integrated PVD system for aluminum hole filling using ionized metal adhesion layer |
| US5962923A (en) | 1995-08-07 | 1999-10-05 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor device having a low thermal budget metal filling and planarization of contacts, vias and trenches |
| US5716451A (en) * | 1995-08-17 | 1998-02-10 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US5718795A (en) * | 1995-08-21 | 1998-02-17 | Applied Materials, Inc. | Radial magnetic field enhancement for plasma processing |
| US6077787A (en) * | 1995-09-25 | 2000-06-20 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Method for radiofrequency wave etching |
| US6264812B1 (en) | 1995-11-15 | 2001-07-24 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for generating a plasma |
| KR100489918B1 (ko) * | 1996-05-09 | 2005-08-04 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마발생및스퍼터링용코일 |
| US6254746B1 (en) | 1996-05-09 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Recessed coil for generating a plasma |
| US6368469B1 (en) * | 1996-05-09 | 2002-04-09 | Applied Materials, Inc. | Coils for generating a plasma and for sputtering |
| US6190513B1 (en) | 1997-05-14 | 2001-02-20 | Applied Materials, Inc. | Darkspace shield for improved RF transmission in inductively coupled plasma sources for sputter deposition |
| US6254737B1 (en) | 1996-10-08 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Active shield for generating a plasma for sputtering |
| US6514390B1 (en) | 1996-10-17 | 2003-02-04 | Applied Materials, Inc. | Method to eliminate coil sputtering in an ICP source |
| US5961793A (en) * | 1996-10-31 | 1999-10-05 | Applied Materials, Inc. | Method of reducing generation of particulate matter in a sputtering chamber |
| TW358964B (en) | 1996-11-21 | 1999-05-21 | Applied Materials Inc | Method and apparatus for improving sidewall coverage during sputtering in a chamber having an inductively coupled plasma |
| US6367410B1 (en) * | 1996-12-16 | 2002-04-09 | Applied Materials, Inc. | Closed-loop dome thermal control apparatus for a semiconductor wafer processing system |
| US6451179B1 (en) | 1997-01-30 | 2002-09-17 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for enhancing sidewall coverage during sputtering in a chamber having an inductively coupled plasma |
| US6599399B2 (en) | 1997-03-07 | 2003-07-29 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method to generate ionized metal plasma using electron beams and magnetic field |
| US6103070A (en) * | 1997-05-14 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Powered shield source for high density plasma |
| US6210539B1 (en) | 1997-05-14 | 2001-04-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for producing a uniform density plasma above a substrate |
| US6652717B1 (en) | 1997-05-16 | 2003-11-25 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance to control coil sputter distribution |
| US6077402A (en) * | 1997-05-16 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Central coil design for ionized metal plasma deposition |
| US6361661B2 (en) | 1997-05-16 | 2002-03-26 | Applies Materials, Inc. | Hybrid coil design for ionized deposition |
| US6579426B1 (en) | 1997-05-16 | 2003-06-17 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance to control coil sputter distribution |
| US6150628A (en) | 1997-06-26 | 2000-11-21 | Applied Science And Technology, Inc. | Toroidal low-field reactive gas source |
| US8779322B2 (en) | 1997-06-26 | 2014-07-15 | Mks Instruments Inc. | Method and apparatus for processing metal bearing gases |
| US7569790B2 (en) * | 1997-06-26 | 2009-08-04 | Mks Instruments, Inc. | Method and apparatus for processing metal bearing gases |
| US6388226B1 (en) | 1997-06-26 | 2002-05-14 | Applied Science And Technology, Inc. | Toroidal low-field reactive gas source |
| US6815633B1 (en) | 1997-06-26 | 2004-11-09 | Applied Science & Technology, Inc. | Inductively-coupled toroidal plasma source |
| US6924455B1 (en) | 1997-06-26 | 2005-08-02 | Applied Science & Technology, Inc. | Integrated plasma chamber and inductively-coupled toroidal plasma source |
| US7166816B1 (en) * | 1997-06-26 | 2007-01-23 | Mks Instruments, Inc. | Inductively-coupled torodial plasma source |
| US6375810B2 (en) | 1997-08-07 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Plasma vapor deposition with coil sputtering |
| US6345588B1 (en) | 1997-08-07 | 2002-02-12 | Applied Materials, Inc. | Use of variable RF generator to control coil voltage distribution |
| US6235169B1 (en) | 1997-08-07 | 2001-05-22 | Applied Materials, Inc. | Modulated power for ionized metal plasma deposition |
