(57)【要約】  ＲＦアンテナは、電力を供給されたとき、チャンバの処理領域内でプラズマを誘導的に発生させるように構成され、第１の導線線、第２の導電線、第３の導電線、および第４の導電線を含む、平面に沿って配向された平行導電線のアレイを含み、第１および第２の導電線は隣接し、第２および第３の導電線は隣接し、第３および第４の導電線は隣接し、ＲＦアンテナに電力を供給すると、隣接する第１および第２の導電線内の電流の流れは反対方向に発生し、隣接する第２および第３の導電線内の電流の流れは同方向に発生し、隣接する第３および第４の導電線内の電流の流れは反対方向に発生する。【選択図】図２５Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給されたとき、チャンバの処理領域内にプラズマを誘導的に発生させるように構成されたＲＦアンテナであって、
第１の導電線、第２の導電線、第３の導電線、および第４の導電線を含む、平面に沿って配向された平行導電線のアレイ
を備え、
前記第１の導電線および前記第２の導電線は隣接し、前記第２の導電線および前記第３の導電線は隣接し、前記第３の導電線および前記第４の導電線は隣接し、
前記ＲＦアンテナに電力を供給するとき、隣接する前記第１の導電線および前記第２の導電線内の電流の流れは反対方向に発生し、隣接する前記第２の導電線および前記第３の導電線内の電流の流れは同方向に発生し、隣接する前記第３の導電線および前記第４の導電線内の電流の流れは反対方向に発生するＲＦアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、
互いに直列に接続された前記第１の導電線および前記第２の導電線を含む第１のセグメントを含み、
互いに直列に接続された前記第３の導電線および前記第４の導電線を含む第２のセグメントを含むＲＦアンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントに接続されず、その結果、前記第１のセグメントの前記導電線は、前記第２のセグメントの前記導電線に接続されないＲＦアンテナ。
【請求項４】
請求項２に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のセグメントおよび前記第２のセグメントの各々は、ＲＦ電力を受信するように構成された第１の端部、および接地されるように構成された第２の端部を含むＲＦアンテナ。
【請求項５】
請求項２に記載のＲＦアンテナであって、所与の前記セグメントの前記隣接導電線は、端部コネクタにより互いに直列に接続されるＲＦアンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載のＲＦアンテナであって、前記端部コネクタは、所与の前記セグメントの前記隣接導電線間で電流の流れを可能にすることにより電流の流れの方向に変化を起こすように構成されるＲＦアンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載のＲＦアンテナであって、各所与の前記セグメントは、前記端部コネクタと、所与の前記セグメントの前記隣接導電線とを含む単一部品として形成された単体構造を有するＲＦアンテナ。
【請求項８】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、
反対方向に発生する、隣接する前記第１の導電線および前記第２の導電線内の前記電流の流れは、第１の局所向流誘導性アレイを規定し、
反対方向に発生する、隣接する前記第３の導電線および前記第４の導電線内の前記電流の流れは、第２の局所向流誘導性アレイを規定するＲＦアンテナ。
【請求項９】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、前記導電線は、基板の表面を前記チャンバ内に存在するときに覆う部位を占有するように構成されるＲＦアンテナ。
【請求項１０】
請求項９に記載のＲＦアンテナであって、前記導電線が占有する前記部位は、実質的に円形部位であるＲＦアンテナ。
【請求項１１】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、前記導電線は、実質的に直線状であるＲＦアンテナ。
【請求項１２】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、前記導電線は、ほぼ０．１インチ〜１インチの範囲の垂直方向の厚さを有するＲＦアンテナ。
【請求項１３】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、前記導電線は、ほぼ０．１インチ〜０．５インチの範囲の水平方向の幅を有するＲＦアンテナ。
【請求項１４】
請求項１に記載のＲＦアンテナであって、前記第１の導電線および前記第２の導電線は、ほぼ２インチ〜３インチの間隔で配置され、前記第２の導電線および前記第３の導電線は、ほぼ３インチ〜４インチの間隔で配置され、前記第３の導電線および前記第４の導電線は、ほぼ２インチ〜３インチの間隔で配置されるＲＦアンテナ。
【請求項１５】
誘導プラズマチャンバ内で使用するための無線周波数（ＲＦ）アンテナであって、
電力供給端部および接地端部を有する第１のヘアピン形状導電線と、
電力供給端部および接地端部を有する第２のヘアピン形状導電線と
を備え、
ＲＦ電源は、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部に接続可能であり、前記接地端部は、接地に接続可能であり、
前記ＲＦアンテナが前記チャンバの処理領域の全面にわたり配置されるように、前記第１のヘアピン形状導電線は、前記第２のヘアピン形状導電線に対して平行な配向で隣接して配列されるＲＦアンテナ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部および前記接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向または反対方向に流れるＲＦアンテナ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部および前記接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向に流れるＲＦアンテナ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の前記内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向に前記電流を流すＲＦアンテナ。
【請求項１９】
請求項１５に記載のＲＦアンテナであって、
前記第１のヘアピン形状導電線は、約５センチメートル〜８センチメートル（約２インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第１対の平行セグメントを画定し、
前記第２のヘアピン形状導電線は、約５センチメートル〜８センチメートル（約２インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第２対の平行セグメントを画定するＲＦアンテナ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の前記内側隣接セグメントは、約７センチメートル〜１０センチメートル（約３インチ〜４インチ）だけ離して間隔を置いて配置されるＲＦアンテナ。
【請求項２１】
誘導プラズマチャンバ内で使用するための無線周波数（ＲＦ）アンテナであって、
電力供給端部および接地端部を有する第１のヘアピン形状導電線と、
電力供給端部および接地端部を有する第２のヘアピン形状導電線と、
電力供給端部および接地端部を有する第３のヘアピン形状導電線と
を備え、
少なくとも１つのＲＦ電源は、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および第３のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部に接続可能であり、前記接地端部は、接地に接続可能であり、
前記ＲＦアンテナが前記チャンバの処理領域の全面にわたり配置されるように、前記第１のヘアピン形状導電線は前記第２のヘアピン形状導電線に対して平行な配向で隣接して配列され、前記第２のヘアピン形状導電線は前記第３のヘアピン形状導電線に対して平行な配向で隣接して配列される、ＲＦアンテナ。
【請求項２２】
請求項２１に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部および前記接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の隣接セグメント内の電流は、前記少なくとも１つのＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向または反対方向に流れるＲＦアンテナ。
【請求項２３】
請求項２１に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部および前記接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は同方向に流れ、前記第２のヘアピン形状導電線および前記第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は同方向に流れるＲＦアンテナ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のＲＦアンテナであって、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を同方向に流し、前記第２のヘアピン形状導電線および前記第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を同方向に流すＲＦアンテナ。
【請求項２５】
請求項２１に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の前記電力供給端部および前記接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は反対方向に流れ、前記第２のヘアピン形状導電線および前記第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は反対方向に流れるＲＦアンテナ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のＲＦアンテナであって、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記第１のヘアピン形状導電線および前記第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を反対方向に流し、前記第２のヘアピン形状導電線および前記第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を反対方向に流すＲＦアンテナ。
【請求項２７】
請求項２１に記載のＲＦアンテナであって、
前記第１のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第１対の平行セグメントを画定し、
前記第２のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第２対の平行セグメントを画定し、
前記第３のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第３対の平行セグメントを画定するＲＦアンテナ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のＲＦアンテナであって、前記第１のヘアピン形状導電線、前記第２のヘアピン形状導電線、および前記第３のヘアピン形状導電線の隣接する前記セグメントは、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置されるＲＦアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）は、原子スケール制御を用いて高度に等角の薄膜を提供することができる蒸着技法である。典型的なＡＬＤ処理は、パージ動作により分離された一連の２つの半反応を伴う。したがって、ＡＬＤ処理の１サイクルは、（１）第１の反応物に基板表面を暴露するステップであって、暴露は、第１の反応物の単一原子層を堆積するように自己制御的であるステップと、（２）不活性ガスを用いて処理チャンバをパージして、任意の残量の第１の反応物および／または副産物を取り除くステップと、（３）堆積した第１の反応物と反応する第２の反応物に基板表面を暴露して、薄膜生成物を形成するステップと、（４）不活性ガスを用いて処理チャンバをパージして、任意の残量の第２の反応物および／または副産物を取り除くステップとを含むことができる。ＡＬＤサイクルを所望の反復回数だけ反復して、薄膜生成物の厚さを積み重ねることができる。単一ＡＬＤサイクルは、典型的には生成物材料の単一原子層を堆積させるので、ＡＬＤは、高度に制御された厚さの等角な薄膜を提供することができる。
【０００２】
いくつかのＡＬＤ処理では、半反応のいずれのためにもプラズマを採用する。ＡＬＤにより高品質な膜堆積を達成するために、高密度プラズマを使用することが望ましい。しかしながら、既存のチャンバは、小さな体積の処理空間内にＡＬＤの助けになる高密度プラズマを提供しない。現在の誘導結合プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ、ＩＣＰ）システム（またはトランス結合プラズマ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ、ＴＣＰ）システム）は、基板の全面にわたり広い処理空間（たとえば、基板の全面にわたり６インチのオーダー（ほぼ１５ｃｍ）の垂直ギャップ）を用いて設計される。広い処理空間は、ＴＣＰが発生させる全体的磁界の届く範囲に適応させるために、かつプラズマ分布の非一様性の影響を最小にするために必要である。しかしながら、そのような広い処理空間は、処理チャンバの中に、および処理チャンバから外にガスを循環させるために必要とされる時間に起因してＡＬＤ処理の助けにならず、これは、特にＡＬＤサイクルを何度も反復するとき、スループットに悪い影響を与える。
【０００３】
また、類似の難題は、原子層エッチング（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｅｔｃｈ、ＡＬＥ）処理に当てはまる。
【０００４】
これに関連して、本開示の実装形態が生じた。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、電力を供給されたとき、チャンバの処理領域内でプラズマを誘導的に発生させるように構成され、第１の導線線、第２の導電線、第３の導電線、および第４の導電線を含む、平面に沿って配向された平行導電線のアレイを含み、第１および第２の導電線は隣接し、第２および第３の導電線は隣接し、第３および第４の導電線は隣接し、ＲＦアンテナに電力を供給するとき、隣接する第１および第２の導電線内の電流の流れは反対方向に発生し、隣接する第２および第３の導電線内の電流の流れは同方向に発生し、隣接する第３および第４の導電線内の電流の流れは反対方向に発生する。
【０００６】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、互いに直列に接続された第１および第２の導電線を含む第１のセグメントを含み、互いに直列に接続された第３および第４の導電線を含む第２のセグメントを含む。
【０００７】
いくつかの実装形態では、第１のセグメントは、第２のセグメントに接続されず、その結果、第１のセグメントの導電線は、第２のセグメントの導電線に接続されない。
【０００８】
いくつかの実装形態では、第１および第２のセグメントの各々は、ＲＦ電力を受信するように構成された第１の端部、および接地に接続されるように構成された第２の端部を含む。
【０００９】
いくつかの実装形態では、所与のセグメントの隣接導電線は、端部コネクタにより互いに直列に接続される。
【００１０】
いくつかの実装形態では、端部コネクタは、所与のセグメントの隣接導電線間で電流の流れを可能にすることにより電流の流れの方向に変化を起こすように構成される。
【００１１】
いくつかの実装形態では、各所与のセグメントは、端部コネクタと、所与のセグメントの隣接導電線とを含む単一部品として形成された単体構造を有する。
【００１２】
いくつかの実装形態では、反対方向に発生する、隣接する第１および第２の導電線内の電流の流れは、第１の局所向流誘導性アレイを画定し、反対方向に発生する、隣接する第３および第４の導電線内の電流の流れは、第２の局所向流誘導性アレイを画定する。
【００１３】
いくつかの実装形態では、導電線は、基板の表面をチャンバ内に存在するときに覆う部位を占有するように構成される。
【００１４】
いくつかの実装形態では、導電線が占有する部位は、実質的に円形部位である。
【００１５】
いくつかの実装形態では、導電線は、実質的に直線状である。
【００１６】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．１インチ〜１インチの範囲の垂直方向の厚さを有する。
【００１７】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．１インチ〜０．５インチの範囲の水平方向の幅を有する。
【００１８】
いくつかの実装形態では、第１および第２の導電線は、ほぼ２インチ〜３インチの間隔で配置され、第２および第３の導電線は、ほぼ３インチ〜４インチの間隔で配置され、第３および第４の導電線は、ほぼ２インチ〜３インチの間隔で配置される。
【００１９】
いくつかの実装形態では、電力供給端部および接地端部を有する第１のヘアピン形状導電線と、電力供給端部および接地端部を有する第２のヘアピン形状導電線とを含む、誘導プラズマチャンバ内で使用するための無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）アンテナが提供され、ＲＦ電源は、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部に接続可能であり、前記接地端部は、接地に接続可能であり、第１のヘアピン形状導電線は、第２のヘアピン形状導電線に隣接して、かつ第２のヘアピン形状導電線に平行な配向で配列され、その結果、ＲＦアンテナは、チャンバの処理領域の全面にわたり配置されるように構成される。
【００２０】
いくつかの実装形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、第１および第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、第１および第２のヘアピン形状導電線の隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向または反対方向に流れる。
【００２１】
いくつかの実装形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、第１および第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向に流れる。
【００２２】
いくつかの実装形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記電流を同方向に流す。
【００２３】
いくつかの実装形態では、第１のヘアピン形状導電線は、約５センチメートル〜８センチメートル（約２インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第１対の平行セグメントを画定し、第２のヘアピン形状導電線は、約５センチメートル〜８センチメートル（約２インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第２対の平行セグメントを画定する。
【００２４】
いくつかの実装形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントは、約７センチメートル〜１０センチメートル（約３インチ〜４インチ）だけ離して間隔を置いて配置される。
【００２５】
いくつかの実装形態では、電源供給端部および接地端部を有する第１のヘアピン形状導電線と、電源供給端部および接地端部を有する第２のヘアピン形状導電線と、電源供給端部および接地端部を有する第３のヘアピン形状導電線とを備える、誘導プラズマチャンバ内で使用するための無線（ＲＦ）アンテナが提供され、少なくとも１つのＲＦ電源は、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の給電端部に接続可能であり、前記接地端部は、接地に接続可能であり、第１のヘアピン形状導電線は、第２のヘアピン形状導電線に隣接して、かつ平行な配向で配列され、第２のヘアピン形状導電線は、第３のヘアピン形状導電線に隣接して、かつ平行な配向で配列され、その結果、ＲＦアンテナは、チャンバの処理領域の全面にわたり配置されるように構成される。
