JPH1174099A - 自己クリーニングフォーカスリング - Google Patents
自己クリーニングフォーカスリングInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
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- H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
- H01J37/32642—Focus rings
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応性ガスの濃度を基板表面全体に対して実
質的に均一に与え、基板に隣接する面への汚染物や残留
物の堆積物を低減する装置及び方法。 【解決手段】 一具体例では、本発明は、プラズマの中
で基板を処理するためのプロセスチャンバを備えてい
る。基板を支持するための支持体と、チャンバ内にプロ
セスガスを分散ないし散布させるためのガスディストリ
ビュータと、プロセスガスからプラズマを生成するため
のプラズマジェネレータとを備えている。自己クリーニ
ング複合体フォーカスリングが基板の周りにあり、これ
は、プラズマを基板の方へ向けるためのフォーカシング
面を有する誘電バリアと、誘電バリアの中にあって電気
を供給することによりプラズマを誘電バリアのフォーカ
シング面の方へと引き付ける導体部材とを備えている。
質的に均一に与え、基板に隣接する面への汚染物や残留
物の堆積物を低減する装置及び方法。 【解決手段】 一具体例では、本発明は、プラズマの中
で基板を処理するためのプロセスチャンバを備えてい
る。基板を支持するための支持体と、チャンバ内にプロ
セスガスを分散ないし散布させるためのガスディストリ
ビュータと、プロセスガスからプラズマを生成するため
のプラズマジェネレータとを備えている。自己クリーニ
ング複合体フォーカスリングが基板の周りにあり、これ
は、プラズマを基板の方へ向けるためのフォーカシング
面を有する誘電バリアと、誘電バリアの中にあって電気
を供給することによりプラズマを誘電バリアのフォーカ
シング面の方へと引き付ける導体部材とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理装置
においてプラズマのフォーカシング（集中化）に有用な
フォーカスリングに関する。
においてプラズマのフォーカシング（集中化）に有用な
フォーカスリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の製造では、エッチング済みの基
板や清浄な基板の上に、プロセスガスを用いて材料を堆
積する。このようなプロセスは通常、閉鎖的なプロセス
チャンバの中で行われるが、このようなチャンバはプロ
セスガス供給のためのガスディストリビュータを有して
いる。従来型のプロセスチャンバを用いる場合の問題点
の１つに、基板表面全体に対して反応性プロセスガス種
の散布又はその濃度を均一にすることができない点が挙
げられ、これは基板の周縁部において顕著である。反応
性プロセスガス種の分散がこのように不均一になれば、
処理速度が基板全体に対して不均一になりまた変動す
る。反応性種の分散の基板全体に対する均一性は、プロ
セスガスフロー閉じ込め構造体を用いてプロセスガスの
フローを基板に向けてやることにより高められる。例え
ば、プラズマ処理において、プラズマフォーカスリング
を基板の周囲に用いて、反応性プロセスガス種の分散な
いし散布を基板全体に対して更に高めた状態で維持する
ことが知られている。
板や清浄な基板の上に、プロセスガスを用いて材料を堆
積する。このようなプロセスは通常、閉鎖的なプロセス
チャンバの中で行われるが、このようなチャンバはプロ
セスガス供給のためのガスディストリビュータを有して
いる。従来型のプロセスチャンバを用いる場合の問題点
の１つに、基板表面全体に対して反応性プロセスガス種
の散布又はその濃度を均一にすることができない点が挙
げられ、これは基板の周縁部において顕著である。反応
性プロセスガス種の分散がこのように不均一になれば、
処理速度が基板全体に対して不均一になりまた変動す
る。反応性種の分散の基板全体に対する均一性は、プロ
セスガスフロー閉じ込め構造体を用いてプロセスガスの
フローを基板に向けてやることにより高められる。例え
ば、プラズマ処理において、プラズマフォーカスリング
を基板の周囲に用いて、反応性プロセスガス種の分散な
いし散布を基板全体に対して更に高めた状態で維持する
ことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来からのプラズマ及
びプロセスガスフォーカスリングは通常、プロセスガス
のフローやプラズマを基板表面に向けてやるための、基
板を包囲する壁を備えている。このフォーカスリングの
問題点の１つは、ポリマー汚染物やその他の副生成堆積
物がフォーカスリングの壁上（特に基板に面する内側の
壁上）に堆積することにより生じる。汚染粒子はまた、
チャンバの内壁その他のプロセス部材上にも堆積する。
このような汚染堆積物は、プロセスガスプラズマの中で
化学種が分解したり再結合したりして形成されるのであ
り、例えば、炭素、窒素や水素を有するポリマー材料等
である。このような堆積物は、剥がれ落ちて粒子とな
り、これが基板処理中や操作中に基板を汚染する。この
基板の汚染を処理中に非破壊的に検出することは困難で
あり、そして、この汚染は最終の処理段階においてのみ
発見されるので、基板全体が不良品となってしまう。こ
のため、フォーカスリングや、チャンバの内部や、その
他の処理部材を定期的にクリーニングする必要がある
が、これにより全体のプロセス効率が低くなってしま
う。また、このようなクリーニングプロセスの多くは、
ＮＦ3プラズマ等の腐食性ガスを用いて行われ、これは
処理部材を浸食しプロセスチャンバの寿命を短くする。
びプロセスガスフォーカスリングは通常、プロセスガス
のフローやプラズマを基板表面に向けてやるための、基
板を包囲する壁を備えている。このフォーカスリングの
問題点の１つは、ポリマー汚染物やその他の副生成堆積
物がフォーカスリングの壁上（特に基板に面する内側の
壁上）に堆積することにより生じる。汚染粒子はまた、
チャンバの内壁その他のプロセス部材上にも堆積する。
このような汚染堆積物は、プロセスガスプラズマの中で
化学種が分解したり再結合したりして形成されるのであ
り、例えば、炭素、窒素や水素を有するポリマー材料等
である。このような堆積物は、剥がれ落ちて粒子とな
り、これが基板処理中や操作中に基板を汚染する。この
基板の汚染を処理中に非破壊的に検出することは困難で
あり、そして、この汚染は最終の処理段階においてのみ
発見されるので、基板全体が不良品となってしまう。こ
のため、フォーカスリングや、チャンバの内部や、その
他の処理部材を定期的にクリーニングする必要がある
が、これにより全体のプロセス効率が低くなってしま
う。また、このようなクリーニングプロセスの多くは、
ＮＦ3プラズマ等の腐食性ガスを用いて行われ、これは
処理部材を浸食しプロセスチャンバの寿命を短くする。
【０００４】粒子汚染を低減する別の解決策は、フォー
カスリングを基板の上方に上昇し、チャンバ内に不活性
ガスを流入して、この領域に蓄積した汚染粒子をフラッ
シングする最終処理ステップを有するものであり、例え
ば、米国特許第５，４２３，９１８号に開示されてい
る。しかし、フォーカスリングの昇降により機械的応力
が生じ、これがフォーカスリング上に形成された堆積物
を追いだし、チャンバ内に更なる汚染粒子を形成する。
また、フォーカスリングを昇降させるステップがあるこ
