(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦプラズマを発生させるための装置であって、
上面及び上面と対向する底面を有するチャンバ本体と、
アンテナであって、
チャンバ本体の上面を貫通して延びている第１セグメントと、
チャンバ本体の上部内の位置で第１セグメントに電気的に結合され、チャンバ本体の内部容積を通って延びる第２セグメントと、
チャンバ本体の底面を貫通して延びており、チャンバ本体の底部内の位置で第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含み、第１セグメントと第３セグメントの各々は、第２セグメントから取り外すことができるアンテナと、
底面から上面まで鉛直に延び、アンテナの平行である少なくとも２つのガス導入管と、
第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層を含み、
アンテナは、冷却流体を輸送するように適合された中空導電管を含み、中空導電管は、中空の導管を含む装置。
【請求項２】
誘電体層は第２セグメントの外径の周囲に配置され、スペーサがアンテナの外径と誘電体層の内径との間に結合されている請求項１記載の装置。
【請求項３】
スペーサは、アンテナの外径と誘電体層の内径との間に流体チャネルを形成するように構成され、流体チャネルは、誘電体層の長さに沿って延びている請求項２記載の装置。
【請求項４】
第２セグメントを第１セグメントに接続する第１連結体と、
第２セグメントを第３セグメントに接続する第２連結体を含む請求項１記載の装置。
【請求項５】
第１及び第３セグメントは、少なくとも０．５メートルの長さを有し、第２セグメントは、少なくとも２メートルの長さを有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
ＲＦプラズマを発生させるためのアンテナアセンブリであって、
導電性のある第１中空管と、
第１中空管の周りに配置された誘電体層と、
第２中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第１端部上の第１連結体であって、第１連結体は、第２中空管から取り外すことができ、第２中空管は、第１中空管と実質的に平行である第１連結体と、
第３中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第２端部上の第２連結体であって、第２連結体は、第３中空管から取り外すことができ、第３中空管は、第１中空管及び第２中空管と実質的に平行である第２連結体を含むアンテナアセンブリ。
【請求項７】
第１連結体は、第１連結体を第２中空管に連結するように構成された第１ねじ切り面を含み、第２連結体は、第２連結体を第３中空管に連結するように構成された第２ねじ切り面を含む請求項６記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
第１中空管は、中空の銅管を含む請求項６記載のアンテナアセンブリ。
【請求項９】
第１中空管と誘電体層との間に配置されたスペーサを含む請求項６記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１０】
スペーサは、第１中空管の外径と誘電体層の内径との間に流体チャネルを形成するように構成されており、流体チャネルは、誘電体層の長さに沿って延びる請求項９記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
第１中空管及び誘電体層は、処理チャンバ内でプラズマを生成するように構成されている請求項６記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１２】
ＲＦプラズマを発生させるための装置であって、
上面及び上面と対向する底面を有するチャンバ本体と、
アンテナであって、
第１セグメントと、
チャンバ本体の上部内の位置で第１セグメントに電気的に結合され、チャンバの内部容積を通って延びる第２セグメントと、
チャンバ本体の底部内の位置で第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含み、第１セグメントと第３セグメントの各々は、第２セグメントから取り外すことができるアンテナと、
底面から上面まで鉛直に延び、アンテナの平行である少なくとも２つのガス導入管と、
第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層を含み、
第１セグメントはチャンバ本体の上面を貫通して延び、第３セグメントはチャンバ本体の底面を貫通して延び、アンテナは冷却流体を輸送するように適合される中空導電管を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）装置用のアンテナに関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
化学気相蒸着（ＣＶＤ）は、化学的前駆体が処理チャンバ内に導入され、化学的に反応し、これによって所定の化合物又は物質を形成し、処理チャンバ内の基板上に化合物又は材料を堆積させるプロセスである。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は、プラズマがチャンバ内で点火され、これによって前駆体間の反応を増強するプロセスである。
