(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ処理用の調整可能なＲＦ給電構造を提供する。【解決手段】半導体ウェハをプラズマ処理するためのチャンバであって、チャンバ内に配設された支持チャックと、支持チャックの上に、かつチャンバの内部に配設された上部電極と、チャンバにＲＦ出力を提供するためにＲＦ電源と支持チャックとの間に電気的に接続されたＲＦ供給ロッドとを備え、ＲＦ供給ロッドが波形表面を有し、波形表面が凹領域と凸領域を有し、凹領域と凸領域が、ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って長さ方向での反復パターンで配置され、波形表面が、上記区域の長さよりも長い、上記区域に沿った最短の長さ方向表面経路を生成し、最短の長さ方向表面経路が、ＲＦ供給ロッドの目標長さを画定するチャンバが提供される。【選択図】図２
2015159283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハをプラズマ処理するためのチャンバであって、
前記チャンバ内に配設された支持チャックと、
前記支持チャックの上方に、かつ前記チャンバの内部に配設された上部電極と、
前記チャンバにＲＦ出力を提供するためにＲＦ電源と前記支持チャックとの間に電気的に接続されたＲＦ供給ロッドとを備え、前記ＲＦ供給ロッドが波形表面を有し、前記波形表面が凹領域と凸領域を有し、前記凹領域と凸領域が、前記ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って長さ方向での反復パターンで配置され、前記波形表面が、前記区域の長さよりも長い、前記区域に沿った最短の長さ方向表面経路を生成し、前記最短の長さ方向表面経路が、前記ＲＦ供給ロッドの目標長さを画定する
チャンバ。
【請求項２】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記凸領域が、第１の直径を有する前記ＲＦ供給ロッドの円板形部分によって画定される、チャンバ。
【請求項３】
請求項２に記載のチャンバであって、
前記凹領域が、第２の直径を有する前記ＲＦ供給ロッドの円板形部分によって画定され、前記第２の直径が前記第１の直径よりも小さく、前記凸領域と前記凹領域が、前記ＲＦ供給ロッドの前記区域に沿って交互に存在する、チャンバ。
【請求項４】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが、少なくとも部分的に前記チャンバ内部にある、チャンバ。
【請求項５】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが接地導電管内部に配設される、チャンバ。
【請求項６】
請求項５に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドと前記接地導電管との間に空間が画定される、チャンバ。
【請求項７】
請求項５に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドと前記接地導電管との間に誘電体が画定される、チャンバ。
【請求項８】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ロッドが、複数の区域によって画定され、前記複数の区域が、一部片または複数部片として画定される、チャンバ。
【請求項９】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが、前記支持チャックに電気的に結合された前記チャンバの下底部につながる、チャンバ。
【請求項１０】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが整合回路に結合し、前記整合回路がＲＦ電源に結合される、チャンバ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のチャンバであって、
前記整合回路と前記チャックとの間に接続された前記ＲＦ供給ロッドが、前記整合回路によって調整される電気長の少なくとも一部である、チャンバ。
【請求項１２】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが、前記チャックに向かう方向にＲＦ出力を供給し、接地用のリターン経路が、前記接地導電管を通して提供される、チャンバ。