とにより、プロセス時間が増え、効率が更に低下する。
カスリングを基板の上方に上昇し、チャンバ内に不活性
ガスを流入して、この領域に蓄積した汚染粒子をフラッ
シングする最終処理ステップを有するものであり、例え
ば、米国特許第５，４２３，９１８号に開示されてい
る。しかし、フォーカスリングの昇降により機械的応力
が生じ、これがフォーカスリング上に形成された堆積物
を追いだし、チャンバ内に更なる汚染粒子を形成する。
また、フォーカスリングを昇降させるステップがあるこ
とにより、プロセス時間が増え、効率が更に低下する。
【０００５】従って、反応性プロセスガスの濃度を基板
表面全体に対して（特に基板の周縁に対して）実質的に
均一に与えることが可能な処理装置に対する必要性が存
在する。また、チャンバ壁上及び処理部材の上への汚染
粒子堆積物の形成又は堆積を低減する方法に対する必要
性が存在する。
表面全体に対して（特に基板の周縁に対して）実質的に
均一に与えることが可能な処理装置に対する必要性が存
在する。また、チャンバ壁上及び処理部材の上への汚染
粒子堆積物の形成又は堆積を低減する方法に対する必要
性が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応性ガスの
濃度を基板表面全体に対して実質的に均一に与え、基板
に隣接する面への汚染物や残留物の堆積物を低減する装
置を提供する。一具体例では、本発明は、プラズマの中
で基板を処理するためのプロセスチャンバを備えてい
る。基板を支持するための支持体と、チャンバ内にプロ
セスガスを分散ないし散布させるためのガスディストリ
ビュータと、プロセスガスからプラズマを生成するため
のプラズマジェネレータとを備えている。自己クリーニ
ング複合体フォーカスリングが基板の周りにあり、これ
は、プラズマを基板の方へ向けるためのフォーカシング
面を有する誘電バリアと、誘電バリアの中にあって電気
を供給することによりプラズマを誘電バリアのフォーカ
シング面の方へと引き付ける導体部材とを備えている。
処理中は、エネルギーをもらったプラズマ種が、誘電バ
リアのフォーカシング面に入射し、このフォーカシング
面への堆積物の形成を低減する。支持体に印加された電
気量が導電部材に導通するよう、導電部材が支持体の導
電部と電気的に接触していることが好ましい。
濃度を基板表面全体に対して実質的に均一に与え、基板
に隣接する面への汚染物や残留物の堆積物を低減する装
置を提供する。一具体例では、本発明は、プラズマの中
で基板を処理するためのプロセスチャンバを備えてい
る。基板を支持するための支持体と、チャンバ内にプロ
セスガスを分散ないし散布させるためのガスディストリ
ビュータと、プロセスガスからプラズマを生成するため
のプラズマジェネレータとを備えている。自己クリーニ
ング複合体フォーカスリングが基板の周りにあり、これ
は、プラズマを基板の方へ向けるためのフォーカシング
面を有する誘電バリアと、誘電バリアの中にあって電気
を供給することによりプラズマを誘電バリアのフォーカ
シング面の方へと引き付ける導体部材とを備えている。
処理中は、エネルギーをもらったプラズマ種が、誘電バ
リアのフォーカシング面に入射し、このフォーカシング
面への堆積物の形成を低減する。支持体に印加された電
気量が導電部材に導通するよう、導電部材が支持体の導
電部と電気的に接触していることが好ましい。
【０００７】別の具体例では、本発明はプラズマ内で基
板を処理するための、電気エネルギーが与えられる自己
クリーニングフォーカスリングを提供する。このフォー
カスリングは、基板の周縁に沿って隣接するように伸び
るフォーカシング面を有する誘電バリアを備えており、
これは、導電部材に隣接する内面上及び基板表面上にプ
ラズマを集中させる。導電部材に電気量が供給されれ
ば、プラズマイオンが誘電バリアの方へ引き付けられる
ことにより、エネルギーを得たプラズマイオンが誘電バ
リアのフォーカシング面上に入射し、プラズマ中での基
板処理中に生じる堆積物の形成が低減される。
板を処理するための、電気エネルギーが与えられる自己
クリーニングフォーカスリングを提供する。このフォー
カスリングは、基板の周縁に沿って隣接するように伸び
るフォーカシング面を有する誘電バリアを備えており、
これは、導電部材に隣接する内面上及び基板表面上にプ
ラズマを集中させる。導電部材に電気量が供給されれ
ば、プラズマイオンが誘電バリアの方へ引き付けられる
ことにより、エネルギーを得たプラズマイオンが誘電バ
リアのフォーカシング面上に入射し、プラズマ中での基
板処理中に生じる堆積物の形成が低減される。
【０００８】本発明に従った方法は、プラズマ領域内の
支持体上に基板を配置させるステップと、プラズマ領域
内にプロセスガスを導入するステップと、プロセスガス
からプラズマを生成するステップとを備える。誘電フォ
ーカスリングのフォーカシング面により、プラズマは基
板の方に向けられる。誘電フォーカスリングに隣接しプ
ラズマから電気的に絶縁されている導電部材に対して、
電気量を与えることにより、プラズマを誘電フォーカス
リングのフォーカシング面の方へと引きつけてこれに入
射させ、この上の堆積物を除去する。
支持体上に基板を配置させるステップと、プラズマ領域
内にプロセスガスを導入するステップと、プロセスガス
からプラズマを生成するステップとを備える。誘電フォ
ーカスリングのフォーカシング面により、プラズマは基
板の方に向けられる。誘電フォーカスリングに隣接しプ
ラズマから電気的に絶縁されている導電部材に対して、
電気量を与えることにより、プラズマを誘電フォーカス
リングのフォーカシング面の方へと引きつけてこれに入
射させ、この上の堆積物を除去する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、プロセスガス中で基板
を均一に処理するための装置及び方法であって、基板を
囲むフォーカスリング上に堆積する汚染堆積物の形成を
低減する装置及び方法を提供する。この装置は、基板上
への材料の堆積（例えば化学気相堆積プロセスやスパッ
タリングプロセス）に用いることが可能であり、また、
基板への材料の注入（例えばイオンインプラントプロセ
ス）に用いることが可能であり、また、基板のエッチン
グ（例えばプラズマエッチングプロセスやイオンエッチ
ングプロセス）に用いることが可能である。半導体基板
２５の処理に適する本発明の代表的な処理装置２０の模
式図が、図１に示される。ここに示される装置の具体例
２０は、本発明の操作の例示のためだけのものであり、
本発明の範囲を限定するために用いられるべきではな
い。例えば、装置２０は上述の如く非プラズマプロセス
に用いることも可能であり、また、半導体製造以外の製
造プロセスに用いることも可能である。
を均一に処理するための装置及び方法であって、基板を
囲むフォーカスリング上に堆積する汚染堆積物の形成を
低減する装置及び方法を提供する。この装置は、基板上
への材料の堆積（例えば化学気相堆積プロセスやスパッ
タリングプロセス）に用いることが可能であり、また、
基板への材料の注入（例えばイオンインプラントプロセ
ス）に用いることが可能であり、また、基板のエッチン
グ（例えばプラズマエッチングプロセスやイオンエッチ
ングプロセス）に用いることが可能である。半導体基板
２５の処理に適する本発明の代表的な処理装置２０の模
式図が、図１に示される。ここに示される装置の具体例
２０は、本発明の操作の例示のためだけのものであり、
本発明の範囲を限定するために用いられるべきではな
い。例えば、装置２０は上述の如く非プラズマプロセス
に用いることも可能であり、また、半導体製造以外の製
造プロセスに用いることも可能である。
