(57)【要約】【課題】  ウエハ全体にわたるプラズマプロセスの均一性を制御する方法が望ましいと考えられる。【解決手段】  本願で開示されている技術は、プラズマ処理チャンバ内で生成されるプラズマによって基板を処理する装置を含む。一の実施例では、プラズマシステムの誘電板は、均一なプラズマの生成を支援するように構成された構造部位を有して良い。前記構造部位は、前記プラズマに対向する表面上で表面形状を画定する。前記構造部位は、略非線形の断面を有する複数の同心円リングからなる組を含み、かつ、前記誘電板の表面に突出して良い。前記構造部位は、部位の深さ、幅、及び、前記同心円リングに沿って深さと幅を変化させ得る周期的パターンを有して良い。【選択図】  図１
2015231050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロニクス基板用プラズマ処理装置であって：
前記マイクロエレクトロニクス基板を受け取り可能な基板ホルダ；
前記基板ホルダの反対に設けられるアンテナ；及び、
前記基板ホルダと前記アンテナとの間に設けられる誘電部材、を有し、
前記誘電部材は：  
第１表面；
前記第１表面に対向し、かつ、前記第１表面よりも前記アンテナから離れている第２表面；
３０ｍｍ未満の厚さ；
前記誘電部材の中心点の周りに設けられる２つ以上の同心円状の溝、を有し、
前記溝は：
非線形の断面；
前記誘電部材の第２表面で１０ｍｍ乃至６０ｍｍの幅；及び、
前記第２表面から５ｍｍ乃至２５ｍｍの深さ、を有する、
マイクロエレクトロニクス基板用プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記同心円状の溝の各々が、前記中心点の周りでリングを形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記溝の少なくとも１つの深さが、前記溝に沿った位置で１％以上変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記溝が、前記中心点の周りで前記溝の深さを変化させる周期的パターンを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
２つ以上の溝の間での距離が、前記溝に沿った位置で変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記溝の各々の深さが互いに異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記溝が：
１０ｍｍ未満の第１深さを有する第１溝；及び、
２５ｍｍ未満の第２深さを有する第２溝、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記溝がさらに、前記第２深さよりも深い第３深さ、及び、前記第１溝又は前記第２溝の周囲よりも長い周囲を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第１表面；
前記第１表面に対向して、環状に配置された２つ以上の溝を有する第２表面、を有する装置であって、
前記溝は：  
曲率を有する断面形状；及び、
２５ｍｍ未満であって、前記第２表面に沿った距離で変化する溝の深さ；
前記第１表面から前記第２表面へ電磁エネルギーを送ることを可能にする誘電部材；及び、
３０ｍｍ未満の距離を有する前記第１表面と前記第２表面との間の距離、を有する、
装置。
【請求項１０】
前記溝の開口部が、前記溝の環状の位置に沿った前記誘電部材の中心点からの距離で相違する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記溝が６０ｍｍの最大幅を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記溝が１０ｍｍの最小幅を有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記溝の深さが５ｍｍ以上である、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記誘電部材の材料が石英を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの溝が：  
