(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスがシャワーヘッドを通過する前にガスがブレークダウンする早目のプラズマ形成とシャワーヘッド上の寄生的プラズマ形成を防ぐプラズマ処理装置内のＲＦ駆動型電極へのガス配送用のＲＦチョークを提供する。【解決手段】装置は、ＲＦ電源と、ガス源と、これら電源とガス源との間に結合されたＲＦチョークアセンブリ３００とを備えている。ＲＦチョークアセンブリ３００は、金属で構成されたガスフィード管３０２を含む。ガスフィード管３０２は、第１の端がガス源に結合され、第２の端がＲＦ電源に結合される。ガスフィード管３０２は、これを包囲する１つ以上のフェライト素子３０６を含む。これによりガスフィード管３０２の内側は、低ＲＦフィールド又はゼロＲＦフィールドのいずれかに保つことができる。【選択図】図３
2014194937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で構成されたガスフィード管と、
上記ガスフィード管に直結され且つそれを少なくとも部分的に取り巻く１つ以上のフェライト素子と、
を備えたＲＦチョークアセンブリ。
【請求項２】
上記１つ以上のフェライト素子は、複数のフェライトディスクを含み、隣接するフェライトディスクは、１つ以上のＯリングによって分離され、上記ガスフィード管は、アルミニウムで構成される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
上記ガスフィード管は、第１の内部管を含み、これが第２の外部管によって包囲され、この第１の内部管と第２の外部管との間に配置された１つ以上の要素を更に備え、この１つ以上の要素は、上記第１の内部管と第２の外部管との間に流れる冷却流体の経路を変更するように位置され、上記１つ以上の要素は、上記第１の内部管と第２の外部管との間のエリアに流れる冷却流体が上記第１の内部管と第２の外部管との間の曲がりくねった経路に沿って流れるように、この曲がりくねった経路を形成するよう上記第１の内部管の周りに巻かれたワイヤを含み、このワイヤは、上記第１の内部管と第２の外部管との間に延びている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
上記ガスフィード管は、第１の内部管を含み、これが第２の外部管によって包囲され、この第１の内部管及び第２の外部管は、各々が金属で構成される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
上記１つ以上のフェライト素子は、複数のフェライトディスクを含み、隣接するフェライトディスクは、所定の間隔で離間される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
ＲＦ電源と、
ガス源と、
上記ＲＦ電源とガス源との間に結合されたＲＦチョークアセンブリと、
を備え、上記アセンブリは、
金属で構成され、第１の端が上記ガス源に結合され、且つ第２の端が上記ＲＦ電源に結合されたガスフィード管、及び
上記ガスフィード管に直結され且つそれを少なくとも部分的に取り巻く１つ以上のフェライト素子、
を含む、装置。
【請求項７】
上記１つ以上のフェライト素子は、複数のフェライトディスクを含み、隣接するフェライトディスクは、１つ以上のＯリングによって分離され、上記ガスフィード管は、アルミニウムで構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
上記ガスフィード管は、第１の内部管を含み、これが第２の外部管によって包囲されている、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
上記第１の内部管と第２の外部管との間に配置された１つ以上の要素を更に備え、この１つ以上の要素は、上記第１の内部管と第２の外部管との間を流れる冷却流体の経路を変更するように位置され、上記１つ以上の要素は、上記第１の内部管と第２の外部管との間のエリアを流れる冷却流体が上記第１の内部管と第２の外部管との間の曲がりくねった経路に沿って流れるように、この曲がりくねった経路を形成するよう上記第１の内部管の周りに巻かれたワイヤを含み、このワイヤは、上記第１の内部管と第２の外部管との間に延びる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記１つ以上のフェライト素子は、複数のフェライトディスクを含み、隣接するフェライトディスクは、所定の間隔で離間される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
上記ガスフィード管の第２の端は、接地部に結合される、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
金属管の内側を通して処理チャンバへガスを流すステップであって、上記金属管は、その第１の端がガス源及び接地部に結合され、且つその第２の端がＲＦ電源に結合されているステップと、