【００２６】
いくつかの実装形態では、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の隣接セグメント内の電流は、前記少なくとも１つのＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向または反対方向に流れる。
【００２７】
いくつかの実装形態では、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は同方向に流れ、第２および第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は同方向に流れる。
【００２８】
いくつかの実装形態では、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を同方向に流し、第２および第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を同方向に流す。
【００２９】
いくつかの実装形態では、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記少なくとも１つのＲＦ電源に接続して、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は反対方向に流れ、第２および第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は反対方向に流れる。
【００３０】
いくつかの実装形態では、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を反対方向に流し、第２および第３のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記電流を反対方向に流す。
【００３１】
いくつかの実装形態では、第１のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第１対の平行セグメントを画定し、第２のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第２対の平行セグメントを画定し、第３のヘアピン形状導電線は、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置された第３対の平行セグメントを画定する。
【００３２】
いくつかの実装形態では、第１、第２、および第３のヘアピン形状導電線の隣接セグメントは、約２センチメートル〜８センチメートル（約１インチ〜３インチ）だけ離して間隔を置いて配置される。
【００３３】
一実施形態では、誘導チャンバ内で使用するための無線周波数（ＲＦ）アンテナについて開示する。ＲＦアンテナは、電力供給端部および接地端部を有する第１のヘアピン形状導電線ならびに電力供給端部および接地端部を有する第２のヘアピン形状導電線を含む。ＲＦ電源は、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部に接続可能であり、前記接地端部は、接地に接続可能である。第１のヘアピン形状導電線は、第２のヘアピン形状導電線に隣接して、かつ平行な配向で配列される。ＲＦアンテナは、チャンバの処理領域の全面にわたり配置されるように構成される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、第１および第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出し、第１および第２のヘアピン形状導電線の隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向または反対方向に流れるように構成される。
いくつかの実施形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の電力供給端部および接地端部を前記ＲＦ電源に接続して、第１および第２のヘアピン形状導電線の各々の中に電流を作り出す。第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメント内の電流は、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、同方向に流れるように構成される。一実施形態では、第１および第２のヘアピン形状導電線の内側隣接セグメントに対向するセグメントは、前記ＲＦ電源が前記電流を作り出すように活動状態にあるとき、前記電流を同方向に流す。
【００３５】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、電力を供給されたとき、チャンバの処理領域内にプラズマを電磁的に発生させるように構成され、平面に沿って配向された平行導電線のアレイを含み、ＲＦアンテナは、２つ以上の別個のセグメントを含み、各セグメントは、互いに直列に接続された導電線のうち２つ以上を含む。請求項１に記載のＲＦアンテナは、ＲＦアンテナに電力を供給したとき、隣接導電線内の電流の流れが同方向または反対方向のうち一方で発生して、局所同方向電流または局所向流を形成する。
【００３６】
いくつかの実装形態では、反対方向に発生する、隣接導電線内の電流の流れは、向流誘導性アレイを画定し、その結果、導電線の各々が発生させる磁場は、それぞれ導電線の各々に局所化される。
【００３７】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナに電力を供給するとき、少なくとも２つの隣接導電線内の電流の流れは同方向に発生する。
【００３８】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナに電力を供給するとき、少なくとも２つの隣接導電線内の電流の流れは反対方向に発生する。
【００３９】
いくつかの実装形態では、各セグメントは、別のセグメントに接続されず、その結果、所与のセグメントの導電線は、別のセグメントの導電線に接続されない。
【００４０】
いくつかの実装形態では、各セグメントは、ＲＦ電力を受信するように構成された第１の端部、および接地に接続されるように構成された第２の端部を含む。
【００４１】
いくつかの実装形態では、所与のセグメントの隣接導電線は、端部コネクタにより互いに直列に接続される。
【００４２】
いくつかの実装形態では、端部コネクタは、所与のセグメントの隣接導電線間で電流の流れを可能にすることにより電流の流れの方向に変化を起こすように構成される。
【００４３】
いくつかの実装形態では、所与のセグメントは、端部コネクタと、所与のセグメントの隣接導電線とを含む単一部品として形成された単体構造を有する。
【００４４】
いくつかの実装形態では、導電線は、基板の表面をチャンバ内に存在するときに覆う部位を占有するように構成される。
【００４５】
いくつかの実装形態では、導電線が占有する部位は、実質的に円形部位である。
【００４６】
いくつかの実装形態では、導電線は、実質的に直線状である。
【００４７】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．０１インチ〜０．０２インチの範囲の垂直方向の厚さを有する。
【００４８】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．１インチ〜０．５インチの範囲の水平方向の幅を有する。
【００４９】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．５インチ〜２インチのピッチで等間隔に配置され、絶縁材料の内部に埋め込まれる。
【００５０】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、電力を供給されたとき、チャンバの処理領域内でプラズマを誘導的に発生させるように構成され、平面に沿って配向された、等間隔に配置された平行導電線のアレイを含み、アレイの隣接導電線の各対は、コネクタにより直列に接続され、その結果、ＲＦアンテナに電力を供給したとき、各対の隣接導電線内の電流の流れは反対方向に発生して、局所向流を形成し、所与のコネクタについては、所与のコネクタの少なくとも一部分は、導電線が配向される平面に沿って配向されない。
【００５１】
いくつかの実装形態では、コネクタにより直列に接続されている隣接導電線の各対は、ＲＦアンテナの第１の側に沿った第１組のコネクタ、および第１の側の反対側にある、ＲＦアンテナの第２の側に沿った第２組のコネクタを含む複数のコネクタを画定し、第１組のコネクタを第２組のコネクタと互い違いに配置して、導電線の直列接続を可能にする。
【００５２】
いくつかの実装形態では、第１組のコネクタは、導電線が配向される平面に平行ではない１つまたは複数の第２の平面に沿って実質的に配向され、第２組のコネクタは、導電線が配向される平面に平行ではない１つまたは複数の第３の平面に沿って実質的に配向される。
【００５３】
いくつかの実装形態では、１つまたは複数の第２の平面は、それぞれ導電線が配向される平面に実質的に垂直であり、１つまたは複数の第３の平面は、それぞれ導電線が配向される平面に実質的に垂直である。
【００５４】
いくつかの実装形態では、各コネクタは、湾曲した形状または半円形の形状を有する。
【００５５】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、ＲＦ電力を受信するように構成された第１の端部、および接地に接続されるように構成された第２の端部を含む。
【００５６】
いくつかの実装形態では、所与のコネクタは、所与のコネクタにより接続された隣接導電線間で電流の流れを可能にすることにより電流の流れの方向に変化を起こすように構成される。
【００５７】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、導電線を含む単一部品として形成された単体構造を有する。
【００５８】
いくつかの実装形態では、導電線は、基板がチャンバ内に存在するときに、その表面を覆う部位を占有するように構成される。
【００５９】
いくつかの実装形態では、導電線が占有する部位は、実質的に円形部位である。
【００６０】
いくつかの実装形態では、導電線は、実質的に直線状である。
【００６１】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．０１インチ〜０．０２インチの範囲の垂直方向の厚さを有する。
【００６２】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．１インチ〜０．５インチの範囲の水平方向の幅を有する。
【００６３】
いくつかの実装形態では、導電線は、ほぼ０．５インチ〜２インチのピッチで等間隔に配置される。
【００６４】
いくつかの実装形態では、導電線は、絶縁材料の内部に埋め込まれる。
【００６５】
いくつかの実装形態では、平面に沿って配向された、等間隔に配置された複数の導電線を有するＲＦアンテナを含むプラズマチャンバが提供され、ＲＦアンテナに電力を供給したとき、隣接導電線内の電流の流れが反対方向に発生し、ＲＦアンテナは、プラズマが発生させられるプラズマチャンバの処理空間の上方に位置決めされ、複数の接地された誘導線が処理空間内部に配置され、接地された誘導線の各々は、導電線のうち対応する導電線の下方に配置され、接地された誘導線は、ＲＦアンテナに電力を供給したとき、誘導的に電力を供給されるように構成され、接地された誘導線は、誘導的に電力を供給されたとき、処理空間内部でプラズマを誘導的に発生させるようにさらに構成される。
【００６６】
いくつかの実装形態では、接地された誘導線は互いに接続され、接地に接続された一体形構造を形成する。
【００６７】
いくつかの実装形態では、プラズマチャンバは、誘電体窓をさらに含み、ＲＦアンテナは、誘電体窓の全面にわたり位置決めされ、接地された誘導線は、誘電体窓の下方に配置される。
【００６８】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、２つ以上の別個のセグメントを含み、各セグメントは、互いに直列に接続された導電線のうち２つ以上を含む。
【００６９】
いくつかの実装形態では、各セグメントは、ＲＦ電力を受信するように構成された第１の端部、および接地に接続されるように構成された第２の端部を含む。
【００７０】
いくつかの実装形態では、所与のセグメントの隣接導電線は、端部コネクタにより互いに直列に接続され、端部コネクタは、所与のセグメントの隣接導電線間で電流の流れを可能にすることにより電流の流れの方向に変化を起こすように構成される。
【００７１】
いくつかの実装形態では、所与のセグメントは、端部コネクタと、所与のセグメントの隣接導電線とを含む単一部品として形成された単体構造を有する。
【００７２】
いくつかの実装形態では、接地された誘導線は、ほぼ０．２インチ〜１インチの範囲の厚さを有する。
【００７３】
いくつかの実装形態では、接地された誘導線は、ほぼ０．２インチ〜１インチの範囲の幅を有する。
【００７４】
いくつかの実装形態では、電力を供給されたとき、処理チャンバの処理領域内でプラズマを誘導的に発生させるように構成されたＲＦアンテナが提供され、ＲＦアンテナは、互いに平行な、第１の水平面に沿って同一表面上にある第１組の導電線と、互いに平行な、第２の水平面に沿って同一平面上にある第２組の導電線とを含み、第１組の導電線は、処理チャンバの誘電体窓の上方に配置され、第１の水平面は、誘電体窓の上方の第１の高さにあり、第２の水平面は、第１の水平面に平行であり、第１の高さよりも高い、誘電体窓の上方の第２の高さにあり、第２組の導電線の各導電線は、第１組の導電線に対応する導電線に対して、実質的には全面にわたり平行に配置される。
【００７５】
いくつかの実装形態では、第１組および第２組の導電線の各々は、ウエハにより、処理チャンバ内に存在するときに画定される領域の全面にわたり実質的に直線状である。
【００７６】
いくつかの実装形態では、第１組および第２組の導電線ごとに、第１組の所与の導電線内の電流は、第１組の所与の導電線の実質的に全面にわたる第２組の導電線内の電流と実質的に同方向に流れる。
【００７７】
いくつかの実装形態では、第１組の少なくとも１つの導電線は、第２組の少なくとも１つの導電線に電気的に接続される。
【００７８】
いくつかの実装形態では、少なくとも１対の第１組の隣接導電線内の電流は、実質的に反対方向に流れる。
【００７９】
いくつかの実装形態では、少なくとも１対の第１組の隣接導電線内の電流は、実質的に同方向に流れる。
【００８０】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナは、２つ以上のループ構造により画定され、各ループ構造は、第１組の２つの隣接導電線、および第１組の２つの隣接導電線の全面にわたりそれぞれ配置された、第２組の２つの隣接導電線を含む。
【００８１】
いくつかの実装形態では、各ループ構造は、単一の連続した長さの導電材料から形成される。
【００８２】
いくつかの実装形態では、各ループ構造は、第１組の２つの隣接導電線内の電流の流れが反対方向に発生し、かつ第２組の２つの隣接導電線内の電流の流れが反対方向に発生するように構成される。
【００８３】
いくつかの実装形態では、各ループ構造は、第１組の２つの隣接導電線の一方ごとに、第１組の２つの隣接導電線の一方の全面にわたり配置された、第２組の２つの隣接導電線の、対応する一方と同方向に電流の流れが発生するように構成される。
【００８４】
いくつかの実装形態では、ループ構造は、第１組の２つの隣接導電線を接続する第１のコネクタと、第２組の２つの隣接導電線を接続する第２のコネクタと、第１組の２つの隣接導電線の一方を、第１組の２つの隣接導電線の一方の全面にわたり配置されない、第２組の２つの隣接導電線の一方に接続する第３のコネクタとをさらに含む。
【００８５】
いくつかの実装形態では、ループ構造は、単一ＲＦ供給源から電力を受信する。
【００８６】
いくつかの実装形態では、ループ構造の各々は、別個のＲＦ供給源から電力を受信する。
【００８７】
いくつかの実装形態では、電力を供給されたとき、処理チャンバの処理領域内にプラズマを誘導的に発生させるように構成されたＲＦアンテナが提供され、ＲＦアンテナは、処理チャンバの誘電体窓の全面にわたり配置された複数の線対を含み、各線対は、垂直に積み重ねられた、２つの水平に配向された導電線を含み、複数の線対は、互いに平行である。
【００８８】
いくつかの実装形態では、所与の線対の導電線内の電流の流れは同方向に発生する。
【００８９】
いくつかの実装形態では、複数の線対の導電線は、実質的に直線状である。
【００９０】
いくつかの実装形態では、線対の導電線の下部導電線は、誘電体窓の上方の第１の高さにある第１の水平面に沿って配置される。
【００９１】
いくつかの実装形態では、線対の導電線の上部導電線は、第１の高さよりも高い、誘電体窓の上方の第２の高さにある第２の水平面に沿って配置される。
【００９２】
本開示の他の様態および利点は、本開示の原理を例によって示す添付図面と併せて取り上げる以下の詳細な記述から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１Ａ】本開示の実装形態によるプラズマ処理システム１００を例示する概略の横断面図である。
【図１Ｂ】本開示の実装形態によるプラズマ処理システム１００を例示する概略の横断面図である。
【００９４】
【図２】本開示の実装形態によるプラズマ処理用ＲＦアンテナの俯瞰図である。
【００９５】
【図３】本開示の実装形態による処理チャンバの一部分の概念上の横断面図である。
【００９６】
【図４Ａ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｂ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｃ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｄ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｅ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｆ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｇ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図４Ｈ】本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【図５】本開示の実装形態による、単一の連続した長さの導電材料として画定されるＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。
【図６】本開示の実装形態による、２つの別個のセグメントから構成されるＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。
【００９７】
【図７】本開示の実装形態による、多数のヘアピン形状セグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。
【００９８】
【図８】本開示の実装形態による、多数のセグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。
【００９９】
【図９Ａ】本開示の実装形態による、多数の二重逆ヘアピンセグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。
【０１００】
【図９Ｂ】本開示の実装形態による、図９Ａの実装形態の横断面図である。
【０１０１】
【図１０Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０の概念上の横断面を例示する。
【０１０２】
【図１０Ｂ】図１０Ａの実装形態による概念上の横断面を例示する。
【０１０３】
【図１１Ａ】本開示の実装形態による、浮き出たエンドループを有するＲＦアンテナ１１０の透視図を例示する。
【０１０４】
【図１１Ｂ】図１１Ａの実装形態によるＲＦアンテナ１１０を含む処理チャンバ１０２の破断図を例示する。
【０１０５】
【図１１Ｃ】図１１Ｂの実装形態による処理チャンバ１０２の透視図を例示する。
【０１０６】
【図１１Ｄ】図１１Ｂの実装形態による処理チャンバ１０２の俯瞰図を例示する。
【０１０７】