第１溝；及び、
前記溝の深さ、前記溝の幅、又は環状パターンのうちの少なくとも１つ以上によって前記第１溝とは異なる第２溝、を有する、
請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
第１表面；
前記第１表面に対向して、環状に配置された２つ以上のトレンチを有する第２表面、を有する装置であって、
前記トレンチは：  
非線形部分と線形部分を有する断面；
前記第２表面に沿った周期的パターン；
１０ｍｍ乃至６０ｍｍの幅を有する、前記第２表面でのトレンチ開口部の幅；
前記第１表面から前記第２表面へ電磁エネルギーを送ることを可能にする誘電材料；
３０ｍｍ未満の厚さ、を有する、
装置。
【請求項１７】
前記トレンチが、前記第２表面に沿った距離で変化するトレンチ深さを有し、
前記トレンチ深さは２５ｍｍ未満である、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記トレンチが：  
１０ｍｍ未満の第１深さを有する第１トレンチ；及び、
２５ｍｍ未満の第２深さを有する第２トレンチ、を有する、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記トレンチがさらに、前記第２深さよりも深い第３深さ、及び、前記第１トレンチ又は前記第２トレンチの周囲よりも長い周囲を有する第３溝を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記２つ以上のトレンチの周期的パターンが位置合わせされている、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、容量結合プラズマシステムを用いたプラズマの処理を含む基板のプラズマ処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
C.F.R.  §  1.78(a)(4)に従って、本願は、２０１４年６月３日に出願された同時係属中の仮出願番号Ｎｏ．６２／００７２５０の利益及び優先権を主張する。ここに、本願明細書の一部を構成するものとして、仮出願番号Ｎｏ．６２／００７２５０の内容を援用する。
【０００３】
半導体デバイス製造プロセスにおいては、プラズマプロセス−たとえばエッチング、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等−は、被処理基板−たとえば半導体ウエハ−上で通常行われている。とりわけそのようなプラズマプロセスを実行するプラズマ処理装置では、容量結合平行板プラズマ処理装置が広く用いられている。
【０００４】
プラズマ処理装置では、一対の平行板電極（上側電極と下側電極）がチャンバ内に設けられ、かつ、処理気体がチャンバへ導入されて良い。電力（たとえばマイクロ波電力）を少なくとも１つの電極へ印加することによって、高周波電場が電極間に生成される。その結果、処理気体のプラズマが、高周波電場によって生成される。続いてプラズマを利用又は操作することによって、プラズマプロセスがウエハ上で実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウエハ全体にわたるプラズマプロセスの均一性を制御する方法が望ましいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願で開示されている技術は、均一なプラズマの生成を支援するように構成されたプラズマシステムの構成要素を含む。当該プラズマシステムは、基板ホルダに対向するアンテナ、及び、前記アンテナと前記基板ホルダとの間に設けられ得る誘電板を有して良いが、それらに限定されない。一の場合では、前記誘電板又は誘電部材は、定在波の崩壊及び／又は前記プラズマ空間内での定在波の生成の防止を支援する、前記プラズマに対向する表面上に表面形状を画定する構造部位を有して良い。たとえば前記構造部位は、略曲率を有する又は非長方形の断面形状を有し、かつ、前記上側電極の表面へ突出する又は表面を飛び出す複数の同心円リングからなる組を有して良い。当該プラズマシステムが、前記誘電板と前記基板ホルダとの間の一部に沿って均一な密度のプラズマを生成するように、断面サイズ、形状、寸法、及び前記リングの間隔は配置又は変化して良い。