【００１０】装置２０は主に、側壁３５と、上天井壁４
０と、底壁４５とを有する閉鎖的なプロセスチャンバ３
０を備えている。プロセスガスのチャンバ３０内への導
入は、プロセスガスをチャンバ３０内に分散させるため
の多孔状の「シャワーヘッド」ガスディフューザを有す
るガスディストリビュータ５５を介して行われる。チャ
ンバ３０の周りに巻かれたインダクタコイル６０を用い
て誘導結合することによりプラズマを生成することが可
能であり、あるいは、チャンバ内のプロセス電極６５
ａ、６５ｂにより容量結合も可能である。ここに示され
る例では、プロセス電極の一方６５ａは、基板２５の下
に配置され、他方のプロセス電極６５ｂはプロセスチャ
ンバ３０の壁が接地されていることにより形成される。
誘導結合と容量結合とを組み合わせて用い、チャンバ３
０内に均一性又は指向性が高められたプラズマを形成す
ることが可能である。チャンバ３０から消費済みプロセ
スガス及びプロセスガス副生成物を排気するために、排
気マニホールド７０が与えられる。表面８０及び周縁８
５を有する基板２５を保持するために、基板支持体７５
が与えられる。
０と、底壁４５とを有する閉鎖的なプロセスチャンバ３
０を備えている。プロセスガスのチャンバ３０内への導
入は、プロセスガスをチャンバ３０内に分散させるため
の多孔状の「シャワーヘッド」ガスディフューザを有す
るガスディストリビュータ５５を介して行われる。チャ
ンバ３０の周りに巻かれたインダクタコイル６０を用い
て誘導結合することによりプラズマを生成することが可
能であり、あるいは、チャンバ内のプロセス電極６５
ａ、６５ｂにより容量結合も可能である。ここに示され
る例では、プロセス電極の一方６５ａは、基板２５の下
に配置され、他方のプロセス電極６５ｂはプロセスチャ
ンバ３０の壁が接地されていることにより形成される。
誘導結合と容量結合とを組み合わせて用い、チャンバ３
０内に均一性又は指向性が高められたプラズマを形成す
ることが可能である。チャンバ３０から消費済みプロセ
スガス及びプロセスガス副生成物を排気するために、排
気マニホールド７０が与えられる。表面８０及び周縁８
５を有する基板２５を保持するために、基板支持体７５
が与えられる。
【００１１】複合体（コンポジット）の、電気エネルギ
ーが与えられる自己クリーニングフォーカスリング９０
が、基板２５の周囲に配置される。フォーカスリング９
０は、基板支持体７５の上に置かれる自立型の誘電構造
体を成していてもよく、あるいは、プロセスチャンバ３
０の側壁３５に取り付けられここから伸びる誘電構造体
を成してもよい。図１及び図２を参照すれば、フォーカ
スリング９０は、プロセスガスのフロー又はプラズマを
収容しこれを基板２５へ向けるよう、基板２５の周縁８
０の周りに配置できる形状及び寸法を与えられた誘電バ
リア９２を備えている。誘電バリア９２の内径のサイズ
は、基板２５の周縁８０を取り囲める程度に十分大きく
与えられる。例えば、基板の直径が２００ｍｍ（約８イ
ンチ）の場合は、適切な内径は約２０１ｍｍ〜約２１０
ｍｍであり、更に好ましくは２０１ｍｍ〜２０５ｍｍで
ある。直径が６〜１２インチの基板に対して、誘電バリ
ア９２の高さは、約１５ｍｍ〜約２５ｍｍであることが
好ましい。
ーが与えられる自己クリーニングフォーカスリング９０
が、基板２５の周囲に配置される。フォーカスリング９
０は、基板支持体７５の上に置かれる自立型の誘電構造
体を成していてもよく、あるいは、プロセスチャンバ３
０の側壁３５に取り付けられここから伸びる誘電構造体
を成してもよい。図１及び図２を参照すれば、フォーカ
スリング９０は、プロセスガスのフロー又はプラズマを
収容しこれを基板２５へ向けるよう、基板２５の周縁８
０の周りに配置できる形状及び寸法を与えられた誘電バ
リア９２を備えている。誘電バリア９２の内径のサイズ
は、基板２５の周縁８０を取り囲める程度に十分大きく
与えられる。例えば、基板の直径が２００ｍｍ（約８イ
ンチ）の場合は、適切な内径は約２０１ｍｍ〜約２１０
ｍｍであり、更に好ましくは２０１ｍｍ〜２０５ｍｍで
ある。直径が６〜１２インチの基板に対して、誘電バリ
ア９２の高さは、約１５ｍｍ〜約２５ｍｍであることが
好ましい。
【００１２】誘電バリア９２は、プラズマフォーカシン
グ面（又はプロセスガスフォーカシング面）９５を有し
ていることが好ましく、これは基板２５の周縁８５に沿
って隣り合いかつ実質的に連続に伸び、基板表面８０上
及びバリア９２の他の面にある反対の面９８にプラズマ
を集中する。好ましくは、誘電バリア９２のプラズマフ
ォーカシング面９５は、基板表面を上方で包囲するよう
に伸びる逆円錐状の面をなすことにより、プロセスガス
のフローを実質的に妨害ないし遮断することなく、プロ
セスガスを基板２５の方に向ける。また、プラズマフォ
ーカシング面は、基板２５の平面に垂直である縦軸に対
して、角度αをなす平面を有している事が更に好まし
く、この角度αはチャンバ内のプラズマ種の多数を捕捉
するに十分大きい角度である。この角度αは約１０゜〜
約７５゜であることが好ましく、更に好ましくは約１５
゜〜約４０゜、最も好ましくは約３５゜である。
グ面（又はプロセスガスフォーカシング面）９５を有し
ていることが好ましく、これは基板２５の周縁８５に沿
って隣り合いかつ実質的に連続に伸び、基板表面８０上
及びバリア９２の他の面にある反対の面９８にプラズマ
を集中する。好ましくは、誘電バリア９２のプラズマフ
ォーカシング面９５は、基板表面を上方で包囲するよう
に伸びる逆円錐状の面をなすことにより、プロセスガス
のフローを実質的に妨害ないし遮断することなく、プロ
セスガスを基板２５の方に向ける。また、プラズマフォ
ーカシング面は、基板２５の平面に垂直である縦軸に対
して、角度αをなす平面を有している事が更に好まし
く、この角度αはチャンバ内のプラズマ種の多数を捕捉
するに十分大きい角度である。この角度αは約１０゜〜
約７５゜であることが好ましく、更に好ましくは約１５
゜〜約４０゜、最も好ましくは約３５゜である。
【００１３】フォーカスリング９０は、誘電バリア９２
に電気的に結合しこの誘電バリアの少なくとも一部と隣
接する導電部材１００を備えている。導電部材１００
は、プラズマから電気的に絶縁されており、基板処理中
は、この導電部材に電気量を与えてプラズマイオンを引
き付け、堆積物を誘電バリア９２からスパッタして取り
除くことで、自己クリーニングフォーカスリングとす
る。導電部材１００は、プロセスチャンバ３０の中でプ
ラズマから電気的に絶縁され、プラズマと導電部材１０
０の間の放電及び短絡を防止する。この電気的絶縁は、
あらゆる誘電材料ないし層を用いて導電部材を覆うこと
により実現できる。また、誘電材料の抵抗率は、プラズ
マと導電部材１００の間の放電及び短絡を防止するよ
う、導電部材１００をプラズマから電気的に絶縁するに
十分高く、また、誘電バリアから発散する電界を形成す
るよう、電気量が与えられた導電部材１００から誘電バ
リア９２を介して電界を結合するに十分低い。従って、
誘電材料は絶縁体でもよく、あるいは、上記の電気的絶
縁及び電界浸透の特徴を与える不完全な導体であっても
よい。導電部材１００を覆う誘電バリア材料は、約１ｘ
１０8Ωｃｍ〜約１ｘ１０2 0Ωｃｍの抵抗率を有してい
ることが好ましい。更に好ましくは、この誘電材料は約
１ｘ１０11Ωｃｍ〜約１ｘ１０20Ωｃｍの抵抗率を有
し、誘電定数が少なくとも約２である。好ましくは、こ
の誘電材料の誘電破壊強度が少なくとも約１００volts/
milであり、更に代表的には約１０００〜約１０，００
０volts/milである。誘電材料（あるいは誘電バリア）
の適切な厚さは、約１０〜約５００μｍである。
に電気的に結合しこの誘電バリアの少なくとも一部と隣