【０００３】
ＰＥＣＶＤプロセスは、大面積基板（例えば、フラットパネルディスプレイや太陽電池パネル）を処理するために使用することができる。ＰＥＣＶＤはまた、トランジスタ用のシリコンベースの膜などの層を堆積させることができる。一般に、基板サイズが増加するにつれて、チャンバ内のコンポーネントのサイズを大きくしなければならない。大面積基板のために、チャンバ内でプラズマを点火するために使用される高周波（ＲＦ）ハードウェアの保守（サービス）及びメンテナンスは、非常に煩雑となる可能性がある。例えば、従来のシステムでは、プラズマ源は、典型的には、処理チャンバの高さに及ぶマイクロ波アンテナを含む。更に、このアンテナは、多くの内部及び外部チャンバコンポーネントとの接続を形成する場合がある。ＲＦハードウェアコンポーネント（例えば、アンテナ）にアクセスして交換するためには、複数のチャンバコンポーネントの分解を必要とし、長いダウンタイム及びスループットの低下をもたらす場合がある。例えば、従来のシステムでは、アンテナの取り外し及び交換は、アンテナをマイクロ波ランチャーアセンブリから分離することを必要とし、これは複数のＲＦコンポーネントの分解を必要とするプロセスである。したがって、簡単かつ効率的な方法でＲＦハードウェアコンポーネントを分解して保守することを可能にする必要がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、概して、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）装置で使用するためのセグメント化されたアンテナアセンブリを提供する。一態様では、装置は、上面及び底面を有するチャンバ本体と、アンテナであって、第１セグメントと、第１セグメントに電気的に結合され、チャンバの内部容積を通って延びる第２セグメントと、第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含むアンテナと、第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層を含む。
【０００５】
別の一態様では、装置は、上面及び底面を有するチャンバ本体と、アンテナであって、第１セグメントと、第１セグメントに電気的に結合され、チャンバの内部容積を通って延びる第２セグメントと、第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含むアンテナと、第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層と、チャンバ本体の上面に配置され、アンテナの第１セグメントに電気的に結合された第１マイクロ波ランチャーアセンブリと、チャンバ本体の底面に配置され、アンテナの第３セグメントに電気的に結合された第２マイクロ波ランチャーアセンブリを含む。
【０００６】
別の一態様では、装置は、上面及び底面を有するチャンバ本体と、アンテナであって、第１セグメントと、第１セグメントに電気的に結合され、チャンバの内部容積を通って延びる第２セグメントと、第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含むアンテナと、第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層を含み、アンテナは、冷却流体を輸送するように適合され、約０．３インチ〜０．５インチの外径を有する中空導電管を含み、誘電体層はアルミナを含む。
【０００７】
別の一態様では、装置は、上面及び底面を有するチャンバ本体と、アンテナであって、第１セグメントと、第１セグメントに電気的に結合され、チャンバの内部容積を通って延びる第２セグメントと、第２セグメントに電気的に結合された第３セグメントを含むアンテナと、第２セグメントの外径の周りに配置された誘電体層と、第２セグメントを第１セグメントに接続する第１連結体と、第２セグメントを第３セグメントに接続する第２連結体を含み、第１及び第２連結体は、ねじ及びガスケット接続を含む。
【０００８】
別の一態様では、アンテナアセンブリは、導電性のある第１中空管と、第１中空管の周りに配置された誘電体層と、第２中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第１端部上の第１連結体と、第３中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第２端部上の第２連結体を含む。
【０００９】
別の一態様では、アンテナアセンブリは、導電性のある第１中空管と、第１中空管の周りに配置された誘電体層と、第２中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第１端部上の第１連結体と、第３中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第２端部上の第２連結体を含み、第１連結体は、第１連結体を第２中空管に連結するように構成された第１ねじ切り面を含み、第２連結体は、第２連結体を第３中空管に連結するように構成された第２ねじ切り面を含む。