【０００７】
一の実施例は、マイクロエレクトロニクス基板を処理するプラズマ処理装置を含む。当該プラズマ処理装置は、マイクロエレクトロニクス基板を収容するプロセス空間を形成する処理チャンバを有して良い。前記処理チャンバは、該処理チャンバへ処理気体を供給するように構成される処理気体供給システムと流体をやり取りして良い。前記処理チャンバの排出部に接続される排出ユニットは、前記処理チャンバ内部から気体を排出して真空を生成する。第１電極及び／又は第２電極は、前記処理チャンバ内部で互いに対向して設けられる。前記第１電極（たとえばアンテナ）は上側電極で、かつ、前記第２電極は下側電極である。前記第２電極は、載置台又は基板ホルダによって標的基板を支持するように構成されて良い。第１電力印加ユニットは、前記第１電極へ第１電力（たとえばマイクロ波、高周波等）を印加するように構成されて良い。第２電力印加ユニットは、前記第２電極へ第２電力設定を印加するように構成されて良い。前記誘電板は、前記第１電極に対して載置可能であるか、又は、隣接して良い。前記誘電板は、前記第１電極に対向する第１表面、及び、前記第１表面に対向し得る第２表面を有して良い。前記誘電板の厚さは、最も厚い地点で３０ｍｍ未満であって良い。前記第２表面領域は、実質的に平坦で、かつ、前記表面領域へ突出し得る複数の同心円の溝、トレンチ、又はリングからなる組を有する。各同心円の溝は曲率を有する（又は非線形の）断面形状を有して良い。前記同心円のリングは、１つ以上のギャップ距離によって、互いに対称的又は非対称的に離間されて良い。前記溝は、非線形の断面を有し、かつ、前記第２表面にて１０ｍｍ〜６０ｍｍの幅、及び、前記第２表面から前記誘電板まで５ｍｍ〜２５ｍｍの深さを有して良い。
【０００８】
前記誘電板は、前記第２表面に沿うか、又は、前記誘電板へ突出する溝の寸法及び方位に関する複数の異なる実施例を利用する前記プラズマチャンバ内に組み込まれて良い。一の実施例では、前記溝の深さは、周期的パターンを構成する前記溝に沿った位置によって１％以上変化して良い。たとえば前記溝の深さは、前記誘電板の中心点から異なる角度で前記溝に沿って変化して良い。他の実施例では、前記溝の深さは２つ以上の溝の間で変化して良いが、各溝内での深さは相対的に一定であって良い。他の実施例では、前記２つ以上の溝の間でのギャップ距離は、前記誘電板の中心を囲む前記溝に沿って互いに変化して良い。前記周期的パターンは、他の溝と比較されるときに非対称的であって良い。あるいはその代わりに、前記溝の周期的パターンは、他の実施例では対称的であって良い。その際、前記周期的パターンは、互いに同一のパターン又はパターン周期を有するが、前記溝は前記誘電板の中心から各異なる距離に設けられて良い。一の具体的実施例では、前記誘電板は、該誘電板の中心点付近に少なくとも２つの溝を有して良い。前記第１溝は１０ｍｍの深さを有して良い。前記第２溝は２５ｍｍ以下の深さを有して良い。他の具体的実施例では、前記誘電板は、これまでの実施例における最初の２つの溝に加えて１つ以上のさらなる溝を有して良い。前記さらなる溝は１０ｍｍ〜２５ｍｍの深さを有して良い。さらに前記さらなる溝は、同一の深さを有する必要はない。
【０００９】
他の実施例では、前記誘電板は、環状に配置されるトレンチを有して良い。その際、前記トレンチは前記誘電板の中心の周りで連続であって良いし、又は、不連続であっても良い。前記トレンチの深さと幅は、上述したように前記溝で変化して良い。前記トレンチは、非線形の断面形状を有するが、相対的に線形の部分と非線形の形状の組み合わせを有しても良い。このようにして、前記トレンチの一部は真っ直ぐだが、前記トレンチの表面の間で鋭い角度又は端部を有しなくて良い。
【００１０】