上記金属管を通してガスが流れている間に上記金属管の外側に沿ってＲＦ電流を流し、上記金属管の内側に流れるガスが上記ＲＦ電流に露出されないようにするステップと、
を備えたガス配送方法。
【請求項１３】
上記金属管は、内部にガスが流れる第１の内部管と、冷却流体の通路を作るように上記第１の内部管を包囲する第２の外部管とを備え、上記方法は、更に、上記通路内に冷却流体を流すステップを備えた、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
上記冷却流体は、上記ガスが流れる方向とは逆の方向に流れる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上記第１の内部管と第２の外部管との間に配置された１つ以上の要素を更に備え、この１つ以上の要素は、上記第１の内部管と第２の外部管との間に流れる冷却流体の経路を変更するように位置される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、プラズマ処理装置においてインピーダンスを整合するためのＲＦチョーク及びガスフィード管に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]大型フラットパネルディスプレイの需要が高まり続けるにつれて、基板、ひいては、処理チャンバのサイズも増大し続けている。また、ソーラーパネルの需要が高まるにつれて、高いＲＦフィールドが時々必要になる。フラットパネルディスプレイ又はソーラーパネル用の基板に材料を堆積する１つの方法は、プラズマ増強化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）である。ＰＥＣＶＤでは、シャワーヘッドを通してプロセスチャンバへプロセスガスを導入し、シャワーヘッドに付与されたＲＦフィールドによりそれに点火してプラズマにすることができる。基板のサイズが増加するにつれて、シャワーヘッドに付与されるＲＦフィールドも対応的に増加することができる。ＲＦフィールドの増加に伴い、ガスがシャワーヘッドを通過する前に早目にガスがブレークダウンするおそれが高まると共に、シャワーヘッド上に寄生的プラズマが形成されるおそれが高まる。
【０００３】
[0003]それ故、この技術では、早目のガスブレークダウン及び寄生的プラズマ形成を減少するためのＲＦチョーク及びガスフィードスルーが要望される。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]大面積のプラズマ処理システムにおいて、ＲＦ電極として駆動できるシャワーヘッドアセンブリを経てチャンバへプロセスガスを導入することができる。接地されたガスフィード管は、シャワーヘッドから電気的に絶縁される。ガスフィード管は、プロセスガスを与えるだけでなく、リモートプラズマ源からプロセスチャンバへ洗浄ガスを与えることもできる。ガスフィード管内に早目のガスブレークダウンが生じてガス源とシャワーヘッドとの間に寄生的プラズマ形成を招くことがあるのを回避するために、ガスフィード管の内部は、低ＲＦフィールド又はゼロＲＦフィールドのいずれかに保つことができる。ＲＦチョークを通してガスを供給することにより、共通の位置を通してＲＦフィールド及び処理ガスをプロセスチャンバへ導入することができるので、チャンバの設計を簡単化することができる。
【０００５】
[0005]一実施形態において、ＲＦチョークアセンブリは、金属で構成されたガスフィード管と、このガスフィード管を包囲する１つ以上のフェライト素子とを含む。
【０００６】
[0006]別の実施形態では、装置が開示される。この装置は、ＲＦ電源と、ガス源と、これら電源とガス源との間に結合されたＲＦチョークアセンブリとを備えている。このアセンブリは、金属で構成されたガスフィード管を含む。ガスフィード管は、第１の端がガス源に結合され、第２の端がＲＦ電源に結合される。また、ガスフィード管は、これを包囲する１つ以上のフェライト素子も含むことができる。
【０００７】
[0007]別の実施形態において、ガス配送方法は、金属管の内部を通してガスを流すことを含む。金属管は、第１の端がガス源及び接地部に結合され、第２の端がＲＦ電源に結合される。また、この方法は、金属管の外側に沿ってＲＦ電流を流し、金属管の内側に流れるガスがＲＦ電流に露出されないようにすることも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
[0008]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示している実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示したものなので、本発明の範囲は、それに限定されるものではなく、本発明は、同等の効果を発揮できる他の実施形態も包含できることに注意されたい。