| US5902461A (en) * | 1997-09-03 | 1999-05-11 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for enhancing uniformity of a metal film formed on a substrate with the aid of an inductively coupled plasma |
| US6565717B1 (en) | 1997-09-15 | 2003-05-20 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for sputtering ionized material in a medium to high density plasma |
| US6042700A (en) * | 1997-09-15 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Adjustment of deposition uniformity in an inductively coupled plasma source |
| US6023038A (en) * | 1997-09-16 | 2000-02-08 | Applied Materials, Inc. | Resistive heating of powered coil to reduce transient heating/start up effects multiple loadlock system |
| US7253109B2 (en) * | 1997-11-26 | 2007-08-07 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a tantalum nitride/tantalum diffusion barrier layer system |
| US20050272254A1 (en) * | 1997-11-26 | 2005-12-08 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing low resistivity barrier layers for copper interconnects |
| WO1999027579A1 (en) * | 1997-11-26 | 1999-06-03 | Applied Materials, Inc. | Damage-free sculptured coating deposition |
| US6280579B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-08-28 | Applied Materials, Inc. | Target misalignment detector |
| US6506287B1 (en) | 1998-03-16 | 2003-01-14 | Applied Materials, Inc. | Overlap design of one-turn coil |
| US6254738B1 (en) | 1998-03-31 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Use of variable impedance having rotating core to control coil sputter distribution |
| US6146508A (en) * | 1998-04-22 | 2000-11-14 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method and apparatus with small diameter RF coil |
| US6660134B1 (en) | 1998-07-10 | 2003-12-09 | Applied Materials, Inc. | Feedthrough overlap coil |
| TW434636B (en) | 1998-07-13 | 2001-05-16 | Applied Komatsu Technology Inc | RF matching network with distributed outputs |
| US6132566A (en) * | 1998-07-30 | 2000-10-17 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for sputtering ionized material in a plasma |
| US6231725B1 (en) | 1998-08-04 | 2001-05-15 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for sputtering material onto a workpiece with the aid of a plasma |
| JP2000099922A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-04-07 | Sony Corp | 磁気トンネル素子及びその製造方法 |
| US6238528B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-05-29 | Applied Materials, Inc. | Plasma density modulator for improved plasma density uniformity and thickness uniformity in an ionized metal plasma source |
| JP3608416B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2005-01-12 | 日新電機株式会社 | プラズマ源 |
| US6217718B1 (en) | 1999-02-17 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for reducing plasma nonuniformity across the surface of a substrate in apparatus for producing an ionized metal plasma |
| KR100318690B1 (ko) * | 1999-03-19 | 2001-12-28 | 염근영 | 자장강화된 유도결합형 플라즈마장치 |
| US6237526B1 (en) | 1999-03-26 | 2001-05-29 | Tokyo Electron Limited | Process apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma |
| US6474258B2 (en) | 1999-03-26 | 2002-11-05 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma |
| DE60038811D1 (de) * | 1999-11-15 | 2008-06-19 | Lam Res Corp | Behandlungsvorrichtungen |
| US6320320B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-11-20 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for producing uniform process rates |
| US6494998B1 (en) | 2000-08-30 | 2002-12-17 | Tokyo Electron Limited | Process apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma using an internal inductive element |
| US7510664B2 (en) | 2001-01-30 | 2009-03-31 | Rapt Industries, Inc. | Apparatus and method for atmospheric pressure reactive atom plasma processing for shaping of damage free surfaces |
| US7591957B2 (en) * | 2001-01-30 | 2009-09-22 | Rapt Industries, Inc. | Method for atmospheric pressure reactive atom plasma processing for surface modification |
| US6673199B1 (en) | 2001-03-07 | 2004-01-06 | Applied Materials, Inc. | Shaping a plasma with a magnetic field to control etch rate uniformity |
| US6660177B2 (en) * | 2001-11-07 | 2003-12-09 | Rapt Industries Inc. | Apparatus and method for reactive atom plasma processing for material deposition |
| TWI241868B (en) | 2002-02-06 | 2005-10-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma processing method and apparatus |
| US7371992B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-05-13 | Rapt Industries, Inc. | Method for non-contact cleaning of a surface |
| US7304263B2 (en) * | 2003-08-14 | 2007-12-04 | Rapt Industries, Inc. | Systems and methods utilizing an aperture with a reactive atom plasma torch |
