DE19781667B4

DE19781667B4 - Plasmaerzeugungsverfahren und -gerät mit einer induktiv gekoppelten Plasmaquelle

Info

Publication number: DE19781667B4
Application number: DE19781667A
Authority: DE
Inventors: Kaihan Ashtiani
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2017-03-05
Also published as: US5669975A; TW340295B; AU2058397A; GB9820829D0; GB2326974B; JP2001503554A; CH696036A5; DE19781667T1; JP3653524B2; GB2326974A; WO1997036022A1

Abstract

Gerät (60) zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes (62) mit aus einem Betriebsgas gebildeten Plasma, das umfasst:
eine Betriebskammer (61), die einen Betriebsraum umgrenzt und mindestens eine Einlaßöffnung hat, durch die das Betriebsgas in den Betriebsraum eingeführt werden kann, um den Gegenstand (62) mit dem Plasma zu behandeln; und
eine Plasmaquelle, die mit einem Ende der Betriebskammer (61) verbunden ist, um die Betriebskammer (61) abzudichten und um die Bildung von Plasma hervorzurufen, wobei die Plasmaquelle umfaßt:
eine dielektrische Platte (76) mit einer ersten, einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildenden Oberfläche;
eine Quelle elektrischer Energie, die außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, wobei die Quelle elektrischer Energie Stromfluß durch erste und zweite Anschlussleitungen (32, 34) einer Induktionsspule (30) anregt, um über die dielektrische Platte (76) Energie in die Betriebskammer (61) zu liefern, so daß diese mit dem Betriebsgas zusammenwirkt, um das Plasma zu bilden,...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Material wie z.B. bei der Mikroelektronik-Herstellung. Genauer bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren und ein Gerät mit einer einzigen Induktionsspule zur Behandlung eines Gegenstandes mit einem hochdichten Plasma.
2. Allgemeiner Hintergrund
Die Verwendung von Gasplasma bei Halbleiterherstellungsprozessen ist bekannt. Im allgemeinen wird ein Wafer, der behandelt werden soll, in einer Kammer angeordnet, die zwei gegenüberliegende Elektroden hat, die zu dem Wafer parallel orientiert sind. Die Kammer wird dann auf einen vorbestimmten Vakuumstand evakuiert, und in die Kammer wird ein Niedrigdruck-Speisegas, wie z.B. Argon, eingeführt. Ist das Speisegas in die Kammer eingeführt, wird zwischen den beiden Elektroden ein elektrisches Feld, typischerweise im Hochfrequenzbereich (HF) angelegt. Dieses Hochfrequenzfeld bewirkt einen Elektronenfluß zwischen den Elektroden, wobei von der Kathode ausgestrahlte energetische Elektronen mit den Atomen oder Molokülen des neutralen Gases zusammenstoßen, um so eine Ionisierung desselben zu bewirken und ein gasartiges Plasma (oder eine Glimmentladung) in der Nähe der Kathode zu bilden. Die Ionen des Gasplasmas werden dann verwandt, um den Wafer durch Ätzen, Ablagerung oder ähnliche derartige Verfahrensweisen zu behandeln.
Quellen hochdichten Plasmas haben wachsende Verwendung bei der Materialbehandlung gefunden und insbesondere bei Prozessen der Mikroelektronikherstellung wie Innenimplantation, Ätzen und Ablagerung. Zu diesen Quellen gehören Elektron-Zyklotron-Resonanz- (ECR), Helikonwellen- und induktiv gekoppelte (ICP) oder transformator-gekoppelte (TCP) Plasmaquellen. Diese Quellen können bei niedrigen Drücken (häufig weniger als 2 × 10 2 Torr) hochdichte Plasmen für eine Behandlung bei hoher Geschwindigkeit erzeugen, welche bei der Herstellung von gegenwärtigen sehr großen integrierten Schaltkeisen (very large scale integrated circuits, VLSI) mit Durchmessern bis zu 200 mm erwünscht ist, und bei zukünftigen extrem großen integrierten Schaltkreisen (ultra large scale integrated circuits, ULSI) mit Durchmessern von größenordnungsmäßig 300 mm.
Bei den meisten Materialbehandlungsanwendungen und insbesondere beim Verarbeiten von Halbleitersubstraten oder -wafern in integrierten Schaltkreisen durch Ätzen und Ablagern, ist die Plasmagleichförmigkeit über den Oberflächenbereich des zu behandelnden Substrats entscheidend, um zu gewährleisten, daß beispielsweise der Ätz- oder Ablagerungsprozeß über die Waferfläche gleichmäßig ist. Das Gewährleisten der Gleichmäßigkeit des Plasmaprozesses über die Waferoberfläche ist seinerseits wesentlich beim Steuern der kritischen Abmessungen der Mikrostrukturgeometrie auf dem Wafer.
Kürzlich wurden ICP- (und TCP-) Plasmaquellen eingeführt, die relativ gleichmäßige Plasmen herstellen können. Einige dieser ICP- (und TCP-) Plasmaquellen beruhen auf einer Spiralantennen- oder Induktionsspulen-Geometrie, so wie in 1 zu sehen. Bei Schaltkreisen mit ICP-Spule gemäß dem Stand der Technik wird eine geerdete HF-Energiequelle 10, die gewöhnlich eine Leistung bei einer Betriebsfrequenz von 13,56 MHz abgibt, an der Anschlußleitung 12 einer Induktionsspule 20 über eine Impedanzanpassungsschaltung 14 angeschlossen, wobei die Anschlußleitung 16 mit Masse verbunden ist (2). Die Induktionsspule 20 erzeugt ein zeitlich variierendes magnetisches Feld in ihrem Umfeld mit der Frequenz der zugeführten HF-Energie. Dieses zeitlich variierende magnetische Feld induziert seinerseits in der Plasmakammer (nicht gezeigt) ein elektrisches Feld, gemäß einer der wohlbekannten Maxwellgleichungen, ∇ × E = ∂B/∂t. Somit wird auch ein Strom in einem Schaltkreis erzeugt, wenn der Schaltkreis dem zeitlich variierenden magnetischen Feld ausgesetzt wird, und im Falle der Induktionsspule 20 von 1 fließt der resultierende Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt in der in 2 gezeigten Richtung. (Wie dem Fachmann gemäß verbreiteter Konvention bekannt, zeigen die Kreise mit einem Kreuz (x) an, daß der Strom in die Papierebene hineinfließt, während die Kreise mit einem Punkt anzeigen, daß der Strom aus der Papierebene herausfließt. Bezüglich 1 fließt der resultierende Strom durch die ICP-Induktionsspule also entlang dem Pfad BCD.)