この「課題を解決するための手段」は、本開示又は請求項に記載の発明のすべての実施例及び／又は新規な態様を特定しているわけではないことに留意して欲しい。その代わりに、この「課題を解決するための手段」は、様々な実施例及び従来技術に対する新規性に対応する点の基本的議論を与えている。本発明及び実施例のさらなる詳細及び／又は考えられ得る視座については、後述する「発明の詳細な説明」及び本開示の対応する図面を参照していただきたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願で開示された実施例によるプラズマ処理チャンバの断面像を含むプラズマ処理装置の代表的実施例の概略図である。
【図２Ａ】プラズマ処理チャンバ内での誘電板の一実施例の底面図、断面図、及び斜視図を表している。
【図２Ｂ】プラズマ処理チャンバ内での誘電板の一実施例の底面図、断面図、及び斜視図を表している。
【図３】プラズマ処理チャンバ内での誘電板の他の実施例の断面図及び斜視図を表している。
【図４】プラズマ処理チャンバ内での誘電板中の周期的パターンの実施例の断面図及び斜視図を表している。
【図５Ａ】プラズマ処理チャンバの誘電板中の特徴部位の可変深さの実施例の断面図及び斜視図を表している。
【図５Ｂ】プラズマ処理チャンバの誘電板中の特徴部位の可変深さの実施例の断面図及び斜視図を表している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の様々な実施例及びそれに関連する多くの利点のより完全な真価は、添付図面と共に考慮されるべき以下の詳細な説明を参照することで容易に明らかとなる。図面は必ずしも正しい縮尺で描かれていない。その代わりに特徴、原理、及び基本概念を表す際には強調されている。
【００１３】
以降の記載では、たとえば処理装置の具体的な幾何学的形状、並びに本願で利用される様々な部品及び処理の記載といった具体的詳細について説明される。しかし本発明は、これらの具体的詳細から逸脱する他の実施例でも実施可能であり、かつ、係る詳細は限定ではなく説明目的であることに留意して欲しい。本願で開示される実施例は、添付図面を参照しながら説明される。同様に、説明目的で、具体的数値、材料、及び構成が、完全な理解を供するために与えられる。それでも実施例はそのような具体的詳細がなくても実施可能である。実質的に同一な機能上の構成を有する構成要素には同様の参照符号が付される。よって冗長な記載は省略され得る。
【００１４】
様々な技術が、様々な実施例の理解を容易にするため、複数の独立した操作として記載されている。記載の順序は、これらの操作が必ず順序に依存することを示唆するように構築されてはならない。特にこれらの操作は、提示順序で実行される必要はない。記載されている操作は、記載された実施例とは異なる順序で実行されて良い。様々な追加の操作が実行されて良いし、かつ/あるいは、記載された操作は省略されて良い。
【００１５】
本願において用いられるように「基板」又は「標的基板」とは概して、本発明によって処理される対象物を指称する。基板は、素子−特に半導体又は他のエレクトロニクス素子−の材料部分又は構造を含んでよく、かつ、たとえば底部基板構造−たとえば半導体ウエハ又は底部基板構造上に存在する若しくはその構造を覆うように存在する層（たとえば薄膜）−であってよい。よって基板とは、任意の特定の底部構造、下地層若しくは上を覆う層、パターニングの有無に限定されず、むしろ係る層若しくは底部構造、並びに、係る層及び/若しくは底部構造の任意の組み合わせを含むと解される。以降の説明は、特定の種類の基板を参照するが、これは単なる例示でしかない。
【００１６】
本願で開示されている技術は、プラズマ処理装置、及び、均一なプラズマの生成を可能にするような構造をとる、前記プラズマ処理装置に係る電極板を含む。電極板は、プラズマ生成空間に対向する表面を有する。このプラズマ対向表面は、超短波（ＶＨＦ）ＲＦ（高周波）電力を用いてプラズマを生成するときでも、プラズマの均一性を促進する構造を有する。係る表面構造は、隆起した同心円リング、入れ子構造のループ、又は、半径方向のバリアを供する他の突出部を有して良い。複数の同心円リングからなる組の各リングは、巨視的にも微視的にもプラズマの均一性を促進するように設計された、断面高さ、断面幅、断面形状、及び隣接するリング間の間隔を有して良い。
【００１７】