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるＰＥＣＶＤ装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの一部分の概略拡大図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるＲＦチョーク及びガスフィードスルーアセンブリの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの端面図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク及びガスフィードスルーアセンブリの概略断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるＲＦチョークの概略断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるＲＦチョークの概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるガスフィード管の概略断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの回路図である。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの回路図である。
【図９Ａ】本発明の別の実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの回路図である。
【図１０Ａ】本発明の別の実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの回路図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク１１００の概略図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＲＦチョーク１１００の概略断面図である。
【０００９】
[0027]理解を容易にするため、複数の図面に共通の同一要素を示すのにできるだけ同一の参照番号が使用されている。ある実施形態に開示された要素は、特に記載がなくても、他の実施形態にも有益に利用できることが意図される。
【詳細な説明】
【００１０】
[0028]大面積のプラズマ処理システムでは、ＲＦ電極として駆動できるシャワーヘッドアセンブリを経てチャンバへプロセスガスを導入することができる。接地されたガスフィード管は、シャワーヘッドから電気的に絶縁される。ガスフィード管は、プロセスガスを与えるだけでなく、リモートプラズマ源からプロセスチャンバへ洗浄ガスを与えることもできる。ガスフィード管内に早目のガスブレークダウンが生じてガス源とシャワーヘッドとの間に寄生的プラズマ形成を招くことがあるのを回避するために、ガスフィード管の内部は、低ＲＦフィールド又はゼロＲＦフィールドのいずれかに保つことができる。ＲＦチョークを通してガスを供給することにより、共通の位置を通してＲＦフィールド及び処理ガスをプロセスチャンバへ導入することができ、従って、チャンバの設計を簡単化することができる。
【００１１】
[0029]本発明は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから入手できるＰＥＣＶＤチャンバに関して以下に例示する。本発明は、ＲＦ電流を使用してガスをプラズマへとエネルギを与えることを必要とするチャンバであって、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバを含むいかなるチャンバにも等しく適用できることを理解されたい。また、以下に述べる本発明は、ＰＥＣＶＤチャンバ、エッチングチャンバ、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、プラズマ処理チャンバ、及び他のベンダーにより製造される他のチャンバにも等しく適用できることも理解されたい。
【００１２】
[0030]図１Ａは、本発明の一実施形態によるＰＥＣＶＤ装置１００の概略断面図である。この装置１００は、チャンバ壁１０８に結合された蓋アセンブリ１０２を備えている。装置１００内では、処理のために基板１０６を配置できるサセプタ１０４に対向してシャワーヘッド１１０を配置することができる。シャワーヘッド１１０は、ブラケット１４０により支持することができる。基板１０６は、チャンバ壁１０８に配置されたスリットバルブ１２２を通して装置１００に入れたり出したりすることができる。基板１０６は、フラットパネルディスプレイ基板、ソーラー基板、半導体基板、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）基板、又は他の基板を含む。シャワーヘッド１１０は、その最上面１１８と底面との間に延びる１つ以上のガス通路１１２を含むことができる。蓋アセンブリ１０２とシャワーヘッド１２０との間にプレナム１１４を存在させることができる。プレナム１１４に導入されたガスは、シャワーヘッド１１０の後方で均一に分散させて、ガス通路１１２を経て処理スペース１１６へ導入することができる。