Es ist jedoch klar, daß aufgrund der Art und Weise, wie die HF-Energiequelle 10 mit der Spule 20 verbunden ist, sich zwischen der Anschlußleitung 12 und der Anschlußleitung 16 über die Ebene der Spule 20 ein Spannungsabfall ausbilden kann. Ein solcher Spannungsabfall tritt als Folge der asymmetrischen Zufuhr des Stroms durch die Spule 20 auf. Insbesondere geht einige Energie an das umgebende Plasma wegen der induktiven Kopplung zwischen dem Plasma und der Spule 20 verloren, da ein Strom durch die Spule 20 von einer Anschlußleitung zu der anderen geschickt wird. Diese Energiedifferenz zwischen der Anschlußleitung 12 und der Anschlußleitung 16 führt zu einer entsprechenden Spannungsdifferenz zwischen diesen Leitungen in der in 2 gezeigten Richtung. Eine solche Spannung kann eine uner wünschte Verschlechterung der Plasmagleichförmigkeit und demzufolge des Plasmaprozesses herbeiführen.
Ein weiteres Problem, das von der Spule des Standes der Technik gemäß 1 und 2 herrührt, ist eine kapazitive Kopplung, die zwischen dem Plasma und der Spule auftritt. Diese kapazitive Kopplung führt ihrerseits zu einem unerwünschten Anstieg der Plasmahüllenspannung (d.h. dem Spannungsabfall über die Plasmahülle; das ist der Bereich zwischen der Kathodenoberfläche und der Glimmentladung (oder dem Plasma) in der Nähe der Kathode). Ein Anstieg der Plasmahüllenspannung erhöht seinerseits den Energiebetrag, mit dem die Ionen auf das Substrat auftreffen, was oft zu einer Zunahme der während der Behandlung beschädigten Vorrichtungen führt. Häufig wird in Geräten, die die Spule des Standes der Technik verwenden, ein Faradayschild eingesetzt, um die Wirkungen der kapazitiven Kopplung zu minimieren. Ein solcher Schild wird im allgemeinen direkt unterhalb der Spule 20 angeordnet, um einige der elektrischen Felder und demzufolge die Spannung in bestimmten Richtungen in dem Gerät kurzzuschließen und somit eine solche kapazitive Kopplung zu minimieren. Da ein Faradayschild jedoch Kosten und Komplexität des gesamten Behandlungsapparats steigen läßt, ist er von einem wirtschaftlichen und die Gesamtherstellung betrachtenden Blickpunkt gesehen unerwünscht.

EP 0694 949 A2 offenbart einen Plasmareaktor, der eine Induktionsspule verwendet, die verschiedene Abschnitte aufweist, die parallel mit einer Frequenzquelle verbunden sind. Dabei sind benachbarte Abschnitte in entgegengesetzte Richtung gewickelt. Dies soll kapazitives Koppeln und Leistungsverlust verhindern.

EP 0 727 923 A1 offenbart, dass eine Hochfrequenzenergiequelle mit variabler Frequenz an eine Hochfrequenzantenne angeschlossen wird, um Hochfrequenzenergie in ein Gas einzuspeisen und so ein Plasma zu erzeugen. Weiterhin wird offenbart, dass ein Sensor an die Antenne angeschlossen ist, der die an das Gas übertragene Leistung und/oder die an die Energiequelle reflektierte Leistung misst. Dabei reagiert ein Steuerschaltkreis, der mit einer Steuereingabevorrichtung der Hochfrequenzenergiequelle mit variabler Frequenz verbunden ist, auf den Sensor und verändert die Frequenz, um schnell auf Veränderungen der Plasmaimpedanz zu reagieren und die eingestrahlte Frequenz anzupassen.

WO 95/15672 A1 offenbart eine Vorrichtung, die zwei ebene Induktionspulen verwendet, die auf gegenüberliegenden Seiten eines Betriebsraums liegen, um ein gleichmäßiges Plasma zu erzeugen.

EP 0 710 055 A1 offenbart eine Induktionsspulenantenne, die Hochfrequenzenergie in einen Plasmareaktor strahlt. Die offenbarte Spulenantenne weist dabei eine Mehrzahl von konzentrischen Spiralwindungen auf, die jeweils ein inneres Ende nahe dem Zentrum der Spirale und einen gemeinsamen Anschluss aufweisen, der an die inneren Enden der Spiralwindungen angeschlossen ist.

US 5,874,704 A offenbart eine Spule mit niedriger Induktivität und großer Fläche, um eine Quelle für großflächige Plasmen bereitzustellen. Hierin wird eine Mehrzahl von parallelen Windungen verwendet, um die Gesamtzahl der Umwicklungen und die Induktivität der Spule niedrig zu halten.