接する導電部材１００を備えている。導電部材１００
は、プラズマから電気的に絶縁されており、基板処理中
は、この導電部材に電気量を与えてプラズマイオンを引
き付け、堆積物を誘電バリア９２からスパッタして取り
除くことで、自己クリーニングフォーカスリングとす
る。導電部材１００は、プロセスチャンバ３０の中でプ
ラズマから電気的に絶縁され、プラズマと導電部材１０
０の間の放電及び短絡を防止する。この電気的絶縁は、
あらゆる誘電材料ないし層を用いて導電部材を覆うこと
により実現できる。また、誘電材料の抵抗率は、プラズ
マと導電部材１００の間の放電及び短絡を防止するよ
う、導電部材１００をプラズマから電気的に絶縁するに
十分高く、また、誘電バリアから発散する電界を形成す
るよう、電気量が与えられた導電部材１００から誘電バ
リア９２を介して電界を結合するに十分低い。従って、
誘電材料は絶縁体でもよく、あるいは、上記の電気的絶
縁及び電界浸透の特徴を与える不完全な導体であっても
よい。導電部材１００を覆う誘電バリア材料は、約１ｘ
１０8Ωｃｍ〜約１ｘ１０2 0Ωｃｍの抵抗率を有してい
ることが好ましい。更に好ましくは、この誘電材料は約
１ｘ１０11Ωｃｍ〜約１ｘ１０20Ωｃｍの抵抗率を有
し、誘電定数が少なくとも約２である。好ましくは、こ
の誘電材料の誘電破壊強度が少なくとも約１００volts/
milであり、更に代表的には約１０００〜約１０，００
０volts/milである。誘電材料（あるいは誘電バリア）
の適切な厚さは、約１０〜約５００μｍである。
【００１４】適切は誘電材料には、Ａｌ2Ｏ3、ＢｅＯ、
ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ
2、ＢａＴｉＯ3、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｚ
ｒＢ2、ＴｉＢ2、ＶＢ2、Ｗ2Ｂ3、ＬａＢ6、ＭｏＳ
ｉ2、ＷＳｉX又はＴｉＳｉXが含まれる。好ましい誘電
材料はＡｌ2Ｏ3であり、これは腐食性の環境内で優れた
化学耐性及び腐食耐性を有し、また、２０００℃を越え
る高温耐性を有している。また、誘電バリア材料に適切
なドーパントをドープして、電気的性質、例えば電気抵
抗率や誘電破壊強度等を所望のようにすることができ
る。例えば、ピュアなアルミナの抵抗率が１ｘ１０14Ω
ｃｍのオーダーである場合、アルミナにチタンを１〜３
％ドープして、抵抗率を１ｘ１０11Ωｃｍ〜１ｘ１０13
Ωｃｍのオーダーと低くすることが可能である。
ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ
2、ＢａＴｉＯ3、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｚ
ｒＢ2、ＴｉＢ2、ＶＢ2、Ｗ2Ｂ3、ＬａＢ6、ＭｏＳ
ｉ2、ＷＳｉX又はＴｉＳｉXが含まれる。好ましい誘電
材料はＡｌ2Ｏ3であり、これは腐食性の環境内で優れた
化学耐性及び腐食耐性を有し、また、２０００℃を越え
る高温耐性を有している。また、誘電バリア材料に適切
なドーパントをドープして、電気的性質、例えば電気抵
抗率や誘電破壊強度等を所望のようにすることができ
る。例えば、ピュアなアルミナの抵抗率が１ｘ１０14Ω
ｃｍのオーダーである場合、アルミナにチタンを１〜３
％ドープして、抵抗率を１ｘ１０11Ωｃｍ〜１ｘ１０13
Ωｃｍのオーダーと低くすることが可能である。
【００１５】好ましい具体例では、誘電バリア９２の形
状は、導電部材１００を覆ってプラズマから電気的に絶
縁するように与えられる。図１及び図２で示される具体
例は、誘電バリア９２は誘電材料のＵ字形カラーを備
え、これは導電部材１００の上面全体を覆ってこれを電
気的に絶縁する。このＵ字形カラーは、（ｉ）基板２５
を包囲しかつ基板２５に面するプラズマフォーカシング
面９５を有する内側壁９４と、（ｉｉ）導電部材１００
の少なくとも一部をカバーしこれを囲む外壁９６と、
（ｉｉｉ）導電部材１００の上方周囲で内壁９４から外
壁９６へと伸びる中間横方向ブリッジ壁９７とを備えて
いる。好ましくは、外壁９６は、支持体７５の対応する
メタルリッジ１０１にはまる周縁エッジを有し、誘電バ
リアが支持体上で適正な調心を確保するようにしてい
る。
状は、導電部材１００を覆ってプラズマから電気的に絶
縁するように与えられる。図１及び図２で示される具体
例は、誘電バリア９２は誘電材料のＵ字形カラーを備
え、これは導電部材１００の上面全体を覆ってこれを電
気的に絶縁する。このＵ字形カラーは、（ｉ）基板２５
を包囲しかつ基板２５に面するプラズマフォーカシング
面９５を有する内側壁９４と、（ｉｉ）導電部材１００
の少なくとも一部をカバーしこれを囲む外壁９６と、
（ｉｉｉ）導電部材１００の上方周囲で内壁９４から外
壁９６へと伸びる中間横方向ブリッジ壁９７とを備えて
いる。好ましくは、外壁９６は、支持体７５の対応する
メタルリッジ１０１にはまる周縁エッジを有し、誘電バ
リアが支持体上で適正な調心を確保するようにしてい
る。
【００１６】好ましくは、導電部材１００は、基板２５
に隣接してこの周りに連続に伸び、プラズマイオンを誘
電バリアのプラズマフォーカシング面９５全体に均一に
引き寄せる。これにより、プラズマイオンがプラズマフ
ォーカシング面９５のほぼ全面にエネルギーをもって入
射して堆積物を取り去る。例えば、導電部材１００は基
板の直径よりも大きなサイズの円周内径を有する環状カ
ラーリングであってもよい。導電部材の外径は、誘電バ
リア９２のＵ字形カラーの形状の中にフィットするい十
分小さいサイズであってもよい。導電部材１００は、連
続的なリングとして作製されてもよく、あるいは、基板
の外縁ほぼ全体を包囲するような形状とサイズが与えら
れるメタルセグメント複数の組立体として作製されても
よい。この組立体全体に対して１つの電気量供給源又は
コネクタターミナルで電気量を与えることができるよ
う、メタルセグメントは相互に電気的に接続されてもよ
い。
に隣接してこの周りに連続に伸び、プラズマイオンを誘
電バリアのプラズマフォーカシング面９５全体に均一に
引き寄せる。これにより、プラズマイオンがプラズマフ
ォーカシング面９５のほぼ全面にエネルギーをもって入
射して堆積物を取り去る。例えば、導電部材１００は基
板の直径よりも大きなサイズの円周内径を有する環状カ
ラーリングであってもよい。導電部材の外径は、誘電バ
リア９２のＵ字形カラーの形状の中にフィットするい十
分小さいサイズであってもよい。導電部材１００は、連
続的なリングとして作製されてもよく、あるいは、基板
の外縁ほぼ全体を包囲するような形状とサイズが与えら
れるメタルセグメント複数の組立体として作製されても
よい。この組立体全体に対して１つの電気量供給源又は
コネクタターミナルで電気量を与えることができるよ
う、メタルセグメントは相互に電気的に接続されてもよ
い。
【００１７】導電部材１００の内面が誘電バリア９２の
外面９８にぴったりと接触するように、導電部材１００
の内面の直径及び形状を選択する。導電部材１００と誘
電バリア９２の間に結合する均一な電界を与えるよう、
誘電バリア９２の内面９８は導電部材１００の形状には
まることが好ましい。粗く不均一な誘電バリアと導電部
材１００の部分は、面同士が相互に均一ないしスムーズ
に接触しない場合は、電気的に絶縁するギャップ及びバ
リアが形成されてしまう。そのため、導電部材１００の
隣接面と誘電バリアの反対面９８とを均一に研磨し、Ｒ
ＭＳ粗さが約５０未満（更に好ましくは約３５未満）の
スムーズな面を有する結合境界面を与えることが好まし
い。スムーズな結合境界面により、電界の摂動が低減さ
れ、また、導電部材と電極６５ｂの間の結合の均一性を