様々な方法を用いてプラズマを生成する様々なプラズマ処理方法が存在する。たとえば様々な方法にはとりわけ、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、ラジアルスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）、及び容量結合プラズマ（ＣＣＰ）が含まれて良い。便宜上、本願で提示される実施例は、平行板容量結合（ＣＣＰ）システムで説明される。とはいえ電極を用いた他の方法も、様々な実施例で利用可能である。
【００１８】
図１は、本願の実施例によるプラズマ処理装置の概略的構成を示す断面図である。図１のプラズマ処理装置１００は、プラズマチャンバ１０２内で生成されるプラズマ（図示されていない）を用いて基板を処理するプラズマエッチング装置である。プラズマは、気体供給システム１０４によって供される気体を電離し、かつ、１つ以上の電源１０６（マイクロ波電源１０８及び／又は高周波（ＲＦ）電源１１０）によって供される電磁エネルギーへ気体を曝露することによって、プラズマチャンバ１０２内に生成されて良い。真空システム１０９は、プラズマ生成中にプラズマチャンバ１０２内部を大気圧未満に維持しても良い。気体供給システム１０４は、プラズマチャンバ１０２への気体の流れを制御するのに用いられるマスフローコントローラ、チェックバルブ等を有して良い。真空システム１０９は、プラズマチャンバ１０２内での圧力を制御するため、１つ以上のポンプと制御システム（たとえばＮ２バラストシステム、バタフライバルブシステム）を有して良い。
【００１９】
プラズマの生成は、電磁エネルギーを電気的に中性の気体に印加することによって行われて良い。電磁エネルギーを電気的に中性の気体に印加することで、負の電荷を有する電子が気体分子から解放され、その気体分子は、その電子を失った結果正の電荷を有する。長い時間をかけて、電磁エネルギーと気体内での増大する電子の衝突は、気体内での電離分子の密度を増大させ得る。その結果、電離分子は、プラズマチャンバ１０２内での電位差の影響を受け得る。たとえばプラズマチャンバ１０２内の電位差は、電離分子（又は原子又はラジカル）を基板（図示されていない）へ向かうように導くことができる。電離分子は、基板の一部を除去する又は基板上へ堆積され得るように、基板と相互作用するか、又は、基板を処理して良い。このようにして、パターンが基板へのエッチングにより生成され得る。本願の技術は他のプラズマ処理装置−たとえばプラズマ洗浄用、プラズマ重合用、プラズマ支援化学気相成長用等−でも利用可能であることに留意して欲しい。
【００２０】
断面図１１２は、マイクロ波エネルギー、ＲＦエネルギー、及び気体を、基板ホルダ１１６付近の領域へ送ることを可能にする電源集合体１１４の一実施例を表し得る。気体は、気体の通路１１８に沿って、電源集合体１１４の中心を介して、基板ホルダ１１６付近のプラズマ処理領域へ導入されて良い。他の実施例では、気体は、プラズマチャンバ１０２内の他の位置から導入されて良い。プラズマ処理領域はまた、電源集合体１１４からエネルギーを受け取り、基板ホルダ１１６上に設けられ得る基板１２０を処理するのに用いることのできるプラズマを生成しても良い。エネルギーは、マイクロ波エネルギーとＲＦエネルギーの結合を含んで良い。マイクロ波エネルギーとＲＦエネルギーのいずれも、何らかの方法で、マイクロ波導波管１２２と基板ホルダ１１６に対向する誘電部材１２４との間に設けられるアンテナ板１２０から送信される。この実施例では、アンテナ板１２０、マイクロ波導波管１２２、及び誘電部材１２４は気体の通路１１８の周辺に設けられて良い。気体の通路のいずれかの側に表された上述の部材は、同一又は連続的な部材の配置であって良い。
【００２１】
アンテナ板１２０は、基板ホルダ１１６に対して実質的に平行となり得る面内で電源集合体１１４の周りに電磁エネルギーを分布させることを可能にするように配置されて良い。電磁エネルギーは、誘電部材１２４を介して送られ、かつ、誘電部材１２４と基板ホルダ１１６との間に存在する気体と相互作用して良い。気体と電磁エネルギーとの間の相互作用は、誘電部材１２４の構成によって最適化又は変化し得る。たとえば電磁エネルギーによって生成されるプラズマの均一性は、少なくとも部分的には、誘電部材１２４内の又は誘電部材１２４から突出した幾何学的特徴部位に基づいて変化して良い。図１の実施例では、誘電部材１２４は、非線形断面形状を有し、かつ、誘電部材の中心から様々な半径で同心円状に配置される環状溝１２６を有して良い。電磁エネルギーの分布はまた、誘電部材１２４のさらなる特徴によって影響を受け得る。誘電部材１２４のさらなる特徴部位は、厚さ、組成、及び／又は反射特性を含むが、これらに限定されるわけではない。
