JPH09186140A - プラズマプロセスリアクタのガスインジェクションスリットノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチレイトの均一性及び設計の融通性を実
現し同時にサイクル寿命を伸ばす。 【解決手段】チャンバハウジングと、ワークピースを保
持するペデスタルと、ＲＦエネルギーをチャンバ内に印
加するための装置と、エッチャント種を含有するガスの
ガスサプライを有するガスインジェクション装置と、チ
ャンバハウジングにある開口と、チャンバハウジングの
開口に設置され、チャンバの内部に面する少なくとも一
つのスロットアパーチャー及び一つ以上のスロットアパ
ーチャーからのガスの流量を制御する装置を備えたガス
散布装置と、サプライからガス散布装置までのガスフィ
ードラインとを有する、プラズマリアクタ真空チャンバ
にガスを注入するガスインジェクション装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路ウ
エハを処理するプラズマリアクタに関するものであり、
具体的にはこのリアクタに使用されるガスの注入及び散
布ための装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルエッチリアクタ等、半導体集積回
路ウエハの処理のためのプラズマリアクタは、典型的に
は、真空チャンバと、チャンバ内でウエハを支持するペ
デスタルと、プラズマＲＦ電源と、チャンバの上面にガ
スを供給するためのガスインジェクションソースと、チ
ャンバのシーリング（シーリング）近くにあり流入した
ガスを均一に散布するためのガスディストリビューショ
ンプレート（ガス散布プレート）とを備えている。リア
クタが誘導結合リアクタの場合、プラズマＲＦ電源に接
続したコイルアンテナをチャンバの周りに備え、ウエハ
ペデスタルをバイアスＲＦ電源に接続してもよい。他の
形式のプラズマリアクタ（例えば、反応性イオンエッチ
リアクタなど）では、コイルアンテナが無く、プラズマ
ＲＦ電源がウエハペデスタルに接続されている。プラズ
マエッチプロセスのために流入するガスは、例えば、塩
素(chlorine)及び／又は三塩化ホウ素(boron tri-chlor
ide)などのエッチャント種(etchant species)を含有し
ている。ガス散布プレートは典型的には、約100 個の貫
通ホール（貫通穴）ないしオリフィスを有する厚さ約１
００〜１５０ｍｉｌ（約２．５〜約３．８ｍｍ）の平ら
な板であり、リアクタチャンバのシーリングを覆ってお
り、各ホールの直径はプラズマがホールに入らないよう
にするため約２０〜３０ｍｉｌ（約０．５１〜約０．７
６ｍｍ）以下である。ガス散布プレートの裏側又は上面
はガスインジェクションソースないしポートに結合され
ており、これはチャンバの頂部又はリッドの中に延び、
他方、表側は下を向き、チャンバ内部及びウエハの方に
向いている。

【０００３】ガス散布プレートは、チャンバの内部で適
度に均一なガス散布を行なうため、またリアクタチャン
バの頂部の電位を制御する手段を設けるため、かなり大
型でなければならない。典型的には、ガス散布プレート
は接地面（アース）となっている。この目的で、ガス散
布プレートをアルミニウム等の導電材料で作らねばなら
ない。

【０００４】このガス散布プレートにおける基本的な問
題は、散布プレートを通ってリアクタチャンバに導入さ
れるガスによって腐食を受けるということである。ガス
散布プレートの前面はチャンバの内部でプラズマに直接
曝露され、従ってこれからの攻撃を受けやすい。ガス散
布プレートの裏面はガス供給流入口に結合しており、ガ
ス散布プレートを貫通するオリフィスないしホールの大
きさが小さいことによる背圧のため、裏面に接触するガ
スは比較的高圧である。この高い背圧は、ガス散布プレ
ートの裏面が腐食する速度を促進する。このような腐食
を極小にするためには、ガス散布プレートを陽極処理し
てその表面に酸化アルミニウムの膜を設ける。残念なが
ら、塩素ガス及び三塩化ホウ素ガスの混合物を採用する
エッチリアクタでは、三塩化ホウ素が陽極処理面（酸化
アルミニウム膜）をエッチングし、他方、塩素がその下
のアルミニウムをエッチングして、酸化アルミニウム膜
を侵食する。

【０００５】このような問題はガス散布プレートを貫く
オリフィス又はホールでは特に深刻である。プラズマ成
長がホール及び板の後で形成されないようにするために
は、これらのホールの直径は、約２０〜３０ｍｉｌ（約
０．５１〜約０．７６ｍｍ）であるプラズマシースの厚
さを越えてはならない。このような小さいホールは機械
的ドリルやレーザにより開けなければならないが、その
何れによっても、鋭いエッジのあるホールを形成し、各
ホールの内面は粗くなる。各ホールの周りの鋭いエッジ
及び各ホールの粗い内面は塩素及び三塩化物ガスの流れ
により侵食される。ガス散布プレートが陽極処理されて
いる場合、ホールの鋭いエッジでは陽極処理部のクラッ
クを防止することは困難である。このエッジでは、陽極
処理部はガス流のための侵食を受けやすく、エッチャン
トガスが陽極処理部のクラックへ浸透しその下層のアル
ミニウムがエッチングされることによる腐食を受けやす
い。このような侵食及び腐食はすべて粒子汚染を生じ、
チャンバで処理中のウエハ上の集積回路を致命的欠陥に
至らせる可能性がある。このような問題を軽減しようと
して、ガス散布プレートのホールのエッジを抉りとるこ
とができ、ホールの内面及びエッジをダイヤモンド粉末
で研ぐことができる。しかし、このような努力は単に問
題を縮小するだけで、問題解決にはならない。

【０００６】前述の問題から見て、このようなプラズマ
リアクタの一つの限界は、ガス散布プレートを典型的に
は、リアクタの全プロセスサイクル２回にしか使用でき
ず、その後は新しいガス散布プレートが必要となるとい
うことであった（ここで用いる語「プロセスサイクル」
は、その後に行われるチャンバクリーニング操作とクリ
ーニング操作との間の時間を指す）。これにより前述の
問題が多くが回避されるが、このようなプラズマリアク
タを動作させている間に受ける生産性のない「中断時
間」及びキャピタルコストや出費が大幅に増大する。更
に、ガス散布プレートの裏（又は上）の頂部又はリッド
の腐食が増大することがしばしば観察される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなリアクタ特
にエッチリアクタに伴う他の問題は、ウエハ周辺付近の
エッチレイトがウエハ中心付近のエッチレイトよりはる
かに大きいということである。このことの原因は、エッ
チャント種がウエハ近傍では最大速度で消費されること
になるためウエハ中心に近い領域ではほとんど存在しな
くなり、他方、ウエハのエッジよりも外側ではエッチャ
ント種がほとんどないし全く消費されないのでウエハ外
縁の丁度外側にエッチャント種の豊富な供給源が存在す
るようになりウエハ外縁付近で非常に高いエッチレイト
を維持することができる、という事実に少なくとも部分
的によっている。ガス散布プレートを通るガス流をウエ
ハ中心上方で大きくし、ウエハ外縁上方で少なくするこ
とにより、エッチレイトのウエハの直径方向の非均一性
を少なくすることができる。このことは、ガス散布プレ
ートの単位面積当たりのオリフィス又はホールをウエハ
中心の上方で増やしウエハ外縁の上方で少なくすること
により実現される。ウエハ直径方向のエッチレイトの非
均一性が５％以内にまで達成され、満足な結果であっ
た。

【０００８】ウエハ直径方向のエッチレイトの均一性を
更に高める一つの方法は、いわゆるフォーカスリング
（高さが最大数センチメートルのウエハ外縁を囲む環状
の垂直な高い壁）を設けることである。この壁ないしフ
ォーカスリングは、ウエハ外縁でのエッチャント種の補
給を停止しあるいは遅らせてしまう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、チャンバハウ
ジングと、処理しようとするワークピースを保持するペ
デスタルと、ＲＦエネルギーをチャンバ内に印加するた
めの装置と、エッチャント種を含有するガスのガスサプ
ライ（ガス供給手段）を有するガスインジェクション装
置と、チャンバハウジングにある開口と、チャンバハウ
ジングの開口に設置され、チャンバの内部に面する少な
くとも一つのスロットアパーチャー及び一つ以上のスロ
ットアパーチャーからのガスの流量を制御する装置を備
えたガス散布装置と、サプライからガス散布装置までの
ガスフィードラインとを有する、プラズマリアクタ真空
チャンバにガスを注入するガスインジェクション装置を
与える。好ましい具体例では、ガス散布装置は、少なく
とも一つの環状部材により囲まれる中心部材を備え、こ
れらの間にスロットアパーチャーを備えたギャップがあ
る。好適には、ガス散布装置の各部材はエッチャント種
からの攻撃に少なくともほぼ耐え得る材料から構成され
ている。一例では、ガス散布装置の各部材は、セラミッ
ク、石英ガラス(fused quartz)、ポリマー、又は陽極処
理アルミニウムの一つを備え、ガスフィードラインはス
テンレス鋼を備えている。好適には、各部材の表面は、
ガス散布装置に組み上がる前に研磨されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、チャンバのシーリング
（天井部）の近くに複数の貫通したガスインジェクショ
ンオリフィス（ガス注入オリフィス）を有する従来の平
らなガス散布プレート（すなわち、シャワーヘッド又は
穴開き板）に置き換わるものである。本発明は、チャン
バのリッド又はシーリングの中又はその上のガス散布装
置である。図１（ａ）に例示する本発明の第１の具体例
では、リアクタチャンバの上壁ないしリッド１０をガス
インジェクション通路１５が貫いている。リッド１０に
吊られてリッド１０から間隔をおくディスク状封鎖板２
０ａは、封鎖板２０ａの円形リッジ２０ａ’とチャンバ
のリッド１０のシーリング面１０ａとの間に円形のスロ
ットアパーチャー又はスリットノズル２５を形成する。
一般に、封鎖板２０ａは、その対称軸がインジェクショ
ン通路１５からのガス流を均一に分散させるようにイン
ジェクション通路１５に対してほぼ中心にあるソリッド
な（中空でない）対称部材である。ホール（穴）２５は
細長く好ましくは連続する開口となるよう、封鎖板２０
ａはリッド１０に充分近づけられている。シーリング面
１０ａに取り付けられた対称環状反射板３５ａは、板２
０ａに対して中心にあってそれを取り囲み、円形開口２
５を通して注入されるガスをチャンバの中心の方に収束
させて、ウエハ中心近くのエッチレイトを高める。

【００１１】図１（ｂ）に示す第２の具体例では、ガス
インジェクション装置全体のサイズは、直径を小さくし
たディスク状封鎖板２０ｂと、直径を小さくした環状反
射板３５ｂとを使用することにより、小さくなってい
る。図１（ａ）の具体例では、環状反射板３５ａの内面
３６ａは、封鎖板２０ａに対して鈍角を成しているが、
図１（ｂ）の具体例では、環状反射板３５ｂの内面３６
ｂは封鎖板２０に対して鋭角を成し、インジェクション
ガスをウエハ中心の方に更に大幅に収束している。図１
（ａ）及び図１（ｂ）の具体例では、ガスインジェクシ
ョンポート１５はチャンバ及びリッド１０に対して中心
にある。