【図１２Ａ】本開示の実装形態による処理チャンバ１０２の破断図を例示する。
【０１０８】
【図１２Ｂ】図１２Ａの実装形態によるＲＦアンテナ１１０を含む構成要素の積重ねを示す透視図を例示する。
【０１０９】
【図１２Ｃ】本開示の実装形態による処理チャンバ１０２の俯瞰図を例示する。
【０１１０】
【図１２Ｄ】図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の外側部分の横断面図を例示する。
【０１１１】
【図１２Ｅ】図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の一部分の横断面図を例示する。
【０１１２】
【図１２Ｆ】図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の一部分の横断面図を例示する。
【０１１３】
【図１３Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０を例示する。
【０１１４】
【図１３Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０を例示する。
【０１１５】
【図１４Ａ】本開示の実装形態による、チャンバの中にＲＦ電力を結合するための、接地された向流インダクタの全面にわたり配置されたＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０１１６】
【図１４Ｂ】本開示の実装形態による、接地されたインダクタ１４００の横断面図を例示する。
【０１１７】
【図１４Ｃ】図１４Ａの実装形態によるプラズマ処理システムの構造内の電流の相対位相を例示するグラフである。
【０１１８】
【図１４Ｄ】図１４Ａの実装形態による、接地されたインダクタ１４００の接地されたインダクタ線１４０２の横断面図を例示する。
【０１１９】
【図１５Ａ】本開示の実装形態による、接地されたインダクタ１５００の俯瞰図を例示する。
【図１５Ｂ】本開示の実装形態による、接地されたインダクタ１５００の横断面図を例示する。
【０１２０】
【図１６】本開示の実装形態による単一ヘアピン向流インダクタセグメントを例示する。
【０１２１】
【図１７】本開示の実装形態による、線間位相が９０°の空間交番プラズマ表皮誘導電流の影響を例示する。
【０１２２】
【図１８Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図１８Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１２３】
【図１９Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図１９Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【０１２４】
【図２０Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントを例示する。
【図２０Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントの、対応する実験結果を例示する。
【図２０Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントの、対応する実験結果を例示する。
【０１２５】
【図２１Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントを例示する。
【図２１Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントの、対応する実験結果を例示する。
【０１２６】
【図２２Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントを例示する。
【図２２Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ用ヘアピンセグメントの、対応する実験結果を例示する。
【０１２７】
【図２３Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２３Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２３Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１２８】
【図２４Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２４Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２４Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１２９】
【図２５Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２５Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２５Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３０】
【図２６Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２６Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２６Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３１】
【図２７Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２７Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２７Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３２】
【図２８Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２８Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２８Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３３】
【図２９Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２９Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図２９Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３４】
【図３０Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図３０Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３５】
【図３１Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図３１Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図３１Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３６】
【図３２Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図３２Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【図３２Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナの、対応する実験結果を例示する。
【０１３７】
【図３３】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【０１３８】
【図３４】本開示の実装形態によるＲＦアンテナを例示する。
【０１３９】
【図３５Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３５０２の構成を示す、処理チャンバ３５００の中への俯瞰図を例示する。
【０１４０】
【図３５Ｂ】本開示の実装形態による処理チャンバ３５００の透視破断図を例示する。
【０１４１】
【図３５Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３５０２の導電線に対して垂直な平面に沿った処理チャンバ３５００の破断図を例示する。
【０１４２】
【図３６Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３６００の構成を示す、処理チャンバ３５００の中への俯瞰図を例示する。
【０１４３】
【図３６Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３６００を含む処理チャンバ３５００の透視破断図を例示する。
【０１４４】
【図３６Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３６００の導電線に垂直な平面に沿った処理チャンバ３５００の破断図を例示する。
【０１４５】
【図３６Ｄ】本開示の実装形態による誘電体窓３６１０およびＲＦアンテナ３６００の一部分の横断面図を概念的に例示する。
【０１４６】
【図３７Ａ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナに電力を供給し、ＲＦアンテナを終端するさまざまな構成を概略的に例示する。
【図３７Ｂ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナに電力を供給し、ＲＦアンテナを終端するさまざまな構成を概略的に例示する。
【図３７Ｃ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナに電力を供給し、ＲＦアンテナを終端するさまざまな構成を概略的に例示する。
【図３７Ｄ】本開示の実装形態によるＲＦアンテナに電力を供給し、ＲＦアンテナを終端するさまざまな構成を概略的に例示する。
【０１４７】
【図３８Ａ】連続した曲がったシート／ストリップとして形成された、ＲＦアンテナ３６００の半分／側面の一方などの、ＲＦアンテナの一部分を例示する。
【０１４８】
【図３８Ｂ】本開示の実装形態による、連続した曲がった管として形成されたＲＦアンテナの一部分を例示する。
【０１４９】
【図３８Ｃ】本開示の実装形態による、複数の直線状の管状取付部品および複数の湾曲した管状取付部品などの複数の管状取付部品から形成されたＲＦアンテナの一部分を例示する。
【０１５０】
【図３９Ａ】本開示の実装形態による、側面から電力を供給するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【図３９Ｂ】本開示の実装形態による、側面から電力を供給するＲＦアンテナの透視破断図を例示する。
【図３９Ｃ】本開示の実装形態による、側面から電力を供給するＲＦアンテナの側面横断面図を例示する。
【０１５１】
【図４０】本開示の実装形態による、湾曲した外側導電線を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。
【０１５２】
【図４１】本開示の実装形態による、湾曲した内側導電線および外側導電線を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。
【０１５３】
【図４２】本開示の実装形態による、調節可能な線間隔を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。
【０１５４】
【図４３】本開示の実装形態を実装するためのコンピュータシステムの簡略化した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０１５５】
以下の記述では、例示的実装形態を十分に理解することができるようにするために、数多くの特有の詳細について示す。しかしながら、これらの具体的な詳細がまったくなしに例示的実装形態を実施してよいことは、当業者に明らかであろう。他の実例では、すでに周知である場合、処理動作および実装形態の詳細について詳細に記述していない。
【０１５６】
本明細書で使用するとき、「約」および「ほぼ」という用語は、指定したプラメータが合理的変動範囲内で、たとえば、いくつかの実装形態では±１０％、いくつかの実装形態では±１５％、いくつかの実装形態では±２０％の範囲内で変動する可能性があることを意味する。
【０１５７】
本開示のいくつかの実装形態は、電力を供給されたとき、プラズマ発生用局所化磁場を発生させる向流インダクタを画定するように構成された無線周波数（ＲＦ）アンテナを提供する。本開示のＲＦアンテナは、狭い体積の処理空間内で分布一様性が高い高密度プラズマ（たとえば、いくつかの実装形態では立方ｃｍあたり１×１０11以上）の発生を可能にし、それにより、高密度プラズマシステムでＡＬＤ／ＡＬＥを可能にする。現在、ＡＬＤ／ＡＬＥは、スループットのためには禁止的である、広い処理空間に、および処理空間の中にガスをポンプで注入し、処理空間からガスをパージするのに必要とされる過大な時間に起因して、高密度プラズマシステムで遂行されない。
【０１５８】
しかしながら、本開示の実装形態は、狭い処理空間（たとえば、いくつかの実装形態では、ほぼ３インチ（ほぼ７．５ｃｍ）以下の垂直ギャップ、いくつかの実装形態では、ほぼ１インチ（ほぼ２．５ｃｍ）以下の垂直ギャップ）内で局所化された場およびプラズマの発生を可能にすることにより、これらの難題を克服する。そのような狭い処理空間を用いる場合、チャンバ内で短い処理ガス滞留時間を達成することが可能であり、ガスをチャンバの中に、およびチャンバから外に移動させるのに必要とされる時間が低減するので、ＡＬＤ／ＡＬＥのサイクル時間の低減が可能になる。
【０１５９】
大まかに言って、本開示の実装形態は、平面に沿って配向された、等間隔に配置された平行導電線のアレイを含むＲＦアンテナを提供する。ＲＦアンテナに電力を供給したとき、隣接導電線内の電流の流れは反対方向に発生し、それにより、チャンバの処理空間／領域内にプラズマを誘導的に発生させる向流誘導性アレイを形成する。向流導電性アレイは、導電線の各々が発生させる磁場が、それぞれ磁場が生じる導電線に局所化されるようなものである。
【０１６０】
いくつかの実装形態では、以下でさらに記述するように、導電線の一部分を直列に接続して、隣接導電線間で電流の流れの方向に変化を可能にする。
【０１６１】
図１Ａは、本開示の実装形態によるプラズマ処理システム１００を例示する概略の横断面図である。プラズマ処理システム１００は、プラズマ処理するために基板を受け取るように構成された処理チャンバ１０２を含む。処理チャンバ１０２の構成部品は、基板処理のためにプラズマを発生させる空間または体積である処理領域１０４を取り囲み、画定する。台座１０６は、処理中に基板の全面にわたり処理領域を画定するように、基板（たとえば、ウエハ）を支持するように構成される。
【０１６２】
ＲＦアンテナ１１０は、例示する実装形態では、横断面で示す導電線のアレイを含む。ＲＦアンテナ１１０は、整合器１１６を通してＲＦ供給源１１８により電力を供給され、さらにまた接地に接続される。いくつかの実装形態では、以下でさらに記述するように、ＲＦアンテナ１１０は、いくつかの個々のセグメントからなり、各セグメントは、（個々のまたは共用の１つまたは複数の電源により）電力を供給され、接地に接続される。
【０１６３】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、最上部絶縁体１１２と最下部絶縁体１１４の間に配置される。処理領域１０４の内部側壁を画定する側面絶縁体１０８もまた提供される。
【０１６４】
たとえば、ＡＬＤ処理の第１の半反応用の第１の反応物を供給するための第１の反応物ガス供給源、ＡＬＤ処理の第２の半反応用の第２の反応物を供給するための第２の反応物ガス供給源、および処理チャンバ１０２の処理領域１０４をパージするための不活性ガスを供給するための不活性ガス供給源を含む複数のガス供給源１２０から処理ガスを提供する。ガス切替モジュール１２２は、ガス供給源１２０から処理チャンバ１０２への処理ガスの配送を管理するように構成される。ガス切替モジュール１２２は、処理ガスの配送を制御するための複数の制御可能な弁および／または流量コントローラを含んでよい。
【０１６５】
ガスプレナム１２４に処理ガスを配送する。いくつかの実装形態では、ガスプレナム１２４から、複数のインジェクタ１２６を通して処理領域１０４の中に処理ガスを経路設定する。インジェクタ１２６は、最上部絶縁体および最下部絶縁体を通る貫通孔を画定することができ、処理領域１０４全体にわたり処理ガスを同時に導入して均一に分布させることができるように、処理領域１０４の上方に水平に分布させることができる。
【０１６６】
例示する実装形態では、複数のインジェクタを示すが、他の実装形態では、他の構成を採用して、処理領域１０４に処理ガスを配送することができる。いくつかの実装形態では、中央インジェクタおよび／または側面インジェクタを提供して、処理領域１０４の中に処理ガスを配送する。
【０１６７】
真空ポンプ１３２により、バッフル１３０を通して処理領域１０４からガス（たとえば、処理ガス、不活性ガス、反応副産物など）を排出する。真空ポンプ１３２により処理領域１０４を真空下で維持することができることが認識されよう。
【０１６８】
処理チャンバ１０２は、接地された外部側壁１３４を含む。
【０１６９】
具体的にすべてを詳細に示しているわけではないが、処理チャンバ１０２は、クリーンルームまたは製作施設の中に据えつけられたとき、典型的には施設に結合される。施設は、とりわけ処理ガス、真空、温度制御、および環境粒子制御を提供する配管を含む。これらの施設は、対象となる製作施設内に据えつけられたとき、処理チャンバ１０２に結合される。追加で、自動制御機械を使用して、ロボット工学がプロセスチャンバ１０２の中に、およびプロセスチャンバ１０２から外に基板（たとえば半導体ウエハ）を移送可能にする移送チャンバにチャンバ１０２を結合してよい。
【０１７０】
処理チャンバ１０２、およびそれに関連する、例として限定することなくＲＦ供給源１１８および整合器１１６を含む構成要素、ガス切替モジュール１２２，ならびに真空ポンプ１３２の動作を制御するために、プログラム可能コントローラ１４０を提供する。大まかに言って、コントローラ１０８をプログラムして、レシピが規定するチャンバ動作を実行することができる。所与のレシピは、ＲＦアンテナへの電力の適用、チャンバの中へのガスの流れ、および真空の適用などの動作のためのさまざまなパラメータを指定してよい。タイミング、継続期間、大きさ、または任意の他の調節可能なパラメータもしくは制御可能な特徴をレシピにより規定し、コントローラにより実施して、処理チャンバ１０２およびその関連する構成要素の動作を制御することができることを認識されたい。追加で、一連のレシピをコントローラ１４０の中にプログラムしてよい。一実装形態では、ＡＬＤ動作を処理するようにレシピを構成する。
【０１７１】
図１Ｂは、本開示の実装形態によるプラズマ処理システム１００を例示する概略の横断面図である。図１Ｂの実装形態は、主として、ＲＦアンテナ１１０が絶縁体の中に一体化される、または絶縁体の間に挟まれるのではなくむしろ誘電体窓１５０（たとえば、石英などのセラミック）の全面にわたり配置されるという点で、図１Ａの実装形態と異なる。いくつかの実装形態では、誘電体窓１５０は、約０．５インチ〜１インチ（たとえば、約１ｃｍ〜３ｃｍ）の範囲の厚さを有する。
【０１７２】
図２は、本開示の実装形態によるプラズマ処理用ＲＦアンテナの俯瞰図である。図示するように、ＲＦアンテナ１１０は、サーペンタイン形状を有し、ループ状端部により直列に結合された、一連の等間隔に配置された平行導電線からなる。換言すれば、ＲＦアンテナは、処理領域の全面にわたり前後に経路を描く連続する直線により画定される。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、整合器１１６を通してＲＦ供給源１１８により一方の端部で電力を供給され、ＲＦアンテナ１１０の他方の端部は、接地に結合される。
【０１７３】
また、俯瞰図には基板２００を示す。ＲＦアンテナ１１０は、例示する実装形態では、基板２００を包含する円形部位を覆って、実質的に基板２００の露出部位全体の全面にわたりチャンバの処理領域内でプラズマを誘導的に発生させるように形成される。