高めて誘電バリア９２から広がる電界束の均一性が更に
高められる。直径が２００ｍｍ（約８インチ）の基板に
対しては、内面の適切な直径は約２０１ｍｍ〜約２５０
ｍｍであり、更に好ましくは約２０１ｍｍ〜約２２５ｍ
ｍである。直径が６〜１２インチの基板に対して、導電
部材１００の高さは、約１５ｍｍ〜約２５ｍｍであるこ
とが好ましい。
外面９８にぴったりと接触するように、導電部材１００
の内面の直径及び形状を選択する。導電部材１００と誘
電バリア９２の間に結合する均一な電界を与えるよう、
誘電バリア９２の内面９８は導電部材１００の形状には
まることが好ましい。粗く不均一な誘電バリアと導電部
材１００の部分は、面同士が相互に均一ないしスムーズ
に接触しない場合は、電気的に絶縁するギャップ及びバ
リアが形成されてしまう。そのため、導電部材１００の
隣接面と誘電バリアの反対面９８とを均一に研磨し、Ｒ
ＭＳ粗さが約５０未満（更に好ましくは約３５未満）の
スムーズな面を有する結合境界面を与えることが好まし
い。スムーズな結合境界面により、電界の摂動が低減さ
れ、また、導電部材と電極６５ｂの間の結合の均一性を
高めて誘電バリア９２から広がる電界束の均一性が更に
高められる。直径が２００ｍｍ（約８インチ）の基板に
対しては、内面の適切な直径は約２０１ｍｍ〜約２５０
ｍｍであり、更に好ましくは約２０１ｍｍ〜約２２５ｍ
ｍである。直径が６〜１２インチの基板に対して、導電
部材１００の高さは、約１５ｍｍ〜約２５ｍｍであるこ
とが好ましい。
【００１８】操作中は、プロセス電極６５ａ及び６５ｂ
には相互に対するバイアス電力が与えられ、プロセスチ
ャンバ３０内でプラズマを生成しプラズマイオンを基板
表面８０の法へ引き寄せるための電界を発生させる。導
電部材１００は電極６５ａに電気的に接続され、この電
極はプロセス電極６５ｂに対するバイアスが与えられ
る。導電部材１００と電極６５ｂの間の容量結合によ
り、導電部材１００を覆っている誘電体から広がる電界
が発生し、これによりプラズマイオンがプラズマフォー
カシング面９５の方へ引き寄せられる。このように、電
極６５ａと６５ｂの間の電界は導電部材１００を含むと
ころまで拡がり、プラズマイオンがエネルギーをもって
誘電バリアに入射しそこから堆積物をスパッタして取り
去る。
には相互に対するバイアス電力が与えられ、プロセスチ
ャンバ３０内でプラズマを生成しプラズマイオンを基板
表面８０の法へ引き寄せるための電界を発生させる。導
電部材１００は電極６５ａに電気的に接続され、この電
極はプロセス電極６５ｂに対するバイアスが与えられ
る。導電部材１００と電極６５ｂの間の容量結合によ
り、導電部材１００を覆っている誘電体から広がる電界
が発生し、これによりプラズマイオンがプラズマフォー
カシング面９５の方へ引き寄せられる。このように、電
極６５ａと６５ｂの間の電界は導電部材１００を含むと
ころまで拡がり、プラズマイオンがエネルギーをもって
誘電バリアに入射しそこから堆積物をスパッタして取り
去る。
【００１９】このエネルギーをもって入射したプラズマ
イオンはまた、誘電バリア９２のプラズマフォーカシン
グ面９５を、バリア面上の揮発性ポリマー堆積物が堆積
することを低減する程度に十分高い温度に加熱する。典
型的には、この面９５は約１００℃〜４００℃の温度に
加熱され、更に典型的には２００℃〜３７５℃である。
このような温度では、揮発性ポリマー堆積物が揮発し、
チャンバから排気される。入射のエネルギーと温度は、
バリアを介して伝達される電界エネルギーに比例し、こ
の電界エネルギーは導電部材に印加される電圧又は電気
量に比例し、導電部材１００とバイアス９２の間の電気
的結合の度合いに比例する。このような方法によれば、
本発明の複合体フォーカスリングはフォーカスリング上
への汚染物の堆積を防止し、基板の収率を高め、チャン
バのクリーニングの必要性を低減する。
イオンはまた、誘電バリア９２のプラズマフォーカシン
グ面９５を、バリア面上の揮発性ポリマー堆積物が堆積
することを低減する程度に十分高い温度に加熱する。典
型的には、この面９５は約１００℃〜４００℃の温度に
加熱され、更に典型的には２００℃〜３７５℃である。
このような温度では、揮発性ポリマー堆積物が揮発し、
チャンバから排気される。入射のエネルギーと温度は、
バリアを介して伝達される電界エネルギーに比例し、こ
の電界エネルギーは導電部材に印加される電圧又は電気
量に比例し、導電部材１００とバイアス９２の間の電気
的結合の度合いに比例する。このような方法によれば、
本発明の複合体フォーカスリングはフォーカスリング上
への汚染物の堆積を防止し、基板の収率を高め、チャン
バのクリーニングの必要性を低減する。
【００２０】図１を参照し、支持体７５は、基板２５を
支持体７５上に固定するための静電チャック１０２を有
していてもよい。チャック１０２は、電極１０８を中に
有する絶縁体１０６を有していてもよく、この絶縁体１
０６は基板２５を受けるための上面１１０を有してい
る。電極１０８は、チャックの動作のための第１の電源
１１２に接続されている。第１の電源１１２は通常、１
０ＭΩの抵抗器を介して高圧読み出しに接続される約１
０００〜３５００ボルトの高圧ＤＣ電源を有する回路を
有している。この回路の１ＭΩの抵抗器により、回路を
流れる電流を制限し、また、交流電流フィルタとして５
００ｐＦのキャパシタが与えられる。また、基板２５を
支持体７５に固定するため、バイポーラチャック（図示
せず）を用いてもよい。このチャックは、２つ以上のバ
イポーラ電極が絶縁体１０６の中に配置され、また、チ
ャック２０の中のバイポーラ電極に電力を与える第１の
電源１１２は、第１のＤＣ電源と第２のＤＣ電源とを備
えている。これら第１のＤＣ電源及び第２のＤＣ電源が
バイポーラ電極に負及び正の電圧を与えることにより、
電極をこれら相互に負及び正の電位に維持する。これら
バイポーラ電極が正反対の電位となることにより、プロ
セスチャンバ３０内でプラズマを用いることなく、バイ
ポーラ電極と、チャック１０２に保持される基板２５と
に正反対の静電荷が生じ、その結果、基板はチャック１
０２に静電力により保持されるようになる。バイアス電
力が与えられた基板に対して電荷キャリアとして作用す
る荷電プラズマ種が存在しない非プラズマプロセスにお
いては、バイポーラ電極の構成は有利である。
支持体７５上に固定するための静電チャック１０２を有
していてもよい。チャック１０２は、電極１０８を中に
有する絶縁体１０６を有していてもよく、この絶縁体１
０６は基板２５を受けるための上面１１０を有してい
る。電極１０８は、チャックの動作のための第１の電源
１１２に接続されている。第１の電源１１２は通常、１
０ＭΩの抵抗器を介して高圧読み出しに接続される約１
０００〜３５００ボルトの高圧ＤＣ電源を有する回路を
有している。この回路の１ＭΩの抵抗器により、回路を
流れる電流を制限し、また、交流電流フィルタとして５
００ｐＦのキャパシタが与えられる。また、基板２５を
支持体７５に固定するため、バイポーラチャック（図示
せず）を用いてもよい。このチャックは、２つ以上のバ
イポーラ電極が絶縁体１０６の中に配置され、また、チ
ャック２０の中のバイポーラ電極に電力を与える第１の
電源１１２は、第１のＤＣ電源と第２のＤＣ電源とを備
えている。これら第１のＤＣ電源及び第２のＤＣ電源が
バイポーラ電極に負及び正の電圧を与えることにより、
電極をこれら相互に負及び正の電位に維持する。これら
バイポーラ電極が正反対の電位となることにより、プロ
セスチャンバ３０内でプラズマを用いることなく、バイ
ポーラ電極と、チャック１０２に保持される基板２５と
に正反対の静電荷が生じ、その結果、基板はチャック１