【００１３】
[0031]ガスは、ガス入口１３８を通してプレナム１１４へ導入することができる。ガスは、ガス源１２６によって与えられる。一実施形態において、ガス源１２６は、プロセスガス源で構成される。別の実施形態において、ガス源１２６は、洗浄ガス源で構成される。ガスは、ガス源１２６から、リモートプラズマ源１２８及び冷却カプリング１３０を通してＲＦチョーク１３２へ進むことができる。ＲＦチョーク１３２は、ガス入口１３８へガスを供給するナックルコネクタ１３６に結合することができる。ＲＦ電源１２４も、ＲＦフィード１３４によりナックルコネクタ１３６に結合することができる。
【００１４】
[0032]共通の位置を通してガス及びＲＦ電源を結合することは、表面的には、安全でないと思われるかもしれない。しかしながら、ＲＦ電流は、導電性表面上を進行する「表皮効果」を有する。ＲＦ電流は、それを駆動する電源のできるだけ近くを進行する。従って、ＲＦ電流は、導電性素子の表面上を進行し、導電性素子のある所定深さ（即ち、表皮）までしか侵入しない。この所定深さは、ＲＦ電流の周波数、導電性素子の材料の透磁率、及び導電性素子の導電率の関数として計算することができる。従って、導電性素子がＲＦ電流の所定侵入深さよりも厚いときには、ＲＦ電流が、そこに流れるガスと直接相互作用することはない。図１Ｂは、図１Ａの一部分の概略断面図である。図１Ｂは、ＲＦ電流がシャワーヘッドへと流れる経路（矢印“Ａ”で示す）と、ＲＦチョークを通る経路（矢印“Ｂ”で示す）とを示している。
【００１５】
[0033]図１Ｂから明らかなように、ＲＦ電流は、ＲＦフィードの外側、ガス入口１３８の外側、蓋１０２の最上面、蓋１０２の外縁、プレナム１１４とは逆のブラケット１４０の面を経て流れ、最終的に、シャワーヘッドの底面１２０を横切って流れる。ＲＦ電流がシャワーヘッド１１０の底面１２０に到達すると、ガス通路１１２内に存在する中空カソード空洞内、又は処理スペース１１６内のいずれかで、ガスをプラズマへと点火することができる。また、ＲＦ電流は、ナックルコネクタ１３６の頂部に沿ってＲＦチョーク１３２の外側を進行することもできる。ＲＦ電流が流れねばならない距離が長いほど、インピーダンスが大きくなる。従って、中心供給ＲＦ電流の場合に、チャンバサイズが大きくなるにつれて、シャワーヘッドに対するインピーダンスも大きくなる。
【００１６】
[0034]ＲＦ電源とガス配送システムとの間の電圧差のほぼ均一な減衰を確保するためにＲＦ電源とガス源との間にＲＦチョークを使用することができる。ＲＦチョークにわたる電圧降下は、ガス分配シャワーヘッドの電圧レベルにほぼ等しくてもよい。更に、ＲＦチョークに沿った電圧降下は、実質的に均一でもよい。それ故、プロセスチャンバ内にプラズマを点火し維持するＲＦ電源から出力されるＲＦ電力は、既知で且つ再現可能である。ＲＦチョークは、シャワーヘッドへの電圧伝達を最大にし、従って、ＲＦ電源のインピーダンスを負荷のインピーダンスに実質的に等しくすることができる。
【００１７】
[0035]図２Ａは、本発明の一実施形態によるＲＦチョーク２００の概略図である。図２Ｂは、図２Ａの断面図である。ＲＦチョーク２００は、フェライト材料２０４の周りに巻かれたコイル２０２で構成される。フェライト材料２０４内に、冷却管２０６を配置することができる。一実施形態において、冷却管２０６は、銅で構成することができる。冷却管２０６から１つ以上のフィン２０８が放射状に出ており、冷却面をフェライト材料２０４の中へ更に延ばし、コイル２０２から熱を消散できるようにしている。コイル２０２は、フェライト材料２０４の周りに複数回巻くことができる。コイル２０２は、コイル２０２の内側へのＲＦ電流の侵入を防止するに充分な厚みとすることができる。コイル２０２の一端２１０は、プロセスチャンバへのガス入口に結合することができ、また、その他端２１２は、接地部及びガス源に結合することができる。従って、ＲＦ電流は、コイル２０２の外側又は表皮に沿ってガス入口から接地部へと流れる。
【００１８】
[0036]インダクタンスが増加すると、ＲＦ電流が更に伝わる。充分な距離が与えられると、ＲＦチョークに沿ったインダクタンスをシャワーヘッドのインダクタンスに実質的に等しくすることができる。コイル２０２の半径、長さ又は巻回数を増加することにより、インダクタンスを増加することができる。更に、ＲＦ電流は、コイル２０２の外側に沿って通るときに、フェライト材料２０４に接触し、高いインピーダンスを生じることがある。コイル２０２の長さは、ＲＦチョークのインピーダンスがシャワーヘッドに対する負荷のインピーダンス以下であることを保証するに充分なほど短くなければならない。ＲＦチョークのインピーダンスが負荷のインピーダンスより大きい場合には、ＲＦチョーク２００が役立たなくなることがある。
【００１９】