【００２２】
一の実施例では、アンテナ１２０は、整合ユニットと一体となってプロセスチャンバ１０２からの反射を抑制し得るマイクロ波電源１０８に結合されて良い。マイクロ波電源１０８は、５００Ｗ〜５０００Ｗの間でかつ最大５ＧＨｚで動作して良い。アンテナ１２０及び誘電部材１２４には、マイクロ波電源１０８によって供される電磁エネルギーへの曝露に耐えるのに適切な材料が含まれて良い。他の実施例では、電源１０６はまた、マイクロ波電源１０８の代わりに高周波電源（図示されていない）を有しても良い。
【００２３】
一の実施例では、誘電部材には、プラズマ及び／又はプラズマチャンバ１０２内でプラズマを生成するのに用いられる化学物質への曝露にも耐え得る石英が含まれて良い。一部の実施例では、プラズマチャンバ１０２内でプラズマを生成するのにアンテナ１２０からの電磁エネルギーを使用可能にする同一の化学／プラズマ耐性及び伝導度を有し得る誘電部材１２４用に、非石英材料が用いられて良い。
【００２４】
図２Ａは、プラズマチャンバ１０２内で使用可能な誘電部材１２４の一実施例の底面図２００を表している。誘電部材１２４は、誘電部材１２４の表面へ突出する又は誘電部材１２４の表面から突出する同心円状の溝を有するように設計されて良い。１つ以上の溝２０２は、誘電部材の中心（たとえば気体の通路１１８）から様々な半径で誘電部材１２４に組み込まれて良い。２つ以上の溝２０２を備える実施例では、溝２０２は、同心円状に配置され、かつ、プラズマチャンバ１０２内での均一なプロセス結果を可能にするのに必要なように分布して良い。図２Ａの実施例では、溝２０２は、誘電部材１２４全体にわたって一様に分布して良い。しかし他の実施例では、溝２０２の密度は、高密度の溝２０２が誘電部材１２４の端部付近に存在し得るように変化して良い。この場合では、誘電部材１２４の半径の５０％よりも長い半径を有する溝の数は、誘電部材１２４の半径の５０％未満の半径を有する溝２０２の数よりも多くて良い。一の具体的実施例では、３つの溝２０２は、誘電部材１２４の半径の少なくとも５０％よりも長い半径を有して良い。たとえば誘電部材１２４が１５０ｎｍの半径を有するとき、３つの溝２０２は、少なくとも７５ｍｍで最大１５０ｍｍ未満の半径を有して良い。他の実施例では、溝２０２の密度は、誘電部材１２４の中心付近で大きくて良い。たとえば半径１５０ｍｍの例では、７５ｍｍよりも大きな半径を有する溝２０２よりも、７５ｍｍ未満の半径を有する溝２０２の方が多く存在する。
【００２５】
一の具体的実施例では、誘電部材１２４は、誘電部材の中心部の周りで同心円状に設けられる１０の溝を有して良い。１０の溝２０２は、誘電部材１２４の表面全体にわたって一様に分布して良い。
【００２６】
図２Ａと図２Ｂに表された実施例では、溝は誘電部材１２４へ突出している。その際溝２０２は、誘電部材１２４の上側表面２０４の下方へ延びている。図２Ｂでは、図２Ａの実施例の断面図２０６斜視図２０８が表されている。斜視図２０８の図示は、断面図２０６と図２Ａで取り込まれた実施例で示された特徴を明らかにすることを意図している。
【００２７】
断面図２０６では、誘電部材１２４は、アンテナ１２０の近くに設けられ得る第１表面２１０、及び、第１表面２１０に対向して第１表面と基板ホルダ１１６との間に設けられ得る第２表面２１２を有して良い。第１表面２１０と第２表面２１２との間の距離は１０ｍｍ〜３０ｍｍであって良い。ある実施例では、距離は、第１表面２１０と第２表面２１２との間の最も厚い部分から測定されて良い。図２Ｂの実施例では、溝２０２は、第２表面２１２で開口部を備える非線形断面形状を有し、かつ、溝２０２は誘電部材１２４へ入り込むように延びる。非線形形状は、溝２０２の最も深い部分から第２表面２１２へ向かって延びる中心線（図示されていない）に沿って焦点から測定され得る楕円パターンを含んで良い。たとえば溝２０２の断面は、溝の最も深い部分から断面の線が第２表面２１２と交差するまでの曲率半径を維持して良い。