【請求項１３】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記電気長が、より少数またはより多数の凹領域または凸領域を有するように前記波形表面を変更することによって調節可能である、チャンバ。
【請求項１４】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドの第２の区域が中空導電領域を画定する、チャンバ。
【請求項１５】
請求項１に記載のチャンバであって、
前記波形表面が、前記区域に関する実効電気経路を画定し、前記実効電気経路が、前記波形表面の輪郭を辿るように画定され、前記実効電気経路が、前記区域の長さよりも長い、チャンバ。
【請求項１６】
半導体ウェハをプラズマ処理するためのチャンバであって、
前記チャンバ内に配設された支持チャックと、
前記支持チャックの上方に、かつ前記チャンバの内部に配設された上部電極と、
前記チャンバにＲＦ出力を提供するためにＲＦ電源と前記支持チャックとの間に電気的に接続されたＲＦ供給ロッドとを備え、前記ＲＦ供給ロッドが波形表面を有し、前記波形表面が凹領域と凸領域を有し、前記凹領域と凸領域が、前記ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って長さ方向での反復パターンで配置され、前記波形表面が、前記区域の長さよりも長い、前記区域に沿った最短の長さ方向表面経路を生成し、前記最短の長さ方向表面経路が、前記ＲＦ供給ロッドの目標長さを画定し、
前記チャンバがさらに接地導電管を備え、前記ＲＦ供給ロッドが前記接地導電管内部に配設される
チャンバ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドが、前記支持チャックに電気的に結合された前記チャンバの下底部につながり、
前記ＲＦ供給ロッドが整合回路に結合し、前記整合回路がＲＦ電源に結合される
チャンバ。
【請求項１８】
請求項１６に記載のチャンバであって、
前記ＲＦ供給ロッドの第２の区域が中空導電領域を画定する、チャンバ。
【請求項１９】
請求項１６に記載のチャンバであって、
前記波形表面が、前記区域に関する実効電気経路を画定し、前記実効電気経路が、前記波形表面の輪郭を辿るように画定され、前記実効電気経路が、前記区域の長さよりも長い、チャンバ。
【請求項２０】
半導体ウェハをプラズマ処理するためのチャンバであって、
前記チャンバ内に配設された支持チャックと、
前記支持チャックの上方に、かつ前記チャンバの内部に配設された上部電極と、
前記チャンバにＲＦ出力を提供するためにＲＦ電源と前記支持チャックとの間に電気的に接続されたＲＦ供給ロッドとを備え、前記ＲＦ供給ロッドが波形表面を有し、前記波形表面が凹領域と凸領域を有し、前記凹領域と凸領域が、前記ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って長さ方向での反復パターンで配置され、前記波形表面が、前記区域の長さよりも長い、前記区域に沿った最短の長さ方向表面経路を生成し、前記最短の長さ方向表面経路が、前記ＲＦ供給ロッドの目標長さを画定し、
前記チャンバがさらに接地導電管を備え、前記ＲＦ供給ロッドが接地導電管内部に配設され、
前記ＲＦ供給ロッドが、前記支持チャックに電気的に結合された前記チャンバの下底部につながり、
前記ＲＦ供給ロッドが整合回路に結合し、前記整合回路がＲＦ電源に結合され、
前記ＲＦ供給ロッドの第２の区域が中空導電領域を画定し、
前記波形表面が、前記区域に関する実効電気経路を画定し、前記実効電気経路が、前記波形表面の輪郭を辿るように画定され、前記実効電気経路が、前記区域の長さよりも長い
チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に半導体製造に関し、より詳細には、プラズマ処理用の調整可能なＲＦ給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造において、プラズマプロセスは、一般的に度々行われている。プラズマは、典型的には、様々なタイプのラジカル、および正イオンと負イオンを含む。様々なラジカル、正イオン、および負イオンの化学反応が、エッチング、堆積、洗浄、アッシングなどを含めた半導体デバイスの製造における様々な操作を行うために使用される。例として、エッチングプロセス中、チャンバコイルは、変圧器での一次コイルの機能と類似の機能を果たし、プラズマは、変圧器での二次コイルの機能と類似の機能を果たす。
【０００３】