[0037]フェライト材料２０４は、高周波数、低損失のフェライト材料でよい。一実施形態において、フェライト材料２０４は、コンパクトな円筒状フェライトコアを形成する半円筒ブロックでよい。別の実施形態において、フェライト材料２０４は、コンパクトな円筒状フェライトコアを形成する四半円筒ブロックでよい。フェライト材料２０４は、透磁率を高めるので、インダクタンスを高める。フェライト材料２０４は、コイル２０２により与えられる増加ＲＦ経路と結合されて、ＲＦ電流の共振を下げる。というのは、ＲＦチョーク２００によってキャパシタンスが生成されるからである。ＲＦチョーク２００は、接地部に対するＲＦの絶縁（RF toground isolation）を生成する高いＲＦインピーダンスを有する。
【００２０】
[0038]フェライト材料２０４は、透磁率を高め、インダクタンスも高める。フェライト材料２０４は、更に、ＲＦ電源と接地部との間に付加的な電圧降下を与える。フェライト材料２０４は、熱絶縁体として働くので、コイル２０２の熱損失を減少させる。
【００２１】
[0039]コイル２０２は、アルミニウムで構成され、ガスが流れるコイルの内側へのＲＦ電流の侵入を防止するに充分な太さのものでよい。一実施形態において、コイル２０２は、硬いアノード処理アルミニウムで構成することができる。別の実施形態において、コイル２０２は、ステンレス鋼で構成することができる。コイル２０２の内面は、リモートプラズマ源（ＲＰＳ）からの洗浄ガス、例えば、フッ素及びフッ素基に対して耐性のあるものでよい。コイル２０２は、高いガスコンダクタンスを許容する大きな断面を有するので、安定したＲＰＳ動作のための安全な圧力窓を有するものでよい。ＲＦフィールドは、コイル２０２の内側へ侵入しないので、コイル２０２を通過するガスは、ＲＦフィールドに遭うことがなく、従って、プラズマへと点火されることはない。換言すれば、コイル２０２の内側は、フィールドの無い領域を構成する。コイル２０２へ侵入するか又はコイルの端で消散されず、従って、ガスに遭遇する電流は、シャワーヘッドに入るＲＦ電流に比して少ないので、プラズマが形成されることはない。ＲＦチョーク２００にプラズマが形成された場合には、ＲＦチョーク２００へ流れるＲＦ電流の量が増加して、シャワーヘッドへのＲＦ電流を減少させることがある。一実施形態では、フェライト素子が存在しなくてもよい。
【００２２】
[0040]図３は、本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク３００の概略断面図である。このＲＦチョーク３００は、ガス管３０２を備え、このガス管３０２から１つ以上のフィン３０４が半径方向外方に延びている。一実施形態において、フィン３０４は、アルミニウムで構成することができる。また、１つ以上のフェライトディスク３０６は、ガス管３０２を包囲し、フィン３０４間に配置することができる。一実施形態において、フェライトディスク３０６は、電磁的な連続トロイドを形成するように半ドーナツ対を一緒に結合した低損失フェライトで構成することができる。別の実施形態において、フェライトディスク３０６は、ガス管３０２を各々が完全に包囲するリング形状の低損失フェライトで構成することができる。他の形状のフェライトディスク３０６を利用できることを理解されたい。ＲＦチョーク３００の第１の端３０８は、プロセスチャンバへのガス入口に結合することができ、一方、ＲＦチョーク３００の第２の端３１０は、接地部に結合することができる。ＲＦ電流は、ＲＦ経路“Ｃ”に沿ってガス管３０２の外側を、また、フィン３０４に沿って通ることができる。一実施形態において、フィン３０４は、フェライトディスク３０６がガス管３０２から半径方向に延びる距離よりも大きな距離にわたってガス管３０２から半径方向に延びることができる。高いＲＦ電流を受け容れるために、ガス管３０２を延長することができ、また、より多くのフェライトディスク３０６及びフィン３０４を追加することができる。一実施形態では、フィン３０４がガス管３０２から延びる距離を増加することができる。一実施形態において、ＲＦチョーク３００は、ガス管３０２へ冷却チャンネルを開けることにより冷却できる。一実施形態では、フェライトディスク３０６が存在しなくてもよい。
【００２３】
[0041]図４は、本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク４００の概略断面図である。このＲＦチョーク４００は、ガス管４０２を備え、これは、ガス管４０２から半径方向外方に延びる１つ以上のＯリング４０４により互いに分離されている。一実施形態において、Ｏリング４０４は、シリコンゴムで構成することができる。１つ以上のＯリング４０４は、フェライトディスク４０６の周りを空気が循環できるようにし、且つフェライトディスク４０６が互いに擦れないようクッション作用を与えることができる。Ｏリング４０４は、隣接するフェライトディスク４０６を所定距離だけ離間させることができる。１つ以上のフェライトディスク４０６も、ガス管４０２を包囲し、Ｏリング４０４間に配置することができる。一実施形態では、Ｏリング４０４を、隣接するフェライトディスク４０６間に小さな間隔を作れるスペーサ要素に置き換えてもよい。一実施形態では、隣接するフェライトディスク４０６間にエアギャップが存在してもよい。また、一実施形態において、フェライトディスク４０６は、ガス管４０２を包囲し且つガス管４０２の所定の長さに及ぶ単一材料で構成してもよい。