【００１２】本発明の第３の具体例を、図１（ｃ）に例
示する。この具体例では、ガスインジェクション装置全
体はリッド１０に納められており、また、ガスインジェ
クション装置全体は、円筒形上部通路４３を形成する円
筒形上部ライナ４２と、円筒形上部ライナ４２の基部か
ら半径方向外側に延びる環状中間ライナ４４と、環状中
間ライナ４４のエッジ周辺からリッド１０のシーリング
面１０ａまで延びる倒立切頭円錐円環状下部ライナ４６
とを備えるガス通路ライナ４０から成っている。倒立切
頭円錐中心ディスク５０は、下部ライナ４６により囲ま
れた内部空間の所定位置に固定され、それと一体を成し
ている。ディスク５０は、中間ライナ４４と間隔をお
き、水平扁平ディスク形ガスマニホールド５５を形成し
ている。更に、ディスク５０は、下部ライナ４６と間隔
をおき、ガスインジェクションノズルとして作用する円
錐円環形状スロットアパーチャー６０を形成している。
スロットアパーチャー６０が設置されている円錐角は、
必ずしも図１（ｃ）に示す角度である必要はない。ウエ
ハ面を横断するエッチレイトを最適均一分布させるよう
に、この角度は選定される。例えば、角度をガス分布を
ウエハの中心の方に片寄せて、通常のプラズマエッチプ
ロセスの傾向をウエハの中心で低いエッチレイトになる
ように補償するよう選択することができる。全体的に、
ノズルの設計の他にプロセス条件及びハードウェアパラ
メータがエッチレイトに均一に影響するので、スロット
アパーチャー６０を（下に参照する図１（ｄ）の具体例
のように）垂直にすることができ、又はその中心軸に対
して内側に又は外側に傾けることができる。

【００１３】図１（ｄ）は第４の具体例を例示するが、
これはスロットアパーチャーが垂直で、環状下部ライナ
４６及び中心ディスク５０が円錐ではなく円筒形である
他は、図１（ｃ）の具体例と同じである。図１（ｄ）は
好適な具体例の１つである。

【００１４】本発明の利点は、マニホールド５５の内面
及びスロットアパーチャーないしノズル６０の内面を含
むノズル通路内面に、表面欠陥がなく、従って腐食又は
侵食を受けないということである。これは、その構成要
素４２、４４、４６を含むライナ４０並びに中心ディス
ク５０が、ガス散布装置を組み立てる前に、別々の部品
として製造され機械加工されることによる。従って、こ
れら内面は、製造中は別々の部品４０（４２、４４、４
６を含む）及び５０の外面である。従って、各部品に欠
陥のない滑らかな表面に仕上げるように、外部での研磨
の手順が採用される。これにより、ガス通路内面が侵食
又は腐食により汚染されるという１つの問題の局面が解
決する。

【００１５】本発明の他の利点は、ガス散布装置の大き
さ又は直径が、特に図１（ｄ）の好適な具体例の場合に
おいて、ウエハ直径に対して小さいということである。
半径方向の伸張部分が短いため、ライナ４０及び中心デ
ィスク５０を含むガス散布装置は、導電材料で形成する
必要がない。リッド１０が導電性である限り、チャンバ
の上に接地平面を設けるのに図１（ｄ）の小さなガス散
布装置を導体にする必要はない。従って、ライナ４０及
び中心ディスク５０を含むガス散布装置を、プラズマ又
はプラズマに注入されたガス内のエッチャント種による
攻撃に耐える材料から形成するのが望ましい。好適な材
料は、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム、窒化
珪素、又は各種ガラスセラミック材料などのセラミック
である。しかし、石英ガラス(fused quartz)（又は適切
な各種溶融シリカ）及びポリイミドやポリエーテルイミ
ドのような重合材料を同様に採用することができる。そ
の結果、注入すべきガス（エッチングリアクタの場合に
は塩素、三塩化ホウ素あるいは塩化水素酸など）は、リ
アクタチャンバに入る途中でアルミニウムと接触するこ
とはない。具体的には、円筒形インジェクション通路４
３へのガスフィードライン６５は、ステンレス鋼製であ
るから、インジェクションガスは、ガスフィードライン
６５のスチール材料か、あるいは、ライナ４０及び中心
ディスク５０の前述のセラミック、石英ガラス、又は重
合材料のいずれかと接触する。ライナ４０及び中心ディ
スク５０の表面の外部での研磨、並びに、前述のセラミ
ック、石英ガラス、又は重合材料のような材料の使用を
含む前述の特徴は、ガス散布材料の腐食及び侵食による
汚染の問題を排除する。

【００１６】図２は、図１（ａ）に例示する具体例に対
応するものであるが、反射板３５ａが無い具体例を示し
ている。図２の具体例では、直径２００ｍｍのウエハ全
体のメタルエッチレイトの非均一性の偏差は約２０％を
越えないことが見い出され、非均一性（Ｎ）のパーセン
テージは： Ｎ＝［（Ｒmax −Ｒmin ）/ （２×Ｒavg ）］ （１） と定義される。Ｒmax は最大エッチレイトであり、Ｒmi
n は最小エッチレイトであり、Ｒavg はウエハの表面全
体の平均エッチレイトである。

【００１７】図３は、図２の具体例の変形例を示すが、
ここでは、貫通する中心ガス出口６７ａを有するディス
ク形状インジェクションマニホールド床６７が、切頭円
錐環６８によりリッド１０の底に取り付けられている。
封鎖板２０ｂ（図１（ｂ）の）はガス出口の底部に面
し、ガス出口６７から出るガスを均一に散布するように
している。図３の具体例は、ウエハ面を横断するメタル
エッチの非均一性が約９％を越えない偏差を示すことが
見いだされている。

【００１８】図４（ａ）は、本発明の他の好適な具体例
を示しており、この具体例は、平行四辺形環７０及び環
７０の内部にある小さい切頭円錐中心ディスク７５（図
１（ｃ）の中心ディスク５０と同様）及び外側の環77か
ら構成されており、二つの同心円スロット形の内側に傾
斜した開口又はノズル８０、８５を形成する封鎖板組立
体６９を備えている。図４（ｂ）は、スロットアパーチ
ャー８０、８５が垂直でディスク及び環７５、７０、７
７が円筒状である場合の図４（ａ）の具体例の変形を示
す。図５は、図４（ａ）の封鎖板組立体６９の組み立て
る前の状態を、すべての内部ガスノズル通路が、別々に
研がれて欠陥の無い表面にされた別々の部品７０、７
５、７７の外面となっている視点で示している。別々の
部品７０、７５、７７を放射状スポーク９６により一緒
に保持することができ、次に説明するように、外側部品
７７は、ボルト９５、９７によりリッド１０に固定され
る。この目的で、インジェクションマニホールド床１０
０が、通路８０、８５への進入路となるリッドを貫く開
口１１０の周りでリッド１０に取り付けられている。リ
ッド１０の凹みのシーリング１２０及びインジェクショ
ンマニホールド床１００は、通路８０、８５の上方でガ
スインジェクションマニホールド１２５を形成してい
る。ボルト９５、９７は床１００のねじホールにねじ込
まれている。 図６（ａ）は図４（ａ）の概念の拡張を
例示し、封鎖板組立体６９が一対の同心平行四辺形環７
２、７４を備えるように修正され、中心に向かって内側
に傾いた三つの円スロットアパーチャー又はノズル８
０、８５、９０が設けられている。この具体例では、す
べての個片が床１００と共面である。図６（ｂ）は図６
（ａ）と対応するが、垂直スロットアパーチャー ８
０、８５、９０を備えた具体例を示している。

【００１９】図７（ａ）は１つの具体例の拡大図であ
り、これは図１（ｃ）のものと類似しているが、１つだ
けのスロットアパーチャー６０を備え、全体がリッド１
０の中に収容され、それにより取り付け床（図４（ａ）
の床１００のような）の必要性を全く排除し、且つこれ
は重要な利点であるが、リアクタチャンバの内部に向か
って平らな表面を表している。図７（ａ）の具体例は、
モジュール式セルフアライニング組立体であり、わずか
の部品しか必要としない。組立体の各要素は組立前に研
磨される。また、ライナ要素４６は、リッド１０を貫く
開口の周りに機械加工された棚９１により支持され、こ
れによりリッド１０を外さずに取り付けが可能になり、
シールが容易になると共に、周囲と真空チャンバとの間
の圧力差に一層容易に適応することができる。更に、図
７（ａ）の具体例は、シール面のチャンバ側にファスナ
を必要としない。ここで顕著な利点は、図７（ａ）のガ
ス散布装置のモジュール式構成がガス通路ホールのため
のドリル加工を必要としない点にあり、これは、プラズ
マシースの厚さより小さい幅のガス流ノズル又はスロッ
トアパーチャーを設けることができる場合においても顕
著な利点となる。小さいホールを開ける必要性がなけれ
ば、石英ガラス又はサファイアなどのような材料を必要
に応じて使用することができる。このような材料は腐食
性ガスの環境に非常に適している。

【００２０】図７（ａ）は、ガス散布装置を外部取り付
けリング１３７を用いてリッド１０にボルト止めする方
法、並びに、Ｏリングシール１４０を採用して、望まし
くない経路に沿うガス流を封鎖する方法を示している。
スロットアパーチャー６０の幅は約２０〜３０ｍｉｌ
（約０．５１〜約０．７６ｍｍ）の間にある。図７
（ｂ）は、垂直ガス出口流（スロットアパーチャー６
０）のある図７（ａ）の具体例の一実施法の拡大図であ
る。図７（ｂ）も、好適な具体例の一例である。

【００２１】図７（ｃ）は、図７（ａ）の具体例の２−
スリット形式の断面図であり、図４（ａ）の切頭円錐中
心ディスク７５及び切頭円錐環７０を使用して対称軸に
対して傾いた二つのスロットアパーチャー８０、８５を
形成している。