ある１つのプラズマプロセスチャンバに関して、チャンバインピーダンスおよびチャンバの周波数特性は、ある１つのプラズマ処理操作に最適化されないことが多い。さらに、チャンバのチャンバ寸法、フットプリント、および保守性によって課される制限により、そのような特性を変更するのは難しい。
【０００４】
プラズマプロセスチャンバに関するＲＦ給電構造の長さ（すなわち長手方向寸法）および幅（すなわち横方向寸法）は、チャンバインピーダンスおよび周波数特性に大きな影響を及ぼす。さらに、チャンバインピーダンスおよび周波数特性（共鳴など）が、チャンバの動作安定性、ＲＦ出力結合効率、およびオンウェハ性能（例えば、非常に高い周波数およびそれらの高調波での半径方向エッチングレート不均一性）を決定するのに重要な役割を果たすことが知られている。しかし、ＲＦ給電構造の長さおよび幅に制限を課すチャンバ寸法およびフットプリントにより、チャンバに関するＲＦ給電構造の長さおよび幅の変更は難しい。
【０００５】
この文脈で、本発明の実施形態が企図される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
チャンバ寸法、フットプリント、またはチャンバシステムの他の諸元を変えることなく、チャンバインピーダンスおよびその周波数特性の最適化を可能にするために調整可能なプラズマ処理用のＲＦ給電構造が開示される。
【０００７】
一実施形態では、半導体ウェハをプラズマ処理するためのチャンバであって、チャンバ内に配設された支持チャックと、支持チャックの上方に、かつチャンバの内部に配設された上部電極と、チャンバにＲＦ出力を提供するためにＲＦ電源と支持チャックとの間に電気的に接続されたＲＦ供給ロッドとを備え、ＲＦ供給ロッドが波形表面を有し、波形表面が凹領域と凸領域を有し、凹領域と凸領域が、ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って長さ方向での反復パターンで配置され、波形表面が、上記区域の長さよりも長い、上記区域に沿った最短の長さ方向表面経路を生成し、最短の長さ方向表面経路が、ＲＦ供給ロッドの目標長さを画定するチャンバが提供される。
【０００８】
一実施形態では、凸領域が、第１の直径を有するＲＦ供給ロッドの円板形部分によって画定される。
【０００９】
一実施形態では、凹領域が、第２の直径を有する前記ＲＦ供給ロッドの円板形部分によって画定され、第２の直径が第１の直径よりも小さく、凸領域と凹領域が、ＲＦ供給ロッドの一区域に沿って交互に存在する。
【００１０】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドが、少なくとも部分的にチャンバ内部にある。
【００１１】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドが接地導電管内部に配設される。
【００１２】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドと接地導電管との間に空間が画定される。
【００１３】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドと接地導電管との間に誘電体が画定される。
【００１４】
一実施形態では、ロッドが、複数の区域によって画定され、複数の区域が、一部片または複数部片として画定される。
【００１５】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドが、支持チャックに電気的に結合されたチャンバの下底部につながる。
【００１６】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドがＲＦ整合回路に結合し、整合回路がＲＦ電源に結合される。
【００１７】
一実施形態では、ＲＦ整合回路とチャックとの間に接続されたＲＦ供給ロッドが、整合回路によって調整される電気長の少なくとも一部である。
【００１８】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドが、チャックに向かう方向にＲＦ出力を供給し、接地用のリターン経路が、接地導電管を通して提供される。
【００１９】
一実施形態では、電気長が、より少数またはより多数の凹領域または凸領域を有するように波形表面を変更することによって調節可能である。
【００２０】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドの第２の区域が中空導電領域を画定する。
【００２１】