【０１７４】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０の厚さ（垂直方向の寸法）は、ほぼ０．０１インチ〜０．０２インチ（ほぼ０．０２ｃｍ〜０．０５ｃｍ）の範囲である。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、チャンバの側壁から最短距離にある、たとえば、いくつかの実装形態ではほぼ０．５インチ（１．３ｃｍ）の所にある。いくつかの実装形態では、ウエハの縁部からＲＦアンテナ１１０の所与のループの方向転換部分までの最小水平距離が存在し、たとえば最小水平距離は、いくつかの実装形態ではほぼ０．５インチ（１．３ｃｍ）である。
【０１７５】
図３は、本開示の実装形態による、処理チャンバの一部分の概念上の横断面図である。図示するよう、ＲＦアンテナ１１０は、最上部絶縁体１１２と最下部絶縁体１１４の間に挟まれる。チャンバが真空下で動作可能になるシールを形成するように、最上部絶縁体および最下部絶縁体の周縁部に側面絶縁体１０８ａおよび１０８ｂを連結する。最上部絶縁体および最下部絶縁体は、セラミック（たとえば、石英）または他の絶縁材料から形成することができる。
【０１７６】
狭い垂直ギャップ内で、高い一様性で誘導結合プラズマを達成するために、局所化磁場Ｈ（したがって、Ｅ）を有することが重要である。本開示の実装形態はこれを達成し、反対方向に伸びる任意の２つの隣接線の中に電流を有することにより局所化Ｈを発生させる。磁場の局所化に、最終的にプラズマ発生の特性に影響を及ぼすパラメータは、（１）線間の間隔（ピッチ）ｓ、（２）線とプラズマの距離ｄ、（３）インダクタ線幅ｗを含む。
【０１７７】
いくつかの実装形態では、ピッチｓは、約０．５インチ〜２インチ（約１ｃｍ〜５ｃｍ）の範囲である。いくつかの実装形態では、ｓは、ほぼ１インチ（２．５ｃｍ）のオーダーの垂直の狭いギャップについては、ほぼ１インチ（２．５ｃｍ）である。いくつかの実装形態では、ｓは、狭い垂直ギャップ（約１インチ）の幾何形状の局所電子密度（Ｎｅ）一様性をさらに改善するために、ほぼ０．５インチ（１．３ｃｍ）までさらに低減することができる。
【０１７８】
プラズマ表皮誘導電流を最大にするために、ｄは、誘導場を最大にするように、物理的かつ電気的に実現できるだけ小さくすべきである。比ｓ／ｄに制限は設けない。いくつかの実装形態では、比ｓ／ｄ＞２は、一般に実用上の電力結合を得るためであると考えられ、実際に、最大比ｓ／ｄは、そのような幾何形状が物理的かつ電気的に可能である限り、電力結合を最大にする。
【０１７９】
垂直な狭いギャップ／ｓという比に制限を設けない。いくつかの実装形態では、狭いギャップ／ｓ＞１は、一般に実用上の局所Ｎｅ一様性を得るためであると考えられる。
【０１８０】
線間の間隔（ピッチ）が窓の厚さよりもはるかに狭くなる場合、プラズマの中に侵入する場は無視できるようになることが認められる。また、ｄが小さすぎる場合、導電線は、ファラデー遮蔽に近くなることがあり、大きな浮遊容量をもたらす。
【０１８１】
追加で、導電線は、電流を運ぶのに十分な幅および／もしくは高さを有するべきであること、または溶融する危険性があることがあることが認識される。
【０１８２】
図３を続けて参照すると、ｋは、エネルギーの流れの方向を示す波数ベクトルである。波数ベクトルｋは、たとえば、ワット／ｍ2の単位の、ＥとＨの外積に等しい。
【０１８３】
図から見られるように、ＲＦアンテナ１１０は、他のアンテナができない方法で処理領域を覆う。より具体的には、ＲＦアンテナ１１０は、アンテナ線の間隔による細分性で全部位の全面にわたり非常に一様な密度の力線を提供する。線間の間隔は、線とプラズマの距離に関して最適化することができ、線とプラズマの距離は次に、最下部絶縁体または誘電体窓の厚さ、誘電体からの任意の距離、表皮厚さなどにより一部は決定されてよい。ＲＦアンテナ１１０は、一様な磁束源を提供して、処理領域部位の全面にわたりあらゆる場所で電流を駆動し、したがって、一様なプラズマ生産を提供する。
【０１８４】
既存のＴＣＰコイルは、より広い体積全体にわたり比較的より低い圧力でプラズマを発生させて、拡散させるように設計されるので、狭い垂直ギャップ内で一様性を達成しない。そのようなコイルは、より広い円形パターンでプラズマチャンバ全体にわたり電流を誘導する大域アンテナになるように設計され、確率的影響が付随する。したがって、そのような既存のチャンバには、低滞留時間という性質がない。従来のＴＣＰコイルを用いる場合、窓の非常に近くで高い一様性を達成することは不可能である。そしてその結果、滞留時間を低減しようとしてチャンバの垂直ギャップを単に低減する場合、これにより、ウエハ表面近くで非一様性がもたらされる。
【０１８５】
しかしながら、本開示の実装形態が提供するＲＦアンテナを用いる場合、既存のコイルで大域電流循環はなく、確率的影響は見られない。しかしむしろ影響は局所化され、窓に非常に近い、狭い垂直ギャップ内で、高い一様性のプラズマを可能にする。
【０１８６】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈは、本開示の実装形態による、さまざまな寸法および有効範囲の構成を有するＲＦアンテナ１１０のさまざまな例を示す。
【０１８７】
図４Ａ〜図４Ｄの実装形態は、基板の水平部位全体の全面にわたり有効範囲を提供するように、実質的に円形の有効範囲部位を有するＲＦアンテナ１１０を例示する。図４Ａの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．２５インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｂの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．３８インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｃの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．５０インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｄの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．５インチの幅、および線あたりほぼ１．５インチのピッチを有する。
【０１８８】
図４Ｅ〜図４Ｈの実装形態は、実質的に長方形の有効範囲部位を有するＲＦアンテナ１１０を例示する。図４Ｅの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．２５インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｆの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．３８インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｇの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．５０インチの幅、および線あたりほぼ１インチのピッチを有する。図４Ｉの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ほぼ０．２５インチの幅、および線あたりほぼ１．５インチのピッチを有する。幅、ピッチ、および屈曲部などの、ＲＦアンテナ１１０のパラメータを最適化して、動作するときに所望の密度および一様性のプラズマを提供することができることが認識されよう。プラズマ内で誘導された電流は、ＲＦアンテナ１１０に沿って前後に進む電流を反映する。
【０１８９】
図５は、本開示の実装形態による、単一の連続した長さの導電材料として画定されるＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。一般的に言って、ＲＦアンテナ１１０は、例示する実装形態に示すように、導電線５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、および５０４ｄなどの、等間隔に配置された平行導電線のアレイにより画定される。導電線は、ＲＦアンテナ１１０の実質的に直線状の部分であり、ＲＦアンテナ１１０に電力を供給したとき、導電線のうちの隣接導電線内の電流は反対方向に流れ、局所向流を形成する。たとえば、電力を供給されたとき、導電線５０４ｃ内の電流は、隣接導電線５０４ｄ内の電流と反対方向に流れる。この向流セットアップを達成するために、導電線は、互いに直列に接続される。たとえば、導電線５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、および５０４ｄは、直列に接続される。導電線５０４ａは、コネクタ５０６ａにより同電線５０４ｂに接続され、導電線５０４ｂは、コネクタ５０６ｂにより導電線５０４ｃに接続され、導電線５０４ｃは、コネクタ５０６ｃにより導電線５０４ｄに接続される。
【０１９０】
例示する実装形態では、湾曲した線または半円形の形状としてコネクタを示す。しかしながら、他の実装形態では、コネクタは、他の形状を有することができる。いくつかの実装形態では、各コネクタは、セグメントを接続する単一の直線により画定される。いくつかの実装形態では、各コネクタは、セグメントを接続する２つ以上の直線により画定される。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ＲＦアンテナ１１０の異なる部分で、異なる形状のコネクタを有してよい。
【０１９１】
ＲＦアンテナ１１０は、電力を供給される第１の端部５００、および接地に接続された第２の端部５０２を有する。図示するように、ＲＦアンテナ１１０は、第１の軸に沿って、かつ第１の軸に平行に前後に流れるように構成された電流経路を画定するサーペンタイン形状を有し、一方では、チャンバの一方の側面からチャンバの対向する側面に、第１の軸に垂直な第２の軸を横断する。したがって、ＲＦアンテナ１１０は、局所化プラズマ誘導を作り出す向流インダクタを画定する。
【０１９２】
例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、単一の連続する長さを有する。単一の連続する長さを伴うそのような実装形態では、システムが動作する周波数に対して長さがあまりにも長すぎる場合、長さ全体が十分に同相にならないことがあり、かつインダクタンスが高すぎることがあるので、伝送線効果が存在することがある。たとえば、１３．５６ＭＨｚの周波数、および約３フィート〜１０フィートのＲＦアンテナ１１０の長さでは、全長は同相であると考えることができる。しかしながら、長さがかなり長い場合、伝送線効果が存在することがある。そのような問題に対処する１つの可能性は、周波数を下げることである。しかしながら、別の方法は、導電性を有する長さを、異なるセグメントに分解することであり、それにより、インダクタンスが低下する。
【０１９３】
図５を続けて参照すると、いくつかの実装形態では、導電線の各々は、ほぼ１７インチ（ほぼ４３ｃｍ）の、いくつかの実装形態では、ほぼ１５インチ〜２０インチ（ほぼ３８ｃｍ〜５１ｃｍ）のセグメント長を有する。いくつかの実装形態では、線間の間隔は、ほぼ１インチ（ほぼ２．５ｃｍ）であり、いくつかの実装形態では、ほぼ０．５インチ〜１．５インチ（ほぼ１．３ｃｍ〜３．８ｃｍ）である。いくつかの実装形態では、線幅は、ほぼ０．２５インチ（ほぼ０．６ｃｍ）であり、いくつかの実装形態では、ほぼ０．１インチ〜０．５インチ（ほぼ０．２ｃｍ〜１．３ｃｍ）である。
【０１９４】
図６は、本開示の実装形態による、２つの別個のセグメントから構成されるＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。図示するよう、ＲＦアンテナ１１０は、セグメント６００およびセグメント６０６を有する。ＲＦアンテナ１１０は、平行な、等間隔に配置された導電線のアレイから依然として構成される。しかしながら、導電線は、２つのセグメントに分割され、セグメント６００は、直列に接続された導電線の半分を含み、セグメント６０６は、直列に接続された導電線の他方の半分を含む。セグメント６００は、第１の端部６０２で電力を供給され、第２の端部６０４で接地される。セグメント６０６は、第１の端部６０８で電力を供給され、第２の端部６１０で接地される。
【０１９５】
いくつかの実装形態では、電力は、単一電源からそれぞれセグメント６００および６０６の第１の端部６０２および６０８の各々に分配される。他の実装形態では、電力は、別個の電源からそれぞれ第１の端部の各々に提供される。いずれの場合も、ＲＦアンテナ１１０に電力を供給するとき、ＲＦアンテナ１１０の隣接導電線の各対は、反対方向の電流の流れを示し、その結果、ＲＦアンテナ１１０は、向流インダクタとして機能する。
【０１９６】
いくつかの実装形態では、図６によるＲＦアンテナ１１０は、図５の実装形態を参照して記述する寸法に類似する寸法を有する。
【０１９７】
図７は、本開示の実装形態による、多数のヘアピン形状セグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、セグメント７００、７０２、７０４、７０６、７０８、７１０、７１２、７１４，および７１６から構成される。各セグメントは、一方の側でコネクタにより接続された２つの平行な隣接導電線から構成されるヘアピン形状を有する。たとえば、セグメント７００は、一方の側でコネクタ７２２により接続された導電線７１８および７２０を含む。隣接セグメント７０２は、反対側でコネクタ７３２により接続された導電線７２８および７３０を含む。
【０１９８】
セグメント７００は、第１の端部７２４で電力を供給され、接地に接続された第２の端部７２６を有する。セグメント７０２は、第１の端部７３４で電力を供給され、接地に接続された第２の端部７３６を有する。残りのセグメントは、電力を供給され、接地されるように、同様に構成される。いくつかの実装形態では、セグメントはそれぞれ、電源から一様に、または調節可能に分配されたＲＦ電力を受信する。セグメントは、図示するように配列され、その結果、ＲＦアンテナ１１０に電力を供給したとき、隣接線は、反対方向の電流の流れを示し、それにより、ＲＦアンテナ１１０が向流インダクタとして機能可能になることを認識されよう。
【０１９９】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、１３．５６ＭＨｚの周波数および全電力Ｗで電力を供給される。いくつかの実装形態では、各セグメントへの電力は、ＷをＲＦアンテナ１１０のセグメント数で割った値に等しい。
【０２００】
図８は、本開示の実装形態による、多数のセグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。例示する実装形態では、各セグメントは、直列に接続された３つの導電線を含む。ＲＦアンテナ１１０は、図示するようにセグメント８００、８０２、８０４、８０６、８０８、および８１０を含む。例として、セグメント８００は、図示するように、コネクタ８１８および８２０により直列に接続された導電線８１２、８１４、および８１６を含む。同様に、セグメント８０２は、コネクタ８３２および８３４により直列に接続された導電線８２６、８２８、および８３０を含む。残りのセグメントは同様に構成される。したがって、各セグメントは、セグメントごとに２つの１８０°の屈曲部を伴う二重逆ヘアピン形状を示す。
【０２０１】
セグメント８００は、第１の端部８２２で電力を受信し、第２の端部８２４は、接地に接続される。同様に、セグメント８０２は、第１の端部８３６で電力を受信し、第２の端部８３８は、接地に接続される。その他のセグメントは同様に構成される。いくつかの実装形態では、ＲＦ電力は、電源からＲＦアンテナ１１０のセグメントに一様に、または調節可能に分配することができる。セグメントは、図示するように配列され、その結果、ＲＦアンテナ１１０に電力を供給したとき、隣接線は、反対方向の電流の流れを示し、それにより、ＲＦアンテナ１１０が向流インダクタとして機能可能になることを認識されよう。
【０２０２】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、１３．５６ＭＨｚの周波数および全電力Ｗで電力を供給される。いくつかの実装形態では、各セグメントへの電力は、ＷをＲＦアンテナ１１０のセグメント数で割った値に等しい。
【０２０３】
図９Ａは、本開示の実装形態による、多数の二重逆ヘアピンセグメントを有するＲＦアンテナ１１０の俯瞰図を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、セグメント９００、９１６、９４０，および９５６を含む。各セグメントは、別個の電源により電力を供給され、したがって、各セグメントに提供されるＲＦ電力は個々に調整可能になる。これは、たとえば堆積一様性を改善するために、たとえば、異なる堆積プロファイルを意図的に作り出すためにさえ活用することができる。セグメント９００は、電源９１２により電力を供給され、終端モジュール９１４を通して接地に接続され、セグメント９１６は、電源９２８により電力を供給され、終端モジュール９３０を通して接地に接続され、セグメント９４０は、電源９５２により電力を供給され、終端モジュール９５４を通して接地に接続され、セグメント９５６は、電源９６８により電力を供給され、終端モジュール９７０を通して接地に接続される。
【０２０４】
セグメント９００は、コネクタ９０８および９１０により直列に接続された導電線９０２、９０４、および９０６を含み、セグメント９１６は、コネクタ９２４および９２６により直列に接続された導電線９１８、９２０、および９２２を含み、セグメント９４０は、コネクタ９４８および９５０により直列に接続された導電線９４２、９４４、および９４６を含み、セグメント９５６は、コネクタ９６４および９６６により直列に接続された導電線９５８、９６０、および９６２を含む。
【０２０５】
導電線上に矢印で概念的に示すように、ＲＦアンテナ１１０に電力を供給するとき、隣接導電線内の電流の流れは反対方向に発生し、したがって、向流インダクタを形成する。
【０２０６】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、１３．５６ＭＨｚの周波数および全電力Ｗで電力を供給される。いくつかの実装形態では、各セグメントへの電力は、ＷをＲＦアンテナ１１０のセグメント数で割ったに等しい。たとえば、図示するような４つのセグメントの場合、各セグメントへの電力はＷ／４に等しい。
【０２０７】
図９Ｂは、本開示の実装形態による、図９Ａの実装形態の横断面図である。図９Ｂでは、ＲＦアンテナ１１０の構成要素は、誘電体窓９８０の全面にわたり配置されて示されている。誘電体窓９８０の下方に示すのは接地電極９８２である。
【０２０８】
図１０Ａは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０の概念上の横断面図を例示する。ＲＦアンテナ１１０の導電線１０００のうちの１つの長さに沿った横断面図を示す。導電線１０００はまた、インダクタ線とも呼ばれることがある。ＲＦアンテナ１１０は、最上部絶縁体１１２と最下部絶縁体１１４の間に形成される。また、最下部絶縁体の内部かつＲＦアンテナ１１０の下方に配置されているのはファラデー遮蔽１００２である。ファラデー遮蔽１００２は、ＲＦアンテナ１１０の導電線の配向に対して垂直に配向された線を含む。したがって、例示する実装形態では、図がファラデー遮蔽の線を横断する横断面であるので、ファラデー遮蔽１００２は、導電線１０００の下方にある一連の短いセグメントとして見える。
【０２０９】
図１０Ｂは、図１０Ａの実装形態による概念上の横断面を例示する。図１０Ｂに示す図は、図１０Ａの図に対して垂直である。したがって、例示する図１０Ｂの横断面は、ＲＦアンテナ１１０の導電線１０００の配向に対して垂直であり、いくつかの個々の導電線１０００を見ることができる。いくつかの実装形態では、個々の導電線１０００の間に、最上部絶縁体１１２および最下部絶縁体１１４を接合するエポキシ樹脂１００４が存在する。
【０２１０】
静電ファラデー遮蔽１００２は、導電線からの電場を吸収し、その結果、電場は、プラズマの中を通過しない。図１０Ａに示す矢印は、ファラデー遮蔽１００２上で終端する電場線を例示する。したがって、磁場だけは、セラミックを通って、吸収されるべきプラズマ表皮の中に進む。
【０２１１】
いくつかの実装形態では、ファラデー遮蔽は、インダクタ線とファラデー遮蔽の間の静電容量が制御可能な量であるように設計される。いくつかの実装形態では、ファラデー遮蔽１００２は接地されるので、直列共鳴静電容量と比較して浮遊容量が高すぎる場合、ＩＣＰ整合器は調整されない。
【０２１２】
さらに図１０Ｂに例示するのは、インダクタ線の下方の矢印により示す波数ベクトルＫである。インダクタ線の直下では、エネルギーの流れの方向は、直線状に下を向く。しかし、インダクタ線から離れると，磁場が湾曲するので、エネルギーの流れの方向は変化する。
【０２１３】
ファラデー遮蔽は、ＲＦアンテナ１１０からプラズマへの容量結合を遮断するように機能することができる。いくつかの実装形態では、ファラデー遮蔽は接地されるのに対して、いくつかの実装形態では、ファラデー遮蔽は電源に接続されない。