Es wäre daher erstrebenswert, eine wirkungsvolle Plasmaquelle zu niedrigeren Kosten bereitzustellen, die ein gleichmäßiges hochdichtes Plasma bei niedrigen Drücken über Materialien mit großen Oberflächenbereichen herstellen kann, und insbesondere über Halbleitersubstraten mit großen Oberflächenbereichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einer Materialbehandlungsvorrichtung eine erhöhte Gleichförmigkeit des hochdichten Plasmas über ein Material mit einem großen Bereich, wie z.B. einem Halbleiterwafer, bereitzustellen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Vorrichtung zur Materialbearbeitung eine erhöhte Gleichmäßigkeit des Plasmaprozesses an der Oberfläche eines Materials wie z.B. einem Halbleiterwafer bereitzustellen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung zur Materialbearbeitung eine einzige Induktionsspule bereitzustellen, die eine erhöhte Gleichmäßigkeit des Plasmaprozesses an der Oberfläche eines Halbleiterwafers liefert.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einzige Induktionsspule bereitzustellen, die die kapazitive Kopplung zwischen dem Plasma und einer solchen Induktionsspule in einer Vorrichtung zur Materialbehandlung minimiert, um so die Anzahl von beschädigten Vorrichtungen zu verringern, die während des Behandelns von Halbleiterwafern oder anderen Materialien auftritt.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Vorrichtung zur Materialbehandlung eine einzelne Induktionsspule bereitzustellen, die die kapazitive Kopplung zwischen dem Plasma und einer solchen Induktionsspule minimiert und demzufolge die Kosten und Komplexität der Vorrichtung zur Materialbehandlung verringert.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Vorrichtung zur Materialbehandlung eine einzelne Induktionsspule und einen mit dieser verbundenen Schaltkreis zur Impedanzanpassung bereitzustellen, um einen Spannungsabfall auszuschalten, der in der Ebene von Induktionsspulen des Standes der Technik bei solchen Vorrichtungen zur Materialbehandlung auftritt, und somit die Gleichmäßigkeit des Plasmaprozesses an der Oberfläche eines zu behandelnden Materials wie einem Halbleiterwafer zu verbessern.

Daher wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Plasmaquelle zur Erzeugung eines Plasmas im Inneren einer Betriebskammer bereitgestellt, wobei dieses Plasma zur Behandlung mindestens einer Oberfläche eines in der Betriebskammer angeordneten Gegenstandes dient. Die Plasmaquelle umfaßt eine dielektrische Platte, von der eine erste Oberfläche einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer bildet, und die ferner eine Quelle elektrischer Energie aufweist, die außerhalb der Betriebskammer angeordnet ist, wobei die Quelle elektrischer Energie Stromfluss durch erste und zweite Anschlussleitungen einer Induktionsspule anregt, um durch die dielektrische Platte in die Betriebskammer Energie zuzuführen. Die Induktionsspule umfasst hierbei mindestens zwei Spiralteile, von denen jedes eine der Anschlussleitungen umgibt und die um mindestens einen Verbindungspunkt der beiden Spiralteile der Induktionsspule symmetrisch angeordnet sind. Die bevorzugt im wesentlichen symmetrische Induktionsspule ist auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte angeordnet, um ein hochdichtes Plasma in der Nähe der Oberfläche des Gegenstandes zu erzeugen, um die Oberfläche zu beschießen und eine über die Oberfläche des Gegenstandes im wesentlichen gleichförmige Prozeßgeschwindigkeit hervorzurufen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Quelle elektrischer Energie eine Hochfrequenzenergiequelle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Plasmaquelle mit der im wesentlichen ebenen Induktionsspule in einem Gerät zur Behandlung mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes mit aus einem Betriebsgas gebildetem Plasma verwendet. Ein solches Gerät kann ein Sputter-Ätz-Gerät sein und umfaßt eine Betriebskammer, die einen Betriebsraum begrenzt, und die mindestens eine Einlaßöffnung aufweist, durch die das Betriebsgas in den Betriebsraum eingeführt werden kann, um den Gegenstand mit dem Plasma zu behandeln. Die Plasmaquelle der vorliegenden Erfindung ist mit einem Ende der Betriebskammer verbunden, um die Betriebskammer abzudichten und ruft die Bildung des Plasmas in der Nähe der Oberfläche des Gegenstandes hervor, um die Oberfläche zu beschießen und eine über die Oberfläche des Gegenstandes im wesentlichen gleichförmige Prozeßgeschwindigkeit hervorzurufen.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zwischen der Plasmaquelle der vorliegenden Erfindung und der Hochfrequenzquelle ein Schaltkreis zur Impedanzanpassung eingebunden, um für eine maximale Leistungsübertragung zwischen der Induktionsspule und der Hochfrequenzquelle zu sorgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Anschlußleitungen mit dem Schaltkreis zur Impedanzanpassung verbunden und die Induktionsspule ist ferner über den Schaltkreis zur Impedanzanpassung an einem Verbindungspunkt mit Masse verbunden, um den die beiden Teile der Induktionsspule symmetrisch sind. Dies verringert den Spannungsabfall über die Ebene von bisherigen ebenen Induktionsspulen und verbessert damit die Gleichmäßigkeit des Plasmas, genauso wie auch des Plasmaprozesses.

Die für neu erachteten Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen weiter ausgeführt. Die Erfindung selber kann jedoch am besten unter Bezug auf die nachfolgende Beschreibung, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, verstanden werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Induktionsspule einer induktiv gekoppelten Plasmaquelle (ICP).
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Induktionsspule von 1 entlang der Linie AA', wobei diese Ansicht auch eine zum Stand der Technik gehörige Art zeigt, wie eine HF-Energiequelle mit der Spule verbunden werden kann, um ein variierendes magnetisches Feld zu erzeugen, sowie die Richtung des Stroms durch die Spule und die Richtung des Spannungsabfalls aufgrund der Art, wie die HF-Energiequelle mit der Spule verbunden ist.
3 zeigt eine Ausführungsform der Induktionsspule der induktiv gekoppelten Plasmaquelle (ICP) gemäß der vorliegenden Erfindung.
4a zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Induktionsspule von 3 entlang der Linie AA', wobei diese Ansicht auch eine schematische Darstellung der Verbindung einer HF-Energiequelle mit der Induktionsspule über einen Schaltkreis zur Impedanzanpassung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4b zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Induktionsspule nach 3 entlang der Linie AA', wobei diese Ansicht auch eine schematische Darstellung der Verbindung einer HF-Energiequelle mit der Induktionsspule gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 zeigt ein Schema eines Sputter-Ätz-Geräts, bei dem die ICP-Induktionsspule von 3 verwendet wird.
6a zeigt eine schematische Darstellung einer magnetischen Multipolstruktur, die um das Sputtergerät von 5 angeordnet ist und verwendet wird, um die Plasmagleichförmigkeit weiter zu verbessern.
6b ist eine Draufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt 96 der magnetischen Multipolstruktur von 6a, die eine schematische Darstellung der Pfade der Plasmaelektronen entlang der magnetischen Feldlinien der Multipolstruktur zeigt.