一実施形態では、波形表面が、上記区域に関する実効電気経路を画定し、実効電気経路が、波形表面の輪郭を辿るように画定され、実効電気経路が、前記区域の長さよりも長い。
【００２２】
添付図面に関連して述べられる以下の説明を参照することによって、本発明を、そのさらなる利点と共に最良に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマ処理システムの断面図である。
【００２４】
【図２】本発明の一実施形態によるＲＦ給電構造の一部の断面図である。
【００２５】
【図３】本発明の一実施形態による、様々な寸法的側面を示すＲＦ給電構造の一部の断面図である。
【００２６】
【図４】本発明の一実施形態による、プラズマ処理チャンバに関する入力インピーダンスの大きさ（Ｏｈｍ）とＲＦ周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。
【００２７】
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｅ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｆ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｇ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｈ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｉ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｊ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【図５Ｋ】本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
プラズマ処理用の調整可能なＲＦ給電構造を開示する。本発明によるＲＦ給電構造は、チャンバ寸法またはチャンバの他の諸元を変えることなく、チャンバインピーダンスおよびその周波数特性を最適化するように調整することができる。一実施形態では、ＲＦ給電構造は、ＲＦ整合回路につながる。概して、ＲＦ給電構造は、周囲の接地円筒体の内部に配置されたＲＦ供給ロッドを有する同軸伝送線を画定する。ＲＦ供給ロッドの表面は波形であり、これは、波形のＲＦ供給ロッドの一区域の長さよりも長い実効電気長を提供する。一実施形態では、ＲＦ供給ロッドは、中空円筒体として構成される区域も含み、この区域は、伝熱を減少させるように構成される。
【００２９】
以下の説明では、本発明を完全に理解できるように、いくつかの具体的な詳細を記載する。しかし、これらの具体的な詳細のいくつかを伴わずに本発明を実施することもできることが当業者には明らかであろう。なお、本発明を不要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作および実装の詳細については詳述していない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態によるプラズマ処理システムの断面図である。このシステムは、プロセスチャンバ１０を含み、プロセスチャンバ１０内で、ウェハにプラズマ処理操作を施すことができる。プロセスチャンバ１０はゲートまたはドア（図示せず）を含むことがあり、ゲートまたはドアを通してウェハをチャンバ１０に出し入れすることができることを理解されたい。プロセスチャンバ１０内部には、以下に述べる様々な構成要素が収容される。
【００３１】
概して、プロセスチャンバ１０内部に配設される構成要素は、上部アセンブリ１１と、下部アセンブリ１３とを画定する。例示される構成では、上部アセンブリと下部アセンブリは、閉じた構成（プラズマ処理中の構成）で示されている。閉じた構成では、内側チャンバ１９が画定され、内側チャンバ１９内でウェハ処理が行われる。さらに、閉じた構成では、外側チャンバ２１が画定され、外側チャンバ２１を通して、反応副生成物およびプロセスガスがシステムから排気される。ウェハ移送を可能にするために上部アセンブリと下部アセンブリを開くことができることを理解されたい。一実施形態では、上部アセンブリは、上昇および下降されるように構成され、それによりそれぞれ開いた構成および閉じた構成を画定する。
【００３２】