【００１０】
更に別の一態様では、アンテナアセンブリは、導電性のある第１中空管と、第１中空管の周りに配置された誘電体層と、第２中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第１端部上の第１連結体と、第３中空管と電気的及び流体接続を形成するように構成された、第１中空管の第２端部上の第２連結体を含み、第１中空管は、中空の銅管を含み、第１中空管及び誘電体層は、処理チャンバ内でプラズマを生成するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限されていると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
【図１】一実施形態に係る縦型リニアＣＶＤシステム１００の概略図である。
【図２Ａ】一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略正面図である。
【図２Ｂ】一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略斜視図である。
【図２Ｃ】一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略正面図である。
【図２Ｄ】一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの上面図である。
【図３Ａ】〜
【図３Ｂ】一実施形態に係るデュアル処理チャンバ３００の概略断面図である。
【図４Ａ】一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。
【図４Ｃ】一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。
【詳細な説明】
【００１２】
本発明は、概して、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）装置で使用するためのセグメント化されたアンテナアセンブリを提供する。アンテナのセグメント化は、アンテナ全体の除去を必要とすることなく、アンテナの一部を保守又は交換することを可能にする。アンテナの周囲の誘電体層の破損が発生した場合、マイクロ波ランチャーアセンブリ又は他のチャンバコンポーネントを完全に分解することなく、アンテナの関連するセグメントをチャンバから除去することができる。セグメント化されたアンテナの他の有益な態様は、処理チャンバが動作する施設の天井高さへの要件が減少すること、及び処理チャンバを開けてアンテナ全体を除去することなく、マイクロ波ランチャーアセンブリを保守又は交換するために必要とされるアンテナの一部を個別に除去できることを含む。アンテナセグメントが個別に除去されることを許容することにより、アンテナを保守するのに関連する労力及び材料のコストを大幅に減少させることができ、アンテナを保守するのに必要とされる時間を減少させることができ、チャンバのダウンタイムを減少させ、スループットを増加させることができる。
【００１３】
本明細書で説明する実施形態を実施できる特定の装置は限定されないが、縦型のＣＶＤチャンバ（例えば、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．）から入手可能なもの）内で実施形態を実施することは特に有益である。なお、実施形態は、他のメーカーによって販売されているものを含む他のシステムにおいても実施することができることを理解すべきである。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る縦型リニアＣＶＤシステム１００の概略図である。システム１００は、好ましくは、共通のシステム制御プラットフォーム１１２によって互いに結合されている２つの別個の処理ライン１１４Ａ、１１４Ｂを含み、これによってツイン処理ライン構成／レイアウトを形成する。共通の電源（例えば、ＡＣ電源）と、共通の及び／又は共有のポンピング及び排気コンポーネントと、共通のガスパネルを、ツイン処理ライン１１４Ａ、１１４Ｂのために使用することができる。また、システムは、単一の処理ライン又は２つを超える処理ラインを用いて構成されてもよいことが理解される。
【００１５】
各処理ライン１１４Ａ、１１４Ｂは、新しい基板（システム１００内でまだ処理されていない基板）を取得し、処理された基板を格納する基板積載モジュール１０２Ａ、１０２Ｂを含む。大気ロボット１０４Ａ、１０４Ｂは、基板積載モジュール１０２Ａ、１０２Ｂから基板を取り出し、デュアル基板ロードステーション１０６Ａ、１０６Ｂに基板を配置する。その後、新しい基板は、デュアル基板ロードロックチャンバ１０８Ａ、１０８Ｂに移動し、その後、デュアル基板処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂに移動する。各々の処理された基板は、デュアル基板ロードロックチャンバ１０８Ａ、１０８Ｂの一方を通って、デュアル基板ロードステーション１０６Ａ、１０６Ｂの一方へ戻り、そこで大気ロボット１０４Ａ、１０４Ｂの一方によって取得され、基板積載モジュール１０２Ａ、１０２Ｂの一方へ戻される。