DETAILIERTE BESCHREBUNG DER ERFINDUNG
Wie anhand von 3 zu sehen, ist die Induktionsspule 30 der vorliegenden Erfindung eine Spule mit einer ersten Anschlußleitung 32 und einer zweiten Anschlußleitung 34. Insbesondere kann die Induktionsspule 30 als durchgehend S-förmige Spule mit ersten und zweiten Teilen 36, 38 gedacht werden, von denen jeder Teil in Spiral- oder Involutenform gewunden ist. Vorzugsweise sind die Teile 36, 38 im wesentlichen identisch und um mindestens einen Mittelpunkt 40 der Induktionsspule 30 symmetrisch. (Aus 3 ist zu ersehen, daß jeder der Teile 36, 38 drei Windungen hat; es ist klar, daß die Anzahl der Windungen der Induktionsspule 30 innerhalb des Rahmens der vorangegangenen Beschreibung verändert werden kann.) Die Induktionsspule 30 wird vorzugsweise aus hohlem Kupferrohr gemacht, durch welches Wasser geführt wird, wobei das letztere die Induktionsspule 30 zur selben Zeit kühlt, wenn Hochfrequenz-Energie durch diese übermittelt wird.
Die Induktionsspule 30 von 3 kann mit einer Hochfrequenz-Energiequelle 44 zur Aufnahme von Energie von dieser verbunden werden, wie in 4a und 4b gezeigt. In der in 4a gezeigten Ausführungsform ist die Anschlußleitung 34 mit Masse verbunden, während die Anschlußleitung 32 mit der Hochfrequenzquelle 44 über einen Schaltkreis zur Impedanzanpassung 42 verbunden ist, wobei der letztere dazu ausgelegt ist, eine maximale Energieübertragung zwischen der Hochfrequenzquelle 44 und der Induktionsspule 30 zuzulassen. Der Schaltkreis 42 zur Impedanzanpassung kann entweder ein Schaltkreis vom gewöhnlichen L- oder n-Typ sein, wobei der L-Typ in Anbetracht seines höheren Schaltkreisgütefaktors, seiner besseren Unterdrückung von Harmonischen und seiner somit effizienteren Energieübertragung von der Induktionsspule 30 auf das Plasma bevorzugt wird. Bei der in 4a gezeigten Ausführungsform fließt der erzeugte Strom von der Anschlußleitung 32 zur Anschlußleitung 34 durch die Induktionsspule 30 über den Pfad EFGHI.
Obwohl die Induktionsspule von 3 mit einer Hochfrequenzquelle 44, so wie in 4a zu sehen, verbunden werden kann, wird sie vorzugsweise mit einer solchen Quelle, so wie in 4b gezeigt, verbunden. Bei einer solchen Ausführungsform ist die Anschlußleitung 32 mit einem ersten Anschluß eines Schaltkreises 42 zur Impedanzanpassung verbunden, während die Anschlußleitung 34 mit einem zweiten Anschluß des Schaltkreises 42 zur Impedanzanpassung verbunden ist. Abermals kann der Schaltkreis zur Impedanzanpassung entweder vom L-Typ oder vom n-Typ sein, wobei der L-Typ bevorzugt wird. Wenn eine asymmetrische Speisung erwünscht ist, kann die letzte Stufe des Schaltkreises 42 zur Impedanzanpassung ein Transformator mit Mittelerdung sein; d.h., der Punkt 40 der Induktionsspule 30 wird mit Masse verbunden (in gestrichelten Linien in 5 gezeigt). (Alternativ kann der Tranformator einen Mittelabgriff haben, der mit der HF-Quelle 44 verbunden ist, wobei die Anschlußleitungen 32, 34 mit Masse verbunden sind.) Infolge dieser Schaltkreisanordnung, fließt ein erster Strom durch die Induktionsspule 30 von der Anschlußleitung 32 zu dem Schaltkreis 42 zur Impedanzanpassung über den Pfad EFG. Zusätzlich fließt ein zweiter Strom von der Anschlußleitung 34 über den Pfad IHG (4b) zu dem Schaltkreis 42 zur Impedanzanpassung.
Es ist klar, daß, weil die Ströme in einander entgegengesetzten Richtungen durch jeden der beiden in Gegenrichtung gewundenen Teile 36, 38 der vorgeschlagenen Induktionsspule 30 (4b) laufen, die dadurch erzeugten elektrischen Felder dazu neigen, sich gegenseitig auszulöschen, wodurch die kapazitive Kopplung zwischen der Spule und dem Plasma minimiert wird. Aus diesem Grund, wegen der minimierten kapazitiven Kopplung, wird der Plasmahüllenspannungsabfall verringert, wodurch die Anzahl der beschädigten Vorrichtungen, die bei der Behandlung auftreten, verringert wird. Ferner entfällt durch die minimierte kapazitive Kopplung die Notwendigkeit eines Faradayschildes, so wie er zusammen mit der Induktionsspule 20 des Standes der Technik von 1 verwendet wird. Durch das Entfallen des Faradayschildes werden die Kosten und die Komplexität einer Induktionsspule und der zugehörigen Verschaltung verringert. Ferner kann eine solche Induktionsspule 30 in Anbetracht der im wesentlichen ebenen Anordnung der Induktionsspule 30 der vorliegenden Erfindung leicht größenmäßig für eine Behandlung von großen Flächen angepaßt werden, so wie etwa für die Behandlung von 300 mm Wafer-Anwendungen in der Mikroelektronikindustrie.
Außerdem wird durch die symmetrische Einspeisung des Stromes in die Spule 30 durch das Anpassungsnetz 42 der 4b der Spannungabfall unterdrückt, der gewöhnlich über die E bene einer Induktionsspule 20 des Standes der Technik von 1 auftreten würde. Dies führt zu einem nicht-kapazitiven Plasma und somit zu einer niedrigeren Plasmahüllenspannung. Wie oben besprochen, wird durch eine niedrigere Plasmahüllenspannung wiederum die Menge von Energie reduziert, mit der die Ionen auf das Substrat auftreffen, wodurch die Zahl der während der Behandlung auftretenden beschädigten Vorrichtungen günstiger ausfällt.