【００２８】
一の実施例では、溝２０２の開口部は１０ｍｍ〜６０ｍｍの間であって良い。開口部は、隣接する断面の線と第２表面２１２との交点から測定されて良い。溝２０２の深さは、第２表面２１２の面から誘電部材１２４へ入り込むように延びる溝２０２の最も深い部分までで測定されて良い。溝２０２の最も深い部分は、誘電部材１２４にわたる面に沿って延びる深さ線２１４から測定されて良い。溝２０２の深さは５ｍｍ〜２５ｍｍの間で変化して良い。この実施例では、溝の深さは誘電部材１２４全体にわたって同様又は同一であって良い。しかし溝２０２は、他の実施例において同一の深さを有する必要はない。
【００２９】
図３は、溝２０２の深さを変化させる誘電板１２４の他の実施例の断面図３００と斜視図３０２を表している。溝２０２の深さは、アンテナ１２０から誘電部材１２４を介してプラズマチャンバ１０２内へ送られる電磁エネルギーの量又は均一性に影響し得る。
【００３０】
一の実施例では、溝２０２の深さは最も深い溝２０２の少なくとも１％変化する。溝の深さは、誘電部材１２４の外側端部から中心へ向かって降順に変化して良い。たとえば１つ以上の外側領域の第１領域は約２５ｍｍの深さを有して良い。中心に近い１つ以上の溝の第２領域３０４は１０ｍｍ〜２５ｍｍの間の深さを有して良い。中心に近い１つ以上の溝の第３領域３０６は１０ｍｍ未満の深さを有して良い。中心−端部間の均一性が、誘電部材１２４の中心又は端部に対する溝２０２の深さ及び位置に依存して変化し得るように、各異なる溝の深さは、プラズマチャンバ１０２内でのプラズマの均一性に影響し得る。あるいはその代わりに、誘電部材１２４は、深さがそれぞれ異なる３つの領域を有する必要はない。たとえば、２つ以上の溝が存在し、かつ、それらの２つ以上の溝は、２つ以上の溝間で２つの異なる深さ（たとえば１０ｍｍ又は２５ｍｍ）しか有していなくて良い。
【００３１】
他の実施例では、溝の深さは、誘電部材１２４の中心近くで大きく、かつ、溝２０２が誘電部材１２４の端部に接近することで減少して良い。たとえば、１つ以上の外側の溝の第１領域は１０ｍｍ未満の深さを有して良く、かつ、１つ以上の溝を含み得る第２領域は１０ｍｍ〜２５ｍｍの深さを有して良い。
【００３２】
図４は、誘電部材１２４における周期的環状パターンの底面図４００を表している。図２Ａ−図３に図示されたこれまでの実施例とは対照的に、溝２０２は、一貫して同心円状である必要はなく、かつ、周期的パターンを有して良い。周期的な溝４０６は、第２表面から見ると、最小半径４０８と最大半径４１０を交互に繰り返して良い。一の実施例では、最小地点と最大地点は、図４Ａに図示されているように、周期的な溝４０６間で位置合わせされて良い。しかし他の実施例では、隣接する周期的な溝の最小地点と最大地点は、最大９０°オフセットされて良い。さらに、周期的パターンの周期は、図４Ａで示した周期から変化しても良い。周期はまた、異なる周期的な溝４０６間で変化しても良い。たとえば外側の周期的な溝４０６は、内側の周期的な溝４０８とは異なる周期（図示されていない）を有して良い。
【００３３】
図５Ａ−５Ｂは、プラズマ処理装置１００の誘電部材１２４内での溝５０４の可変深さの実施例の底面図５００と斜視図５０２を表している。広義には、溝の深さは、溝２０２の長さに沿って変化して良い。図５Ａ−５Ｂの実施例では、深さは、最大深さ部分５０８へ向かって遷移する最小深さ部分５０６を含み得る周期的な変化をして良い。最大深さ部分５０８へ向かって遷移する最小深さ部分５０６間での遷移は、溝５０４に沿って繰り返され得る周期を含み得る波のパターンに従って良い。さらなる溝（たとえば内側の溝５１０）もまた、同一周期を有しても良いし、又は、有しなくても良い可変深さをも有して良く、かつ、場合によっては、隣接する溝５０４とは異なる最小深さと最大深さを有して良い。最小深さ部分５０６は５ｍｍ〜２０ｍｍの深さの範囲であって良い。最大深さ部分５０８は１０ｍｍ〜２５ｍｍの深さの範囲であって良い。
【００３４】