【００２２】図７（ｄ）は、図７（ｂ）の２−スリット
形式の具体例の断面図であり、ここでは、ディスク７５
及び環状部材７０は円筒形であり、各々がリッド１０の
中に収容されており、内側スロットアパーチャー８０及
び外側スロットアパーチャー８５は、ディスク７５及び
環７０の対称軸に垂直に又は平行になっている。外側リ
ング１４５は、外側スロットアパーチャー８５を包囲し
ている。図７（ｄ）の環状部材７０は、一対の環状部材
７０ａ、７０ｂを備えている。好適な具体例では、一対
の環状部材７０ａ、７０ｂを単一の一体の部材として形
成することにより、それらの間のシールを省略すること
ができる。図７（ｄ）の具体例では、外側リング１４５
はＬ形を成し、棚９１に静置されるようになっている。
環７０（７０ｂ）には、円周上に間隔をおいて設けられ
た複数の耳１５０があり、これは、その外周から半径方
向外側に広がり、外側リング１４５の内周にある棚の中
に入れ子となっており、耳１５０はそこで環７０を支持
している。環にある耳１５０は、環７０の重量を外側リ
ング１４５に移している。同様に、中心ディスク７５
は、その外周から延び、環７０のスロット１５５内に入
れ子となっている複数の円周上に間隔をおいて設けられ
た耳１５０により支持されている。間隔をおいて設けら
れた耳１５０は、それらの間にギャップ１６５（図７
（ｇ）に示す）を形成しているので、耳１５０は、ガス
流通路８０、８５を通るガス流を妨害しない（図７
（ｄ）を参照してここに説明した、スロット１５５に入
れ子となる耳１５０の特徴は、図７（ｂ）の具体例にも
採用されていることに注目すべきである。）。従来から
ののＯリングシール１４０が、スロットアパーチャー８
０、８５へのガス流を制限するシールとなって真空チャ
ンバの真空の完全性を維持している。取り付けリング１
３７とガス散布ハードウェアの上面との間に形成された
ガスマニホールド１７０は、ガス流入口供給通路２７５
からのガスを受け取り、ガスはマニホールド１７０から
スロット形ホール８０、８５を通ってリアクタのチャン
バの内部に流れる。図７（ｄ）の好適な具体例の好適な
実施例では、環状部材７０ａ、７０ｂ、ディスク７５、
外側リング１４５をポリイミドとすることができ、好適
にはセラミック製で約１．２ｃｍの厚さである。ここで
は、リッド１０を、リアクタチャンバに面する下面を陽
極処理したアルミニウムで形成した。一般に、環状部材
７０、ディスク７５及びリング１４５を含むスロットア
パーチャーを形成する構造を、先に述べたセラミック、
石英ガラス、重合体、又は陽極処理アルミニウム材の何
れかから形成することができる。フランジ又は取り付け
リング１３７をステンレス鋼で形成し、Ｏリング１４０
は腐食性ガスの使用に適する従来の形式のものとした。
ステンレス鋼取り付けリング１３７／供給通路２７５及
びセラミック、石英ガラス及び重合体のスロットアパー
チャー８０、８５の組合せは、アルミニウムを有しな
い、即ち腐食性ガスからの攻撃にはるかに良く耐えるガ
ス散布構造を提供する。スロット形ホール８０、８５
は、０．５ｍｍのギャップであった。

【００２３】図７（ｅ）は、図７（ｃ）の具体例の３−
スロット形式を示しており、環状部材７０を内側の環状
部材７２及び外側の環状部材７４で置き換えている他は
ほとんど同一である。図７（ｆ）は、図７（ｄ）の具体
例の３−スロット形式を示しており、環状部材７０ａ、
７０ｂを、内側の環状部材７２ａ、７２ｂ及び外側の環
状部材７４ａ、７４ｂで置き換えている他は、ほとんど
同一である。環状部材７２ａ及び７２ｂの対を（それら
の間のシールを省略して）単一の一体の部材として組み
合わせることができ、同様に、環状部材74a 及び74b の
対を単一の一体の部材として組み合わせることができ
る。

【００２４】図７（ｂ）の具体例を生産環境で試験し
た。１２，０００枚もの多数の６インチ直径のウエハを
単一のリアクタで処理し、全体で約１３５，０００枚の
このようなウエハを、図７（ｂ）の具体例のセラミック
形式を使用して処理している。この試験のすべてにおい
て、プラズマリアクタチャンバは、顕著な粒子汚染増大
の兆候を示さなかった。粒子汚染のレベルはすべての場
合で許容可能なプロセス限界の中に止まっている。スリ
ットノズル部品の視覚検査では、腐食性エッチ化学品へ
の曝露による劣化又は磨耗の兆候を示さなかった。更
に、スリットノズルを囲むリッドの陽極処理チャンバ側
面は、磨耗又は腐食の兆候を示さなかった。比較とし
て、従来型のガス散布プレートを備えたチャンバでは、
ガス散布プレートは典型的にわずか５，０００枚のウエ
ハを処理した後で、取り替えを必要とするほどの磨耗又
は劣化を示した。この比較は、典型的プラズマリアクタ
チャンバに現在採用されている従来型ガス散布プレート
に対して、長寿命及び低コストの消耗材料が本発明によ
り実現することを実証している。

【００２５】図８は、図７（ａ）のガス散布装置を備え
たプラズマリアクタを示す。リッド１０は、処理しよう
とする半導体ウエハ２２０を支持するウエハペデスタル
２１０を収容する円筒チャンバハウジング２００の一部
である。リアクタチャンバハウジング２００の周りを包
囲するＲＦコイルアンテナ２３０は、プラズマ電源を構
成する整合ＲＦ源２４０から電力の供給を受ける。イオ
ン衝突のエネルギーを制御するバイアスＲＦ電源２５０
が、ウエハペデスタル２１０に接続されている。しか
し、他のＲＦ電源構成を採用してもよい。例えば、ＲＦ
アンテナコイル及びＲＦ源を電磁コイルで置き換え、Ｒ
Ｆ電力をウエハペデスタル２１０にだけ入力する、磁気
的に増強した反応性イオンエッチ装置を採用することが
できる。真空ポンプ２６０及び絞り弁（図示せず）によ
り、チャンバの内部のガス圧力が制御される。ガス供給
源２７０は、スチールの流入管２７５を通してガス散布
装置のガス散布マニホールド５５に接続されている。

【００２６】図９は、図７（ｂ）のスロットアパーチャ
ーノズル６０の直径を変えることにより、直径１５０ｍ
ｍのウエハ全体の所望のエッチレイト分布を選択できる
方法を示す。スロットアパーチャーノズルの直径は、ガ
ス散布装置の中心からノズルスロットの最も内側のエッ
ジまでの半径方向の距離として定義されていることに注
目されたい。図９は、平均エッチレイトをウエハの中心
でのエッチレイトに正規化した半径方向位置の関数とし
て示している。スロット形ノズルの直径が２．５ｃｍ
（点線のカーブ）から３．３ｃｍ（破線のカーブ）に、
次に３．７ｃｍ（実線のカーブ）に増大するにつれて、
中間及びエッジでのエッチレイトは中心に対して増大す
る。図６（ｂ）に対応する単一の円形スリットの具体例
では、ノズル直径を１．８ｃｍから２．５ｃｍに、次い
で３．１ｃｍに増大すると、ウエハ直径を非均一に横断
するエッチレイトの偏差はそれぞれ２４％、１２％及び
８％を示した。

【００２７】図１０は、二重スリット構成について直径
２００ｍｍのウエハを横断するエッチレイトの分布を示
す。図１０のデータは、図７（ｄ）の具体例に対応す
る。スリット８５、８０の直径はそれぞれ、４インチ
（約１０ｃｍ）及び１．５インチ（約３．７ｃｍ）であ
った。３．７ｃｍのスリットだけ（実線のカーブ）、10
cmのスリットだけ（点線のカーブ）、を封鎖することに
より、並びに、どちらのスリットも封鎖しない（破線の
カーブ）ことにより、三つの試験を行なった。図９と同
様に、ウエハの中間及びエッジでのエッチレイトは、ス
リット直径が増大するにつれてウエハの中心に対して増
大した。更に、ダブルスリットの構成を用いる場合のウ
エハ全体のエッチレイト分布は、単一スリットで実行し
た場合のエッチレイト分布とエッチレイト分布との間に
ある。約言すれば、図９及び図１０のデータは、ウエハ
の中心から外側中間領域までの（即ち、１５０ｍｍのウ
エハについて０〜４０ｍｍの半径方向位置までの、並び
に、２００ｍｍのウエハについて０〜６０ｍｍの半径方
向位置までの）エッチレイトの変化を、スリット直径を
調節することにより極小にし得ることを示している。本
発明は、以下に説明するように、腐食耐性及び組立の容
易性に関する利点を一層大きくしつつも、従来型ガス散
布装置の場合と同等のエッチレイトの均一性を与える。

【００２８】再び図８を参照すれば、ウエハ周辺に近い
エッチレイトを低くするか又は制御する目的で、ウエハ
周囲を包囲するフォーカスリング２７８を追加すること
ができる。フォーカスリングは、エッチャント種イオン
が不足しているウエハ中心上方のプラズマ領域及びエッ
チャント種イオンの豊富なウエハ外縁の外側のプラズマ
領域を分離する化学的境界を横断するエッチャント種の
流れを減少させる。図１１は、フォーカスリングを追加
すると直径２００ｍｍのウエハの周辺近くのエッチレイ
トが、約８６０ｎｍ／ｍｉｎ．の高い速度（黒い正方形
の曲線）から約７２０ｎｍ／ｍｉｎ．の低い速度（白い
正方形の曲線）までいかに減少するかを例示している。
フォーカスリングがウエハ周辺でのエッチレイトを強く
変調するという事実は、ノズル直径をフォーカスリング
の高さと組み合わせて賢明に選択することにより、ウエ
ハを横断するエッチレイトの変化を極小にし得ることを
示している。

【００２９】全体として、腐食耐性に関する利点をはる
かに大きくしつつ、従来型のガス散布プレートで達成さ
れるものに匹敵するエッチレイトの均一性が、本発明に
より実証されている。上述の通り、従来型ガス散布プレ
ートは典型的には、ウエハ中心上方で単位面積あたりの
オリフィスを一層多くしてウエハ中心でのエッチレイト
を高めるように設計されている。本発明の利点は、（従
来型ガス散布プレートにおける多数の小オリフィスと比
較して）非常に少数のスロットアパーチャーノズルしか
備えていないにもかかわらず、内在的に、ウエハの中心
上方に十分なガスを散布して同じエッチレイトの均一性
を達成するということである。

【００３０】図１２は、図１（ｃ）の円形スロットアパ
ーチャーノズル６０の下面図である。図１３は、ノズル
６０を個別の弓形の小部分６０ａ〜６０ｄに区分するこ
とができる方法を示し、図１４は、ノズル６０が、円形
通路ではなく、その一部１５０が削除された蛇行する弓
形の通路１４０をたどることができる方法を示してい
る。図１５は、図１４の具体例を別々の弓形の小部分に
区分することができる方法を示している。図１３〜図１
５の具体例は、磁気励起反応性イオンエッチ（ＭＥ−Ｒ
ＩＥ：magnetically enhanced reactive ion etch）リ
アクタでの用途に有用であり、これは、リアクタに隣接
する外部磁石と外部磁石との間のコーナーに幾分高い磁
界があるため、均一なエッチャントガス分布による高い
エッチレイトを示す。この非均一性は、高い磁界密度の
領域にわたるスロットアパーチャーノズル６０の隣接部
分６０ａ〜６０ｄの間のギャップを調心する（アライン
メントする）ことにより補償することができる。ＭＥ−
ＲＩＥプラズマリアクタの場合、このような位置合わせ
を、四つの個別のノズル部分６０ａ〜６０ｄに対する、
リアクタの４個の外部磁石２００ａ〜２００ｄの相対的
向きを破線で示すことにより図１５に示してある。現在
のところエッチレイト均一性のこのような精密な整合は
必要でないと考えられている。