Die Anwendung der Induktionsspule 30 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf ihre Verwendung in dem Sputter-Ätz-Gerät von 5 erklärt. Obwohl die Erklärung der Anwendung der Induktionsspule 30 bezüglich der Sputter-Ätz-Gerätevorrichtung 60 gemacht wird, ist es klar, daß die Verwendung der Induktionsspule 30 nicht derart beschränkt ist, und daß sie in anderen Anwendungen der Materialbehandlung, wie sie in der Fachwelt bekannt sind, verwendet werden kann, beispielsweise bei der Innenimplantation und der Plasmaablagerung.
Es ist bekannt, daß bei dem Prozeß des Sputter-Ätzens ionisierte Teilchen des geladenen Gasplasmas verwendet werden, um die Oberfläche eines Substrats oder Wafers zu beschießen und somit Teile von dem Substrat losreißen oder "wegsputtern". Genauer wird während des Sputter-Ätz-Prozesses ein Substrat oder ein Wafer 62 auf eine Trägerbasis 64 in einem Ende der Sputter-Ätz-Kammer 61 der Vorrichtung 62 gesetzt und vorzugsweise unter Verwendung eines elektrostatischen Spannfutters oder einer Waferklemme 66 am Platz gehalten. Über ein Wafergerüst 68, das auf der Trägerbasis 64 ruht, wird dann eine Anlegespannung über die Zufuhr von Hochfrequenzenergie aus einer Quelle 70 bei einer Frequenz von beispielsweise 13,56 MHz angelegt. Zwischen der Hochfrequenzquelle 70 und dem Wafergerüst 68 ist ein isolierender Kondensator 72 verbunden, um die Gleichspannungskomponenten des Hochfrequenzsignals aus der Hochfrequenzquelle 70 abzublocken. In den Innendurchmesser der Sputter-Ätz-Kammer 61 wird eine zylindrische Quarzhülse 74 eingeführt, um die Kammerwände vor dem Material zu schützen, das von dem Wafer 62 entfernt wird. Diese Quarzhülse 74 kann in regelmäßigen Wartungsintervallen gereinigt oder ersetzt werden.
Eine Plasmaquelle mit einer dielektrischen Platte 76 und der Induktionsspule 30 gemäß der vorliegenden Erfindung (3) werden an dem anderen bzw. oberen Ende der Sputter-Ätz-Kammer angeordnet. Die dielektrische Platte 76, die vorzugsweise in einer Entfernung von 7 bis 20 cm von dem Wafergerüst 68 angeordnet wird, wird mit der metallischen Kammerwand 78 der Sputter-Ätz-Kammer 61 verbunden, um für eine dichte Vakuumversiegelung zu sorgen. Wie in 5 zu erkennen, sitzt die Induktionsspule 30 direkt auf der dielektrischen Plat te 76 auf, wobei beide vorzugsweise im wesentlichen eben sind. Die dielektrische Platte 76 kann im allgemeinen jedoch eine konvexe innere Oberfläche haben, die sich in die Sputter-Ätz-Kammer 61 erstreckt und eine im allgemeinen konkave äußere Oberfläche, deren Kontur die Induktionsspule 30 folgt, wie ausführlicher in der US-Patentanmeldung 08/410,362, Ghanbari, "Sputter Etching Apparatus with Plasma Source Having a Dielectric Pocket and Contoured Plasma Source" ausgeführt, die auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Beim Betrieb wird die Sputter-Ätz-Kammer 61 auf einen Grundvakuumstand von beispielsweise 1 × 10^–7 Torr durch eine Vakuumpumpe wie eine turbo-molekular- oder kryogenische Pumpe (nicht gezeigt) heruntergepumpt, und ein Plasmagas, für Sputter-Ätz-Anwendungen vorzugsweise Argon, wird durch Gaszufuhr-Einlaßöffnungen 80 in der Nähe des oberen Teils der Sputter-Ätz-Kammer 61 typischerweise mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 100 sccm eingeführt und erzeugt einen Betriebsdruck, der typischerweise die Größenordnung von 1 × 10^–3 bis 40 × 10^–3 Torr hat. Dieser Betriebsdruck wird durch einen Absperrschiebermechanismus (nicht gezeigt) gesteuert, welcher die Aufenthaltszeit des Speisegases in der Sputter-Ätz-Kammer 61 steuert.
Ist ein stabiler Betriebsdruck erreicht, wird Energie von der Hochfrequenzquelle 44 durch einen Anpassungsschaltkreis 42 (der vorzugsweise der Anpassungsschaltkreis von 4b ist aber auch der in 4a veranschaulichte Anpassungsschaltkreis sein kann) der Induktionsspule 30 zugeführt. Die Hochfrequenzquelle 44 liefert eine solche Energie vorzugsweise bei Betriebsfrequenzen von 2 bis 13,56 MHz. Wie oben besprochen, erzeugt die Hochfrequenzenergie durch die Induktionsspule 30 ein zeitlich variierendes magnetisches Feld in der Nähe der Spule 30, und dieses erzeugt seinerseits ein elektrisches Feld E in der Sputter-Ätz-Kammer 61 gemäß der Gleichung ∇ × E = ∂B/∂t. Dieses induzierte elektrische Feld E beschleunigt eine kleine Anzahl von Elektronen, die sich infolge der Ionisierung von neutralem Gas durch kosmische Strahlen und andere elektromagnetische Quellen aus der Umwelt in der Sputter-Ätz-Kammer 61 befinden. Die beschleunigten Elektronen können mit neutralen Gasmolekülen zusammenstoßen und erzeugen Ionen und weitere Elektronen. Dieser Prozeß wiederholt sich und erzeugt eine Lawine von Elektronen und Ionen, und somit erzeugt er ein Plasma in der Sputter-Ätz-Kammer 61 im Bereich der Induktionsspule 30 unterhalb der dielektrischen Platte 76. Das Plasma diffundiert anschliessend und füllt die Sputter-Ätz-Kammer 61 aus.
Wenn das Plasma in Richtung des Wafergerüstes 68 diffundiert, werden gasartige Ionen in dem Plasma (z.B. Argonionen) und in der Nähe des Wafergerüsts 68 auf dieses hin wegen der an dem Gerüst 68 angelegten, durch eine mit diesem kapazitiv gekoppelten HF-Quelle 70 ausgebildeten Spannung beschleunigt. Die beschleunigten Argonionen treffen auf dem Wafer auf und reißen oder "sputtern" Material von dem Wafer 62 weg. Die Ätz-Nebenprodukte werden aus der Sputter-Ätz-Kammer 61 von der Vakuumpumpe (nicht gezeigt) herausgepumpt.