上部アセンブリ１１は、接地された上部電極１２を含む。上部電極１２は、管路または孔が中に画定されたシャワーヘッド構造でよく、管路または孔は、ウェハの表面にプロセスガスを均一に分散するように構成される。外側電極１５が、上部電極１２に隣接して画定される。シュラウド１７は、上部アセンブリの外縁部を画定する構造である。シュラウド１７は、排気スクリーン２０を含むことができ、排気スクリーン２０は、内側チャンバ１９からガスを排気できるようにする有孔構造である。
【００３３】
下部アセンブリ１３はチャック１４を含み、チャック１４は、処理のためにウェハを支持するように構成される。チャック１４は、チャックからウェハを持ち上げるためのリフトピン（図示せず）を含むことがある。さらに、チャック１４は冷却ダクトを含み、チャック、さらにはウェハを冷却するために冷却ダクト内でクーラント（例えば水）が循環される。クーラント継手３０が図示されており、冷却ダクトにクーラントを送給するように構成されている。設備用プレート２６がチャック１４の下に位置決めされ、リフトピンを移動させるためのアクチュエータ、クーラント供給路、およびリターンラインなど、チャックに提供される様々な設備を支持するように構成される。ウェハをチャックに固定するための真空吸引または静電引力など追加の機能を提供するようにチャック１４をさらに構成することができることを理解されたい。様々な供給およびリターンライン、通信ライン、ＡＣ出力ラインなどが、参照番号３２で示される設備用管路を通して設備用プレートに提供される。
【００３４】
ウェハ縁部でのイオンの入射角を制御し、したがってエッチングプロファイル完全性を制御するために、集束リング１６が提供される。水晶絶縁体１８および追加の絶縁体２２も図示されている。接地リング２４が、チャックを取り囲むように位置決めされて、ＲＦリターン経路を提供する。
【００３５】
ＲＦ出力は、ＲＦ電源４０によって発生され、ＲＦ電源４０は、整合回路３８につながる。ＲＦ電源４０は、所望の周波数のＲＦ出力を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、異なる周波数を提供するように構成された複数のＲＦ電源が存在する。一実施形態では、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、および６０ＭＨｚの周波数でのＲＦ出力を提供するように構成されたＲＦ電源が存在する。一実施形態では、ＲＦ周波数は、約１００ｋＨｚ〜約２００ＭＨｚの範囲内である。
【００３６】
ＲＦ給電構造は、ＲＦ供給ロッド３４と接地管３６を含むように画定され、ＲＦ供給ロッド３４と接地管３６はどちらも整合回路３８につながる。ＲＦ供給ロッド３４は、同軸伝送線を画定するように接地管３６内部に配設される。ＲＦ供給ロッド３４は、ＲＦブラケット２８につながり、ＲＦブラケット２８は、ＲＦ出力をチャック１４に送給するための電気送給経路を共に画定する。
【００３７】
図１を引き続き参照すると、図示されているように、ＲＦ供給ロッドは、波形表面を有する区域（参照番号３５）と、中空管として画定された区域（参照番号３７）とを含む。波形表面は、波形表面を有するＲＦ供給ロッドの区域の両端間の長さに比べて、電気経路長を効果的に増加する。それにより、波形表面はまた、全体としてＲＦ供給ロッドの電気長を効果的に増加する。
【００３８】
波形表面の寸法および形状は、チャンバインピーダンスおよびその周波数応答特性を最適にするように調整することができ、チャンバ動作安定性、ＲＦ出力結合効率、およびオンウェハ性能（半径方向不均一性など）を改良する。ＲＦ給電構造は、一部はチャンバ１０内部に配設され、一部はチャンバ１０外部に配設される。
【００３９】
図２は、本発明の一実施形態によるＲＦ給電構造の一部の断面図である。例示される実施形態では、ＲＦ供給ロッド３４の一部が図示されており、また、ＲＦ供給ロッドを取り囲む接地管３６の一部も図示されている。表皮効果により、ＲＦ供給ロッドの表面付近で電流密度が最大になり、電流の大部分がロッド表面の薄層内部に集中されるように、電流がＲＦ供給ロッド内部で分散される。したがって、電流（参照番号５０）は、一般に、ＲＦ供給ロッド３４の表面の輪郭に沿って流れる。
【００４０】
分路キャパシタンスおよび直列インダクタンスは、ＲＦ供給ロッドの波形構造の寸法によって影響を及ぼされる。これらは、ＲＦ供給ロッドの実効電気長および全体のチャンバインピーダンスに影響を及ぼすことになる。
【００４１】
図３は、本発明の一実施形態による、様々な寸法的態様を示す、ＲＦ給電構造の一部の断面図である。例示される実施形態では、ＲＦ供給ロッド３４は、波形表面構造を有するものとして図示されており、この波形表面構造は、交互反復パターンで配置された凸領域（参照番号６０）と凹領域（６２）とによって画定される。例示される図に示されるように、表面パターンの長さ方向断面は、方形波と実質的に同様である。