他の実施例（図示されていない）では、溝２０２は、図４Ａ−４Ｂ及び図５Ａ−５Ｂの実施例の組み合わせを用いて実施されて良い。その際溝は、誘電部材周辺の溝の深さと位置に関連する周期的パターンを有して良い。たとえば図４Ａの溝は、一定の深さを有してなくて良く、かつ、図５Ａに図示されているように変化して良い。他の実施例では、溝は、溝の第１部分が溝の他の部分（図示されていない）とは異なる特性を有し得る結合デザインを有して良い。特性は、深さ、開口部の幅、誘電部材の中心の周りでの周期的パターン（たとえば図４Ａ）、又は、周期的深さパターン（たとえば図５Ａ）を含むが、これらに限定されない。たとえば誘電部材の端部に近い溝は、誘電部材１２４の中心に近くの溝中に含まれない周期的パターンを含むことによって、大きな変化を有して良い。一の実施例では、外側の溝は、図４Ａ、図５Ａ，又は図４Ａと図５Ａの組み合わせにおける実施例と同様の特徴を有して良い一方で、内側の溝は、図２Ａ、図３Ａ、又は図２Ａと図３Ａの組み合わせにおいて表される実施例と同様の特徴を有して良い。同様に他の実施例では、内側の溝は、図４Ａ、図５Ａ，又は図４Ａと図５Ａの組み合わせにおける実施例と同様の特徴を有して良い一方で、外側の溝は、図２Ａ、図３Ａ、又は図２Ａと図３Ａの組み合わせにおいて表される実施例と同様の特徴を有して良い。しかしある条件下では、隣接する溝間で溝の特徴を交互に繰り返すか、又は、溝が誘電部材１２４全体にわたって互いに異なるようにするのが望ましいと考えられる。たとえば交互に繰り返される溝は、１つおきにデザインが変化して良い。１つおきにデザインでは、２つの溝のデザインは、誘電部材１２４全体にわたって２つ以上の溝を交互に繰り返す。限定ではない例示によって、一の具体的実施例において、２つ以上の溝は、図４Ａの実施例と図５Ａの実施例とを交互に繰り返して良い。他の具体的実施例では、隣接する溝（たとえば少なくとも２つの溝）は同様のデザインを有して良く、かつ、隣接する溝のいずれかの側にある溝は少なくとも１つのわずかに異なるデザインを有して良い。たとえば差異は異なる開口部の幅であって良いが、これに限定されない。しかし差異は、図１−図５Ｂの説明で述べた実施例の任意の組み合わせを含んで良い。
【００３５】
ある実施例では、溝の幾何学形状の変化は、溝２０２の非線形要素と結合する線形要素を有して良い。広義には、楕円パターンは、高い曲率半径を有する非線形領域へ遷移する相対的に平坦な領域を有して良い。これはトレンチと呼ばれて良い（図示されていない）。トレンチは、図１−図５Bの説明で述べたようにトレンチの深さと開口部の幅に対して同一又は同様の寸法を有して良い。しかしトレンチの断面形状の線形部分は、トレンチと溝２０２とを区別して良い。
【符号の説明】
【００３６】
１００  プラズマ処理装置
１０２  プラズマチャンバ
１０４  気体供給システム
１０８  マイクロ波電源
１０９  真空システム
１１０  高周波（ＲＦ）電源
１１２  断面図
１１４  電源集合体
１１６  基板ホルダ
１１８  気体の通路
１２０  アンテナ板
１２２  マイクロ波導波管
１２４  誘電部材
１２６  環状溝
２００  誘電部材の実施例の底面図
２０２  溝
２０４  上側表面
２１０  第１表面
２１２  第２表面
２１４  深さ線
３００  誘電板の他の実施例の断面図
３０２  誘電板の他の実施例の斜視図
３０４  第２領域
３０６  第３領域
４００  周期的環状パターンの底面図
４０６  周期的な溝
４０８  最小半径
４１０  最大半径
５００  溝の可変深さの実施例の底面図
５０２  溝の可変深さの実施例の斜視図
５０４  溝
５０６  最小深さ部分
５０８  最大深さ部分
５１０  内側の溝
【図１】
2015231050.tif 000003
【図２Ａ】
2015231050.tif 000004
【図２Ｂ】
2015231050.tif 000005
【図３】
2015231050.tif 000006
【図４】
2015231050.tif 000007
【図５Ａ】
2015231050.tif 000008
【図５Ｂ】
2015231050.tif 000009
【外国語明細書】
2015231050000001.pdf