【００２４】
[0042]一実施形態において、フェライトディスク４０６は、電磁的な連続トロイドを形成するように半ドーナツ対を一緒に結合した低損失フェライトで構成することができる。別の実施形態において、フェライトディスク４０６は、ガス管４０２を各々が完全に包囲するリング形状の低損失フェライトで構成することができる。ＲＦチョーク４００の第１の端４０８は、プロセスチャンバへのガス入口に結合することができ、一方、ＲＦチョーク４００の第２の端４１０は、接地部に結合することができる。ＲＦ電流は、ＲＦ経路“Ｄ”に沿ってガス管４０２の外側を通ることができる。高いＲＦ電流を受け容れるために、ガス管４０２を延長することができ、また、より多くのフェライトディスク４０６を追加することができる。一実施形態において、ＲＦチョーク４００は、ガス管４０２へ冷却チャンネルを開けることにより冷却できる。一実施形態では、フェライトディスク４０６が存在しなくてもよい。
【００２５】
[0043]図５は、本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク５００の概略断面図である。このＲＦチョーク５００は、プロセスガスを流すことのできるガスフィード管５０２を備えている。円筒部分５０４がガス管５０２を取り巻いている。一実施形態において、円筒部分５０４は、導電性材料で構成することができる。別の実施形態において、円筒部分５０４は、金属で構成することができる。円筒部分５０４は、第１の端５１０及び第２の端５１２を有することができる。第１の端５１０は、実質的に閉じた端を有し、一方、第２の端５１２は、第１の端５１０から延びる１つ以上の延長部５１４をもつ実質的に開いた端でよい。延長部５１４間にはフェライト材料５０６を配置することができる。それに加えて及び／又はそれとは別に、延長部５１４間にはエアポケット５０８が存在してもよい。ＲＦ電流は、矢印“Ｅ”で示すようにガス管５０２の外側に沿って、及び延長部５１４を含む円筒５１０の表面に沿って進行する。そのようにする際に、増加されたＲＦ経路長さ、及びフェライト材料５０６への露出のために、インピーダンスが高くなる。
【００２６】
[0044]図６は、本発明の一実施形態によるガスフィード管６００の概略断面図である。このガスフィード管６００は、内部管６０２を備え、これは外部管６０４により実質的に取り巻かれている。内部管６０２は、外部経路６０８により外部管６０４から離間することができる。矢印“Ｇ”で示すように、外部経路６０８を通して冷却流体を流すことができる。冷却流体をより非直線的な通路に流せるようにし、従って、外部経路における滞在時間を長くするために、冷却流体が幾つかの障害物６０６に遭遇して、冷却流体の流路を変えることができる。一実施形態において、障害物６０６は、内部管６０２の周りにワイヤをスピンさせたものでよい。別の実施形態において、障害物６０６は、内部管６０２と外部管６０４との間に延びる１つ以上のフランジで構成されてもよい。プロセスガスは、矢印“Ｆ”で示すように、内部管６０２内の内部経路６１０に沿って流れることができる。
【００２７】
[0045]図７Ａは、本発明の一実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。図７Ｂは、図７Ａの回路図である。ＲＦチョーク７０６及びバッキングプレート７０２を通してシステム７００にプロセスガスが入る。ＲＦ電源７０４によってＲＦ電力が供給される。ガス入口（即ち、ＲＦチョーク７０６の接地側）のＲＦ電圧は、ゼロである。ＲＦチョーク７０６は、負荷と並列である。ＲＦチョーク７０６は、高いＲＦインピーダンスをもつように設計され、誘導性でも容量性でもよい。ＲＦチョーク７０６は、外部及び／又は漂遊容量の助けがあったりなかったりして共振又はその付近で動作することができる。等価電気回路に関しては、Πネットワーク７０８は、負荷コンデンサＣＬ、同調コンデンサＣＴ、及びＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴを含むことができる。負荷インピーダンスＺＬは、ＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴ及びチャンバのインピーダンスＺＣＨを含むことができる。
【００２８】
[0046]図８Ａは、本発明の一実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。図８Ｂは、図８Ａの回路図である。ＲＦチョーク８０６及びバッキングプレート８０２を通してシステム８００にプロセスガスが入る。ＲＦ電源８０４によってＲＦ電力が供給される。ガス入口（即ち、ＲＦチョーク８０６の接地側）のＲＦ電圧は、ゼロである。ＲＦチョーク８０６は、負荷と並列である。ＲＦチョーク８０６は、逆Ｌ型整合ネットワーク８０８において負荷コンデンサＣＬを形成する外部容量性負荷ＣＬ’、ＣＬ”を伴ったり伴わなかったりして容量性となるように設計される。等価電気回路に関しては、逆Ｌ型整合ネットワークは、負荷コンデンサＣＬ、同調コンデンサＣＴ、及びＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴを含むことができる。負荷コンデンサＣＬは、ＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴ及び外部容量性負荷ＣＬ’を含むことができる。ＲＦチョーク８０６は、逆Ｌ型整合ネットワーク８０８における負荷コンデンサの一部分と考えることができる。