Das Sputter-Ätz-Gerät 60 kann eine magnetische Multipolstruktur 90 um sich herum angeordnet haben, wie durch die gestrichelten Linien in 6a angezeigt, um die Plasmagleichfömigkeit zu erhöhen. Wie in 6a zu sehen, umgibt sie magnetische Multipolstruktur 90 das Sputter-Ätz-Gerät 60 und hat vorzugsweise senkrecht orientierte längliche Bereiche 92, 94, wobei solche orientierten Bereiche von wechselnder Polarität sind. Eine vergrößerte Ansicht des Teils 96, wie er von der Oberseite des Sputter-Ätz-Geräts 60 in Blickrichtung zu dem Wafergerüst 68 zu sehen ist, ist in 6b gezeigt. Das erzeugte magnetische Feld bzw. die magnetische konvexe Form, die durch diese magnetische Multipolstruktur 90 gebildet wird, zwingt die Elektronenbahnen 102 auf die Feldlinien 100, wie in 6b gezeigt, wobei für den Betrieb dieselben Konzepte und Prinzipien wie bei dem bekannten "magnetischen Spiegel" zugrundeliegen. Im Ergebnis wird die Aufenthaltsdauer der Elektronen in der Kammer 61 erhöht und ihre Verlustrate zu der umgebenden Innenkammerquarzhülse 64 verringert. Eine Verringerung der Elektronenverlustrate führt zu einem Ansteigen der Plasmadichte in der Nähe der Begrenzungen der Induktionsspule 30, wo die Plasmadichte tendenziell am dünnsten ist. Durch Erhöhen der Plasmadichte an den Begrenzungen der Induktionsspule 30 wird die Plasmagleichförmigkeit und die Gleichförmigkeit des Prozesses verbessert.
Es ist daher offenkundig, daß eine Ausführungsform, welche völlig die Aufgaben und Ziele erfüllt und Vorteile hat, oben gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es klar, daß viele Alternativen, Veränderungen, Vertauschungen und Variationen für Fachleute in Anbetracht der vorangegangenen Beschreibung offenkundig sind. Obwohl die Verwendung der Induktionsspule der vorliegenden Erfindung beispielsweise bezüglich einer Sputter-Ätr-Gerätevorrichtung vorgestellt wurde, ist die Verwendung der Induktionsspule der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und sie kann in weiteren Anwendungen der Materialbearbeitung verwendet werden, wie sie der Fachwelt bekannt sind, wie beispielsweise Innenimplantation und Plasmaablagerung. Ferner kann die dielektrische Platte, während die Induktionsspule der vorliegenden Erfindung und die dielektrische Platte, auf der sie ruht, vorzugsweise im wesentlichen eben sind, im allgemeinen auch eine konvexe innere Oberfläche haben, die sich in die Sputter-Ätz-Kammer erstreckt, sowie eine im allgemeinen konkave äußere Oberfläche, deren Kontur die Induktionsspule der vorliegenden Erfindung folgt. Wei tere Ausführungsbeispiele werden einem Fachmann einfallen. Dementsprechend ist vorgesehen, daß die vorliegende Erfindung all solche Alternativen, Veränderungen und Variationen umfaßt, soweit sie in den Bereich der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims

Gerät (60) zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes (62) mit aus einem Betriebsgas gebildeten Plasma, das umfasst: eine Betriebskammer (61), die einen Betriebsraum umgrenzt und mindestens eine Einlaßöffnung hat, durch die das Betriebsgas in den Betriebsraum eingeführt werden kann, um den Gegenstand (62) mit dem Plasma zu behandeln; und eine Plasmaquelle, die mit einem Ende der Betriebskammer (61) verbunden ist, um die Betriebskammer (61) abzudichten und um die Bildung von Plasma hervorzurufen, wobei die Plasmaquelle umfaßt: eine dielektrische Platte (76) mit einer ersten, einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildenden Oberfläche; eine Quelle elektrischer Energie, die außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, wobei die Quelle elektrischer Energie Stromfluß durch erste und zweite Anschlussleitungen (32, 34) einer Induktionsspule (30) anregt, um über die dielektrische Platte (76) Energie in die Betriebskammer (61) zu liefern, so daß diese mit dem Betriebsgas zusammenwirkt, um das Plasma zu bilden, wobei die Induktionsspule (30) mindestens zwei Spiralteile (36, 38) umfaßt, von denen jedes eine der Anschlussleitungen (32, 34) umgibt und die um mindestens einen Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) der Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, und wobei die Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte (76) angeordnet ist, um das Plasma angrenzend an die Oberfläche des Gegenstandes (62) zu erzeugen, um diese Oberfläche zu beschießen.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 1, bei dem die Quelle elektrischer Energie eine erste Hochfrequenzquelle (44) umfaßt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 2, bei dem die erste Hochfrequenzquelle (44) derart eingerichtet ist, daß sie in einem Frequenzbereich von 2 bis 13,56 MHz arbeitet.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 2, das ferner einen Schaltkreis (42) umfaßt, der mit der Induktionsspule (30) verbunden ist, um die Impedanz der Induktionsspule (30) und der ersten Hochfrequenzquelle (44) aneinander anzupassen.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 4, bei dem der Schaltkreis (42) zur Anpassung der Impedanz einen L-Schaltkreis aufweist.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 4, bei dem der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen ersten Anschluß hat, der mit der ersten Hochfrequenzquelle (44) verbunden ist, und einen zweiten Anschluß, der mit der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) verbunden ist, wodurch bewirkt wird, daß ein Strom von der ersten Anschlußleitung (32) der Spule (30) zur zweiten Anschlußleitung (34) der Spule (30) fließt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 6, bei dem die zweite Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) mit Masse verbunden ist.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 4, bei dem der Schaltkreis (42) zum Anpassen der Impedanz einen ersten Anschluß hat, der mit der ersten Hochfrequenzquelle (44) verbunden ist, einen zweiten Anschluß, der mit der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) verbunden ist, und einen dritten Anschluß, der mit der zweiten Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) verbunden ist.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 8, bei dem die Induktionsspule (30) über den Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung an dem Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) mit Masse verbunden ist, um den herum mindestens zwei Spiralteile (36, 38) der Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wobei ein erster Strom von der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung fließt, und ein zweiter Strom von der zweiten Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung fließt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 8, bei dem der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen Transformator umfaßt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 10, bei dem der Transformator einen mit Masse verbundenen Mittelabgriff hat.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 4, das ferner aufweist: einen in der Betriebskammer (61) angeordneten Träger zum Tragen des Gegenstands (62); und eine zweite Hochfrequenzquelle (70), um den Gegenstand (62) mit Hochfrequenzenergie zu beschicken.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 12, das ferner einen isolierenden Kondensator (72) umfaßt, wobei der isolierende Kondensator (72) zwischen der zweiten Hochfrequenzquelle (70) und einem Wafergerüst (68), auf dem der Gegenstand (62) angeordnet ist, vorgesehen ist, und die zweite Hochfrequenzquelle den Gegenstand (62) über den isolierenden Kondensator beschickt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 12, bei dem die zweite Hochfrequenzquelle (70) derart eingerichtet ist, daß sie bei einer Frequenz von 13,56 MHz arbeitet.