【００４２】
いくつかの実施形態では、波形構造は、以下の寸法によって定義することができる。深さｌは、凸領域と凹領域との高さの差を定義し、表面パターンの長さ方向断面が波である（または波を近似する）場合には、波の高さ（振幅の２倍）に相当する。
【００４３】
幅ｗは、凸領域または凹領域の幅を定義する。いくつかの実施形態では、凸領域と凹領域は同じ幅を有することがあり、他の実施形態では、凸領域と凹領域が異なる幅を有することがあることを理解すべきである。表面パターンの長さ方向断面が波である（または波を近似する）とき、幅ｗは、波長の半分に等しい。
【００４４】
ピッチｄは、波形表面の基本単位の長さを定義し、これは、表面パターンの完全な１サイクルの長さである。例えば、ピッチｄは、波形表面に沿った１つの凸部の開始から次の凸部の開始までの距離を測定することによって決定することができる。表面パターンの長さ方向断面が波である（または波を近似する）とき、ピッチｄは、波長に等しい。
【００４５】
ギャップ距離ａは、ＲＦ供給ロッド３４の最外表面から接地管３６の内面までの距離を定義する。すなわち、ギャップ距離ａは、凸領域の上部から接地管３６の内面までの距離を定義する。
【００４６】
ＲＦ供給ロッド３４は、ＲＦ供給ロッドの最外表面の直径として定義される直径ｈを有する。
【００４７】
接地管３６は、接地管の内面の直径として定義される直径ｊを有する。
【００４８】
ＲＦ供給ロッドの上記の寸法を調整して、接地管の寸法またはシステムのサイズを変えることなく、構造の実効電気長を最適化することができる。これらの寸法を調整して、チャンバインピーダンスおよびその周波数特性（例えば、周波数応答および共鳴周波数）を最適化して、所与のプロセス動作のための所望のチャンバ構成を実現することができることを理解されたい。
【００４９】
概して、直径ｊは、プラズマ処理システムに関して定義され、チャンバのインピーダンスおよび周波数特性を変えるために後で変更されないものと考えられる。しかし、代替実施形態では、チャンバの特性を変えるために接地管の直径ｊを変更することもできることを理解されたい。
【００５０】
上記の寸法は、ある程度変わることがあり、本明細書で論じる任意の具体的な寸法またはそのような寸法の範囲は、限定ではなく例として提供されることを理解されたい。具体的な寸法は、インピーダンスおよび周波数特性に関して所望の結果を実現するようにプラズマプロセスチャンバを構成するのに適した任意の値を有することができることを理解すべきである。このことを念頭に置いて、様々な例示的寸法を以下に述べる。
【００５１】
一実施形態では、接地管の直径ｊは、約２〜約４インチの範囲内である。一実施形態では、接地管の直径ｊは、約３インチである。
【００５２】
一実施形態では、ＲＦ供給ロッドの直径ｈは、約０．５〜約２インチの範囲内である。一実施形態では、直径ｈは、約１〜約２インチの範囲内である。一実施形態では、ＲＦ供給ロッドの直径ｈは、約１インチである。
【００５３】
一実施形態では、深さｌは、約０．１〜約０．４インチの範囲内である。
【００５４】
一実施形態では、幅ｗは、約０．１〜約１インチの範囲内である。一実施形態では、幅ｗは、約０．３〜約０．６インチの範囲内である。一実施形態では、幅ｗは、約０．５インチである。
【００５５】
一実施形態では、ピッチｄは、約０．２〜約２インチの範囲内である。一実施形態では、ピッチｄは、約０．５〜約１．５インチの範囲内である。一実施形態では、ピッチｄは、約１インチである。
【００５６】
一実施形態では、ギャップ距離ａは、約０．２〜約１．５インチの範囲内である。一実施形態では、ギャップ距離ａは、約０．５〜約１インチの範囲内である。
【００５７】
ＲＦ供給ロッドの構成は、一連の円板形物体と考えることができることを理解されたい。例示される波形を形成するために、第１の直径を有する円板形部分と第２の直径を有する円板形部分とが交互に存在する。
【００５８】
図４は、本発明の一実施形態による、プラズマ処理チャンバに関する入力インピーダンスの大きさ（Ω）とＲＦ周波数（ＭＨｚ）との関係を示すグラフである。例示されるグラフは、ＲＦ給電構造の調整がチャンバの周波数特性に及ぼし得る効果を示す。
【００５９】
曲線７０は、第１のＲＦ供給ロッドに関して、ＲＦ周波数の関数としてインピーダンスを示す。図示されるように、曲線７０は、トラフ７８とピーク７４で生じる共鳴周波数を示す。