【０２１４】
いくつかの実装形態では、ファラデー遮蔽に電力を供給して、窓をスパッタして、窓をきれいに保つ。追加で、ファラデー遮蔽に電力を供給する場合、このことを使用して、点火およびプラズマ安定性を支援することができる。
【０２１５】
図１１Ａは、本開示の実装形態による、浮き出たエンドループを有するＲＦアンテナ１１０の透視図を例示する。ＲＦアンテナ１１０では、ループ状端部は、何らかのトランス効果（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）を引き起こすことがある。したがって、いくつかの実装形態では、ある角度（たとえば、ほぼ９０°の角度）でエンドループを上方に曲げることにより、この効果を低減することができる。これはまた、チャンバの中へのエンドループの電流誘導を低減する。
【０２１６】
例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、浮き出たエンド・ループ・コネクタにより直列に接続された導電線を含む。たとえば、図示するように、導電線１１００、１１０４、１１０８、１１１２、および１１１６は、コネクタ１１０２、１１０６、１１１０、および１１１４により直列に接続される。コネクタは、湾曲したセグメント（たとえば、半円形）であり、それぞれ導電線が配向する平面に対して実質的に垂直な平面に沿って配向する。コネクタは、導電線の平面から外に、上方に移動し、次いで導電線の平面の中に戻って下方に移動する、一方の導電線から別の導電線への電流経路を画定する。
【０２１７】
例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、ＲＦアンテナ１１０の下方にある基板表面の部位を覆い、その部位を越えて伸長するように、実質的に円形のチャンバ領域を覆うように構成される。したがって、コネクタが、例示する実装形態と実質的に同じ形状を有するように構成されるとき、隣接導電線の端部間の距離が、導電線のアレイ全体の内部にコネクタを位置決めすることに応じて変動することがあるので、コネクタのサイズは変動することがある。図示するように、ＲＦアンテナ１１０の端部の方へ位置決めされた隣接導電線は、ＲＦアンテナ１１０の中心の方へ位置決めされた隣接導電線（たとえば、コネクタ１１１４）よりも大きなコネクタ（たとえば、コネクタ１１０２）を有する。
【０２１８】
図１１Ｂは、図１１Ａの実装形態によるＲＦアンテナ１１０を含む処理チャンバ１０２の破断図を例示する。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、最上部絶縁体１１２および最下部絶縁体１１４から構成されてよい誘電体窓の上方に位置決めされる。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、最上部絶縁体１１２と最下部絶縁体１１４の間に位置決めされる。
【０２１９】
また、ＲＦアンテナ１１０用電気接点を画定する接点構造１１２０および１１２２が示されている。たとえば、接点構造１１２０は、電源からＲＦ電力を受信してよく、一方では、接点構造１１２２は、接地に接続される。
【０２２０】
図１１Ｃは、図１１Ｂの実装形態による処理チャンバ１０２の透視図を例示する。ＲＦアンテナ１１０上方の処理チャンバ１０２の領域は、この領域を冷却するための、より具体的にはＲＦアンテナ１１０を冷却してＲＦアンテナ１１０が溶融する可能性を防止するための気流を具備することができる。
【０２２１】
図１１Ｄは、図１１Ｂの実装形態による処理チャンバ１０２の俯瞰図を例示する。ＲＦアンテナ１１０の上向きエンド・ループ・コネクタの利点は、直線状導電線がチャンバ縁部近くまで伸長することができ、その結果、各導電線の長さ／届く範囲および有効範囲部位が最大になるということである。いくつかの実装形態では、チャンバ縁部からの最小距離は、ＲＦアンテナ１１０に関して規定され（たとえば、ほぼ０．５インチまたはほぼ１．３ｃｍ）、したがって、導電線は、最大で、規定された、チャンバ縁部からの最小距離まで、またはその距離の近くまで伸長してよい。この手法では、導電線は、基板２００の縁部を越えて可能な最大限度まで伸長し、それにより、基板縁部領域の全面にわたりプラズマ発生の一様性を促進する。
【０２２２】
図１２Ａは、本開示の実装形態による処理チャンバ１０２の破断図を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０およびファラデー遮蔽１２０６は、下部絶縁体１２００内部に埋め込まれる。上部絶縁体１２０２は、下部絶縁体１２００の上方に位置決めされ、ガスプレナム１２０４を画定する、上部絶縁体と下部絶縁体の間の空間を形成する。また、横断面の中に見えるのは、ガスプレナム１２０４内の処理ガスが下部絶縁体１２００を通ってウエハ台座１０６の全面にわたる処理領域の中に移動可能にする、下部絶縁体１２００を通過するガス貫通孔１２１０である。
【０２２３】
図１２Ｂは、図１２Ａの実装形態によるＲＦアンテナ１１０を含む構成要素の積重ねを示す透視図を例示する。この図で見ることができるように、ＲＦアンテナ１１０は、ファラデー遮蔽１２０６の全面にわたり位置決めされ、ＲＦアンテナ１１０の導電線は、ファラデー遮蔽１２０６の線に対して垂直に伸びる。
【０２２４】
図１２Ｃは、本開示の実装形態による処理チャンバ１０２の俯瞰図を例示する。図示するように、ＲＦアンテナ１１０は、ファラデー遮蔽１２０６の全面にわたり位置決めされる。図１２Ｃの実装形態では、ファラデー遮蔽の線ピッチは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す実装形態の線ピッチよりも狭い。
【０２２５】
図１２Ｄは、図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の外側部分の横断面図を例示する。ガスプレナム１２０４を上部絶縁体１２０２と下部絶縁体１２００の間に示す。例示する横断面は、ＲＦアンテナ１１０の導電線の方向に沿っており、ファラデー遮蔽１２０６の線の方向に対して垂直である。
【０２２６】
図１２Ｅは、図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の一部分の横断面図を例示する。例示する横断面は、ファラデー遮蔽１２０６の線に対して垂直である。例示する図には、処理ガスがファラデー遮蔽１２１０の線間を移動してよいように位置決めされたガス貫通孔１２１０が示されている。
【０２２７】
図１２Ｆは、図１２Ｃの実装形態による処理チャンバ１０２の一部分の横断面図を例示する。例示する横断面は、ＲＦアンテナ１１０の線に対して垂直である。図示するように、ガス貫通孔１２１０は、処理ガスがＲＦアンテナ１１０の導電線間を移動してよいように位置決めされる。
【０２２８】
図１３Ａは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、等間隔に配置された平行導電線１３００、１３０２、１３０６、１３０８、１３１０、および１３１２を含む。ＲＦアンテナ１１０の導電線は、ＲＦアンテナ１１０の同じ側から電力を供給され、電源１１８から得られるＲＦ電力を分配する。導電線は、ＲＦアンテナ１１０の反対側で接地される。したがって、電流は、線１３００、１３０２、１３０６、１３０８、１３１０、および１３１２に沿って同方向に平行に流れる。
【０２２９】
図１３Ｂは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ１１０を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ１１０は、等間隔に配置された平行導電線１３１４、１３１６、１３２０、１３２２、１３２６、および１３２８を含む。導電線１３１４および１３１６は、コネクタ１３１８により直列に接続され、導電線１３２０および１３２２は、コネクタ１３２４により直列に接続され、導電線１３２６および１３２８は、コネクタ１３３０により直列に接続される。図示するように、導電線は、ＲＦアンテナ１１０の同じ側で電力を供給され、接地される。より具体的には、ＲＦアンテナ１１０の同じ側に沿って、導電線１３１４、１３２０、および１３２６は、ＲＦ電源１１８により電力を供給され、導電線１３１６、１３２２、および１３２８は、接地に接続される。
【０２３０】
誘導結合プラズマシステムを用いて高密度プラズマを達成するための問題点は、所望の密度のプラズマを達成するために必要とされる電圧および／または電力が高すぎることである。高すぎる電圧および／または電力を有することは、多数の問題点を引き起こす可能性がある。一般的に言って、プラズマシースは、プラズマ表皮（たとえば、約１ｃｍの厚さ）の最も外側の部分（たとえば、約１ｍｍの厚さ）を形成する。誘電体窓直下のプラズマシース内の電場は、一般に誘電体窓の平面に対して垂直である（それに対して、プラズマ表皮内の電場は、一般に誘電体窓の平面に対して平行である）ので、高い電圧および／または電力は、イオンが誘電体窓に衝撃を与える結果となり、それにより、ウエハ表面が汚染される結果となる可能性がある。これにより、熱を発生させることによりエネルギーをさらに浪費し、適用されている電力をさらにまた消費し、その結果、電力は、プラズマを誘導的に加熱するために使用される代わりに浪費され、処理を非常に非効率にする。追加で、高い電圧および／または電力は、関係する電力構成要素に応力を加えることがあり、過剰に摩耗を生じさせ、耐用期間を低減し、さらには整合回路のアーク放電をトリガすることがある。
【０２３１】
いくつかの実装形態では、プラズマとインダクタの間の電圧を最小にし、かつインダクタ電流を最大にしながら、向流インダクタ線をプラズマの最も近くに置く方法が企図される。したがって、図５の実装形態を続けて参照すると、単一の連続する長さを有する画定されたＲＦアンテナに関して、次式が考えられる。
【０２３２】
【数１】
2021532548.tif 000003
【０２３３】
式中、ＶSは、ＲＦアンテナのピーク電圧であり、
【０２３４】
Ｉ0は、インダクタのピーク電流であり、
【０２３５】
ＬSは、ＲＦアンテナのインダクタンスであり、
【０２３６】
ωは角周波数であり、τは角度期間である。
【０２３７】
インダクタ端部がＣS2なしに接地に直接結びつく不平衡ＩＣＰについては、不平衡ＩＣＰの位相−静電容量はＣ＝ＣS／２であり、不平衡ＩＣＰのピーク電圧は、平衡ＩＣＰのピーク電圧の２倍であることが留意されよう。
【０２３８】
最低次数では、一定のＩ0は、ＩＣＰに関して一定のｎeを保持する。したがって、難題は、ＶSをできるだけ低く保持しながら、一定のＩ0をどのようにして維持するかである。ＶSを最大電力で、４００Ｖ以下で保持することができる場合、ファラデー遮蔽は必要ない場合がある。
【０２３９】
すでに指摘したように、限定することなく例として、以下の寸法を、すなわち、線とセグメントの間が１７インチ（１８の線）、線間が１インチ、線幅が０．２５インチを有するＲＦアンテナが考えられる。
【０２４０】
電圧を低減するための１つの戦略は、図７の実装形態が示すように、ＲＦアンテナを多数のセグメントに分割することである。そのような実装形態を考慮すると、次式が考えられる。
【０２４１】
Ｌ＝サーペンタインとセルの間のインダクタンスとし、
【０２４２】
Ｌ0＝サーペンタインとセルアレイの間のインダクタンスとする。
【０２４３】
次いで、次式を得ることはほぼ妥当であり、
【０２４４】
【数２】
2021532548.tif 000004
【０２４５】
【数３】
2021532548.tif 000005
【０２４６】
次いで、マッチャ（ｍａｔｃｈｅｒ）は以下を有し、
【０２４７】
【数４】
2021532548.tif 000006
【０２４８】
【数５】
2021532548.tif 000007
【０２４９】
次いで、インダクタのピーク電圧は次式になる。
【０２５０】
【数６】
2021532548.tif 000008
【０２５１】
【数７】
2021532548.tif 000009
【０２５２】
【数８】
2021532548.tif 000010
【０２５３】
したがって、ＲＦアンテナを９のセグメントに分割することにより、電圧は、ほぼ９に分割され、一方では、各線セグメントは、同じ電流Ｉ0を依然として通過させる。考えられる厄介な問題は、マッチャの位相−静電容量は、単一の連続する長さだけを有するＲＦアンテナに関するマッチャの位相−静電容量よりも８１倍大きい必要があることである。９セグメントアレイのＲＦアンテナに関するピーク電圧４００Ｖは、単一の連続する長さのＲＦアンテナに関する３６００Ｖに等価であり、それは、７２００Ｖの不平衡ＩＣＰに等価である。不平衡ＩＣＰのピーク電圧±７２００Ｖは、典型的にはＲＦ電力の５ｋＷ〜１０ｋＷに関連づけられる。
【０２５４】
ピーク電圧４００Ｖは、上記で論じたように達成可能であるが、そのような電圧および電力の要件は、依然として高すぎる。電圧を低減する別の方法は、以下で論じるように、接地された向流インダクタを通してＲＦ電力を結合することである。
【０２５５】
図１４Ａは、本開示の実装形態による、チャンバの中にＲＦ電力を結合するための、接地された向流インダクタの全面にわたり配置されたＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。図７の実装形態によるＲＦアンテナ１１０（セグメント７００、７０２、７０４、７０６、７０８、７１０、７１２、７１４、および７１６を含む）が、接地された（向流）インダクタ１４００の全面にわたり配置されて示されている。ＲＦアンテナ１１０は、誘電体窓の上方に位置決めされ、一方では、接地されたインダクタ１４００は、チャンバの処理領域内で誘電体窓の下方に位置決めされる。大まかに言って、ＲＦアンテナ１１０は、すでに論じたように電力を供給され、接地されたインダクタ１４００内に電流を誘導し、その電流は、次に処理領域内にプラズマを誘導的に発生させる。
【０２５６】
図示するように、接地されたインダクタ１４００は、ＲＦアンテナ１１０の導電線の直下に位置決めされた、接地されたインダクタ線１４０２を含む。
【０２５７】
図１４Ｂは、本開示の実装形態による、接地されたインダクタ１４００横断面図を例示する。ＲＦアンテナ１１０のセグメント７００の導電線７１８および７２０は、誘電体窓１５０の全面にわたり配置され、いくつかの実装形態ではほぼ０．０５０インチ（０．１３ｃｍ）のエアギャップにより誘電体窓１５０から分離されて示されている。接地されたインダクタ線１４０２ａおよび１４０２ｂは、それぞれ導電線７１８および７２０の下方に整列する。いくつかの実装形態では、誘電体窓１５０は、ほぼ０．１２５インチ（０．３２ｃｍ）の厚さを有する。そのような厚さでは、誘電体窓は、真空条件の下でチャンバを動作させるとき、圧力差に耐えるのに構造的に十分強くないことがある。したがって、接地されたインダクタ１４００の接地されたインダクタ線１４０２は、誘電体窓１５０を支持するのにさらに役立つことがあり、誘電体窓１５０を薄い厚さ（いくつかの実装形態ではたとえば、約０．２５インチ（０．６ｃｍ）未満）で構築可能になる。
【０２５８】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０のセグメント７１８などのヘアピンセグメント内を流れる典型的な電流は約８０アンペアである。しかしながら、セグメントは薄いので、一定のインダクタンスを有する。接地されたインダクタ線１４０２ａは、はるかに広い横断面積を有するので、接地されたインダクタンス線１４０２ａのインダクタンスは、いくつかの実装形態では、セグメント７１８のインダクタンスの約４分の１である。そういうわけで、簡単にするためにフラックスの保存を仮定すると、接地されたインダクタ線１４０２ａ内の電流は、セグメント７１８内の電流よりも約４倍大きい。そういうわけで、セグメント７１８内を流れる８０アンペアは、接地された誘導線１４０２ａ内を流れるほぼ３２０アンペアになる。そして、電流が４倍増幅される場合、接地された誘導線１４０２ａ内の電圧は、４分の１だけ低減される。
【０２５９】
したがって、ＲＦアンテナ１１０のセグメント化と、接地されたインダクタ１４００を使用することの両方によって、電圧を低減することができる。限定することなく例として、たとえば３ｋＷの電力および８０アンペアの電流では、（図５の実装形態のような）単一の連続した線のＲＦアンテナ設計での電圧は、約８０００Ｖの範囲になることがある。しかしながら、ＲＦアンテナをたとえば（図７の実装形態のような）９のセグメント化ヘアピン設計に分裂させることにより、電圧は、ほぼセグメント数だけ分割されるので、８０００Ｖの代わりに、セグメント内の電圧は、ほぼ９００Ｖまで低減される（９で除算される）。そして、接地されたインダクタ１４００ｅを使用して、インダクタはより小さくなるので、電流は、８０アンペアから３２０アンペアに、さらに約４倍増幅され、電流が４倍増幅されるとき、電圧は４倍降下する。したがって、ＲＦアンテナ１１０内の９００Ｖは、接地されたインダクタ１４００では約２００Ｖ〜約３００Ｖの範囲の電圧まで降下する。
【０２６０】
接地されたインダクタ線１４０２は、プラズマの中に浸漬させられるので、接地されたインダクタ線１４０２内の電流が発生させる磁束は、プラズマに強く結合する。典型的なインダクタは、プラズマからはるかに遠く離れており、典型的にはより厚い窓により分離される。しかしながら、本開示の実装形態は、増幅された電流を伴うプラズマ内に位置するインダクタ線を提供するので、電圧は降下する。
【０２６１】
いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０にほぼ２ｋＷ〜５ｋＷの電力を供給して、高密度プラズマを作り出す。
【０２６２】
図示するように、いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ線１４０２は、約０．４インチ（１ｃｍ）の横断面幅、および約０．５インチ（１．３ｃｍ）の横断面高さを有する。接地されたインダクタ線１４０２のピッチは、ＲＦアンテナ１１０の導電線のピッチと同じである。したがって、いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ線１４０２のピッチは約１インチ（２．５ｃｍ）である。
【０２６３】
いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ１４００のフレーム１４０４は、処理チャンバの側壁の一部を形成する一体形構造物として形成され、真空下でチャンバの完全性を構造的に維持する真空壁として作用する。フレーム１４０４の中にガスケット１４０６を埋め込んで、誘電体窓１５０と接地されたインダクタ１４００のフレーム１４０４の間にシールを提供する。接地されたインダクタ１４００のインダクタ線１４０２をその両端部でフレーム１４０４に付着させ、いくつかの実装形態では、フレーム１４０４と連続した構造として形成することを認識されよう。
【０２６４】
接地されたインダクタ１４００はまた、ファラデー遮蔽の役割も果たし、したがって、接地されたインダクタ１４００により電場が吸収されるので、ＲＦアンテナ１１０から電場を遮断する追加のファラデー遮蔽はまったく必要ないことが認識されよう。
【０２６５】
追加で、いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ１１０の導電線と、接地されたインダクタ１４００の接地されたインダクタ線との間のギャップは、誘導結合を最大にする可能性が最小になるように構成することができ、一方では、さらにまた直列共振を促進することができる浮遊容量を維持するのに十分大きくなるように構成される。
【０２６６】
図１４Ｃは、図１４Ａの実装形態による、プラズマ処理システムの構造内の電流の相対位相を例示するグラフである。図示するように、しかし任意の特定の動作理論に制限されることなく、いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ１４００の接地された誘導線内の電流は、ＲＦアンテナ１１０の、対応する導電線内の電流（ヘアピン電流）からほぼ９０°位相シフトしていることが提示される。さらに、プラズマ内の電流は、接地されたインダクタ１４００内の電流からほぼ９０°位相シフトしていることが提示される。したがって、プラズマ内の電流は、ＲＦアンテナ１１０内の電流からほぼ１８０°位相シフトしていることが提示される。
【０２６７】