【００１６】
図２Ａは、一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略正面図である。デュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂは、各処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの中央に直線状に配置された複数のアンテナ２１０を含む。アンテナ２１０は、処理チャンバの上部から処理チャンバの底部まで鉛直に延びる。各アンテナ２１０は、アンテナ２１０に結合された処理チャンバの上部及び底部の両方に、対応したマイクロ波パワーヘッド２１２を有する。
【００１７】
図２Ｂは、一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略斜視図である。デュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂは、シャドウフレーム２０４と、複数のアンテナ２１０と、複数のマイクロ波パワーヘッド２１２を含む。図２Ｂに示されるように、マイクロ波パワーヘッド２１２は、互い違いに配置されている。互い違いの配置は、空間の制約に起因するかもしれない。各パワーヘッド２１２を介してアンテナ２１０の各端部に独立して電力を印加することができる。アンテナ２１０は、約３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲内の周波数で動作させることができる。
【００１８】
図２Ｃは、一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの概略正面図である。デュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂは、シャドウフレーム２０４と、複数のアンテナ２１０と、複数のマイクロ波パワーヘッド２１２と、複数のガス導入管２１４を含む。ガス導入管２１４は、隣接するアンテナ２１０間に配置され、処理ガス（例えば、ケイ素前駆体や窒素前駆体）の導入を許可する。ガス導入管２１４は、処理チャンバの底部から上部まで鉛直に延びており、アンテナ２１０に平行である。
【００１９】
図２Ｄは、一実施形態に係るデュアル処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂの上面図である。図２Ｄは、処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内のアンテナ２１０、ガス導入管２１４、シャドウフレーム２０４、及びプラテン２０８のレイアウトを示している。アンテナ２１０は、処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂ内の中央に配置されている。プラテン２０８とシャドウフレーム２０４は、アンテナ２１０の両側に配置されている。ガス導入管２１４は、アンテナ２１０とシャドウフレーム２０４との間に配置されている。中央に位置するアンテナ２１０のそれぞれの側に存在するガス導入管２１４の数は等しい。ガス導入管２１４の各々は、約０．２５インチ〜約０．６２５インチの直径を有する。処理チャンバの各々は、アンテナ２１０の各側で１つずつ、２つの基板の処理することができる。基板は、プラテン２０８及びシャドウフレーム２０４によって処理チャンバ内に所定の位置に保持される。図２Ａ〜２Ｄに示されていないが、処理チャンバ１１０Ａ、１１０Ｂは、基板キャリアの背後に位置するポンピングポートを通して排気することができる。
【００２０】
図３Ａ及び３Ｂは、一実施形態に係るデュアル処理チャンバ３００の概略断面図である。デュアル処理チャンバ３００は、シャドウフレーム３０４、プラテン３０８、複数のアンテナ３１０、複数のガス導入管３１４、及びマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０を含む。各々のアンテナ３１０は、第１セグメント３１１、第２セグメント３１２、第３セグメント３１３、及び誘電体層３２２を含む。第１、第２及び第３セグメント３１１、３１２、３１３の各々は、内部を冷却流体が流れることができる中空の円筒状の導電体を含む。アンテナ３１０の第１及び第３セグメント３１１、３１３は、電気的及び流体的に第２セグメント３１２の端部に結合されている。誘電体層３２２は、第２セグメント３１２の周囲に配置され、複数のスペーサ４２０によって第２セグメント３１２に結合されている。スペーサ４２０は、第２セグメント３１２の外径と誘電体層３２２の内径との間に形成されたチャネル内を流体が流れることができるように配置されている。各マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０は、マイクロ波パワーヘッド３３２、フィードスルー３２６、及びエンドキャップ３２０を含む。
【００２１】