【００２９】
[0047]図９Ａは、本発明の一実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。図９Ｂは、図９Ａの回路図である。ＲＦチョーク９０６及びバッキングプレート９０２を通してシステム９００にプロセスガスが入る。ＲＦ電源９０４によりＲＦ電力が供給される。ＲＦチョーク９０６は、Ｌ型又はΠ整合ネットワーク９０８における同調コンデンサＣＴの一部分と考えることができる。ＲＦチョーク９０６は、負荷と直列である。ＲＦチョーク９０６は、Ｌ型整合ネットワークにおいて同調コンデンサを形成する外部同調コンデンサＣＴ’を伴ったり伴わなかったりして容量性となるように設計される。等価電気回路に関しては、Ｌ型整合ネットワークは、負荷コンデンサＣＬ及び同調コンデンサＣＴを含むことができる。同調コンデンサＣＴは、ＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴ及び外部同調コンデンサＣＴ’を含むことができる。
【００３０】
[0048]図１０Ａは、本発明の一実施形態によるプラズマ処理チャンバに結合されたＲＦチョークの概略断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの回路図である。ＲＦチョーク１００６及びバッキングプレート１００２を通してシステム１０００にプロセスガスが入る。ＲＦ電源１００４によってＲＦ電力が供給される。ガス入口（即ち、ＲＦチョーク１００６の接地側）のＲＦ電圧は、ゼロである。２つのＲＦチョーク１００６、又は１つのＲＦチョーク１００６の２つの区分を、一緒に、Ｌ型又はΠ型整合ネットワーク１００８において負荷及び同調素子であるとすることができる。ＲＦチョーク１００６は、外部負荷及び同調コンデンサＣＬ’及びＣＴ’を伴ったり伴わなかったりして容量性となるように設計される。等価電気回路に関しては、ネットワーク１００８は、負荷コンデンサＣＬ及び同調コンデンサＣＴを含むことができる。負荷コンデンサＣＬは、外部負荷コンデンサＣＬ’及び第１ＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴ１を含むことができる。同調コンデンサは、第２ＲＦチョークのインピーダンスＺＦＴ２及び外部同調コンデンサＣＴ’を含むことができる。
【００３１】
[0049]図１１Ａは、本発明の別の実施形態によるＲＦチョーク１１００の概略図である。図１１Ｂは、図１１Ａの線Ｈ−Ｈに沿って見たＲＦチョーク１１００の概略断面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、フェライト素子１１０４は、ガス管１１０２に沿って長手方向に延びることができる。１つ以上のフェライト素子１１０４が存在して、ガス管１１０２の外面を実質的にカバーすることができる。
【００３２】
[0050]ガス源と処理チャンバとの間にＲＦチョークを入れることにより、寄生的プラズマを減少することができる。ＲＦチョークは、壁厚みがＲＦ電流の最大予想侵入値より大きいガス管を含むことができる。更に、ＲＦチョークは、ＲＦチョークのインピーダンスをシャワーヘッドに対する負荷のインピーダンスに実質的に等しくさせるために充分に長いＲＦ経路を有することができる。
【００３３】
[0051]以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、他の実施形態及び更に別の実施形態を案出することもでき、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１００…ＰＥＣＶＤ装置、１０２…蓋アセンブリ、１０４…サセプタ、１０６…基板、１０８…チャンバ壁、１１０…シャワーヘッド、１１２…ガス通路、１１４…プレナム、１１６…処理スペース、１２２…スリットバルブ、１２６…ガス源、１２８…リモートプラズマ源、１３０…冷却カプリング、１３２…ＲＦチョーク、１３４…ＲＦフィード、１３６…ナックルコネクタ、１３８…ガス入口、１４０…ブラケット、２００…ＲＦチョーク、２０２…コイル、２０４…フェライト材料、２０６…冷却管、２０８…フィン、３００…ＲＦチョーク、３０２…ガス管、３０４…フィン、３０６…フェライトディスク、３０８…第１の端、３１０…第２の端、４００…ＲＦチョーク、４０２…ガス管、４０４…Ｏリング、４０６…フェライトディスク、５００…ＲＦチョーク、５０２…ガスフィード管、５０４…円筒部分、５０８…エアポケット、６００…ガスフィード管、６０２…内部管、６０４…外部管、６０６…障害物、６０８…外部経路、７０２…バッキングプレート、７０４…ＲＦ電源、７０６…ＲＦチョーク、７０８…Πネットワーク、８０２…バッキングプレート、８０４…ＲＦ電源、８０６…ＲＦチョーク、８０８…逆Ｌ型整合ネットワーク、９０２…バッキングプレート、９０４…ＲＦ電源、９０６…ＲＦチョーク、９０８…Ｌ型又はΠ整合ネットワーク、１００２…バッキングプレート、１００４…ＲＦ電源、１００６…ＲＦチョーク、１００８…Ｌ型又はΠ整合ネットワーク、１１００…ＲＦチョーク、１１０２…ガス管、１１０４…フェライト素子