０２に静電力により保持されるようになる。バイアス電
力が与えられた基板に対して電荷キャリアとして作用す
る荷電プラズマ種が存在しない非プラズマプロセスにお
いては、バイポーラ電極の構成は有利である。
【００２１】支持体７５の少なくとも一部は、導電性で
あり、プロセスチャンバ３０内にプラズマを生成するた
めのプロセス電極６５ａないしカソードとして機能す
る。プロセスチャンバの接地壁はプロセス電極６５ｂを
なし、支持体の上記導電性部分には第２の電圧源１１４
が接続されて、支持体７５にプロセスチャンバ３０の接
地壁に対するバイアスを与え、プロセスガスからプラズ
マを生成する。第２の電源１１４は一般に、プロセスチ
ャンバ３０のインピーダンスをライン電圧のインピーダ
ンスに整合させるＲＦインピーダンスを、絶縁キャパシ
タに直列に備えている。導電部材１００は支持体７５の
導電部と電気的に接触し、支持体７５に印加される電荷
が導電部材１００に伝導される。
あり、プロセスチャンバ３０内にプラズマを生成するた
めのプロセス電極６５ａないしカソードとして機能す
る。プロセスチャンバの接地壁はプロセス電極６５ｂを
なし、支持体の上記導電性部分には第２の電圧源１１４
が接続されて、支持体７５にプロセスチャンバ３０の接
地壁に対するバイアスを与え、プロセスガスからプラズ
マを生成する。第２の電源１１４は一般に、プロセスチ
ャンバ３０のインピーダンスをライン電圧のインピーダ
ンスに整合させるＲＦインピーダンスを、絶縁キャパシ
タに直列に備えている。導電部材１００は支持体７５の
導電部と電気的に接触し、支持体７５に印加される電荷
が導電部材１００に伝導される。
【００２２】別の具体例では、誘電バリア９２は、導電
部材１００を覆って導電部材１００を電気的に絶縁する
誘電材料の層を備えている。この具体例では、導電部材
１００は環状のリングであるが、これは誘電層で覆われ
支持体７５上に置かれる。この誘電層の抵抗率及び厚さ
については、プラズマと導電部材１００の間の放電を防
止するよう、導電部材１００をプラズマから電気的に絶
縁するに十分高く（厚く）、また、プラズマイオンを誘
電バリア９２のプラズマフォーカシング面９５にプラズ
マイオンを引き付けるよう、電気量が与えられた導電部
材１００から誘電層を介して電界を浸透させるに十分低
い（薄い）。バイアス電力が与えられた導電部材１００
とプロセスチャンバ３０内のプラズマとの間でプラズマ
電荷の漏洩を防止するように、誘電層は十分高い誘電破
壊強度を有している。誘電層の誘電破壊強度は、少なく
とも約４volts/micronであることが好ましく、更に好ま
しくは約４０volts/micronである。誘電バリア９２の厚
さは、自身の誘電破壊強度及び誘電定数に依存する。典
型的には、誘電層の誘電定数は、約２〜５であり、更に
好ましくは少なくとも約３である。誘電定数が３．５の
誘電バリアに対しては、適切な厚さは約１００μｍ〜約
１０００μｍである。
部材１００を覆って導電部材１００を電気的に絶縁する
誘電材料の層を備えている。この具体例では、導電部材
１００は環状のリングであるが、これは誘電層で覆われ
支持体７５上に置かれる。この誘電層の抵抗率及び厚さ
については、プラズマと導電部材１００の間の放電を防
止するよう、導電部材１００をプラズマから電気的に絶
縁するに十分高く（厚く）、また、プラズマイオンを誘
電バリア９２のプラズマフォーカシング面９５にプラズ
マイオンを引き付けるよう、電気量が与えられた導電部
材１００から誘電層を介して電界を浸透させるに十分低
い（薄い）。バイアス電力が与えられた導電部材１００
とプロセスチャンバ３０内のプラズマとの間でプラズマ
電荷の漏洩を防止するように、誘電層は十分高い誘電破
壊強度を有している。誘電層の誘電破壊強度は、少なく
とも約４volts/micronであることが好ましく、更に好ま
しくは約４０volts/micronである。誘電バリア９２の厚
さは、自身の誘電破壊強度及び誘電定数に依存する。典
型的には、誘電層の誘電定数は、約２〜５であり、更に
好ましくは少なくとも約３である。誘電定数が３．５の
誘電バリアに対しては、適切な厚さは約１００μｍ〜約
１０００μｍである。
【００２３】図３に示される具体例では、フォーカスリ
ング９０はプロセスチャンバ３０に取り付けられてい
る。例えば、アーム１１８を用いてフォーカスリングを
チャンバの壁に保持し（図示のように）てもよく、ある
いは、フォーカスリング９０はチャンバ壁と一体の伸長
部を成してもよい（図示せず）。アーム１１８の一端は
プロセスチャンバ３０の側壁３５に取り付けられ、アー
ム１１８の他端はフォーカスリング９０に取り付けられ
ている。アーム１１８はアルミニウム等の導体であって
もよく、この場合、アーム１１８は、フォーカスリング
９０との境界部のポイントのところでフォーカスリング
９０から（特に導電部材１００から）電気的に絶縁され
る。フォーカスリング９０の剛性が高い場合にこのアー
ム１１８は有用であり、支持体７５は、基板２５を支持
体７５上に載置するに適する第１の下側ポジションか
ら、基板２５の処理に適する第２の上側ポジションへ移
動可能である。第２の上側のポジションでは、導電部材
１００は支持体７５の導電部と電気的に接触し、支持体
７５から電荷を導電部材１００へと導通させることがで
きる。
ング９０はプロセスチャンバ３０に取り付けられてい
る。例えば、アーム１１８を用いてフォーカスリングを
チャンバの壁に保持し（図示のように）てもよく、ある
いは、フォーカスリング９０はチャンバ壁と一体の伸長
部を成してもよい（図示せず）。アーム１１８の一端は
プロセスチャンバ３０の側壁３５に取り付けられ、アー
ム１１８の他端はフォーカスリング９０に取り付けられ
ている。アーム１１８はアルミニウム等の導体であって
もよく、この場合、アーム１１８は、フォーカスリング
９０との境界部のポイントのところでフォーカスリング
９０から（特に導電部材１００から）電気的に絶縁され
る。フォーカスリング９０の剛性が高い場合にこのアー
ム１１８は有用であり、支持体７５は、基板２５を支持
体７５上に載置するに適する第１の下側ポジションか
ら、基板２５の処理に適する第２の上側ポジションへ移
動可能である。第２の上側のポジションでは、導電部材
１００は支持体７５の導電部と電気的に接触し、支持体
７５から電荷を導電部材１００へと導通させることがで
きる。
【００２４】本発明はまた、プロセスチャンバ３０内で
基板２５を包囲するフォーカスリング９０の上への堆積
物の形成を低減するためのプラズマ処理法を提供する。
プロセスチャンバ３０を脱気し所定の準雰囲気圧に維持
する。第１の電圧源１１２により基板２５に対してバイ
アス電力が与えられたチャック１０２上に、基板を置
く。その後、ガスディストリビュータ５５を介してプロ
セスガスをチャンバ３０内に導入し、第２の電圧源１１
４によりエネルギーを与えて、プロセスガスからプラズ
マを生成する。電極１０８に電圧を印加すれば電極１０
８に静電荷が蓄積し、また、チャンバ３０内のプラズマ
が正反対の極性の荷電種を与え、これが基板２５に蓄積
する。蓄積した正反対の静電荷により、静電引力が発生
し、これが基板２５を静電力によりチャック１０２に保
持する。
基板２５を包囲するフォーカスリング９０の上への堆積
物の形成を低減するためのプラズマ処理法を提供する。
プロセスチャンバ３０を脱気し所定の準雰囲気圧に維持
する。第１の電圧源１１２により基板２５に対してバイ
アス電力が与えられたチャック１０２上に、基板を置
く。その後、ガスディストリビュータ５５を介してプロ
セスガスをチャンバ３０内に導入し、第２の電圧源１１
４によりエネルギーを与えて、プロセスガスからプラズ
マを生成する。電極１０８に電圧を印加すれば電極１０