【００３１】単一のスロットアパーチャー６０を採用す
る図１（ｃ）、図１（ｄ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）
の具体例では、開口の直径は一般に、０．５インチ（約
１．２ｃｍ）〜６．０インチ（約１５ｃｍ）の広い範囲
にあるが、好適な範囲は１．０インチ（２．５ｃｍ）〜
２．０インチ（約５．０ｃｍ）である。一対のスロット
アパーチャー８０、８５を採用する図４（ａ）、図４
（ｂ）、図７（ｃ）及び図７（ｄ）の具体例では、外側
スロットアパーチャーの直径は一般に、３．０インチ
（約７．５ｃｍ）〜６．０インチ（約１５ｃｍ）の広い
範囲にあるが、好適な直径は約４．０インチ（約１０ｃ
ｍ）であり、内側スロットアパーチャーの直径は一般
に、０．５インチ（約１．２ｃｍ）〜２．０インチ（約
５．０ｃｍ）の広い範囲にあるが、好適な直径は約１．
５インチ（３．７ｃｍ）である。三つのスロットアパー
チャー８０、９０、８５を採用する図６（ａ）、図６
（ｂ）、図７（ｅ）及び図７（ｆ）の具体例では、開口
の直径は一例で、それぞれ、アパーチャー８０は約０．
３インチ（約０．８ｃｍ）、アパーチャー９０は１．０
インチ（約２．５ｃｍ）、アパーチャー８５は１．２５
インチ（約３．０ｃｍ）とすることができ、あるいは、
この代わりとして、それぞれ、アパーチャー８０を１．
０インチ（約２．５ｃｍ）、９０を２．５インチ（約
６．３ｃｍ）、８５を４．０インチ（約１０ｃｍ）とす
ることもできる。

【００３２】（本発明の利点）本発明では、従来型のガ
ス散布プレートに複数の長所を組合せている。本発明
は、プラズマシースの厚さを越えないギャップ（空隙）
である細長い開口ないしノズルを形成する別々の部品に
よるモジュール式組立体であるから、別々の部品の外部
を研磨して表面の欠陥が腐食性ガス環境で劣化又は粒子
汚染の原因にならないようにしている。更に、ドリルで
開けたホールが存在しないため、前述のセラミック、石
英ガラス、ポリマー等のあらゆる耐腐食性材料を使用す
ることを可能にし、この耐腐食性材料を用いることで、
ステンレス鋼製のガス流入口と組み合わせることによ
り、腐食性ガスの攻撃に実質的に耐えるガス散布装置を
提供することができる。このモジュール式構成は、製造
を容易にするため、落とし込み（ドロップ−イン）式の
セルフアライニング組立体を提供する。従来型のガス散
布プレートと比較してノズルの数が少ないにもかかわら
ず、本発明はこれに匹敵するエッチレイトの均一性及び
設計の融通性を実現し、同時に、サイクル寿命を従来型
ガス散布プレートの何倍にもしている。これにより、消
耗材料を取り替える際の生産中断時間の頻度が減り、処
理量が大きくなる。

【００３３】（他の有利な具体例）図１６（ａ）、図１
６（ｂ）並びに図１７〜図２２は、本発明によるガス散
布装置の追加具体例を示す。これら追加具体例は一般
に、図７（ａ）〜図７（ｆ）の具体例に関係しており、
同様の長所を示す。しかし、新しい具体例も同様に別の
長所をも示す。

【００３４】図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、中心部材
３０２と、中間部材３０４と、外側部材３０６とを備え
る２−スロットの具体例である。図１６（ａ）は、この
具体例の断面図であり、図１６（ｂ）は、この具体例の
斜視分解図である。中心部材３０２の形状はステップ付
き円筒である。その上端から始めて、部材３０２には第
１、第２及び第３の環状部分３０８、３１０、３１２及
びディスク形状の底部３１４がある。環状部分３０８、
３１０、３１２の内径は同じで、それにより円筒形状中
心空胴３１６を形成している。最上（第１の）の環状部
分３０８の外径は、隣接する第２の環状部分３１０の外
径より小さく、それにより棚を形成している。この棚は
内径が第１の環状部分３０８の外径とほぼ同じである圧
縮Ｏリング３１８を支持するのに使用される。Ｏリング
３１８の目的は、後に詳細に説明することにする。第３
の環状部分３１２の外径も第２の環状部分３１０の外径
より小さい。この小さい方の直径の目的は前述の中間環
状部材３０４と協同する環状マニホールド３２０の部分
を形成することである。第３の環状部分３１２に多数の
ホール３２２が、中心空胴３１６とマニホールド３２０
との間に形成されている。これらのホール３２２の数、
設置場所及び目的も後に説明することにする。最後に、
中心部材３０２のディスク状底部３１４の直径は第３の
環状部分３１２の直径より大きい。底部３１４の外縁エ
ッジは、最も内側のスロット形ホール３２４の内側エッ
ジを形成している。従って、明らかなように、その正確
な直径は所望の開口幅及び直径の関数である。

【００３５】中間部材３０４は形状がステップ付き環で
あり、中心部材３０２及び外側部材３０６と接続するよ
うに設計されている。中心部材３０２は、中間部材３０
４の中心の空孔に入れ子となっている。中間部材３０４
には、上部、中間部及び下部があるととらえることがで
きる。上部には、二つの環状部分３２６、３３６があ
る。最内部にある環状部分３２６は、中心部材３０２の
第２の環状部分３１０と接しており、その内径は第２の
環状部分３１０の外径とほぼ同じである。これにより前
述の中心部材３０２を中間部材３０４に入れる作業が容
易になり、二つの部材３０２、３０４が同心になること
が確保される。中間部にも二つの環状部分３３０、３３
８があり、その最内部のもの（すなわち、部分３３０）
の外径は上部の最内部の環状部分３２６の外径に対応し
ている。中間部の最内部の環状部分３３０の内径は、上
部のものより小さい。これにより、中心部材３０２の第
２の環状部分３１０の底を支持する棚３３４が作られ
る。中間部の最内部の環状部分３３０の内向きエッジ
は、前述のマニホールド３２０のもう一方の壁を形成し
ている。第２の環状部分３１０の厚さは最内部の環状部
分３２６の厚さに対応していることも注目される。従っ
て、第２の環状部分３１０の上面は中間部材３０４の上
面と同じ高さになる。上部及び中間部の外側環状部分３
３６、３３８は、同じ内径を有し、対応する最内環状部
分３２６、３３０から半径方向に離れている。この結
果、環状空胴３４０が形成されている。中間部の外側環
状部分３３８の外径は、上部の外側環状部分３３６の外
径より小さい。この目的は第２の環状マニホールド３４
２の一つの壁を形成することである。中間部の外側環状
部分３３８にも前述の環状空胴３４０と第２のマニホー
ルド３４２との間に多数のホール３４４が形成されてい
る。ホール３２２と同様、ホール３４４の数、設置場所
及び目的については後に説明する。最後に、中間部材３
０４の下部は、上部及び中間部３２６、３３０、３３
６、３３８の環状部分の間のギャップ（すなわち、環状
空胴３４０）を埋める一つの環を形成している。この下
部の内縁は、前述の最も内側のスロットアパーチャー３
２４の外縁を形成している。従って、この下部の内径
は、中心部材３０２の底部３１４と協同して、所望の開
口幅及び直径を作る大きさになっている。この下部の外
縁の直径は、中間部の外側環状部分３３８の直径より大
きい。また、この下部の外縁は、外側スロットアパーチ
ャー３４６の内縁を形成している。最内部の開口３２４
の場合のように、この外縁エッジの正確な直径は、所望
の開口幅及び直径の関数である。

【００３６】外側部材３０６もその形状はステップ付き
環であり、その中心空隙に入る中間部材３０４に接する
ように設計されている。中間部材３０４の場合のよう
に、外側部材３０６に上部、中間部及び下部があると考
えることができる。上部３４８は、内径が中間部材３０
４の外側環状部分３３６の外径とほぼ同じ環である。こ
れにより中間部材３０４を外側部材３０６に入れること
ができ、これら二つの部材３０４、３０６が確実に同心
になる。外側部材３０６の中間部３５０も外径が上部３
４８の外径に対応する環形状をしている。中間部３５０
の内径は、上部３４８の内径より小さい。これにより中
間部材３０４の外側環状部分３３６の底を支持する棚３
５２が作られる。また、中間部３５０の内縁エッジは前
述の第２の環状マニホールド３４２の他の壁を形成して
いる。最後に、外側部材３０６の下部３５４は、その内
周が前述の外側スロットアパーチャー３４６の外縁を形
成している環である。下部３５４の内径は、中間部材３
０４の下部と協同して、所望の開口幅及び直径を作る大
きさになっている。外側部材３０６の下３５４の外周の
直径は、上部及び中部３４８、３５０の直径より小さ
い。これによりガス散布装置をチャンバリッド３５６内
に組立てやすくする環状ノッチが作られる。具体的に
は、リッド３５６に段付きホールが形成されている。ホ
ールの上部の直径は外側部材３０６の上部及び中間部３
４８、３５０の外縁の外径に対応している。これに反し
て、チャンバのシーリングに隣接するホールの下部の直
径は、外側部材３０６の下部３５４の外縁に対応してい
る。従って、外側部材３０６の中間部３５０の底が置か
れる棚３５８が形成される。また、この棚３５８には環
状チャンネルが形成されている。このチャンネルは、真
空チャンバの真空を完全に維持するシール用Ｏリング３
６０を収容する。

【００３７】中間部材３０４の上部の環状部分３２６、
３３６の厚さは、外側部材３０６の上部３４８の厚さに
対応している。これは中間部材３０４の上面が、中心部
材３０２の第２の環状部分３１０の上面とだけでなく外
側部材３０６の上面とも同じ高さであるということを意
味する。この結果、一旦入れ子となれば、三つの部材３
０２、３０４、３０６は平面状表面を示すことになり、
ガス散布装置の表面平面の少し上方に伸びる中心部材３
０２の第１環状部分３０８はこの限りではない。更に、
装置の底面もほぼ平面状となるよう、好適な構成ではチ
ャンバのシーリングと同じ高さとなるように、三つの部
材３０２、３０４、３０６の残りの部分の厚さがきめら
れる。この同じ高さで載置することにより、ガス散布装
置を支持するリッド３５６を貫く開口の周りに加工され
た棚３５８と共に、装置を完全にリッド３５６に嵌め込
み、周囲と真空チャンバとの間の圧力差により生ずる下
向き移動に対して固定することができるようにする。そ
の結果、プラズマからの劣化を受けることになる取り付
け床（図４（ａ）の床１００など）や装置のチャンバ側
のファスナの必要性がない。また、リッド３５６を外さ
ずに装置を設置することができる。これはその取り替え
中の中断時間を減らすはずである。ガス散布装置の底を
チャンバのシーリングと平らにする前述の特徴は好適で
はあるが、ガス散布を増強させたければ、装置をウエハ
の方に広げることも可能である。例えば、中心部材のデ
ィスク状底部の厚さ及び中間部材及び外側部材の下部の
厚さをも増すことができる。これにより所望の拡張が行
なわれ、スロットアパーチャーをウエハの表面に更に近
く設置することができる。