【００６０】
曲線７２は、第１のＲＦ供給ロッドとは異なる寸法を有する第２のＲＦ供給ロッドに関して、ＲＦ周波数の関数としてインピーダンスを示す。図示されるように、曲線７２は、トラフ８０とピーク７６で生じる共鳴周波数を示す。
【００６１】
ここに示されているように、異なるＲＦ供給ロッドの適用により得られるチャンバインピーダンスおよび周波数特性は、異なる安定した動作周波数範囲を生じる。２つの曲線に関するトラフとピークの位置を比較すると、共鳴周波数が、より高い周波数に効果的にシフトされ、異なる安定した動作範囲を生じていることが分かる。安定した動作範囲は、インピーダンスの大きさが所定量未満しか変化しない周波数範囲と定義することができる。
【００６２】
例えば、曲線７０（第１のＲＦ供給ロッドの適用に対応する）は、約１０〜約２０ＭＨｚ、および約４０〜約６０ＭＨｚの安定した動作範囲を示す。一方、曲線７２（第２のＲＦ供給ロッドの適用に対応する）は、約１０〜約２５ＭＨｚ、および約５０〜約８０ＭＨｚの安定した動作範囲を示す。したがって、第１のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、２５ＭＨｚに近付く周波数範囲内で動作することは望ましくないことがあり、一方、第２のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、そのような範囲での第２のＲＦ供給ロッドの安定性がより高いので、より容易に動作可能である。しかし、第２のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、４０ＭＨｚに近付く周波数範囲内で動作することは望ましくないことがあり、一方、第１のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、この範囲での第１のＲＦ供給ロッドの安定性がより高いので、より容易に動作可能である。同様に、第１のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、７０ＭＨｚに近付く周波数範囲内で動作することは望ましくないことがあり、一方、第２のＲＦ供給ロッドを用いた場合には、この周波数範囲での第２のＲＦ供給ロッドの安定性が改良されているので、より容易に動作可能である。
【００６３】
図５Ａ〜図５Ｋは、本発明のいくつかの実施形態による、様々な表面波形パターンを示すＲＦ供給ロッドの様々な構成を例示する。
【００６４】
図５Ａは、ＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であり、ここでは、長さ方向（長手方向）表面の断面が、実質的に長方形の波または実質的に正方形の波を画定する。
【００６５】
図５Ｂも、図５Ａのものと同様のＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であるが、アークが生じる可能性を減少させるために、長方形／正方形の波の隅領域が丸められている点が異なる。
【００６６】
図５Ｃも、ＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であり、ここでは、長さ方向表面の断面が、実質的に三角形の波を画定する。
【００６７】
図５Ｄも、図５Ｃのものと同様のＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であるが、アークの生じやすさを減少させるために、三角形の波の隅領域が丸められている点が異なる。
【００６８】
図５Ｅも、ＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であり、ここでは、凸領域９０の幅が凹領域９２の幅よりも小さい。
【００６９】
図５Ｆも、ＲＦ供給ロッドの一区域の断面図であり、ここでは、凸領域１００の幅が凹領域１０２の幅よりも大きい。
【００７０】
図５Ｇは、ＲＦ供給ロッドの一区域の外面図であり、ここでは、表面の輪郭は、凸部１１０のパターンを含むように画定されている。凸部のパターンは、最短の長さ方向（長手方向）表面経路が上記区域の長さよりも長くなるように構成される。
【００７１】
図５Ｈも、ＲＦ供給ロッドの一区域の外面図であり、ここでは、表面の輪郭は、凹部１１２（窪み）のパターンを含むように画定されている。凹部のパターンは、最短の長さ方向（長手方向）表面経路が上記区域の長さよりも長くなるように構成される。
【００７２】