図１４Ｄは、図１４Ａの実装形態による、接地されたインダクタ１４００の接地されたインダクタ線１４０２の横断面図を例示する。図示するように、いくつかの実装形態では、構造は、真空処理中に誘電体窓１５０を支持するのに適切な強度を提供するアルミニウム製の中央本体１４１０を含む。しかしながら、アルミニウムは強固であるが、良好なＲＦ伝導体ではない。したがって、アルミニウム本体１４１０をＣｕまたはＮｉ−Ａｇ−Ｎｉなどの高導電性材料でコートして、中央主要部１４１０の全面にわたり導電性コーティング１４１２を形成することが可能である。次いで、導電性コーティング１４１２の全面にわたり保護コーティング１４１４を堆積させることができ、保護コーティング１４１４は、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）などの、処理条件の間に科学的に非反応性の材料から構成される。
【０２６８】
追加で、いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ線１４０２内部に冷却チャネル１４２０を画定して、接地されたインダクタ１４００内部で冷却液を循環可能にし、接地されたインダクタ１４００の温度制御を提供することができる。
【０２６９】
さらに、いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ１４００を通ってチャンバの中に処理ガスを供給できるようにするガスチャネル１４２２を、接地されたインダクタ線１４０２内部に伸ばすことができる。処理ガスをガスチャネル１４２２の中に経路設定し、出口孔１４２４を通して処理領域の中に分散させることができる。シャワーヘッドの一体化は、誘電体窓を伴う任意のシステムにとって一般に常に問題となる。しかしながら、本明細書で開示する接地されたインダクタ１４００は、液体冷却および処理ガス用のチャネルを内部に伸ばすことができる金属片を提供し、その結果、誘電体窓１５０は、他のシステムのようなどんな孔も有する必要もない。
【０２７０】
図１５Ａおよび図１５Ｂはそれぞれ、本開示の実装形態による、接地されたインダクタ１５００の俯瞰図および横断面図を例示する。図１５Ａおよび図１５Ｂの接地されたインダクタ１５００は、主に、接地されたインダクタ線１５０２の幅が、ほぼ０．８インチ（２ｃｍ）の幅を有するように広げられるという点で、図１４Ａおよび図１４Ｂの接地されたインダクタ１４００と異なる。
【０２７１】
既存のＩＣＰシステムでは、一般に、インダクタ線に対して垂直に伸びる線を伴うファラデー遮蔽を配向すること、および磁束がファラデー遮蔽を通って処理領域の中に到達するようなギャップをファラデー遮蔽が有することが望ましい。しかしながら、接地されたインダクタ構造という本設計では、ＲＦアンテナ１１０からのどの磁束もプラズマの中に入らないことが望ましい。むしろ、磁束に上方および下方で電場を誘導させることが望ましい。
【０２７２】
それぞれページの中に／ページから外に移動する電流を示す×およびドットが示す電流については、
【０２７３】
【数９】
2021532548.tif 000011
【０２７４】
であり、Ｊは電流であり、σは伝導率であり、Ｅは電場である。
【０２７５】
接地されたインダクタ１４００は、いくつかの実装形態では、（上記で指摘したように）プラズマよりもかなり良好な伝導率を有する銅（Ｃｕ）でコートされたアルミニウムである。したがって、ＲＦアンテナ１１０内の電流が、主として、接地されたインダクタ１４００の銅内の電流になるので、ＲＦアンテナ１１０のフラックスは、プラズマ電流を実質的に発生させない。したがって、ＲＦアンテナ１１０の磁束は、接地されたインダクタ線により実質的に完全に遮断される。いくつかの実装形態では、接地されたインダクタ線間のギャップは、非常に狭いギャップ、たとえば、いくつかの実装形態では約０．５インチ（１．３ｃｍ）未満、いくつかの実装形態では約０．２インチ（０．５ｃｍ）とすることができる。
【０２７６】
接地された誘導線の近さ（たとえば、０．２インチ）は、およそ９０°の線間電流位相を強制することができ、「空間確率」加熱を強化する近さの効果について、以下でさらに論じる。近さはまた、接地された誘導線に関して、低減されたインダクタンスをもたらす向流相互誘導を増大させ、さらに、所与の電流に関して、接地された誘導線上のピーク電圧を低減する。より広い、接地された誘導線はまた、局所プラズマ密度の一様性のためになる可能性がある。
【０２７７】
図１６は、本開示の実装形態による単一ヘアピン向流インダクタセグメントを例示する。セグメント１６００は、図示するように、上記で論じた実装形態による向流インダクタＲＦアンテナ１１０を形成するように組織化された、そのようなセグメントのアレイの一部とすることができる。考慮すべき問題は、例示する実装形態で線−１および線−２として示す、セグメント１６００の２つの導電線に沿った、正確な電流位相である。
【０２７８】
任意の特定の動作理論により制限されることなく、それにもかかわらず、各はしご片は、一様電流インダクタではない可能性が高いことを事実と仮定する。なぜかというと、線間インダクタンスは、電流位相に影響を及ぼす際に役割を果たすと考えられるからである。グラフ１６０２は、限定することなく例として、線間誘導が支配する場合に発生すると考えられる９０°の線間電流位相を例示する。しかしながら、線間伝導（実電流）が支配する場合、ヘアピンカーブ幾何形状により強制される１８０°の方向変化が線間伝導を作り出すので、線間電流位相は１８０°であることが留意される。
【０２７９】
したがって、線間伝導と電流位相に及ぼす誘導の影響の両方を考慮すると、おそらく、線間電流位相は、９０°〜１８０°が混合しており、電流／電圧ノードに至る線の長さに沿って変動する可能性がある。
【０２８０】
図１７は、本開示の実装形態による線間位相が９０°の空間交番プラズマ表皮誘導電流の影響を例示する。
【０２８１】
∇ＸＥは、およそ１ｍｍのΔｘの範囲内で最大であり（単にΔｘ内のωＢに起因する）、電子がΔｘにわたりドリフトするので、電子の「空間」確率無衝突加熱につながる。ランダウ（Ｌａｎｄａｕ）減衰およびサイクロトロン共鳴がないために、一致する位相条件下でΔｘにわたり電子がドリフトするとき、そのような空間確率無衝突加熱は発生する。線間位相が１８０°である場合、そのような位相の一致は非常に小さい。しかしながら、９０°の線間位相については、そのような一致する位相はπであるので、１／２の時間、無衝突加熱が発生する。プラズマに衝突がある場合、そのような空間確率過程は、衝突緩和によってイオン化を単に強化する。
【０２８２】
したがって、９０°の線間電流位相の影響は、９０°の線間電流位相が存在する場合、通常は純粋な１８０°の条件でさえ発生する、線の下方の領域の間のＥＥＤｆ混合に加えて、イオン化強化である。
【０２８３】
図１８Ａは、本開示の実装形態による、直列サーペンタイン構成を有するＲＦアンテナ１８００の俯瞰図を例示する。ＲＦアンテナは、２．４μＨのインダクタンス、０．２５インチの線幅を有し、平行線は、等間隔に配置され、１インチのピッチを有する。
【０２８４】
図１８Ｂは、さまざまな電力を受けて、ＲＦアンテナ１８００を使用して発生させたプラズマに関する側面位置の関数としてイオン密度を示すグラフである。側面位置は、ＲＦアンテナの線に対して垂直に伸びる、チャンバ内の中心線に沿った位置である。例示する実装形態では、３００ｍｍウエハ平面を横断する縁部間を測定することと等価な３０ｃｍの距離に関する結果を示す。可動ラングミュア（Ｌａｎｇｍｕｉｒ）プローブを使用してイオン密度を測定した。誘電体窓からウエハ平面に至る２インチの垂直ギャップを有するチャンバ内で５０ｍＴのＡｒを用いてプラズマを発生させた。
【０２８５】
曲線１８１０、１８１２、１８１４、１８１６、１８１８、および１８２０は、それぞれ電力レベル５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ、２０００Ｗ、２５００Ｗ、および３０００Ｗの電力レベルに関する結果に対応する。
【０２８６】
以下の開示では、いくつかの異なる例のＲＦアンテナ構成を示し、試験する。インダクタ線は、一般にほぼ１／２インチの高さ、およびほぼ１／８インチの幅を有する。しかしながら、他の実装形態では、インダクタ線の高さおよび幅は変動してよいことが認識されよう。大まかに言って、インダクタ線の幅よりも大きなインダクタ線の高さは、誘導結合に対して容量結合を低減するのに有益である可能性がある。実験の目的で、周波数１３．５６ＭＨｚでＲＦ電力を適用した。しかしながら、他の実装形態では、電力の周波数は変動してよく、たとえば、約４００ｋＨｚ〜約２ＭＨｚの範囲であってよいことが認識されよう。
【０２８７】
図１９Ａは、５つのヘアピンセグメント１９００、１９０２、１９０４、１９０６、および１９０８を有するＲＦアンテナを概略的に例示する。セグメントは、電力を供給されたとき、ＲＦアンテナが向流インダクタを動作させるように配列される。
【０２８８】
図１９Ｂは、向流インダクタを形成する５つのヘアピンセグメント１９１０、１９１２、１９１４、１９１６、および１９１８を含む、図１９Ａの実装形態によるＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０２８９】
図２０Ａは、本開示の実装形態による、１．５インチの線間間隔を有する単一ヘアピン要素２０００を例示する。
【０２９０】
図２０Ｂは、単一ヘアピン要素２０００を使用して発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２０１０および２０１２は、それぞれ５００Ｗおよび１０００Ｗでの結果を例示する。
【０２９１】
図２０Ｃは、図２０Ｂに示す結果に関する、正規化電力に対する正規化密度を示すグラフである。
【０２９２】
図２１Ａは、容量結合を低減するために、アンテナと誘電体窓２１０２の間に０．１２５インチの間隔を導入した単一ヘアピン要素２１００の透視図を例示する。図示するように、この間隔は、誘電体窓２１０２上に搭載したスペーサ２１０４および２１０６を使用することにより達成された。誘電体窓２１０２の厚さは、ほぼ３／４インチである。
【０２９３】
図２１Ｂは、誘電体窓から０．１２５インチの間隔だけ離した単一ヘアピン要素２１００を使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２１１０、２１１２、２１１４、および２１１６は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０２９４】
図２２Ａは、３インチの間隔を有する単一ヘアピン要素２２００を概略的に例示する。
【０２９５】
図２２Ｂは、単一ヘアピン要素２２００を使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２２１０、２２１２、２２１４、および２２１６は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０２９６】
図２３Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／２．５インチ／２．５インチを有する２つのセグメント２３００および２３０２から構成される、向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０２９７】
図２３Ｂは、図２３Ａの実装形態による、セグメント２３１０および２３１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０２９８】
図２３Ｃは、図２３ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。アンテナ線の近似的な側面の場所を参照番号２３２０で示す。曲線２３２２、２３２４、２３２６、および２３２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０２９９】
図２４Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／２．５インチ／２．５インチを有する２つのヘアピンセグメント２４００および２４０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。図から見られるように、セグメントは、単一ヘアピンセグメント内部で、隣接線内の電流が反対方向に流れるのに対して、２つのヘアピンセグメント間で、隣接線内の電流が同方向に流れるように構成され、配列される。いくつかの実施形態では、ヘアピン導電線の内部セグメント間の分離を調整ノブとして増大させる、または低減するように調整して、ウエハ全面にわたる一様性に影響を及ぼすことができる。図２４Ａの例では、２つのヘアピン導電線を示す。他の実施形態では、追加のヘアピン導電線を、たとえば、４つのヘアピン導電線を追加することができる。各ヘアピン導電線に電源および接地を接続して、隣接する内側線内の電流が同方向に流れるか、反対方向に流れるかを設定することができる。他の事例では、各セグメントに接続した電源を別個に制御して、たとえば、異なる電力、電圧、および／または周波数をヘアピン導電線に提供することができる。この手法で、ヘアピン導電線の構造的配置を異なる分離で設定することができるだけではなく、各セグメントに提供する電力／電流もまた個々に設定して、または動的に調節して、所望の一様性プロファイルを達成することができる。例として、図３１Ｃおよび図３２Ｃは、たとえば互いに対して設定されたヘアピン導電線の相対的配向により、およびＲＦ電源および接地に接続することにより、一様性をどのようにして達成することができるかを示す。
【０３００】
図２４Ｂは、図２４Ａの実装形態による、セグメント２４１０および２４１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３０１】
図２４Ｃは、図２４ＢのＲＦアンテナを使用して１２０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。アンテナ線の近似的な側面の場所を参照番号２４２０で示す。曲線２４２２、２４２４、２４２６、および２４２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３０２】
図２５Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／３．５インチ／２．５インチを有する２つのヘアピンセグメント２５００および２５０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。図２５Ａの実装形態は、中央の間隔がより広いことを除いて図２４Ａの実装形態に類似する。
【０３０３】
図２５Ｂは、図２５Ａの実装形態による、セグメント２５１０および２５１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３０４】
図２５Ｃは、図２５ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。アンテナ線の近似的な側面の場所を参照番号２５２０で示す。曲線２５２２、２５２４、２５２６、および２５２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３０５】
図２６Ａは、図示するように、等しい線間隔３．５インチ／３．５インチ／３．５インチを有する２つのヘアピンセグメント２６００および２６０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。図２６Ａの実装形態は、等しい間隔がより広いことを除いて図２５Ａの実装形態に類似する。
【０３０６】
図２６Ｂは、図２６Ａの実装形態による、セグメント２６１０および２６１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３０７】
図２６Ｃは、図２６ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２６２２、２６２４、２６２６、および２６２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３０８】
図２７Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／３．５インチ／２．５インチを有する、いくつかの平行に接続された線２７００、２７０２、２７０４、および２７０６から構成される、反向流アレイ／インダクタまたは並流アレイ／インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。すなわち、ＲＦアンテナに電力を供給したとき、インダクタ線内の電流は、平行に、同方向に流れる。図２７Ａの実装形態は、線間隔に関して、指摘したように完全な並流を伴うことを除いて図２５Ａの実装形態に類似する。
【０３０９】
図２７Ｂは、図２７Ａの実装形態による、線２７１０、２７１２、２７１４、および１７１６を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３１０】
図２７Ｃは、図２７ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。アンテナ線の近似的な側面の場所を参照番号２７２０で示す。曲線２７２２、２７２４、２７２６、２７２８、および２７３０は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、１２５０Ｗ、および１５００Ｗでの結果を例示する。
【０３１１】
図２８Ａは、図示するように、等しい線間隔２インチを有する３つのヘアピンセグメント２８００、２８０２、および２８０４を有する、向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０３１２】
図２８Ｂは、図２８Ａの実装形態による、ヘアピンセグメント２８１０、２８１２、および２８１４を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３１３】
図２８Ｃは、図２８ＢのＲＦアンテナを使用して１０００Ｗ、２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２８２０および２８２２は、それぞれ２０％および４５％での結果を例示する。
【０３１４】
図２９Ａは、図示するように、等しい間隔２インチを有する３つのヘアピンセグメント２９００、２９０２、および２９０４から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０３１５】
図２９Ｂは、図２９Ａの実装形態による、セグメント２９１０、２９１２、および２９１４を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３１６】
図２９Ｃは、図２９ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線２９２２、２９２４、２９２６、および２９２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３１７】
図３０Ａは、図示するように、等しい間隔２インチを有する３つのヘアピンセグメント３０１０、３０１２、および３０１４から構成される、交替する逆セットアップのヘアピンセグメントを伴うことを除いて向流インダクタとして構成され、その結果、隣接ヘアピンセグメントが反対側から電力を供給される／接地されるＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。図３０Ａの実装形態は、２つの外側ヘアピンセグメント３００２および３００４と比較したとき、中央のヘアピンセグメント３００２が反対側から電力を供給される／接地されることを除いて、図２８Ａおよび図２８Ｂの実装形態に類似する。
【０３１８】
図３０Ｂは、図３０ＡのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線３０２２および３０２４は、それぞれ１０００Ｗおよび１５００Ｗでの結果を例示する。
【０３１９】
図３１Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／４．５インチ／２．５インチを有する２つのヘアピンセグメント３１００および３１０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０３２０】
図３１Ｂは、図３１Ａの実装形態による、セグメント３１１０および３１１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３２１】
図３１Ｃは、図３１ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線３１２２、３１２４、３１２６、および３１２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３２２】
図３２Ａは、図示するように、線間隔２．５インチ／４．０インチ／２．５インチを有する２つのヘアピンセグメント３２００および３２０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０３２３】