【００３８】一般に、上述のガス散布装置を、先に述べ
たセラミック、石英ガラス、重合材、又は陽極処理アル
ミニウム材のいずれから形成してもよい。図７（ａ）〜
図７（ｆ）の具体例の幾つかの場合のように、本発明の
装置の各要素を組立前に磨くことができる。更に、中心
部材３０２及び中間部材３０４に直径の比較的大きいホ
ール３２２、３４４を形成すればよいだけであるから、
装置を前述のセラミック、石英ガラス、重合材から有利
に作ることができる。このような材料は腐食性ガスの環
境に対して高い耐性を持つので、寿命を長くし、ウエハ
汚染の危険を減少させる。

【００３９】ディスク形状のカバー３６２を使用して、
ガス散布装置をチャンバにシールして固定する。カバー
３６２はその直径が装置の直径より大きく、リッド３５
６の外側に固定される。これは、カバー３６２のホール
を通して、リッド３５６に形成されているボルトホール
にねじ込まれるボルト３６４を使用して行なわれる。円
筒空胴３６６がカバー３６２の中心に形成されている。
空胴３６６の直径は圧縮Ｏリング３１８とほぼ同じであ
り、深さは中心部材３０２の第１の環状部分３０８とほ
ぼ同じである。一旦設置すれば、カバー３６２は圧縮Ｏ
リング３１８に対して下向きの力を与える。これにより
装置の三つの部材３０２、３０４、３０６を共に押し、
それらを所定位置に保持する。カバー３６２は、中心空
胴及び環状空胴３１６、３４０と接するガス流入口構造
体３６８も有している。このガス流入口３６８を空胴３
１６、３４０への開口を有する直線チャンネル３７０と
して図示してある。カバー３６２が空胴３１６、３４０
の上にわずかに張り出している図１６（ａ）に示したよ
うに、これらチャンネル開口を空胴３１６、３４０と同
じ大きさにする必要はないことに注目されたい。しか
し、この代わりに、ガス流入口構造３６８は直線チャン
ネル３７０を越えて延長してその全長にわたり環状空胴
３４０の中に開いている環状チャンネル（図示せず）を
備えることができるであろう。この代わりのガス流入口
構造は、条件により、環状チャンネルに一層良好なガス
散布を行なうことができる。動作中、ガス流入口３６８
は、ガスをガス流入口供給源（図示せず）から受け取
る。その後、ガスはチャンネル３７０を通って中心空胴
及び環状空胴３１６、３４０に流入する。ガスは、空胴
３１６、３４０からホール３２２を通って中心部材３０
２に、ホール３４４を通って中間部材３０４に、並び
に、内側及び外側マニホールド３２０、３４２に流入す
る。最後に、ガスはスロットアパーチャー３２４、３４
６を通ってガス散布装置を出て、リアクタのチャンバに
入る。マニホールド３２０、３４２を用いて、スロット
アパーチャー３２４、３４６からの均一な流出を確保す
る。図１６（ａ）〜図１６（ｂ）の具体例は、垂直ガス
流を示すことに注目する。これは好ましいことである。
カバー３６２には、カバー３６２を取り付けたとき、外
側部材３０６に面する環状チャンネルもある。シール用
Ｏリング３７２はこのチャンネルの中に設置されてカバ
ー３６２とガス散布装置との間をシールし、ガス流をス
ロットアパーチャー３２４、３４６だけに制限し、真空
チャンバの真空を完全に維持する。カバー３６２は好適
にはガスの腐食効果に耐えるステンレス鋼から作られ、
Ｏリング３１８、３６０、３７２を腐食性ガスに使用す
る従来の形式のものとすることができる。

【００４０】図１６（ａ）、図１６（ｂ）の具体例は、
図７（ｂ）、図７（ｄ）及び図７（ｆ）〜図７（ｇ）の
具体例において依存していた耳１５０を省略していると
いう点で非常に頑丈なデザインを提供する。これらの耳
１５０は、充分許容可能ではあるものの、前述のセラミ
ック、石英ガラス、又は重合材料を採用する場合に壊れ
やすく、幾分か製造困難な可能性がある。加えて、図７
（ａ）〜図７（ｆ）の具体例に採用されている「視野
線」構造は、図１６（ａ）、図１６（ｂ）の現在の具体
例では省略されている。この「視野線」構造は、チャン
バの内部とガスソース流入口との間に直線経路を与える
ものである。スロットアパーチャーの幅は好適にプラズ
マ放電が開口に入らないように設計されているが、これ
が生ずれば、図７（ａ）〜図７（ｆ）の具体例のスロッ
トアパーチャーはマニホールド領域及びガス流入口への
直接通路となるであろう。これは、ステンレス鋼のガス
ソース流入口がプラズマ放電の侵入により覆われ、ウエ
ハに顕著なイオン汚染が生じるため不都合である。これ
に反して、図１６（ａ）、図１６（ｂ）の具体例では、
プラズマは環状マニホールド３２０、３４２を通る回り
道をたどらなければならず、ホール３２２、３４４に入
り、最後に空胴３１６、３４０を上がり、ガス流入口チ
ャンネル３７０に沿ってガス流入口に達する。このよう
な回り道は事実上にプラズマの侵入を不可能にし、万
一、プラズマの侵入があっったにせよ、ガスソース流入
口からの飛散材料がチャンバへの通路を見付けてウエハ
を汚染する、ということはない。

【００４１】図１７は、図１６（ａ）、図１６（ｂ）の
具体例の１−スロット形式を示す。この形式は、中間部
材が省略され、外側部材３０６の直径が小さくなって、
２−スロット具体例での中間部材と接するのと同じよう
に中心部材３０２と接している他は、構造的に同じであ
る。図１６（ａ）、図１６（ｂ）の具体例のスロットア
パーチャーの数も増加することができる。これは現存す
る中間部材３０４と外側部材３０６との間に別の中間部
材３０４’（適切な直径の）を組み込むことにより行な
われる。追加された各中間部材３０４’は、一つの追加
スロットアパーチャーを生ずる。無論、新しい各中間部
材３０４’に対して、ガス流入口チャンネルに追加の開
口を形成して新しい各部材３０４’の環状空胴に対応さ
せなければならない。図１８は、一つの追加中間部材３
０４’を採用した３−スロット形式の一例である。

【００４２】図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７及び
図１８の具体例では、好適には、本発明の前の具体例に
関連して説明したものと同じ開口直径及び幅を採用して
いることに注目されたい。従って、同じ有利な性能特性
が同様に享受されることが期待される。

【００４３】再び図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７
及び図１８を参照すると、本発明のすべての具体例にお
ける中心空胴３１６から内側マニホールド３２０までの
ガスの通路となるホール３２２の直径の他、環状空胴３
４０、３４０’をマルチスロットの具体例の外側マニホ
ールド３４２、３４２’と接続するホール３４４、３４
４’の直径も、スロットアパーチャー３２４、３４６、
３４６’からの所望の流量によって部分的に決まる。理
想的には、ホールの直径は、マニホールド３２０、３４
２、３４２’に十分な圧力が形成されて、スロットアパ
ーチャー３２４、３４６、３４６’から前述の所望の流
量が生ずるよう、ガス流量を供給するように選定され
る。しかし、機械的及び製作上の制約からホールの大き
さが異なることがある。例えば、ガス散布装置を前述の
セラミック、石英ガラス、又は重合材料から作る場合、
ホール３２２、３４４、３４４’を形成しやすくするた
め、ホールの直径も充分大きいことが好ましい。必要な
だけの小さいホール直径を容易に形成できない（所望の
流量により規制されるように）場合は、大きいホール３
２２、３４４、３４４’を形成しておき、インサート
（図示せず）をそれに嵌入することにより、流れを制限
することができる。前述の役目に対する適切なインサー
トの設計を決める構造自体及び因子自体は、当業者に周
知のものであり新規な特徴を構成するものではない。従
って、これらインサートの詳細な説明をここでは行なわ
ない。

【００４４】スロットアパーチャー３２４、３４６、３
４６’からの流量を決める他の因子はホール３２２、３
４４、３４４’の数である。従って、所定の容易に形成
されるホール直径に対して、ホール３２２、３４４、３
４４’の数を変えて前述のマニホールド圧力及びホール
流量を発生することができる。採用するホールの数、そ
れらの直径、を変え、インサートを使用することによ
り、広範多様な流量を作り出すことができると信じられ
ている。また、好適には、ホール３２２、３４４、３４
４’を、その関連部材３０２、３０４、３０４’の外周
の周りに等間隔に配置して、マニホールド３２０、３４
２、３４２’へのガスを均一に散布しやすくする。この
ホール配置は、マニホールド３２０、３４２、３４２’
と協同して、スロットアパーチャー３２４、３４６、３
４６’への一層均一なガス流を確保する。マニホールド
３２０、３４２、３４２’は、ホール３２２、３４４、
３４４’から出るジェット様流れパターンの可能性があ
る流れを滑らかにする傾向があるので、この役目を行な
うのに役立つ。マニホールド３２０、３４２、３４２’
がなければ、開口３２４、３４６、３４６’からのガス
流はホール３２２、３４４、３４４’の場所の近くに集
中することになろう。

【００４５】２−スロットの具体例における試験では、
中心部材３０２の３つのホール３２２及び中間部材３０
４の８個のホール３４４（ホールの直径がすべて０．１
２５インチである）により、許容可能なエッチング性能
が与えられることが見い出された。この特定の構成の目
的は、その他のデザイン考慮事項との均衡を図りつつ、
ホール３２２、３４４を通る際の流れ抵抗を極小にする
ことであった。具体的には、中心部材３０２は３個のホ
ール３２２を備えるように設計され、直径が０．７５イ
ンチ（約０．１９ｍｍ）までのスロットアパーチャーの
構造の完全性を確保しつつもホールの数を最大にするよ
うに設計された。８個のホール３４４は、中間部材３０
４で各ホールを通して同じ流量を与える（スケーリング
分析に基づき）ことに使用された。０．１２５インチの
ホールは、採用するマニホールドの大きさに使用するの
に実用的な標準の最大ドリルサイズであったため選択さ
れた。マニホールドの容積（従ってその寸法）は、開口
スロットに良い流れを発生するのに十分なアスペクト比
（スロット幅に対するスロット高さの比）の必要性から
主に決められた。明らかなように、ホール３２２、３４
４の数及び直径を選択することにより、その他の認識さ
れる構造及び流れに関する考慮事項と均衡をとりつつ、
前述の許容できるエッチング性能が得られた。ホール３
２２、３４４の数及び大きさについて同様の最適化を行
い、他のリアクタの用途について許容できるような性能
を得ることができる。