８に静電荷が蓄積し、また、チャンバ３０内のプラズマ
が正反対の極性の荷電種を与え、これが基板２５に蓄積
する。蓄積した正反対の静電荷により、静電引力が発生
し、これが基板２５を静電力によりチャック１０２に保
持する。
【００２５】支持体７５には、第２の電源１１４による
プロセスチャンバ３０の接地壁に対するバイアス電力が
与えられる。支持体７５とプロセスチャンバ３０の接地
壁の間の容量結合により、プロセスガスからプラズマを
生成するための電界が発生する。支持体７５とプロセス
チャンバ３０の接地壁の間の電界により、プラズマが基
板２５に引き付けられる。導電部材１００は、支持体７
５と電気的に接触し、よって、プロセスチャンバの壁に
対してのバイアス電力が与えられる。導電部材１００か
ら広がる電界により、プラズマイオンは誘電バリア９２
のフォーカシング面９５に引き付けられてこれに入射
し、そこにある堆積物を除去する。導電部材１００に電
気量を与えるステップはプラズマの生成の前に行われる
が、導電部材１００への電気量の付与は、プロセスチャ
ンバ３０内でのプロセスガスの導入もしくはプラズマの
生成の前、後又は最中に行うことが可能である。
プロセスチャンバ３０の接地壁に対するバイアス電力が
与えられる。支持体７５とプロセスチャンバ３０の接地
壁の間の容量結合により、プロセスガスからプラズマを
生成するための電界が発生する。支持体７５とプロセス
チャンバ３０の接地壁の間の電界により、プラズマが基
板２５に引き付けられる。導電部材１００は、支持体７
５と電気的に接触し、よって、プロセスチャンバの壁に
対してのバイアス電力が与えられる。導電部材１００か
ら広がる電界により、プラズマイオンは誘電バリア９２
のフォーカシング面９５に引き付けられてこれに入射
し、そこにある堆積物を除去する。導電部材１００に電
気量を与えるステップはプラズマの生成の前に行われる
が、導電部材１００への電気量の付与は、プロセスチャ
ンバ３０内でのプロセスガスの導入もしくはプラズマの
生成の前、後又は最中に行うことが可能である。
【００２６】ここに記載した装置２０は、化学気相堆積
等による基板上への材料の堆積や、基板２５からの材料
のエッチングや、基板２５やチャンバ壁や処理部材上に
堆積した汚染堆積物のクリーニングに用いることが可能
である。この装置２０の中で基板上にコーティングを堆
積物させることが可能な化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセ
スは、S.M.Sze 編VLSI Technology, 2nd Ed.,Chapter
9, McGrow-Hill Publishing Co.に一般的に記載されて
いる。基板上にＳｉＯ2を堆積するための典型的な化学
気相堆積（ＣＶＤ）プロセスは、(i)例えばＳｉＨ4やＳ
ｉＣｌ2Ｈ2等の珪素ソースガスと、例えばＣＯ2及び
Ｈ2、又はＮ2Ｏ等の酸素ソースガス、あるいは(ii)例え
ばＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4等の、珪素と酸素の両方を含む単
一のガス、であるプロセスガスを用いる。Ｓｉ3Ｎ4を堆
積するためのＣＶＤプロセスは典型的には、ＳｉＨ4及
びＮＨ3又はＮ2、のようなガスを用いる。他の従来から
ののＣＶＤプロセスガスには、ＮＨ3、ＡｓＨ3、Ｂ
2Ｈ6、ＫＣｌ、ＰＨ3及びＳｉＨ4が含まれる。また、こ
の装置２０は、S.M.Sze 編VLSI Technology, 2nd Ed.,C
hapter 5, McGrow-Hill Publishing Co.に一般的に記載
されているようなプラズマエッチングプロセスにも用い
ることが可能である。典型的なメタルインターコネクト
エッチングプロセスでは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＳＦ6、Ｃ
Ｆ4、ＣＦＣｌ3、ＣＦ2Ｃｌ2、ＣＦ3Ｃｌ、ＣＨＦ3及び
Ｃ2ＣｌＦ5等のプロセスガスを用いる。レジストエッチ
ングプロセスでは典型的には、酸素ガスを用いて基板上
のポリマーレジストをエッチングする。プロセスチャン
バ３０内の様々な部品及びチャンバ自身は、様々な材料
でできていてもよく、これには、メタル類、セラミック
類、ガラス類、ポリマー類や複合材料類が含まれ、従来
の機械加工及び成形の方法を用いて作製されるものが含
まれる。プロセスチャンバ３０及び部品の作製に用いら
れる好ましいメタルには、アルミニウム、陽極酸化アル
ミニウム、「HAYNES 242」、「Al-6061」、「SS 35
4」、「SS 316」及びINCONELが含まれる。
等による基板上への材料の堆積や、基板２５からの材料
のエッチングや、基板２５やチャンバ壁や処理部材上に
堆積した汚染堆積物のクリーニングに用いることが可能
である。この装置２０の中で基板上にコーティングを堆
積物させることが可能な化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセ
スは、S.M.Sze 編VLSI Technology, 2nd Ed.,Chapter
9, McGrow-Hill Publishing Co.に一般的に記載されて
いる。基板上にＳｉＯ2を堆積するための典型的な化学
気相堆積（ＣＶＤ）プロセスは、(i)例えばＳｉＨ4やＳ
ｉＣｌ2Ｈ2等の珪素ソースガスと、例えばＣＯ2及び
Ｈ2、又はＮ2Ｏ等の酸素ソースガス、あるいは(ii)例え
ばＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4等の、珪素と酸素の両方を含む単
一のガス、であるプロセスガスを用いる。Ｓｉ3Ｎ4を堆
積するためのＣＶＤプロセスは典型的には、ＳｉＨ4及
びＮＨ3又はＮ2、のようなガスを用いる。他の従来から
ののＣＶＤプロセスガスには、ＮＨ3、ＡｓＨ3、Ｂ
2Ｈ6、ＫＣｌ、ＰＨ3及びＳｉＨ4が含まれる。また、こ
の装置２０は、S.M.Sze 編VLSI Technology, 2nd Ed.,C
hapter 5, McGrow-Hill Publishing Co.に一般的に記載
されているようなプラズマエッチングプロセスにも用い
ることが可能である。典型的なメタルインターコネクト
エッチングプロセスでは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＳＦ6、Ｃ
Ｆ4、ＣＦＣｌ3、ＣＦ2Ｃｌ2、ＣＦ3Ｃｌ、ＣＨＦ3及び
Ｃ2ＣｌＦ5等のプロセスガスを用いる。レジストエッチ
ングプロセスでは典型的には、酸素ガスを用いて基板上
のポリマーレジストをエッチングする。プロセスチャン
バ３０内の様々な部品及びチャンバ自身は、様々な材料
でできていてもよく、これには、メタル類、セラミック
類、ガラス類、ポリマー類や複合材料類が含まれ、従来
の機械加工及び成形の方法を用いて作製されるものが含
まれる。プロセスチャンバ３０及び部品の作製に用いら
れる好ましいメタルには、アルミニウム、陽極酸化アル
ミニウム、「HAYNES 242」、「Al-6061」、「SS 35
4」、「SS 316」及びINCONELが含まれる。
【００２７】ここまで好ましい態様に関して詳細に本発
明を説明してきたが、他の態様も可能である。例えば、
導電部材はプロセスチャンバと一体の部分として形成さ
れてもよく、あるいは、基板を支持する支持体の一部と
して形成されてもよい。
明を説明してきたが、他の態様も可能である。例えば、
導電部材はプロセスチャンバと一体の部分として形成さ
れてもよく、あるいは、基板を支持する支持体の一部と
して形成されてもよい。
【図１】本発明に従った装置の一具体例の模式的な部分