図５Ｉは、ねじ状構成を有するＲＦ供給ロッドの一区域の外面図であり、ここでは、表面輪郭は、中心円筒体１２２の周りの螺旋突出部１２０によって画定されている。長手方向表面の断面が、一連のピークと一連のトラフとを交互に成すことを理解されたい。
【００７３】
図５Ｊも、ＲＦ供給ロッドの一区域の外面図であり、ここでは、凸領域は、ロッドに沿ってクラスタとして配置される。すなわち、交互の凸領域と凹領域が構成され、凸領域はそれぞれ同じ幅を有し、凹領域は、次の凹領域と同じ幅を有さない。例示される実施形態では、凹領域の幅は、短い幅と長い幅とが交互になる。例示される実施形態では、連続する凸領域１３０と１３２は、凹領域１３４によって離隔される。凸領域１３２は、凹領域１３６によって凸領域１３８から離隔される。凹領域１３６は、凹領域１３４の幅よりも大きい幅を有する。後続の凸領域および凹領域は同じパターンに従う。
【００７４】
図５Ｋも、ＲＦ供給ロッドの一区域の外面図であり、ここでは、凹領域は、ロッドに沿ってクラスタとして配置される。すなわち、交互の凹領域と凸領域が構成され、凹領域はそれぞれ同じ幅を有し、凸領域は、次の凸領域と同じ幅を有さない。例示される実施形態では、凸領域の幅は、短い幅と長い幅とが交互になる。例示される実施形態では、連続する凹領域１４０と１４２は、凸領域１４４によって離隔される。凹領域１４２は、凸領域１４６によって凹領域１４８から離隔される。凸領域１４６は、凸領域１４４の幅よりも大きい幅を有する。後に続く凹領域および凸領域は同じパターンに従う。
【００７５】
ＲＦ供給ロッドの表面波形の具体的な幾何学的形態および形状は、様々な実施形態によって大きく異なることがあることを理解すべきである。本明細書では周期的な構造が提示されているが、代替実施形態では、非周期的構造を画定することができる。本明細書で提示し、図示して説明する実施形態は、限定ではなく、例示的実施形態として理解すべきである。様々なさらなる実施形態において、ＲＦ供給ロッドの表面は、所望のチャンバインピーダンスおよび周波数特性を提供するように調整された任意の波形または波形パターンを有するように構成することができる。
【００７６】
代替実施形態では、ＲＦ給電構造は、接地導電管とＲＦ供給ロッドとの間の空間が誘電体材料を含むように画定されるように構成される。適切な誘電体材料の例としては、水晶、テフロン（登録商標）、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、Ｕｌｔｅｍ、およびＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が挙げられる。
【００７７】
本明細書で開示される調整可能なＲＦ給電構造は、既存の設計に勝るいくつかの利点を提供する。ＲＦ供給ロッドの波形表面構造を調整して、チャンバインピーダンスおよびその周波数特性、例えば周波数応答および共鳴周波数を最適化することができる。これは、より広い、またはシフトされた安定した動作周波数範囲を提供することによって、チャンバ動作安定性の改良を生み出すことができ、それにより、プラズマプロセス動作の所望の動作周波数に関する改良された性能をチャンバが示すことができるようにする。さらに、ＲＦ出力結合効率を改良することができる。例えば、整合回路からの反射が高すぎる場合、最適なインピーダンスを提供するようにＲＦ供給ロッドを調整することができる。さらに、ＲＦ効果による半径方向エッチング不均一性も、インピーダンスを適切な範囲に調整することによって改良することができる。
【００７８】
異なる波形構造および電気経路長を有する様々なＲＦ供給ロッドをチャンバの操作者に提供することができ、最適なインピーダンスを提供するためにＲＦ供給ロッドの１つを選択することができることを理解されたい。したがって、出力結合効率の改良を実現するために、ＲＦ出力および整合回路を調整するのではなく（またはそれに加えて）、ＲＦ供給ロッドを調整することができる。
【００７９】
本発明をいくつかの実施形態に関して述べてきたが、上記の明細書を読み、図面を見た当業者が、その様々な変形形態、追加形態、置換形態、および均等形態を実現することを理解されたい。したがって、本発明は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような変形形態、追加形態、置換形態、および均等形態を含むものと意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【外国語明細書】
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