Gerät (60) zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes (62) mit aus einem Betriebsgas gebildetem Plasma, das aufweist: eine Betriebskammer (61), die einen Betriebsraum begrenzt und mindestens eine Einlaßöffnung hat, durch die das Betriebsgas in den Betriebsraum zum Behandeln des Gegenstandes (62) mit dem Plasma eingeführt werden kann; und eine Plasmaquelle, die an einem Ende mit der Betriebskammer (61) verbunden ist, um die Betriebskammer (61) abzudichten, und um die Bildung von Plasma hervorzurufen, wobei die Plasmaquelle aufweist: eine dielektrische Platte (76) mit einer einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildenden ersten Oberfläche; eine ebene Induktionsspule (30) mit ersten und zweiten Anschlussleitungen (32, 34) und zwei Spiralteilen (36, 38), von denen jedes eine der Anschlussleitungen (32, 34) umgibt und die zumindest um einen Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) der ebenen Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wobei die ebene Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte (76) außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, und die Induktionsspule (30) dazu dient, Energie durch die dielektrische Platte (76) in den Betriebsraum einzukoppeln, um das Plasma angrenzend an die Oberfläche des Gegenstands (62) zu bilden.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 15, das ferner eine Hochfrequenzquelle (44) umfaßt, um der ebenen Induktionsspule (30) Energie zuzuführen.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 16, das ferner einen Schaltkreis (42) umfaßt, der mit der ebenen Induktionsspule (30) verbunden ist, um die Impedanz der ebenen Induktionsspule (30) und der Hochfrequenzquelle (44) aneinander anzupassen.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 17, bei der der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen ersten mit der Hochfrequenzquelle (44) verbundenen Anschluß hat und einen mit der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30) verbundenen zweiten Anschluß hat, wobei bewirkt wird, daß ein Strom von der ersten Anschlußleitung (32) der Spule (30) zur zweiten Anschlußleitung (34) der Spule (30) fließt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 18, bei dem die zweite Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30) mit Masse verbunden ist.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 17, bei dem der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen ersten Anschluß hat, der mit der ersten Hochfrequenzquelle (44) verbunden ist, einen zweiten Anschluß hat, der mit der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30) verbunden ist, und einen dritten Anschluß, der mit der zweiten Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30) verbunden ist.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 20, bei dem die ebene Induktionsspule (30) über den Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung an dem Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) mit Masse verbunden ist, um den die beiden Spiralteile (36, 38) der ebenen Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wobei ein erster Strom von der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung fließt und ein zweiter Strom von der zweiten Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung fließt.
Behandlungsgerät (60) nach Anspruch 17, bei dem der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen Transformator umfaßt.
Plasmaquelle zur Erzeugung eines Plasmas im Inneren einer Betriebskammer (61), wobei das Plasma zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines in der Betriebskammer (61) angeordneten Gegenstandes dient, wobei die Plasmaquelle aufweist: eine dielektrische Platte (76), die mit einer ersten Oberfläche einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildet; eine Quelle elektrischer Energie, die außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, wobei die Quelle elektrischer Energie Stromfluß durch erste und zweite Anschlussleitungen (32, 34) einer Induktionsspule (30) anregt, um Energie durch die dielektrische Platte (76) in den Betriebsraum zu speisen, so daß sie mit dem Betriebsgas zusammenwirkt, um das Plasma zu bilden, wobei die Induktionsspule (30) mindestens zwei Spiralteile (36, 38) aufweist, von denen jedes eine der Anschlussleitungen (32, 34) umgibt und die um mindestens einen Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) der Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, und wobei die Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte angeordnet ist, um ein Plasma angrenzend an die Oberfläche des Gegenstandes (62) zu erzeugen.
Plasmaquelle nach Anspruch 23, wobei die Quelle elektrischer Energie eine erste Hochfrequenzquelle (44) umfaßt.
Plasmaquelle nach Anspruch 24, die ferner einen mit der Induktionsspule (30) verbundenen Schaltkreis (42) zum Anpassen der Impedanz der Induktionsspule (30) und der ersten Hochfrequenzquelle (44) umfaßt.
Plasmaquelle nach Anspruch 25, bei der der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen ersten mit der ersten Hochfrequenzquelle (44) verbundenen Anschluß hat und einen zweiten mit der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) verbundenen Anschluß.
Plasmaquelle nach Anspruch 26, bei der die zweite Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) mit Masse verbunden ist.
Plasmaquelle nach Anspruch 25, wobei der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen ersten Anschluß hat, der mit der ersten Hochfrequenzquelle (44) verbunden ist, einen zweiten Anschluß, der mit der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) verbunden ist, und einen dritten Anschluß, der mit der zweiten Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) verbunden ist.
Plasmaquelle nach Anspruch 28, wobei die Induktionsspule (30) über den Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung an dem Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) mit Masse verbunden ist, um den mindestens zwei Spiralteile (36, 38) der Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wobei von der ersten Anschlußleitung (32) der Induktionsspule (30) zum Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung ein erster Strom fließt und von der zweiten Anschlußleitung (34) der Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung ein zweiter Strom fließt.