【００４６】上記の説明で、所望のホール流量が、各開
口３２４、３４６、３４６’について同じであることを
推定したが、必ずしもこのような場合であるわけではな
い。条件によっては、各開口から異なる流量を得るのが
有益なこともある。例えば、内側開口３２４からの流量
を大きくして、ウエハの中心近くのエッチャント種に関
する前述の問題を軽減することに役立てることが有利か
も知れない。開口ごとに流量を変えることは、上に説明
したように、影響される各部材３０２ 、３０４、３０
４’について、ホール３２２、３４４、３４４’の適切
な数及びホールの直径を選択することにより容易に行な
われる。加えて、所望の流量変化を行なうのに前述のイ
ンサートを採用することができる。図１６（ａ）、図１
６（ｂ）、図１７及び図１８の具体例は各開口３２４、
３４６、３４６’から調節可能な流量を得るようにする
のに役立つ。この性能を実現する一つの方法は、図１９
（ａ）に示すように、中心部材３０２の中心空胴３１６
に回転自在の環状リング４０２を組み込むことである。
同様のリングを環状空胴の各々に組み込めば、同様に働
くが、前述のリングの構造及び動作を説明しやすくする
ため、中心空胴316に設置したリング４０２だけを説明
することに注目する。このリング４０２は中心空胴３１
６の壁に接触している。図１９（ａ）に示すように、最
初の回転位置では、リング４０２に存在するスロット４
０４、４０６、４０８がすべてのホール３２２と整列し
ている。このように、ホール３２２は封鎖されず、最大
流量が確立する。リング４０２が一連の交替回転位置に
回転（この場合は時計方向）するにつれて、ホール３２
２はリング４０２により漸次覆われる、すなわち、一つ
の別のホール３２２が各後続回転位置で覆われる。従っ
て、ホール３２２が覆われるにつれてホール流量は益々
減少し、所望の流量に達する、各ホールからの流量を同
様に調節することにより、全体のガス散布プロフィルを
希望に合わせて構成することができる。

【００４７】無論、図１９（ａ）の調節可能な流れの具
体例では、ガスをマニホールドに非対称に注入してい
る。これはホールからの非対称流れを生ずることがあ
る。チャンバ内の非対称汲み上げパターンを補償したい
ときなど、状況によっては非対称流れパターンが有利な
こともある。しかし、開口からの非対称流れが必要ない
場合には、図１９（ｂ）に示すように、修正回転可能環
状リング４０２’を採用することができる。ここで再
び、中心空胴３１６に組み込んだリング４０２’だけを
図示してあるが、前述の環状空胴（存在すれば）の各々
に同様のリングを組み込むこともできる。この修正リン
グ４０２’４０２’も中心空胴３１６の壁に接触してい
る。図１９（ｂ）に示すように、この最初の回転位置
で、スロット４０４’、４０６’、４０８’はすべての
ホール３２２と整列し、ホールが封鎖されず、最大流量
が確定するようになっている。リング４０２’が回転
（この場合には時計方向）するにつれて、各ホール３２
２の等しい部分がリング４０２’により漸次覆われる。
これにより、各ホールが覆われるにつれて全体の開口流
量が次第に減少する。リング４０２’は、所望の流量に
達するまで回転する。各ホール３２２の等しい部分がリ
ング４０２’を使用して封鎖されるので、空胴３１６へ
の対称流れパターンが維持される。したがつて、図１９
（ｂ）の具体例は、このようなパターンが必要なとき好
適である。

【００４８】ホール３２２、３４４、３４４’に流れ制
限又は封鎖インサートを単に採用するだけで、同様の流
量調節を得ることができることに注目する。しかし、回
転可能な環状リング４０２、４０２’の使用は開口流量
を変える一層便利な方法であると信じられており、この
方法が好適である。

【００４９】図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１８、
図１９の具体例に対する別の有益な修正案には、各空胴
３１６、３４０、３４０’に別々のガス流入口を設ける
ものがある。このような修正案は異なるガス又はガスの
混合物を各開口３２４、３４６、３４６’から散布する
ことができる。また、ガス又はガス類を異なる圧力でガ
ス散布装置に導入し、それにより各開口３２４、３４
６、３４６’からの流量を変える更に他の方法を得るこ
とができる。図２０は、２−スロット具体例を前述の別
々のガス流入口を設けるよう修正する方法を示してい
る。わかるとおり、中心空胴３１６は、先の具体例と同
様、ガス流入口チャンネル３７０に接続されている。し
かし、環状空胴３４０がチャンネル３７０に接続されて
いる代わりに、それは第２のガス流入口チャンネル５０
２に接続されている。別々の流入口チャンネル３７０、
５０２は、異なるガス（又はガスの混合物）を、異なる
圧力で、それぞれ、中心空胴３１６及び環状空胴３４０
に導入することができる。従って、それぞれの内側及び
外側開口３２４、３２６から散布されるガスの種類の他
に、その流量をも別々に制御することができる。環状空
胴３４０及び外側マニホールド３４２から中心空胴３１
６及び内側マニホールド３２０への、又はその逆の、漏
洩を防止するのに、別のシール用Ｏリング５０４、５０
６を追加してきた。第１の新しいＯリング５０４は中間
部材３０４の棚３３４に隣接する中心部材３０２の第２
の環状部分３１０に形成された環状チャンネルに取り付
けられている。無論、必要なら、代わりに環状チャンネ
ルを中間部材３０４に形成し、Ｏリング５０４をその中
に取り付けることができる。他の新しいシール用Ｏリン
グ５０６は先の具体例の圧縮Ｏリングに替わるものであ
る。この新しいＯリング５０６はシール機能及び先に述
べた保持機能の双方を行なう。３個以上の開口がある独
立供給ガス散布装置には更に他の新しいガス流入口チャ
ンネル及びシール用Ｏリングが必要になることに注意さ
れたい。しかし、これら新しい特徴の構造及び設置は２
−スロット具体例に関して図２０に示すものと同様であ
り、ここでは詳細な説明を行なわない。

【００５０】図７（ａ）、図７（ｃ）及び図７（ｅ）の
具体例の場合のように、現在の具体例は傾いたスロット
アパーチャーを備えてウエハの表面を横断するエッチレ
イトの最適均一散布を確保することができる（初めの説
明を参照）。このような傾斜開口の一部を図２１に示
す。便宜上、中心部材３０２の一方の側と中間部材３０
４との間の接続部だけを示してあるが、装置のすべての
開口が同様の傾斜構造を備えることができる。中間部材
３０４の下部の最も内側のエッジの他、中心部材３０２
のディスク形状底部３１４の隣接エッジも反対に傾斜し
て所望の角度を成している。前の具体例のように、開口
３２４は図示したように傾く必要はない。必要に応じ、
内向き又は外向きのどんな傾斜をも採用することができ
る。図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１９のマルチス
ロット具体例における他の開口３４６、３４６’に、同
じ又は異なる傾斜を形成し、又は傾斜を全く形成せずに
（すなわち、垂直ホール）、同様の傾斜壁を与えること
ができる。今度も、角度の選択はウエハを横断するエッ
チレイトを最適にする前述の必要性により決まる。

【００５１】図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１７〜
図２１の具体例は図８に関連して説明したようなフォー
カスリング２７８をも採用できることが注目される。フ
ォーカスリング２７８を単独で使用して、又は開口流量
を変えたり傾斜開口を採用したりするような上記に説明
した手段と組み合わせて使用して、現在の具体例に関し
てウエハの表面を横断するエッチレイトの均一性を高め
ることができる。

【００５２】セラミック、石英ガラス、又は同様の材料
を使用したとき、修正構造を採用することにより、上述
のガス散布装置の組立を容易にすることができる。図２
２を参照すると、中心部材３０２の第２の環状部分３１
０に隣接する内側環状部分３２６のエッジの長さの約３
分の２を占める面取りエッジ６０２は、接触部材３０
２、３０４の組立を容易にし損傷の危険を減らすことが
わかっている。これは部材３０２、３０４の間の前述の
接触面が好適には締まり嵌めであるため生ずる。部品間
に調心の不良（ミスアラインメント）があれば、組立中
に部品同士が引っ掛かる。上に識別したような硬く脆い
材料の場合には、部品に力を加えると、この引っ掛かり
から損傷が生ずる可能性がある。しかし、面取りエッジ
６０２は、部品組立の際、部品を位置合わせしやすくす
る傾斜導入部を作り、引っ掛かりの問題を未然に防止す
る。エッジ６０４の残りの面取りの無い部分は中心に心
合わせする部品間の必要な接触面となり、上に説明した
ように、それらを互いに対して位置合わせする。同様の
面取りエッジ（図示せず）は図１６（ａ）、図１６
（ｂ）の２−スロットの具体例の中間部材３０４の外側
環状部分３３６に隣接する外側部材３０６の上部３４８
に及び図１８の３−スロットの具体例の中間部材３０４
の外側環状部分３３６に隣接する中間部材３０４’の内
側環状部分３２６’にも好適である。同様の面取りエッ
ジは３個以上のスロットアパーチャーのあるガス散布装
置の追加中間部間にも同様に好適である。最後に、金属
製又は重合材料製ガス散布装置の適応性のため、面取り
エッジは損傷防止に不必要であると信じられているが、
その使用は組立プロセスを容易にし、磨耗を最小にする
のにやはり好適である。

【００５３】図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１７
（今説明したばかりの面取りエッジを取り入れている）
の具体例は数万個のウエハの処理を含む広汎な試験を受
けてきた。これら試験された具体例は現在なお稼働中で
あり、磨耗の兆候なく安定な性能を示している。試験は
典型的プラズマリアクタチャンバに現在採用されている
従来型ガス散布プレートに比較して本発明のこれら具体
例に実現されている消耗材の寿命が長いこと及びコスト
の低いことを明らかに実証している。

【００５４】想像し得るように、特に図１６（ａ）、図
１６（ｂ）及び図１８のマルチスロットの具体例の場
合、反応チャンバのシーリングの実質的部分はガス散布
装置で置き換えられている。先に識別したセラミック、
石英ガラス、又は重合材料を使用すれば、これはシーリ
ングの前述の部分が導電性ではなくなり、シーリング接
地平面の部分になることを意味している。しかし、これ
にも拘らず、結合効果のようなプラズマ特性は、少なく
とも、全体の直径が約５．５インチの２−スロットの試
験的な具体例を使用するときは影響を受けないことがわ
かっている。前述の試験済具体例から得られた経験に基
づき、ガス散布装置の非導電材料はプラズマに重大な影
響を及ぼさないようだと信じられている。従って、更に
直径の大きい装置でもプラズマに大きく影響しないはず
である。

【００５５】用途によっては、陽極処理アルミニウムか
ら作ったガス散布装置を使用する方が望ましいことがあ
る。この場合には及びチャンバのシーリングも陽極処理
アルミニウムで形成されている場合には、図１６
（ａ）、図１６（ｂ）並びに図１７〜図２２の具体例と
関連して説明した外側部材３０６を省略することが可能
である。外側部材を使用する代わりに、ガス散布装置を
収容するチャンバリッドのホールをその場所を占めるよ
うに修正する。具体的には、ホールの周辺を外側部材の
内側エッジの段付き構成に合うように修正することがで
きる。このとき中間部材（又は単一スロット装置を採用
する場合には中心部材）を修正リッド内に直接取り付け
る。

【００５６】前述のセラミック、石英ガラス、又は重合
材料を採用している図１６（ａ）、図１６（ｂ）並びに
図１７〜図２２の具体例に対する別の変形としては、中
心部材、又はその一部を導電性にすることが挙げられ
る。このような変形は、中心部材の導電部分をプラズマ
性能試験やプラズマの属性を検知する試験を行なうセン
サの部分として使用することができる。即ち、中心部材
が、中心部材の導電性の部分に接続したチャンバの内部
に形成されるプラズマの性質ないし属性を検知するため
の手段を備えていてもよい。従って、この目的に典型的
に使用されているプローブが不要になり、正常動作中の
リアクタの性能特性に対して影響を及ぼす可能性のあ
る、チャンバの内部に関するアクセスポートも不要であ
る。