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の複合体フォーカスリングの一具体例の
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図３】本発明に従った装置の一具体例の模式的な部分
断面図である。
断面図である。
２０…処理装置、２５…基板、３０…プロセスチャン
バ、３５…側壁、４０…上天井壁、４５…底壁、７５…
基板支持体、８０…基板表面、８５…基板周縁、９０…
フォーカスリング、９２…誘電バリア、９５…フォーカ
シング面。
バ、３５…側壁、４０…上天井壁、４５…底壁、７５…
基板支持体、８０…基板表面、８５…基板周縁、９０…
フォーカスリング、９２…誘電バリア、９５…フォーカ
シング面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (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， プレザントン， モンテヴィノ ドライヴ 878
Claims (14)
- 【請求項１】 プラズマの中で基板を処理するためのプ
ロセスチャンバであって、該チャンバは、 （ａ）基板を支持する支持体と、 （ｂ）プロセスガスを該チャンバ内に散布するガスディ
ストリビュータと、 （ｃ）プロセスガスからプラズマを生成するプラズマジ
ェネレータと、 （ｄ）基板の周囲の複合体のフォーカスリングとを備
え、該複合体フォーカスリングは、プラズマを基板の方
に向けるためのフォーカシング面を有する誘電バリア
と、誘電バリアの中にあって電気量を供給することによ
りプラズマを誘電バリアのフォーカシング面の方へと引
き付け、基板処理中に該フォーカシング面上への堆積物
の形成を低減する、導電部材とを備えるプロセスチャン
バ。 - 【請求項２】 該導電部材が、該支持体の導電部に電気
的に接触し、該支持体に印加された電気量が該導電部材
に導通する請求項１に記載のプロセスチャンバ。 - 【請求項３】 該誘電バリアが、該導電部材を覆う誘電
材料の層を備え、該誘電材料の表面の抵抗率は、該導電
部材を該誘電バリアを介してプラズマに電気的に結合さ
せるに十分低く、プラズマと該導電部材の間の放電を防
止するに十分高い請求項１に記載のプロセスチャンバ。 - 【請求項４】 該誘電バリアが約１ｘ１０11Ωｃｍ〜約
１ｘ１０20Ωｃｍの抵抗率を有する誘電材料のＵ字形カ
ラーを備え、該導電部材が該Ｕ字形カラーの内部にフィ
ットする環状のメタルリングを備える請求項３に記載の
プロセスチャンバ。 - 【請求項５】 該プラズマジェネレータが、基板の上方
に第１の電極を、基板の下方に第２の電極を備え、該第
１の電極と該第２の電極は相互に対するバイアス電力が
与えられてチャンバ内にプラズマを維持し、該導電部材
は該第２の電極に電気的に接続される請求項１に記載の
プロセスチャンバ。 - 【請求項６】 プロセスチャンバ内でプラズマの中で基
板を処理するための自己クリーニングフォーカスリング
であって、該フォーカスリングは、 （ａ）プロセスチャンバ内のプラズマを基板表面の方へ
向けるための、基板の周縁に隣接するように沿って伸び
るフォーカシング面を有する誘電バリアと、 （ｂ）該誘電バリアの少なくとも一部と隣接する導電部
材とを備え、該導電部材は、電気量が与えられて該誘電
バリアを介してプラズマに電気的に結合され、プラズマ
を該誘電バリアの該フォーカシング面に引き付けて、基
板処理中の誘電バリア上への堆積物の形成が低減される
フォーカスリング。 - 【請求項７】 該導電部材が支持体の導電部分に電気的
に接触して、該支持体に印加される電気量が該導電部材
に導通する請求項６に記載のフォーカスリング。 - 【請求項８】 該誘電バリアが、該導電部材を覆う誘電
材料の層を備え、該誘電材料の表面の抵抗率は、該導電
部材を該誘電バリアを介してプラズマに電気的に結合さ
せるに十分低く、プラズマと該導電部材の間の放電を防
止するに十分高い請求項６に記載のフォーカスリング。 - 【請求項９】 該誘電バリアが約１ｘ１０11Ωｃｍ〜約
１ｘ１０20Ωｃｍの抵抗率を有する誘電材料のＵ字形カ
ラーを備え、該導電部材が該Ｕ字形カラーの内部にフィ
ットする環状のメタルリングを備える請求項８に記載の
フォーカスリング。 - 【請求項１０】 該プロセスチャンバが、基板の上方に
第１の電極を、基板の下方に第２の電極を備えるプラズ
マジェネレータを有し、該第１の電極と該第２の電極は
相互に対するバイアス電力が与えられてチャンバ内にプ
ラズマを維持し、該導電部材は該第２の電極に電気的に
接続される請求項７に記載のフォーカスリング。 - 【請求項１１】 プラズマ中で基板を処理するための方
法であって、 （ａ）プラズマ領域内で支持体上に基板を配置し、 （ｂ）該プラズマ領域内にプロセスガスを導入し、プロ
セスガスからプラズマを生成し、 （ｃ）誘電フォーカスリングのフォーカシング面により
プラズマを該基板の方へと向け、 （ｄ）該フォーカスリングに隣接する導電部材に電気量
を与え、プラズマを誘電フォーカスリングのフォーカシ
ング面へと引き付けてこれに入射させ、基板処理中にそ
こに形成された堆積物を除去する方法。 - 【請求項１２】 工程（ｄ）において、該導電部材を該
支持体の導電部に接触させて、該支持体に印加される電
気量を該導電部材に導通させる工程を含む請求項１１に
記載の方法。 - 【請求項１３】 工程（ｂ）において、該プラズマ領域
内の１対の電極にバイアス電力を与える工程を含み、工
程（ｄ）において、該導電部材を該電極の１つに電気的
に接続させる工程を含む請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１４】 工程（ｄ）において、該導電部材を該
誘電バリアを介してプラズマに電気的に結合させるに十
分低く、プラズマと該導電部材の間の放電を防止するに
十分高い抵抗率を有する誘電材料を備えた誘電フォーカ
スリングで、該導電部材を覆う最初の工程を含む請求項
１１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/847,012 US5942039A (en) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Self-cleaning focus ring |
| US08/847012 | 1997-05-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174099A true JPH1174099A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=25299550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10159809A Withdrawn JPH1174099A (ja) | 1997-05-01 | 1998-05-01 | 自己クリーニングフォーカスリング |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942039A (ja) |
| EP (1) | EP0875919A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1174099A (ja) |
| KR (1) | KR100512153B1 (ja) |
| SG (1) | SG70634A1 (ja) |
| TW (1) | TW409291B (ja) |
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