図３２Ｂは、図３２Ａの実装形態による、セグメント３２１０および３２１２を有するＲＦアンテナの俯瞰図を例示する。
【０３２４】
図３２Ｃは、図３２ＢのＲＦアンテナを使用して２５０ｍＴのＡｒで発生させたプラズマに関する、側面位置に対するイオン密度のグラフである。曲線３２２２、３２２４、３２２６、および３２２８は、それぞれ５００Ｗ、７５０Ｗ、１０００Ｗ、および１２５０Ｗでの結果を例示する。
【０３２５】
以下の表１は、図３２Ｃに例示する結果に関する追加のデータ分析を示す。
【表１】
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【０３２６】
図３３は、図示するように、線間隔２インチ／２インチ／３．５インチ／２インチ／２インチを有する２つのＳ字形状（Ｓピン／ミニサーペンタイン）セグメント３３００および３３０２から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。Ｓピンセグメントの各々は、向流インダクタとして個々に構成される。しかしながら、セグメント３３００および３３０２の線のうちの隣接線（最も内側の２つの隣接線）は、同方向の平行電流になるように構成される。
【０３２７】
図３４は、等しい線間隔１．５インチを有する４つのセグメント３４００、３４０２、３４０４、および３４０６から構成される、部分的に並流インダクタおよび部分的に向流インダクタとして構成されたＲＦアンテナを概略的に例示する。
【０３２８】
いくつかの実装形態では、コントローラは、上述の例の一部であってよいシステムの一部である。そのようなシステムは、１つもしくは複数の処理ツール、１つもしくは複数のチャンバ、処理するための１つもしくは複数のプラットフォーム、および／または特有の処理構成要素（ウエハペダル、ガス流システムなど）を含む半導体処理設備を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは半導体基板を処理する前、処理する間、および処理後に自身の動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、１つまたは複数のシステムのさまざまな構成要素または下位区分を制御してよい「コントローラ」と呼ばれることがある。処理要件および／またはシステムのタイプに応じてコントローラをプログラムして、処理ガスの配送、温度設定（たとえば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、出力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体配送設定、位置および動作の設定、ツールおよび他の移送ツールの中へ、およびそれらから外へのウエハ移送、ならびに／または特有のシステムに接続された、もしくはそれとインタフェースをとるロードロックを含む、本明細書で開示する処理のいずれも制御してよい。
【０３２９】
大まかに言って、コントローラは、さまざまな集積回路、論理回路、メモリ、および／または命令を受け取り、命令を発行し、動作を制御し、クリーニング動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどを行うソフトウェアを有する電子回路として規定されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形をとるチップ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／またはプログラム命令（たとえば、ソフトウェア）を実行する１つもしくは複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、半導体ウエハ上での、もしくは半導体ウエハのための、またはシステムに対する特定の処理を行うための動作パラメータを規定するさまざまな個々の設定（またはプログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実装形態では、１つもしくは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハのダイを製作する間、１つまたは複数の処理ステップを達成するために処理技術者により規定されるレシピの一部であってよい。
【０３３０】
コントローラは、いくつかの実装形態では、システムと一体化された、システムに連結された、システムに他の方法でネットワーク化された、またはそれらを組み合わせたコンピュータの一部であってよい、またはそのコンピュータに結合されてよい。たとえば、コントローラは、「クラウド」の中にあってよい、または半導体工場のホストコンピュータシステムのすべて、もしくは一部であってよく、これにより、ウエハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、製作動作の現在の進展を監視し、過去の製作動作の履歴を調べ、複数の製作動作から傾向または性能指標を調べるためにシステムへの遠隔アクセスを可能にして、現在の処理のパラメータを変更して、現在の処理に続く処理ステップを設定してよい、または新しい処理を開始してよい。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（たとえば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでよいネットワークを介してシステムに処理レシピを提供することができる。遠隔コンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインタフェースを含んでよく、パラメータおよび／または設定は、次いで遠隔コンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つまたは複数の動作の間に遂行すべき処理ステップごとにパラメータを指定する、データの形をとる命令を受け取る。パラメータは、遂行すべき処理のタイプ、およびコントローラがインタフェースをとる、または制御するように構成されたツールのタイプに特有であってよいことを理解されたい。したがって、上記で記述したように、コントローラは、本明細書で記述する処理および制御などの共通の目的に向かって作動する、一緒にネットワーク化された１つまたは複数の別個のコントローラを備えることによるなど、分散させられてよい。そのような目的のための分散コントローラのある例は、チャンバ上の処理を制御するために組み合わせる、（プラットフォームレベルで、または遠隔コンピュータの一部としてなど）遠隔に位置する１つまたは複数の集積回路と通信状態にある、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。
【０３３１】
限定することなく、例示のシステムは、プラズマ・エッチング・チャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピン・リンス・チャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベル縁部エッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着法（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連づけられてよい、またはそれで使用されてよい、任意の他の半導体処理システムを含んでよい。
【０３３２】
上記で指摘したように、ツールにより遂行すべき１つまたは複数の処理ステップに応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、隣接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツールの場所および／またはロードポートとの間でウエハの容器を運ぶ材料搬送で使用するツールのうち１つまたは複数と通信してよい。
【０３３３】
図３５Ａは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３５０２の構成を示す、処理チャンバ３５００の中への俯瞰図を例示する。ＲＦアンテナ３５０２は、誘電体窓（図示せず）の全面にわたり配置され、電力を供給されたとき、処理チャンバ３５００内にプラズマを誘導的に発生されるように構成される。ＲＦアンテナ３５０２は、互いに平行な、同一平面上にある（処理チャンバの誘電体窓の上方の同一平面に沿って配向された）いくつかの導電線を含む。これらの導電線は、外側導電線３５０４ａおよび３５０４ｂ、ならびに内側導電線３５０６ａおよび３５０６ｂを含む。例示する実装形態では、内側導電線３５０６ａおよび３５０６ｂ内の電流の流れは、同じ所与の方向で発生し、一方では、外側導電線３５０４ａおよび３５０４ｂ内の電流の流れは反対方向に発生する。
【０３３４】
導電線３５０４ａ、３５０４ｂ、３５０６ａ、および３５０６ｂは、実質的にＲＦアンテナの直線部分である。図示するように、導電線３５０４ａおよび３５０６ａは、接続部分３５０８ａにより接続され、導電線３５０４ｂおよび３５０６ｂは、接続部分３５０８ｂにより接続され、内側導電線と外側同電線の間の電流の流れを可能にする。接続部分は、方向転換部分として機能し、その結果、外側導電線内の電流の流れは、内側導電線内の電流の流れに対して反対方向に流れる。
【０３３５】
内側導電線３５０６ａおよび３５０６ｂは、いくつかの実装形態では約１インチ〜６インチ（約２．５ｃｍ〜１５ｃｍ）、いくつかの実装形態では約３インチ〜５インチ（約７．５ｃｍ〜１２．５ｃｍ）、またはいくつかの実装形態では約４インチ（約１０ｃｍ）のピッチ間隔Ｓ1（中心間の距離）だけ離して間隔を置いて配置される。
【０３３６】
隣接する外側導電線３５０４ａおよび内側導電線３５０６ａだけではなく外側導電線３５０６ｂおよび内側導電線３５０４ｂも、いくつかの実装形態では約２インチ〜６インチ（約５ｃｍ〜１５ｃｍ）、いくつかの実装形態では約２インチ〜３インチ（約５ｃｍ〜７．５ｃｍ）、またはいくつかの実装形態では約２．５インチ（約６ｃｍ〜６．５ｃｍ）のピッチ間隔Ｓ2（中心間の距離）だけ離して間隔を置いて配置される。
【０３３７】
いくつかの実装形態では、内側導電線および外側導電線は、ウエハの表面の全面にわたる領域の隅から隅まで実質的に直線状になるように構成される。すなわち、ウエハ表面の中心を通る垂直な軸に対して、導電線は、実質的に直線状に、ウエハの半径の、またはウエハの半径を越えた地点まで伸長する。例示する実装形態では、ウエハの半径Ｒ1が示されており、接続部分３５０８ａおよび３５０８ｂの半径Ｒ2は、半径Ｒ1よりも大きい。
【０３３８】
図３５Ｂは、本開示の実装形態による処理チャンバ３５００の透視破断図を例示する。図示するように、ＲＦアンテナ３５０２は、誘電体窓３５１０の全面にわたり配置される。いくつかの実装形態では、誘電体窓３５１０の厚さは、約０．５インチ〜２インチ（約１ｃｍ〜５ｃｍ）の範囲である。いくつかの実装形態では、誘電体窓３５１０からＲＦアンテナ３５０２までの距離は、約０インチ〜０．５インチ（約０ｃｍ〜１．５ｃｍ）である。
【０３３９】
ＲＦアンテナ３５０２は、ＲＦアンテナ用ＲＦ供給源を一緒に画定する整合器３５１４を通して発生器３５１２からＲＦ電力を受信する。図示するように、いくつかの実装形態では、外側導電線３５０４ａおよび３５０４ｂは、ＲＦ供給源に接続する、またはＲＦ供給源に対して下流（ＲＦアンテナの接地／帰路側）に位置決めされた内側導電線３５０６ａおよび３５０６ｂと比較したとき、ＲＦ供給源に対して上流（ＲＦアンテナのＲＦ供給側）に位置決めされる。いくつかの実装形態では、内側導電線３５０６ａおよび３５０６ｂは、可変コンデンサを含み、かつ接地に接続する終端静電容量３５１６に接続する。
【０３４０】
図示するように、例示する実装形態では、ＲＦアンテナ３５０２の端部は、導電線の平面の上方に持ち上げられることがさらに留意される。より具体的には、供給側でのＲＦアンテナの端部（参照番号３５１８）は、同じＲＦ供給源に接続するために外側導電線を電気的に連結する役割を果たす。同様に、接地／帰路側でのＲＦアンテナの端部（参照番号３５２０）は、同じ終端静電容量に接続するために内側導電線に連結する。
【０３４１】
代替実装形態では、内側導電線は、上流に位置決めされ、ＲＦ供給源に接続され、外側導電線は、下流に位置決めされ、終端静電容量に接続される。
【０３４２】
例示する実装形態では、ＲＦアンテナ３５０２の上流端部および下流端部は、同じＲＦ供給源により電力を供給され、かつ同じ終端静電容量を通して接地されるように接合される。しかしながら、いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ３５０２の上流端部は、別個のＲＦ供給源により電力を供給することができることが認識されよう。さらに、いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ３５０２の下流端部は、別個の終端静電容量により終端することができる。
【０３４３】
図３５Ｃは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３５０２の導電線に対して垂直な平面に沿った処理チャンバ３５００の破断図を例示する。
【０３４４】
図３６Ａは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３６００の構成を示す、処理チャンバ３５００の中への俯瞰図を例示する。
【０３４５】
図３６Ｂは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナ３６００を含む処理チャンバ３５００の透視破断図を例示する。
【０３４６】
ＲＦアンテナ３６００は、ウエハ領域の全面にわたり伸長する積み重なった構成の導電線を有し、その結果、ＲＦアンテナ３５０２で示し、記述した１組の導電線に加えて、ＲＦアンテナ３６００は、直接第１組の導電線の全面にわたり配置された第２組の平行導電線を追加で含む。すなわち、ＲＦアンテナ３６００は、最下部の１組の同一平面上にある平行導電線、および図示するように最下部の導電線の全面にわたりそれぞれ整列した上部の１組の同一平面上にある平行導電線を含む。
【０３４７】
例示する実装形態では、ＲＦアンテナ３６００は、上部の内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂ、ならびに上部の外側導電線３６０６ａおよび３６０６ｂを含む、上部の１組の同一平面上にある平行導電線を含む。ＲＦアンテナ３６００は、上部の内側導電線３６１０ａおよび３６１０ｂ、ならびに上部の外側導電線３６１４ａおよび３６１４ｂを含む、下部の１組の同一平面上にある平行導電線をさらに含む。
【０３４８】
上部の内側導電線３６０２ａは、接続セグメント３６０４ａを介して上部の外側導電線３６０６ａに接続し、上部の外側導電線３６０６ａは、接続セグメント３６０８ａを介して下部の内側導電線３６１０ａに接続し、下部の内側導電線３６１０ａは、追加の接続セグメント（図示せず、接続セグメント３６０４ａの直下にある）を介して下部の外側導電線３６１４ａに接続する。この手法では、これらの線およびセグメントは、ＲＦアンテナ３６００の一方の半分を実質的に画定するループ構造を形成する。ＲＦアンテナ３６００の他方の半分は、同様に、類似するループ構造により実質的に画定され、上部の内側導電線３６０２ｂは、接続セグメント３６０４ｂを介して上部の外側導電線３６０６ｂに接続し、上部の外側導電線３６０６ｂは、接続セグメント３６０８ｂを介して下部の内側導電線３６１０ｂに接続し、下部の内側導電線３６１０ｂは、追加の接続セグメント（図示せず、接続セグメント３６０４ｂの直下にある）を介して下部の外側導電線３６１４ｂに接続する。
【０３４９】
いくつかの実装形態では、ウエハは、約１２インチ（約３０ｃｍ）の直径、または約６インチ（約１５ｃｍ）の半径Ｒ1を有する。したがって、直線状導電線は、ウエハの直径まで、またはそれを越えて伸長することがあり、その結果、ＲＦアンテナの屈曲部は、実質的にウエハの全面にわたらない。いくつかの実装形態では、接続セグメントは、約１４インチ（約３５ｃｍ）の直径、または約７インチ（約１７．５ｃｍ）の半径Ｒ2で構成される。
【０３５０】
例示する実装形態では、上部の内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂは、ＲＦ供給源３６２０に接続され、したがって、アンテナ構造のＲＦ供給側にある。下部の外側導電線３６１４ａおよび３６１４ｂは、終端静電容量３６２２に接続され、したがって、アンテナ構造の接地／帰路側にある。例示する実装形態では、上部の内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂの端部、ならびに下部の外側導電線３６１４ａおよび３６１４ｂの端部は、ＲＦ供給源３６２０および終端静電容量３６２２に接続するための接続点を提供するために、導電線の水平面から外に上方に垂直に向けられる。
【０３５１】
ＲＦアンテナ３６００では、ループ状端部（方向転換部分のセグメント）は、何らかのトランス効果を引き起こすことがあることが認められる。したがって、いくつかの実装形態では、ある角度（たとえば、ほぼ９０°の角度）でエンドループを上方に曲げることにより、この効果を低減することができる。これはまた、チャンバの中への端部ループの電流誘導を低減する。したがって、いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ３６００は、浮き出たエンド・ループ・コネクタにより直列に接続された導電線を含む。たとえば、導電線３６０２ａ、３６０６ａ、３６１０ａ、および３６１４ａは、コネクタ３６０４ａ、３６０８ａ、およびコネクタ３６０４ａの下方にある追加コネクタ（図示せず）により直列に接続される。コネクタは、導電線が配向された１つまたは複数の水平面に対して実質的に垂直な平面に沿って配向された、湾曲したセグメントとして構成することができる。そのようなコネクタは、導電線の平面から外に、上方に移動し、次いで導電線の平面の中に戻って下方に移動する、一方の導電線から別の導電線への電流経路を画定することができる。同様に、導電線３６０２ｂ、３６０６ｂ、３６１０ｂ、および３６１４ｂは、コネクタ３６０４ｂ、３６０８ｂ、およびコネクタ３６０４ｂの下方にある追加コネクタ（図示せず）により直列に接続され、コネクタは、同様に構成され、上記で記述するように電流経路を画定することができる。
【０３５２】
そのようなコネクタおよび導電線は、さまざまな線の間で、事前に規定された分離を維持するように構成することができることが認識されよう。たとえば、上部導電線３６０２ａおよび３６０６ａは、浮き出たコネクタ３６０４ａが形成される（たとえば、ウエハ縁部を越える）一定の長さまで伸長してよい。それに対して、上部導電線３６０２ａおよび３６０６ａの下方にある下部導電線３６１０ａおよび３６１４ａは、下部導電線を接続する浮き出たコネクタが形成される導電線３６０２ａおよび３６０６ａの長さを越える長さまで伸長してよい。この方法では、ＲＦアンテナの上部デッキと下部デッキの両方に関して、浮き出たエンドループ構造を適応させながら、線間の所与の間隔を維持することができる。
【０３５３】
他の実装形態では、ＲＦアンテナ３６００の各側は、独立に電力を供給され、その結果、上部の内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂは、別個のＲＦ供給源により電力を供給される。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ３６００の各側は、独立に終端され、その結果、下部の外側導電線３６１４ａおよび３６１４ｂは、別個の終端静電容量に接続される。
【０３５４】
図３６Ｄは、本開示の実装形態による誘電体窓３５１０およびＲＦアンテナ３６００の一部分の横断面図を概念的に例示する。内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂは、図示するように、ＲＦアンテナ３５０２に関連して上記で記述したピッチ間隔と同じとすることができるピッチ間隔Ｓ1で水平に分離される。内側導電線３６０２ａおよび３６０２ｂは、直接内側導電線３６１０ａおよび３６１０ｂの全面にわたり垂直に積み重ねられるので、同じピッチ間隔Ｓ1が内側導電線３６１０ａおよび３６１０ｂに適用される。内側導電線３６０２ａは、ＲＦアンテナ３５０２に関連して上記で記述したピッチ間隔と同じとすることができるピッチ間隔Ｓ2で外側導電線３６０６ａから分離される。同じピッチ間隔Ｓ2はまた、外側導電線３６０６ｂから内側導電線３６０２ｂの分離だけではなく、外側導電線３６１４ａから内側導電線３６１０ａの分離、および外側導電線３６１４ｂから内側導電線３６１０ｂの分離にも適用される。
【０３５５】