複数のアンテナ３１０の各々は、処理チャンバの上部３４２から処理チャンバの底部３４４まで鉛直に延びている。各アンテナ３１０の第１セグメント３１１は、処理チャンバ３４２の上部に結合されたマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０を通って延びており、各アンテナ３１０の第３セグメント３１３は、処理チャンバ３４４の底部に結合されたマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０を通って延びている。アンテナ３１０の第２セグメント３１２は、各マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０の各フィードスルー３２６の間を鉛直に延びている。マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０のエンドキャップ３２０は、フィードスルー３２６と、アンテナ３１０の第２セグメント３１２の周囲に配置された誘電体層３２２との間に真空シールを形成することができる。マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０は、マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０によって生成されたマイクロ波エネルギーをアンテナ３１０に結合して伝達する同軸導波管を含むことができる。
【００２２】
第１セグメント３１１は、チャンバの内部寸法内の位置で第２セグメント３１２に接続することができ、これによって第１及び第２セグメント３１１、３１２は、対応するマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０の除去を必要とすることなく、互いから切断することができる。また、第２セグメント３１２は、チャンバの内部寸法内の位置で第３セグメント３１３に接続することができ、これによって第２及び第３セグメント３１２、３１３は、対応するマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０の除去を必要とすることなく、互いから切断することができる。一実施形態では、プラズマが生成されていない位置で、第１セグメント３１１は第２セグメント３１２に結合され、第２セグメント３１２は第３セグメント３１３に結合される。プラズマ生成ゾーンの外部でアンテナセグメント間の接続を形成することにより、悪影響（例えば、アーク放電や悪いプラズマ均一性）を回避することができる。
【００２３】
セグメント化されたアンテナ３１０は、アンテナ３１０全体の除去を必要とすることなく、アンテナの一部を保守又は交換することを可能にする。アンテナ３１０をセグメント化することにより、アンテナの製造可能性が大きくなり、アンテナ製造に関連するコストが低減される。誘電体層３２２の破損が発生した場合は、第１及び第３セグメント３１１、３１３をマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０から切断する必要なしに、第２セグメント３１２をチャンバから除去することができる。
【００２４】
プラズマ生成時には、アンテナ３１０は、システムから除去されない場合には、デュアル処理チャンバ３００内のコンポーネントに損傷を与える可能性のある熱を発生する。アンテナ３１０を冷却するために、アンテナは、内部を冷却流体が流れることが可能な中空伝導管を含むことができる。例えば、アンテナ３１０は、約０．２５インチ〜１インチの外径を有する中空の硬銅管を含むことができる。例えば、外径は、約０．３インチ〜０．５インチとすることができる。フィッティング３１６が、第１及び第３セグメント３１１の各々の一端３１３と流体接続している。運転時には、１以上のフィッティング３１６と流体接続して流体容器を配置することができ、流体（例えば、水）がアンテナ３１０を通って流れ、アンテナ３１０を冷却することができる。アンテナ３１０を通る冷却液の流れを促進するために、セグメント３１１、３１２、３１３の各々の間に流体密封シールを形成してもよい。このようなシールは、２つのセグメント間に形成されるねじ及びガスケットのシールによって達成することができる。セグメント３１１、３１２、３１３間に流体密封シールを形成するための当業者に公知の他の技術もまた、本出願の範囲内である。
【００２５】
また、流体は、誘電体層３２２とアンテナ３１０の外径との間を流れ、これによってアンテナ３１０の第１、第２及び／又は第３セグメント３１１、３１２、３１３を冷却することができる。冷却流体は、不活性ガス（例えば、窒素）であることが可能である。マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０の各エンドキャップ３２０と誘電体層３２２との間の真空シールの形成は、処理チャンバ内の真空条件に影響を与えることなく、誘電体層３２２とアンテナ３１０との間に冷却流体が流れることを可能にする。
【００２６】