【００５７】本発明を、その好適な具体例を具体的に参
照して詳細に説明してきたが、その変形案及び修正案を
本発明の範囲から逸脱せずに行い得ることが理解されよ
う。

【００５８】

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
のガスインジェクションスリットノズルは、従来型のガ
ス散布プレートに複数の長所を組合せたものであり、従
来型のガス散布プレートと比較してノズルの数が少ない
にもかかわらず、これに匹敵するエッチレイトの均一性
及び設計の融通性を実現し、同時に、サイクル寿命を従
来型ガス散布プレートの何倍にもしている。これによ
り、消耗材料を取り替える際の生産中断時間の頻度が減
り、処理量が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のガス散布スロット形ノズル
の第１の具体例を備えたプラズマリアクタのシーリング
の断面図であり、（ｂ）は、本発明のガス散布スロット
形ノズルの第２の具体例を備えたプラズマリアクタのシ
ーリングの断面図であり、（ｃ）は、本発明のガス散布
スロット形ノズルの第３の具体例を備えたプラズマリア
クタのシーリングの断面図であり、（ｄ）は、図１
（ｃ）に対応する垂直スロット形ノズルを備えている具
体例の断面図である。

【図２】本発明のガス散布スロット形ノズルの第４の具
体例を備えたプラズマリアクタのシーリングの断面図で
ある。

【図３】本発明のガス散布スロット形ノズルの第５の具
体例を備えたプラズマリアクタのシーリングの断面図で
ある。

【図４】（ａ）は、本発明のガス散布スロット形ノズル
の第６の具体例を備えたプラズマリアクタのシーリング
の断面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に対応した垂直
スロット形ノズルを備えている具体例の断面図である。

【図５】図４（ａ）のガス散布スロット形ノズルの一部
の分解斜視図である。

【図６】（ａ）は、本発明のガス散布スロット形ノズル
の第７の具体例を備えたプラズマリアクタのシーリング
の断面図であり、（ｂ）は、図６（ａ）に対応する垂直
スロット形ノズルを備えている具体例の断面図である。

【図７】（ａ）は、図１（ｃ）に対応する本発明の単一
スロット「リッド内部」具体例の上インサート形式の拡
大断面図であり、（ｂ）は、図１（ｄ）に対応する本発
明の単一スロット「リッド内部」具体例の上インサート
形式の拡大断面図であり、（ｃ）は、図７（ａ）の具体
例の２−スリット形式の断面図であり、（ｄ）は、図７
（ｂ）の具体例の２−スリット形式の断面図であり、
（ｅ）は、図７（ｃ）の具体例の３−スリット形式の断
面図であり、（ｆ）は、図７（ｄ）の具体例の３−スリ
ット形式の断面図であり、（ｇ）は、図７（ｄ）の具体
例の封鎖板組立体の中心ディスクの斜視図である。

【図８】図７（ａ）の具体例を設置したプラズマリアク
タのほぼ全体の断面図である。

【図９】ウエハ表面を横断するエッチ進度の均一性を、
図７（ｂ）のガス散布スロット形ノズルの直径の関数と
して示すグラフである。

【図１０】異なる直径の複数のスロット形ノズルの組合
せの、ウエハ表面を横断するエッチレイトの均一性への
影響を示すグラフである。

【図１１】フォーカスリング付き（白い正方形の線）及
びフォーカスリング無し（黒い正方形の線）の場合のウ
エハ表面を横断するエッチレイトを比較するグラフであ
る。

【図１２】本発明の一局面による円形スロット形ノズル
の下面図である。

【図１３】複数の個別の弓形の部分を備えた本発明の他
の特徴によるスロット形ノズルの下面図である。

【図１４】複数の弓形の部分に分割し得る蛇行曲線形状
を有する本発明のまた別の特徴によるスロット状ノズル
の下面図である。

【図１５】図１４のスロット状ノズルを区分する方法及
び部分をＭＥＲＩＥプラズマリアクタの外部磁石に対し
て向きを決める方法を示す。

【図１６】（ａ）は、本発明の２−スロット「リッド内
部」具体例の他の上インサート形式の断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の２−スロットの具体例の分解斜視図
である。

【図１７】図１６（ｂ）の具体例に関連する本発明の単
一スロット「リッド内部」具体例の上インサート形式の
断面図である。

【図１８】図１６（ａ）〜図１６（ｂ）の具体例に関す
る本発明の３−スロット「リッド内部」具体例の上イン
サート形式の断面図である。

【図１９】（ａ）は、非対称回転可能封鎖リングを取り
入れている、図１６（ａ）〜図１６（ｂ）、図１７又は
図１８の具体例の一形式によるガス散布装置の中心部材
の上面図であり、（ｂ）は、非対称回転可能封鎖リング
を取り入れている、図１６（ａ）〜図１６（ｂ）、図１
７又は図１８の具体例の他の形式によるガス散布装置の
中心部材の上面図である。

【図２０】中心空胴及び環状空胴にガスを別々に供給す
る図１６（ａ）〜図１６（ｂ）の２−スロット具体例の
別の形式の断面図である。

【図２１】傾斜スロット形ホールを取り入れている、図
１６（ａ）〜図１６（ｂ）、図１７又は図１８の具体例
の一形式によるガス散布装置の一部の断面図である。

【図２２】組立てを容易にする面取りエッジを取り入れ
た、図１６（ａ）〜図１６（ｂ）、図１７又は図１８の
具体例の一形式によるガス散布装置の一部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…リッド、１０ａ…シーリング面、１５…ガスイン
ジェクション通路、２０…封鎖板、２５…円形開口、３
５…環状反射板、４０…ガス通路ライナ、４２…円筒形
上部ライナ、４４…中間ライナ、４６…下ライナ、５０
…ディスク、６０…スロットアパーチャー、６９…封鎖
板組立体、８０…ノズル、８５…ノズル、２００…チャ
ンバハウジング、２１０…ウエハペデスタル、２２０…
半導体ウエハ、２３０…ＲＦコイルアンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン エス． ワイ． マック アメリカ合衆国， カリフォルニア州， プリーサントン， モンテヴィノ ドライ ヴ 878 (72)発明者 ドナルド オルガド アメリカ合衆国， カリフォルニア州， パロ アルト， メルヴィル アヴェニュ ー 831 (72)発明者 ジェラルド ズィー． イン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， キュパティノ， ビリチ プレイス 10132 (72)発明者 ティモシー ディー． ドリスコール アメリカ合衆国， モンタナ州， ハミル トン， フォーリー レーン 637 (72)発明者 ジェイムス エス． パパニュ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ラファエル， ホーリー ドライヴ 351 (72)発明者 アヴィ テップマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， キュパティノ， レインボウ ドライヴ 21610