| US7297892B2 (en) * | 2003-08-14 | 2007-11-20 | Rapt Industries, Inc. | Systems and methods for laser-assisted plasma processing |
| KR100858102B1 (ko) * | 2004-03-26 | 2008-09-10 | 닛신덴키 가부시키 가이샤 | 플라즈마발생장치 |
| US8593064B2 (en) * | 2007-02-16 | 2013-11-26 | Ad Astra Rocket Company | Plasma source improved with an RF coupling system |
| US7972471B2 (en) * | 2007-06-29 | 2011-07-05 | Lam Research Corporation | Inductively coupled dual zone processing chamber with single planar antenna |
| KR100861068B1 (ko) * | 2007-07-20 | 2008-09-30 | 주식회사 월드툴 | 래칫 렌치 |
| DE102009018912A1 (de) | 2009-04-28 | 2010-11-18 | Leybold Optics Gmbh | Verfahren zur Erzeugung eines Plasmastrahls sowie Plasmaquelle |
| US8698400B2 (en) | 2009-04-28 | 2014-04-15 | Leybold Optics Gmbh | Method for producing a plasma beam and plasma source |
| WO2011139128A2 (ko) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | 나노세미콘(주) | 웨이퍼 처리를 위한 다중 플라즈마 발생 장치 |
| KR101101364B1 (ko) | 2010-05-07 | 2012-01-02 | 유정호 | 웨이퍼 처리를 위한 다중 플라즈마 발생 장치 |
| US9520531B2 (en) | 2010-07-27 | 2016-12-13 | Amtech Systems, Inc. | Systems and methods for depositing and charging solar cell layers |
| US8338211B2 (en) | 2010-07-27 | 2012-12-25 | Amtech Systems, Inc. | Systems and methods for charging solar cell layers |
| US8884526B2 (en) * | 2012-01-20 | 2014-11-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Coherent multiple side electromagnets |
| US10249479B2 (en) * | 2015-01-30 | 2019-04-02 | Applied Materials, Inc. | Magnet configurations for radial uniformity tuning of ICP plasmas |
| JP6707559B2 (ja) | 2015-03-31 | 2020-06-10 | ビューラー アルツェナウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＢｕｅｈｌｅｒ Ａｌｚｅｎａｕ ＧｍｂＨ | 被覆された基板の製造方法 |
| SK500322019A3 (sk) * | 2019-07-11 | 2021-01-13 | STATON, s. r. o. | Zdroj plazmy využívajúci katódový vákuový oblúk s vylepšenou konfiguráciou magnetického poľa a spôsob jeho činnosti |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740468B2 (ja) * | 1984-12-11 | 1995-05-01 | 株式会社日立製作所 | 高周波プラズマ発生装置 |
| DE3629000C1 (de) * | 1986-08-27 | 1987-10-29 | Nukem Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden einer Schicht durch plasmachemischen Prozess |
| EP0339554A3 (de) * | 1988-04-26 | 1989-12-20 | Hauzer Holding B.V. | Hochfrequenz-Ionenstrahlquelle |
| US5122251A (en) * | 1989-06-13 | 1992-06-16 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US4990229A (en) * | 1989-06-13 | 1991-02-05 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US4948458A (en) * | 1989-08-14 | 1990-08-14 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma |
| JPH03120359A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-22 | Yokogawa Electric Corp | スパッタリング装置 |
| JP3071814B2 (ja) * | 1990-10-08 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置およびその処理方法 |
| US5225740A (en) * | 1992-03-26 | 1993-07-06 | General Atomics | Method and apparatus for producing high density plasma using whistler mode excitation |
| US5231334A (en) * | 1992-04-15 | 1993-07-27 | Texas Instruments Incorporated | Plasma source and method of manufacturing |
| DE4235064A1 (de) * | 1992-10-17 | 1994-04-21 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas mittels Kathodenzerstäubung |
| US5309063A (en) * | 1993-03-04 | 1994-05-03 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Inductive coil for inductively coupled plasma production apparatus |
-
1993
- 1993-07-30 US US08/100,501 patent/US5430355A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-29 EP EP94111879A patent/EP0648069B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-29 DE DE69421033T patent/DE69421033T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-30 KR KR1019940018996A patent/KR100340164B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-08-01 JP JP21034094A patent/JP3837171B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-29 TW TW083107894A patent/TW327267B/zh not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-05-06 JP JP2005134844A patent/JP3987545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510841A (ja) * | 1998-03-31 | 2002-04-09 | ラム リサーチ コーポレーション | 並列アンテナ・トランスフォーマー・カップルド・プラズマ発生システム |
| JP2007220600A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Nissin Electric Co Ltd | プラズマ生成方法及びプラズマ生成装置並びにプラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3837171B2 (ja) | 2006-10-25 |
| TW327267B (en) | 1998-02-21 |
| JP2005244255A (ja) | 2005-09-08 |
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| US5430355A (en) | 1995-07-04 |
| KR950005121A (ko) | 1995-02-18 |
| EP0648069B1 (en) | 1999-10-06 |
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| DE69421033D1 (de) | 1999-11-11 |
| DE69421033T2 (de) | 2000-05-31 |
| EP0648069A1 (en) | 1995-04-12 |
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