第２セグメントの交換は、アンテナ３１０から冷却流体を排出することによって達成することができる。各エンドキャップ３２０は、誘電体層３２２を損傷する又は破損することなく、真空シールがエンドキャップ３２０と誘電体層３２２との間に形成されることを可能にする柔軟なガスケットを含むことができる。したがって、デュアル処理チャンバ３００の側部を開放することができ、エンドキャップ３２０と誘電体層３２２の間のシールを破ることができる。エンドキャップ３２０は、例えば、フィードスルー３２６からエンドキャップ３２０のボルト締めを外すことによって、フィードスルー３２６から取り外すことができる。その後、第２セグメント３１２の端部を、第１及び第３セグメント３１１、３１３から切断することができる。第２セグメント３１２の端部から第１及び第３セグメント３１１、３１３を切断することは、図４に示されるように、第１セグメント３１１と第２セグメント３１２の間、及び第３セグメント３１３と第２セグメント３１２の間の電気的及び／又は流体接続を形成する連結体４１２のねじ止めを外すことを含むことができる。その後、第２セグメント３１２は、第１又は第３セグメント３１１、３１３の除去を必要とせずに取り外して交換することができる。この構成は、デュアル処理チャンバ３００が内部で動作する施設の天井高さの要件を低減する。すなわち、セグメント化されていないアンテナの交換は、処理チャンバ３４２の頂部を通してアンテナを除去する必要がある可能性があり、８〜１０メートルの天井高さを必要とする場合がある。
【００２７】
アンテナ３１０の第１セグメント３１１及び第３セグメント３１３は、セグメントがマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０に結合されたとき、回転可能とすることができる。第１及び第３セグメント３１１、３１３を回転可能とすることによって、第２セグメント３１２の第１及び第３セグメント３１１、３１３への結合を容易にすることができる。このような構成では、第２セグメント３１２は、第１及び第３セグメント３１１、３１３の間に挿入することができ、第１及び第３セグメント３１１、３１３は、第２セグメント３１２とのねじ込み接続を形成するように個々に回転させることができる。
【００２８】
セグメント化されたアンテナ３１０の他の有益な態様は、例えば、マイクロ波ランチャーアセンブリ３３０を保守可能とするために、第２セグメント３１２から第１及び第３セグメント３１１、３１３を切断する機能を含む。第１及び第３セグメント３１１、３１３の取り外し又は交換は、デュアル処理チャンバ３００の真空を開放又は破ることなく、かつエンドキャップ３２０が誘電体層３２２及び／又はフィードスルー３２６から切断されることを必要とせずに達成することができる。アンテナセグメントを個々に取り外すことができることにより、アンテナの保守に関連する労力及び材料コストを大幅に減少させることができる。更に、アンテナを保守するのに必要な時間を減少させることができ、チャンバのダウンタイム及び関連する運用コストを低下させることができる。
【００２９】
アンテナ３１０の動作中、高周波信号がマイクロ波ランチャーアセンブリ３３０から第１及び第３セグメント３１１、３１３を介して第２セグメント３１２に送信される。その後、第２セグメント３１２の外径の周囲に配置された誘電体層３２２は、デュアル処理チャンバ３００内のプラズマの形成を促進する。誘電体層３２２は、第２セグメント３１２の端部まで延びることができ、又は誘電体層３２２は、第２セグメント３１２よりも短く、第１及び第３セグメント３１１、３１３に接続するために露出した第２セグメント３１２の端部を残してもよい。他の実施形態では、誘電体層３２２は、第１、第２、及び／又は第３セグメント３１１、３１２、３１３の外径の周りに配置されてもよい。誘電体層３２２は、セラミックス材料（例えば、アルミナ）を含んでもよい。誘電体層３２２は、アンテナ３１０の外径の周りに配置された管であり、これによって誘電体層３２２の内径は、アンテナ３１０の外径よりも大きくすることができる。このような構成では、アンテナ３１０の外径と誘電体層３２２の内径の間にスペーサを配置し、これによって誘電体層３２２内でアンテナをセンタリングすることができる。スペーサは、不活性物質及び／又は電気的絶縁材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））を含んでもよい。例示的な実施形態では、誘電体層３２２は、約３２ミリメートル〜３８ミリメートル（例えば、３５ミリメートル）の任意の外径と、約２５ミリメートル〜３０ミリメートルの内径を有することができる。
【００３０】
アンテナ３１０の第１及び第３セグメント３１１、３１３の長さは、デュアル処理チャンバ３００の内部容積を横切って延びる第２セグメント３１２の長さよりも短くてもよい。また、セグメントの長さは、それらが使用されるチャンバのサイズに依存することができる。例えば、ある特定のチャンバサイズにおいて、第１及び第３セグメント３１１、３１３は、長さが約１〜２メートルであることができ、一方、第２セグメント３１２は、長さが約３〜５メートルであることができる。例えば、第２セグメント３１２は、長さが約３〜３．５メートルの長さを有することができる。しかしながら、より小さいチャンバにおいて使用するための第２セグメント３１２は、約１メートル〜３メートルの長さを有することができる。例えば、第２セグメント３１２は、約２メートルの長さを有することができる。他の実施形態では、セグメントの各々は、長さが等しくてもよいし、第１及び第３セグメント３１１、３１３の長さが、第２セグメント３１２の長さより大きくてもよい。
【００３１】