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマリアクタであって、 チャンバハウジングを有するリアクタ真空チャンバと、 処理しようとするワークピースを保持するペデスタル
   と、 前記チャンバへＲＦエネルギーを印加するＲＦエネルギ
   ー印加手段と、 ガスインジェクション装置であって、 処理用の成分であるエッチャント種を含有するガスのガ
   ス供給手段と、 前記チャンバハウジングの開口と、 前記チャンバハウジングの前記開口の中に配置されたガ
   ス散布装置であって、前記ガス散布装置は、前記チャン
   バの内部に面する少なくとも１つの細長いスロットアパ
   ーチャーと、前記少なくとも１つのスロットアパーチャ
   ーから前記チャンバの内部へのガスの流量を制御するガ
   スフローコントローラとを備える、前記ガス散布装置
   と、 前記ガス供給手段から前記ガス散布装置へのガスフィー
   ドラインとを備えるプラズマリアクタ。
2. 【請求項２】 前記ガス散布装置が、 環状の部材で包囲される中心部材であって、前記中心部
   材の底部と前記環状部材の底部との間、に前記スロット
   アパーチャーを備える環状のギャップを形成する、前記
   中心部材を備える請求項１に記載のプラズマリアクタ。
3. 【請求項３】 前記環状部材が中間の部材であり、前記
   スロットアパーチャーが内部のスロットアパーチャーで
   あり、前記ガス散布装置が更に、 前記中間部材を包囲する環状の外側部材であって、前記
   外側部材の底部と前記環状部材の底部との間に、外側の
   スロットアパーチャーを備える環状のギャップを形成す
   る、前記外側部材を備える請求項２に記載のプラズマリ
   アクタ。
4. 【請求項４】 前記中間部材が第１の中間部材であり、
   前記ガス散布装置が、前記外側部材と前記第１の中間部
   材との間に配置される少なくとも１つの付加的な中間部
   材を備え、 前記付加的中間部材の中で最も内側の部材の底部と前記
   第１の中間部材との間に、第１の中間のスロットアパー
   チャーを備える環状のギャップを形成し、前記付加的中
   間部材の中で最も外側の部材の底部と前記外側部材との
   間に前記外側スロットアパーチャーを形成し、いずれの
   隣接しあう前記付加的中間部材同士の間に、付加的な中
   間スロットアパーチャーを備える環状のギャップを形成
   する請求項３に記載のプラズマリアクタ。
5. 【請求項５】 前記チャンバハウジングが、前記ワーク
   ピースの上に配置され前記ワークピースに面するシーリ
   ング面を有するリッドを備え、前記チャンバハウジング
   の中の前記開口が前記リッドにあり、 前記ガス散布装置の底面が前記リッドの前記シーリング
   面と同じ高さである請求項１に記載のプラズマリアク
   タ。
6. 【請求項６】 前記チャンバハウジングが、前記ワーク
   ピースの上に配置され前記ワークピースに面するシーリ
   ング面を有するリッドを備え、前記チャンバハウジング
   の中の前記開口が前記リッドにあり、 前記ガス散布装置の底面が前記リッドの前記シーリング
   面から前記ワークピースのほうへと伸びる請求項１に記
   載のプラズマリアクタ。
7. 【請求項７】 前記ガス散布装置が、 前記ガスフィードラインと対応するガス流入部と、 前記スロットアパーチャーの１つと対応するガスマニホ
   ールドとを備える請求項１に記載のプラズマリアクタ。
8. 【請求項８】 前記ガスフローコントローラが、前記ガ
   ス流入部を前記ガスマニホールドに接続する少なくとも
   １つのチャンネルを備え、 前記スロットアパーチャーの前記１つから前記チャンバ
   の内部へと流れるガスの流量を所望の流量とするように
   前記チャンネルの数とサイズが選択される請求項７に記
   載のプラズマリアクタ。
9. 【請求項９】 前記ガス散布装置が、付加的なガス流入
   部と、付加的なガスマニホールドと、付加的なスロット
   アパーチャーのそれぞれについての少なくとも１つの接
   続チャンネルとを備える請求項８に記載のプラズマリア
   クタ。
10. 【請求項１０】 前記ガスフローコントローラが更に、
    前記チャンネルのうち選択されたチャンネルの内部を通
    るガスの流れを制限するよう、前記選択されたチャンネ
    ルを少なくとも部分的に封鎖するための手段を備える請
    求項９に記載のプラズマリアクタ。
11. 【請求項１１】 前記封鎖のための手段が、前記チャン
    ネル内に配置される、(i) ガスの流量を低下させるか、
    あるいは、(ii)ガスの流れを完全にストップさせる、イ
    ンサートである請求項１０に記載のプラズマリアクタ。
12. 【請求項１２】 前記封鎖のための手段が、 前記ガス流入部に設けられた回転自在のリングを備え、
    前記リングは第１の回転のポジションにあるときは、前
    記チャンネルのすべてを通るガスの流れを可能とし、予
    め定められたこの後の前記リングの回転のポジションの
    それぞれ１つのポジションでは、前記チャンネルを通る
    ガスの流れを漸次封鎖していき、１つの付加的チャンネ
    ルが、前記この後の回転ポジションのそれぞれのポジシ
    ョンにおいて封鎖される、請求項１０に記載のプラズマ
    リアクタ。
13. 【請求項１３】 前記封鎖のための手段が、 前記ガス流入部に設けられた回転自在のリングを備え、
    前記リングは第１の回転のポジションにあるときは、前
    記チャンネルの全てを通るガスの流れを可能とし、予め
    定められたこの後の前記リングの回転のポジションのそ
    れぞれ１つのポジションでは、前記チャンネルを通るガ
    スの流れを漸次且つ等しく封鎖する、請求項１０に記載
    のプラズマリアクタ。
14. 【請求項１４】 前記ガスフィードラインが、複数のガ
    スポートを備え、前記ガスポートのそれぞれが、別々の
    ガスを、あるいは別々のガス混合物を、別々のガス圧力
    で与えることが可能であり、また、前記ガスポートのそ
    れぞれが前記ガス流入部の１つと対応する請求項９に記
    載のプラズマリアクタ。
15. 【請求項１５】 前記ガス散布装置が、各スロットアパ
    ーチャーから前記チャンバの内部へと流入するガスの流
    れの方向を制御するための手段を備える請求項１に記載
    のプラズマリアクタ。
16. 【請求項１６】 前記ガスの流れの方向を制御するため
    の手段が、少なくとも１つのスロットアパーチャーから
    のガスを前記ワークピースに対して略垂直の方向に向け
    る請求項１５に記載のプラズマリアクタ。
17. 【請求項１７】 前記ガスの流れの方向を制御するため
    の手段が、少なくとも１つのスロットアパーチャーから
    のガスをおよそ前記ワークピースの中心の方向に向ける
    請求項１５に記載のプラズマリアクタ。
18. 【請求項１８】 前記ガス散布装置が、中心部材と、前
    記中心部材を包囲する少なくとも１つの同心環状部材と
    を備える請求項１に記載のプラズマリアクタ。
19. 【請求項１９】 前記ガス散布装置の前記部材のそれぞ
    れが、前記処理用の成分であるエッチャント種による攻
    撃に少なくともほぼ耐えることができる材料を有する請
    求項１８に記載のプラズマリアクタ。
20. 【請求項２０】 エッチャント種による攻撃に少なくと
    もほぼ耐えることができる前記材料が、（ａ）セラミッ
    ク材料と、（ｂ）石英ガラスと、（ｃ）ポリマー材料
    と、（ｄ）陽極処理アルミニウムとのいずれか１つを備
    える請求項１９に記載のプラズマリアクタ。
21. 【請求項２１】 前記部材のそれぞれが、前記ガス散布
    装置に組み上がる前に研磨を受けている面を有する請求
    項１８に記載のプラズマリアクタ。
22. 【請求項２２】 前記ワークピースの外縁エッジを包囲
    する前記ペデスタルと近隣するフォーカスリングを備え
    る請求項１に記載のプラズマリアクタ。
23. 【請求項２３】 前記エッチャント種が、（ａ）塩素
    と、（ｂ）三塩化ホウ素と、（ｃ）三塩化水素酸との、
    少なくとも１つを有する請求項１に記載のプラズマリア
    クタ。
24. 【請求項２４】 前記ガスフィードラインが、ステンレ
    ス鋼を備える請求項１に記載のプラズマリアクタ。
25. 【請求項２５】 前記チャンバハウジングが、前記ワー
    クピースの上に配置され前記ワークピースに面するシー
    リング面を有するリッドを備え、 前記チャンバハウジングの開口が前記リッドにあり、 前記ガス散布装置が、前記リッドの前記シーリング面と
    近隣する部分と協同で環状のギャップを形成し、前記ギ
    ャップは第１のスロットアパーチャーを備える請求項１
    又は４のいずれかに記載のプラズマリアクタ。
26. 【請求項２６】 前記リッドと前記中心部材が、陽極処
    理アルミニウムを備える請求項２５に記載のプラズマリ
    アクタ。
27. 【請求項２７】 前記チャンバハウジングが、前記ワー
    クピースの上に配置され前記ワークピースに面するシー
    リング面を有するリッドを備え、 前記チャンバハウジングの開口が前記リッドにあり、 前記ガス散布装置が、中心部材と、前記中心部材と前記
    チャンバハウジングの前記開口の外縁との間に配置され
    る少なくとも１つの環状部材とを備え、最も内側にある
    環状部材の底部と前記中心部材の底部との間に、内側ス
    ロットアパーチャーを備える環状のギャップを形成し、
    最も外側にある環状部材の底部と前記リッドの前記シー
    リング面に近接する部分との間に、外側スロットアパー
    チャーを備える環状のギャップを形成し、いずれの隣接
    しあう前記環状部材同士の間に、中間スロットアパーチ
    ャーを備える環状のギャップを形成する請求項１に記載
    のプラズマリアクタ。
28. 【請求項２８】 前記リッドと、前記中心部材と、前記
    少なくとも１つの中間部材が、陽極アルミニウムを備え
    る請求項２５に記載のプラズマリアクタ。
29. 【請求項２９】 前記スロットアパーチャーが、約０．
    ５インチ（約１．２ｃｍ）〜約６．０インチ（約１５ｃ
    ｍ）の範囲に含まれる直径を有する請求項１に記載のプ
    ラズマリアクタ。
30. 【請求項３０】 前記スロットアパーチャーが、約１．
    ０インチ（約２．５ｃｍ）〜約２．０インチ（約５．０
    ｃｍ）の範囲に含まれる直径を有する請求項２９に記載
    のプラズマリアクタ。
31. 【請求項３１】 前記外側スロットアパーチャーが、約
    ３．０インチ（約７．５ｃｍ）〜約６．０インチ（約１
    ５ｃｍ）の範囲に含まれる直径を有し、前記内側スロッ
    トアパーチャーが、約０．５インチ（約１．２ｃｍ）〜
    約２．０インチ（約５．０ｃｍ）の範囲に含まれる直径
    を有する請求項３に記載のプラズマリアクタ。
32. 【請求項３２】 前記外側スロットアパーチャーが、約
    ４．０インチ（約１０ｃｍ）の直径を有し、前記内側ス
    ロットアパーチャーが、約１．５インチ（約３．７ｃ
    ｍ）の直径を有する請求項３１に記載のプラズマリアク
    タ。
33. 【請求項３３】 中間部材が１つしか存在せず、前記第
    １の中間スロットアパーチャーが唯一の中間スロットア
    パーチャーであり、 （ａ）前記内側スロットアパーチャーの直径が約０．３
    インチ（約０．８ｃｍ）、前記中間スロットアパーチャ
    ーの直径が約１．０インチ（約２．５ｃｍ）、前記外側
    スロットアパーチャーの直径が約１．２５インチ（約
    ３．０ｃｍ）であるか、あるいは、 （ａ）前記内側スロットアパーチャーの直径が約１イン
    チ（約２．５ｃｍ）、前記中間スロットアパーチャーの
    直径が約２．５インチ（約６．３ｃｍ）、前記外側スロ
    ットアパーチャーの直径が約４インチ（約１０ｃｍ）で
    あるかのいずれかである請求項４に記載のプラズマリア
    クタ。
34. 【請求項３４】 プラズマリアクタであって、 チャンバハウジングを有するリアクタ真空チャンバと、 処理しようとするワークピースを保持するペデスタル
    と、 前記チャンバへＲＦエネルギーを印加するＲＦエネルギ
    ー印加手段と、 ガスインジェクション装置であって、 処理用の成分であるエッチャント種を含有するガスのガ
    ス供給手段と、 前記チャンバハウジングの開口と、 前記チャンバハウジングの前記開口の中に配置されたガ
    ス散布装置であって、前記ガス散布装置は、中心部材
    と、前記中心部材を包囲する少なくとも１つの環状部材
    とを備え、前記環状部材のそれぞれは、内部で隣接する
    部材との境界を形成し前記内部で隣接する部材と同心に
    なるように、中心合せをするための構造体を備え、前記
    中心部材と前記少なくとも１つの環状部材とは、前記チ
    ャンバの内部に面する少なくとも１つの細長いスロット
    アパーチャーを形成する、前記ガス散布装置と、 前記ガス供給手段から前記ガス散布装置へのガスフィー
    ドラインとを備えるプラズマリアクタ。
35. 【請求項３５】 前記中心合せ構造体が、 面取り部分であって、前記内部で隣接する部材を前記環
    状部材の中心空隙内に組み立てる間に前記内部で隣接す
    る部材が前記面取り部分に最初に当たるような配置が、
    前記面取り部分に与えられ、前記面取り部分は前記内部
    で隣接する部材を大きな妨害もなく前記空隙内に案内す
    る、前記面取り部分と、 円筒部分であって、前記組み立ての間に、前記内部で隣
    接する部材が前記面取り部分を通過した後、前記円筒部
    分と界面を形成し且つ前記円筒部分により中心合わせを
    されるように、サイズが与えられ且つ設置される、前記
    円筒部分とを備える請求項３４に記載のプラズマリアク
    タ。
36. 【請求項３６】 プラズマリアクタであって、 チャンバハウジングを有するリアクタ真空チャンバと、 処理しようとするワークピースを保持するペデスタル
    と、 前記チャンバへＲＦエネルギーを印加するＲＦエネルギ
    ー印加手段と、 ガスインジェクション装置であって、 処理用の成分であるエッチャント種を含有するガスのガ
    ス供給手段と、 前記チャンバハウジングの開口と、 前記チャンバハウジングの前記開口の中に配置されたガ
    ス散布装置であって、前記ガス散布装置は、中心部材
    と、前記中心部材を包囲する少なくとも１つの環状部材
    とを備え、前記中心部材の前記チャンバの内部に対応す
    る少なくとも一部分が、導電性材料を備え、前記環状部
    材のそれぞれが非導電性材料を備える、前記ガス散布装
    置と、 前記ガス供給手段から前記ガス散布装置へのガスフィー
    ドラインとを備えるプラズマリアクタ。
37. 【請求項３７】 前記中心部材が、前記中心部材の導電
    性の部分に接続したチャンバの内部に形成されるプラズ
    マの性質ないし属性を検知するための手段を備える請求
    項３６に記載のプラズマリアクタ。