【図１Ａ】
2014194937.tif 000003
【図１Ｂ】
2014194937.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2014194937.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014194937.tif 000009
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2014194937.tif 000015
【図９Ｂ】
2014194937.tif 000016
【図１０Ａ】
2014194937.tif 000017
【図１０Ｂ】
2014194937.tif 000018
【図１１Ａ】
2014194937.tif 000019
【図１１Ｂ】
2014194937.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月2日(2014.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で構成されたガスフィード管と、
上記ガスフィード管に連結され且つそれを少なくとも部分的に取り巻くフェライト素子と、
を備えたＲＦチョークアセンブリ。
【請求項２】
上記フェライト素子は、複数のフェライトディスクを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
上記複数のフェライトディスクは、離間される、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
上記フェライト素子は、複数の円筒を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
上記複数の円筒は、離間される、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
上記フェライト素子は、複数のフェライトロッドを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
上記複数のフェライトロッドは、離間される、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
上記ガスフィード管は、アルミニウムを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
上記ガスフィード管は、第１の内部管と第２の外部管を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
上記第１の内部管と第２の外部管のあいだに配置された１つ以上の障害物を更に含み、上記１つ以上の障害物は、上記第１の内部管と第２の外部管との間に流れる冷却流体の経路を変更するように位置される、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
上記第１の内部管と第２の外部管の少なくとも１つの管は金属を含む、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
金属で構成されたガスフィード管と、
上記ガスフィード管に連結されたフェライト素子であって、上記ガスフィード管が少なくとも部分的に上記フェライト素子を取り巻くフェライト素子
を備えたＲＦチョークアセンブリ。
【請求項１３】
ＲＦ電源と、
ガス源と、
上記ＲＦ電源とガス源との間に結合されたＲＦチョークアセンブリと、
を備え、上記アセンブリは、
金属で構成され、第１の端が上記ガス源に結合され、且つ第２の端が上記ＲＦ電源に結合されたガスフィード管、
を含む、装置。
【請求項１４】
上記ガスフィード管が、コイルを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記ガスフィード管が、アルミニウムを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
上記ガスフィード管の第２の端は、接地部に結合される、請求項１５に記載の装置。
【外国語明細書】
2014194937000001.pdf
2014194937000002.pdf
2014194937000003.pdf
2014194937000004.pdf