３を超えるセグメント（例えば、４以上のセグメント）を含むアンテナもまた、本出願の範囲内である。例えば、チャンバ３００の内部容積を横切って延びるアンテナ３１０の部分は、複数のセグメントを含むことができる。このような構成は、例えば、誘電体層３２２にクラックが発生した場合に、アンテナのセグメントを交換するコストを低減することができる。別の一実施形態では、デュアル処理チャンバ３００の外側へ延びるアンテナの部分は、複数のセグメントを含むことができる。他の実施形態では、デュアル処理チャンバ３００の各コンポーネントを、他のチャンバコンポーネントの分解を必要とすることなく、個別に保守又は交換することができるように、アンテナ３１０をセグメント化してもよい。
【００３２】
図４Ａは、一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。アンテナ３１０は、第１セグメント３１１、第２セグメント３１２、及び誘電体層３２２を含む。第１セグメント３１１は、第１ねじ切り面４１４及びガスケット４１６を有する連結体４１２を含む。第２セグメント３１２は、第２ねじ切り面４１８を有する露出した端部４１０を含む。スペーサ４２０は、第２セグメント３１２の外径と誘電体層３２２の内径との間に配置されている。
【００３３】
第１ねじ切り面４１４を第２ねじ切り面４１８に結合することによって、第１及び第２セグメント３１１、３１２の間に電気的及び／又は流体接続を確立することができる。第１及び第２セグメント３１１、３１２を結合する際、ガスケット４１６を第２セグメント３１２の端部に対して着座させ、セグメント間の水密シールを向上させることができる。ガスケット４１６は、水密シールを形成するために圧縮するが、プラズマ生成中に生成される高温に耐えることができる材料からなるＯリングを含むことができる。
【００３４】
他の実施形態では、第１及び／又は第３セグメント３１１、３１３は、様々な構成で表面をねじ込むことにより、第２セグメント３１２に結合することができる。例えば、第１又は第３セグメント３１１、３１３は、セグメントの内径に形成されたねじ切り面を含むことができ、第２セグメント３１２は、セグメントの外径に形成されたねじ切り面を含むことができ、これによって第２セグメント３１２は、第１又は第３セグメント３１１、３１３内に挿入し回転され、ねじ切り面同士を結合することができる。あるいはまた、ねじ切り面は、第１及び第３セグメント３１１、３１３の外径と、第２セグメント３１２の内径に形成されてもよい。このような構成は、水密シールを確保するためのガスケット又は圧縮フィッティングの使用を含むことができ、又はこのような構成は、ガスケット又は圧縮フィッティングを含まなくてもよい。
【００３５】
各スペーサ４２０をアンテナ３１０の全周の周りに配置することができ、又は複数のスペーサ４２０をアンテナ３１０の周囲の様々な位置に配置することができ、これによってアンテナ３１０と誘電体層３２２との間に流体が流れることができる。例えば、２つのスペーサ４２０をアンテナ３１０の外径の両側に配置することができ、又は３つ以上のスペーサ４２０をアンテナ３１０の外径の周りに等間隔に配置することができ、これによってアンテナ３１０の外径と誘電体層３２２の内径の間に流体チャネルを形成することができる。流体チャネルは、誘電体層３２２の長さに沿って延びることができる。
【００３６】
図４Ｂは、一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。アンテナ３１０は、第１セグメント３１１、第２セグメント３１２、及び誘電体層３２２を含む。第１セグメント３１１は、第１ねじ切り面４２４を含む。第２セグメント３１２は、第２ねじ切り面４２８及びガスケット４２６を有する露出した端部４１０を含む。スペーサ４２０は、第２セグメント３１２の外径と誘電体層３２２の内径との間に配置されている。
【００３７】
図４Ｃは、一実施形態に係るアンテナ３１０の部分概略断面図である。アンテナ３１０は、第１セグメント３１１、第２セグメント３１２、及び誘電体層３２２を含む。第１セグメント３１１は、第１テーパ面４３４及びガスケット４３６を含む。第２セグメント３１２は、第２テーパ面４３８を有する露出した端部４１０を含む。スペーサ４２０は、第２セグメント３１２の外径と誘電体層３２２の内径との間に配置されている。
【００３８】
本実施形態では、第１及び第２セグメント３１１、３１２は、フレア継手（例えば、３７°フレア継手（ＩＳＯ  ８４３４−２；  ＳＡＥ  Ｊ５１４））によって結合させることができる。この実施形態では、第１テーパ面４３４は、第２テーパ面４３８に接触して配置することができる。その後、連結体４３２を第２セグメント３１２の露出端４１０にねじ込み、これによって第１セグメント３１１と第２セグメント３１２の間でねじ込み接続４３３を形成することができる。ねじ込み接続４３３が形成されるので、連結体４３２はガスケット４３６を第１セグメント３１１のフレア状の端部に押圧し、連結体４３２と、ガスケット４３６と、第１セグメント３１１のフレア状の端部との間にシールを形成することができる。
【００３９】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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