Plasmaquelle nach Anspruch 25, bei der der Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung einen Transformator umfaßt.
Plasmaquelle nach Anspruch 30, bei der der Transformator einen mit Masse verbundenen Mittelabgriff hat.
Plasmaquelle zur Erzeugung eines Plasmas im Inneren einer Betriebskammer (61), wobei das Plasma zur Behandlung mindestens einer Oberfläche eines in der Betriebskammer (61) angeordneten Gegenstandes dient, wobei die Plasmaquelle umfaßt: eine dielektrische Platte (76), die mit einer ersten Oberfläche einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildet; eine ebene Induktionsspule (30) mit ersten und zweiten Anschlussleitungen (32, 34), von der ein erster Teil eine die erste Anschlussleitung (32) umgebende erste Spirale (36) umfaßt, und von der ein zweiter Teil eine die zweite Anschlussleitung (34) umgebende zweite Spirale (38) umfaßt, wobei die ebene Induktionsspule (30) ein S-förmiges Muster bildet, und wobei die ebene Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte (76) außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, wobei die Induktionsspule (30) zum Einkoppeln von Energie über die dielektrische Platte (76) in den Betriebsraum dient, um Plasma angrenzend an die Oberfläche des Gegenstandes (62) zu bilden.
Verfahren zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes (62) mit Plasma, das die Schritte aufweist: Anordnen des Gegenstandes (62) in einer Betriebskammer (61) mit mindestens einer Einlaßöffnung, durch die ein Betriebsgas eingeführt werden kann; Einführen des Betriebsgases in die Betriebskammer (61) bei gesteuertem Betriebsdruck; Verbinden einer Plasmaquelle mit einem Ende der Betriebskammer (61), um die Betriebskammer (61) abzudichten und die Bildung von Plasma hervorzurufen, wobei die Plasmaquelle aufweist: eine dielektrische Platte (76), die mit einer ersten Oberfläche einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildet; eine ebene Induktionsspule (30) mit ersten und zweiten Anschlussleitungen (32, 34) und mit mindestens zwei Spiralteilen (36, 38), von denen jedes eine der Anschlussleitungen (32, 34) umgibt und die um mindestens einen Verbindungspunkt der ebenen Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wobei die ebene Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte (76) außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, und wobei die Induktionsspule (30) durch die dielektrische Platte (76) Energie in den Betriebsraum einkoppelt, um angrenzend an die Oberfläche des Gegenstandes (62) Plasma zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 33, das ferner den Schritt umfaßt, daß eine Energiequelle mit der ebenen Induktionsspule (30) verbunden wird, um dieser Energie zuzuführen.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Energiequelle eine Hochfrequenzenergiequelle (44) ist.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Hochfrequenzenergiequelle (44) in einem Frequenzbereich von 2 bis 13,56 MHz arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 34, das ferner die Schritte aufweist: Verbinden eines ersten Anschlusses eines Schaltkreises (42) zur Impedanzanpassung mit der Energiequelle; und Verbinden eines zweiten Anschlusses des Schaltkreises (42) zur Impedanzanpassung mit der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30), wobei bewirkt wird, daß ein Strom von der ersten Anschlußleitung (32) der Spule (30) zur zweiten Anschlußleitung (34) der Spule (30) fließt.
Verfahren nach Anspruch 37, das ferner den Schritt umfaßt, daß die zweite Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30) mit Masse verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 34, das ferner die Schritte aufweist: Verbinden einer ersten Anschlußleitung (32) eines Schaltkreises (42) zur Impedanzanpassung mit der Energiequelle; Verbinden eines zweiten Anschlusses des Schaltkreises (42) zur Impedanzanpassung mit der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30); und Verbinden eines dritten Anschlusses des Schaltkreises (42) zur Impedanzanpassung mit der zweiten Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30).
Verfahren nach Anspruch 39, das ferner den Schritt aufweist, daß die ebene Induktionsspule (30) über den Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung an dem Verbindungspunkt der beiden Spiralteile (36, 38) mit Masse verbunden wird, um den mindestens zwei Spiralteile (36, 38) der ebenen Induktionsspule (30) symmetrisch angeordnet sind, wodurch von der ersten Anschlußleitung (32) der ebenen Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung ein erster Strom fließt und von der zweiten Anschlußleitung (34) der ebenen Induktionsspule (30) zu dem Schaltkreis (42) zur Impedanzanpassung ein zweiter Strom fließt.
Gerät (60) zum Behandeln mindestens einer Oberfläche eines Gegenstandes mit aus einem Betriebsgas gebildeten Plasma, das aufweist: eine Betriebskammer (61), die einen Betriebsraum begrenzt und mindestens eine Einlaßöffnung hat, durch die das Betriebsgas in den Betriebsraum eingeführt werden kann, um den Gegenstand (62) mit dem Plasma zu behandeln; und eine Plasmaquelle, die mit einem Ende der Betriebskammer (61) verbunden ist, um die Betriebskammer (61) abzudichten, und um die Bildung des Plasmas hervorzurufen, wobei die Plasmaquelle aufweist: eine dielektrische Platte (76), die mit einer ersten Oberfläche einen Teil einer Innenwand der Betriebskammer (61) bildet; eine ebene Induktionsspule (30) mit ersten und zweiten Anschlussleitungen (32, 34), mit einem eine die erste Anschlussleitung (32) umgebende erste Spirale (36) aufweisenden ersten Teil, und mit einem eine die zweite Anschlussleitung (34) umgebende zweite Spirale (38) aufweisenden zweiten Teil, wobei die ersten und zweiten Spiralteile (36, 38) identisch sind und eine durchlaufende S-Form bilden, und wobei die ebene Induktionsspule (30) auf einer zweiten Oberfläche der dielektrischen Platte (76) außerhalb der Betriebskammer (61) angeordnet ist, wobei die Induktionsspule (30) zum Einkoppeln von Energie über die dielektrische Platte (76) in den Betriebsraum dient, um Plasma angrenzend an die Oberfläche des Gegenstandes zu bilden.