図示するように、誘電体窓３５１０は厚さＨ1を有する。いくつかの実装形態では、厚さＨ1は、約０．２５インチ〜１．５インチ（約０．６ｍ〜３．８ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、Ｈ1は、約０．５インチ〜１インチ（約１．３ｃｍ〜２．５ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、約０．７５インチ（約２ｃｍ）である。誘電体窓３５１０の最下部から下部の１組の導電線（３６１０ａ、３６１０ｂ、３６１４ａ、および３６１４ｂ）までの垂直距離Ｈ2は、いくつかの実装形態では、約０．５インチ〜２インチ（約１ｃｍ〜５ｃｍ）の範囲に及ぶ可能性がある。いくつかの実装形態では、下部の１組の導電線は、垂直距離Ｈ3だけ誘電体窓３５１０の最上部から垂直に分離される。いくつかの実装形態では、Ｈ3は、約０インチ（すなわち、分離なしであり、導電線は誘電体窓に接触する）〜０．５インチ（約０ｃｍ〜約１．２ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、約０インチ〜０．２５インチ（約０ｃｍ〜０．６ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、約０．２５インチ（約０．６ｃｍ）である。一般に、導電線が誘電体窓に近いほど、それだけチャンバの中への誘導結合は良好であるが、さらにまたそれだけ誘電体窓のスパッタリングも大きい。
【０３５６】
上部導電線および下部導電線は、垂直距離Ｈ4だけ垂直に分離される。いくつかの実装形態では、Ｈ4は、約１／８インチ〜１インチ（約０．３ｃｍ〜２．５ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、約０．２５インチ〜０．７５インチ（約０．６ｃｍ〜２ｃｍ）の範囲であり、いくつかの実装形態では、約０．５インチ（約１．３ｃｍ）である。大まかに言って、導電線間の垂直間隔がより狭いことにより、より大きな誘導が提供されるが、さらにまたアーク放電の危険性が高まる。
【０３５７】
ＲＦアンテナ３６００の二重積重ね構成は、ＲＦアンテナへの電力供給のしやすさ、およびプラズマを発生させるための誘導周波数に関して、（たとえば、ＲＦアンテナ３５０２により論証されるような）単一レベル構成に対して利点がある。なぜかというと、単一レベル構成のＲＦアンテナ３５０２を用いる場合、ＲＦアンテナ３５０２の両側を駆動するために、大電流が必要とされるからである。１つの可能な解決手段は、別個の発生器を使用して、ＲＦアンテナのそれぞれの側を駆動することである。別の可能性は、高周波（たとえば約４０ＭＨｚ）で電力を適用することである。しかしながら、追加の発生器を使用すること、または高周波を適用することは、追加のハードウェアおよび／または費用がかかるハードウェアを必要とし、費用を増大させる。
【０３５８】
本実装形態の二重積重ね構成は、ＲＦアンテナのインダクタンスを増大させ、その結果、電圧を高める一方で電流を低減することにより、これらの問題点を解決する。誘導結合プラズマシステムでの電力損失（たとえば、電力を浪費する誘導加熱による）は、電流の自乗に比例する（Ｉ2Ｒに従う）。したがって、単一レベル構成のＲＦアンテナ３５０２により必要とされるように、電力を２つの半分に分裂させる電流の倍加は、４倍の損失をもたらす。しかし、二重積重ね構成のＲＦアンテナ３６００を採用することにより、ＲＦアンテナ３６００のインダクタンスを高めて、単一レベルＲＦアンテナ３５０２の電流の半分で作動できるようにすることが可能である。これは、ＲＦアンテナ３６００に関して４倍の電力損失低減（７５％だけ低減）を作り出し、プラズマを発生させるために処理チャンバの中への、電力のよりよい分布および電力のより効率的誘導結合を提供する。
【０３５９】
単一レベル構成のＲＦアンテナ３５０２を用いる場合、電流はより高いが、電圧はより低いので、容量結合の危険性は低減される。しかしながら、プラズマ点火のために、ある程度の容量結合を達成することが望ましい。したがって、プラズマを点火するために十分な電圧が求められ、一方では、作動すると、より十分な誘導電力結合を提供するために、より低い電圧が求められる。二重積重ね構成のＲＦアンテナ３６００はまた、ＲＦアンテナの最下部レベルが上部レベルから高電圧を遮蔽することができるので、この問題に対する解決手段を提供することができる。プラズマを点火するのに十分な電圧が存在するが、定常状態で作動すると、上部レベルがより高い電圧にあり、一方では、下部レベルはより低い電圧にあるように、終端静電容量を調整することができる。ＲＦアンテナの各屈曲部は、分圧器に似ており、その結果、最下部に対して最上部では２倍大きな電圧が存在することがあり、これは、高電圧が誘電体窓３６１０から離れることができるようにする。誘電体窓の近くにある高電圧は、誘電体窓をスパッタすることがあり、したがって、誘電体窓から高電圧を離しておくことが望ましい。
【０３６０】
図３７Ａ，図３７Ｂ、図３７Ｃ、および図３７Ｄは、本開示の実装形態によるＲＦアンテナに電力を供給し、ＲＦアンテナを終端するさまざまな構成を概略的に例示する。図３７Ａは、単一ＲＦ供給源３６２０から電力を供給され、単一終端静電容量３６２２により終端されたＲＦアンテナ３６００を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ３６００は、整合器３７０２に結合した発生器３７００（たとえば、発振器）を含むＲＦ供給源３６２０からの電力を分配する１対のインダクタとして概略的に表現される。下流側では、ＲＦアンテナ３６００の両方のインダクタは、接地に結合した可変コンデンサを含む終端静電容量３６２２に終端する。
【０３６１】
図３７Ｂは、各半分が別個のＲＦ供給源により電力を供給されるＲＦアンテナ３６００を例示する。より具体的には、ＲＦアンテナ３６００の一方のコイル（一方のインダクタ）は、整合器３７１４に結合した発生器３７１２を含むＲＦ供給源３７１０により電力を供給される。ＲＦアンテナ３６００の他方のコイルは、整合器３７２０に結合した発生器３７１８を含むＲＦ供給源３７１６により電力を供給される。例示する実装形態では、両方のコイルは、接地に結合した可変コンデンサを含む同じ終端静電容量３６２２に接続される。別個のＲＦ供給源を個々に調整して、ＲＦアンテナ３６００の２つの側を通して所望の電力分布を提供することができることが認識されよう。
【０３６２】
図３７Ｃは、単一ＲＦ供給源３６２０から電力を供給され、別個の終端静電容量３７２０および３７２２により終端されたＲＦアンテナ３６００を例示する。各終端静電容量は、接地に結合した可変コンデンサを含む。各終端静電容量を調節／調整して、ＲＦアンテナ３６００の２つのインダクタ半分を通して均衡のとれた電圧／電流の分布を提供することができることが認識されよう。
【０３６３】
図３７Ｄは、別個のＲＦ供給源３７１０および３７１６により電力を供給され、別個の終端静電容量３７２０および３７２２により終端されたＲＦアンテナ３６００を例示する。この構成では、ＲＦアンテナ３６００の各インダクタ半分の上流側と下流側の両方を調整して、最適な電力分布を提供することができる。
【０３６４】
アンテナに適用されたＲＦ電力を所望の状態に調整することができることが認識されよう。たとえば、いくつかの実装形態では、ＲＦ電力は、容量結合を細小にする（それにより、誘電体窓のスパッタリングを細小にする）ように、均衡した条件の下で作動を達成するように構成される。そのような状態では、ＲＦ電力は、誘電体窓に最も近いコイルの屈曲部の周囲のほぼ中間に節（ゼロ電圧条件）が存在するように調整される。図３５Ａ〜図３５Ｃを参照して記述するような単一積重ね設計の場合、ＲＦ電力は、接続部分３５０８ａおよび３５０８ｂに沿って節が存在するように調整される。それに対して図３６Ａ〜図３６Ｃを参照して記述するような二重積重ね設計の場合、ＲＦ電力は、接続セグメント３６０４ａおよび３６０４ｂ（上記で指摘したように、図示せず）の下方にある接続セグメントに沿って節が存在するように調整される。容量結合が最小になったとき、プラズマ点火はより困難になることがあることが留意される。したがって、いくつかの実装形態では、ＲＦ電力を調整して、所望の条件下でプラズマ点火を達成するのに十分な容量結合の量を可能にしてよい。
【０３６５】
本開示の実装形態によれば、さまざまな種類の横断面形状を有するようにアンテナ線を形成することができることが認識されよう。さまざまなセグメントについて記述してきたが、所望のアンテナ形状（たとえば、二重ループ構造を有する二重積重ね形状）を有するように曲げられた／形成された、単一の連続した長さの導電材料からＲＦアンテナ３６００の各半分を形成することができることが認識されよう。図３８Ａは、連続した曲がったシート／ストリップとして形成された、ＲＦアンテナ３６００の半分／側面の一方などの、ＲＦアンテナの一部分を例示する。例示する実装形態では、これらの部分は、所望の形状に曲げられた導電材料の単一ストリップから構成され、その結果、横断面形状は、垂直方向に配向した（幅よりも高さが大きい）実質的に長方形の形状である。
【０３６６】
図３８Ｂは、本開示の実装形態による、連続した曲がった管として形成されたＲＦアンテナの一部分を例示する。
図３８Ｃは、本開示の実装形態による、複数の直線の管状取付部品および複数の湾曲した管状取付部品などの複数の管状取付部品から形成されたＲＦアンテナの一部分を例示する。
【０３６７】
図３９Ａ、図３９Ｂ、および図３９Ｃは、本開示の実装形態による、側面から電力を供給するＲＦアンテナの俯瞰図、透視破断図、および側面横断面図を例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ３９００は、上述のＲＦアンテナ３５０２に構造が類似し、２つの部分／側面／半分３９０２ａおよび３９０２ｂを含み、各アンテナ部分は、ウエハの全面にわたり、ウエハ領域の縁部まで伸長する、平行で、同じ水平面に沿って配向される内側導電線および外側導電線を含む。しかしながら、ＲＦアンテナ３９００では、各外側導電線は、中間を通り連続であるのではなく、実際はそれぞれＲＦ供給源および終端静電容量／接地に接続された２つのセグメントから構成される。これらのセグメントの外側端部は、コネクタを介して、隣接する内側導電線に接続され、それにより、（ＲＦ供給源から終端静電容量までの）ループを形成する。したがって、ＲＦ供給源からの電流の流れは、側面から始まり、側面コネクタを通り外側導電線のセグメントの一方へ、コネクタを通り内側導電線へ、別のコネクタを通り外側導電線の他方のセグメントへ、別の側面コネクタを通り終端静電容量へ至る。各半分についてさまざまなセグメントから構成されるとして記述してきたが、ＲＦアンテナ３９００の各半分は、管またはシート／ストリップなどの単一の長さの連続した材料から形成することができることが認識されよう。
【０３６８】
図示し、記述するＲＦアンテナ３９００は、単一レベルの構造から構成されるが、他の実装形態では、ＲＦアンテナ３９００は、上述のＲＦアンテナ３６００の構造に類似する二重積重ね構造を有することができ、各半分は、互いのすぐ上方／下方にある上部導電線および下部導電線を伴う二重ループ構造として形成され、一方ではさらにまた、側面から電力を供給される／接地されることが認識されよう。
【０３６９】
図４０は、本開示の実装形態による、湾曲した外側導電線を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ４０００は、内側導電線４００２ａおよび４００２ｂ、ならびに外側導電線４００４ａおよび４００４ｂを含む。内側導電線４００２ａおよび４００２ｂは、実質的に直線状であり、一方では、外側導電線４００４ａおよび４００４ｂは、実質的に水平面に沿って外側に湾曲する。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ４０００は、垂直に整列した２つのループを含む二重積重ね構成を有することができる。
【０３７０】
図４１は、本開示の実装形態による、湾曲した内側導電線および外側導電線を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。例示する実装形態では、ＲＦアンテナ４１００は、内側導電線４１０２ａおよび４１０２ｂ、ならびに外側導電線４１０４ａおよび４１０４ｂを含む。内側導電線４１０２ａおよび４１０２ｂだけではなく外側導電線４１０４ａおよび４１０４ｂも、実質的に水平面に沿って外側に湾曲する。いくつかの実装形態では、ＲＦアンテナ４１００は、垂直に整列した２つのループを含む二重積重ね構成を有することができる。
【０３７１】
図４２は、本開示の実装形態による、調節可能な線間隔を有するＲＦアンテナの俯瞰図を概念的に例示する。図示するように、ＲＦアンテナ４２００は、内側導電線４２０２ａおよび４２０２ｂだけではなく外側導電線４２０４ａおよび４２０４ｂも含む。内側導電線および外側導電線は、水平に移動可能であるように構成され、その結果、線間の間隔は調節可能である。いくつかの実装形態では、導電線の各端部に調節可能機構を提供して、導電線の水平移動を可能にする。例示する実装形態では、調節器４２０６ａおよび４２０６ｂは、導電線４２０２ａの水平方向の調節を可能にするように構成され、調節器４２０８ａおよび４２０８ｂは、導電線４２０２ｂの水平方向の調節を可能にするように構成され、調節器４２１０ａおよび４２１０ｂは、導電線４２０４ａの水平方向の調節を可能にするように構成され、調節器４２１２ａおよび４２１２ｂは、導電線４２０４ｂの水平方向の調節を可能にするように構成される。
【０３７２】
調節器は、導電線を移動させるための移動機構（たとえば、電動機、ステップモータ、サーボ機構など）を含むことができる。さらに、調節器は、導電線の動きを適合させるための、ケーブルまたは可撓性のある取付部品などの可撓性のある導電材料を含むことができる。これによりさらにまた、異なる位置まで導電線が動いたときにアンテナのＲＦ経路長が実質的に変化しないことを確実にしてよい。
【０３７３】
導電線は動くので、したがって、導電線間の間隔は変化することが認識されよう。したがって、内側導電線４２０２ａと４２０２ｂの間の間隔Ｓ1は、内側導電線４２０２ａと外側導電線４２０４ａの間の、および内側導電線４２０２ｂと外側導電線４２０４ｂの間の間隔Ｓ2のように調節可能である。いくつかの実装形態では、導電線の配置を調節することにより、内側導電線４２０２ａと外側導電線４２０４ａの間の間隔は、内側導電線４２０２ｂと外側導電線４２０４ｂの間の間隔と異なる可能性がある。導電線の位置決めの調節を可能にすることにより、線の間隔を調節／調整して、所与の処理に関して最適なプラズマ発生および処理性能を達成することが可能である。
【０３７４】
図４３は、本開示の実装形態を実装するためのコンピュータシステムの簡略化した概略図である。本明細書で記述する方法を、従来の汎用コンピュータシステムなどのデジタル処理システムを用いて遂行してよいことを認識されたい。１つの機能だけを遂行するように設計またはプログラムされた専用コンピュータを代替形態で使用してよい。コンピュータシステム４３００は、バス４３１０を通してランダム・アクセス・メモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）４３２８、読出専用メモリ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）４３１２、および大容量記憶装置４３１４に結合された中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）４３０４を含む。システム・コントローラ・プログラム４３０８は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４３２８の中に常駐するが、さらにまた大容量記憶装置４３１４の中に常駐することができる。
【０３７５】
大容量記憶装置４３１４は、ローカルまたは遠隔にあってよい、フロッピーディスクまたは固定ディスクドライブなどの恒久的データ記憶装置を表す。ネットワークインタフェース４３３０は、ネットワーク４３３２を介して接続を提供し、他の機器と通信できるようにする。ＣＰＵ４３０４は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、または特別にプログラムされた論理素子の中に埋め込まれてよいことを認識されたい。入力／出力（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ、Ｉ／Ｏ）インタフェース４３２０は、異なる周辺装置との通信を提供し、バス４３１０を通してＣＰＵ４３０４、ＲＡＭ４３２８、ＲＯＭ４３１２、および大容量記憶装置４３１４と接続される。実例の周辺装置は、表示装置４３１８、キーボード４３２２、カーソル制御４３２４、取外し可能媒体機器４３３４などを含む。
【０３７６】
表示装置４３１８は、本明細書で記述するユーザインタフェースを表示するように構成される。キーボード４３２２、カーソル制御（マウス）４３２４、取外し可能媒体機器４３３４、および他の周辺装置をＩ／Ｏインタフェース４３２０に結合して、コマンド選択での情報をＣＰＵ４３０４に伝達する。Ｉ／Ｏインタフェース４３２０を通して外部機器との間のデータを伝達してよいことを認識されたい。さらにまた、有線に基づくネットワークまたは無線ネットワークを通して連結された遠隔処理機器によりタスクを遂行する分散コンピューティング環境で本実装形態を実施することができる。
【０３７７】
携帯型機器、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサに基づく、またはプログラム可能な家庭用電化製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含むさまざまなコンピュータシステム構成を用いて実装形態を実施してよい。さらにまた、ネットワークを通して連結された遠隔処理機器によりタスクを遂行する分散コンピューティング環境で実装形態を実施することができる。
【０３７８】
上記の実装形態を念頭において、実装形態は、コンピュータシステムに記憶されたデータを伴うさまざまなコンピュータ実装動作を採用することを理解されたい。これらの動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。実装形態の一部を形成する、本明細書に記述する動作のいずれも、有用な機械動作である。実装形態はまた、これらの動作を遂行するための機器または装置に関係がある。装置は、専用コンピュータなど、必要とされる目的のために特別に構築されてよい。専用コンピュータとして規定されたとき、コンピュータはまた、特別な目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンを遂行することができ、一方では、特別な目的のために依然として動作することができる。あるいは、コンピュータメモリ、キャッシュに記憶した、またはネットワークを介して得た、１つまたは複数のコンピュータプログラムにより選択的に活動化または構成された専用コンピュータにより動作を処理してよい。ネットワークを介してデータを得たとき、ネットワーク上の他のコンピュータにより、たとえば、コンピューティング資源のクラウドによりデータを処理してよい。
【０３７９】
さらにまた、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして１つまたは複数の実装形態を製作することができる。コンピュータ可読媒体は、その後コンピュータシステムにより読み出すことができるデータを記憶することができる任意のデータ記憶装置である。コンピュータ可読媒体の例は、ハードドライブ、ＮＡＳ（ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｔｔａｃｈｅｄ  ｓｔｏｒａｇｅ）、読出専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、ならび他の光学的データ記憶装置および非光学的データ記憶装置を含む。コンピュータ可読媒体は、分散方式でコンピュータ可読コードを記憶し、実行するように、ネットワーク結合コンピュータシステムの全体にわたり分散したコンピュータ可読有形媒体を含むことができる。
【０３８０】
方法の動作について特有の順序で記述したが、動作の間に他のハウスキーピング動作を遂行してよい、または動作は、少し異なる時間に行われるように調節されてよい、または重なり合う動作の処理を所望の方法で遂行する限り、処理に関連するさまざまな間隔で処理動作を行うことを許容するシステム内に分散されてよいことを理解されたい。
【０３８１】
したがって、例示的実装形態の開示は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物に記載される本開示の範囲を例示することを目的としており、本発明の範囲を限定するものではない。本開示の例示的実装形態について、理解を明確にするためにいくらか詳細に記述してきたが、以下の特許請求の範囲内で一定の変更および修正を実施することができることは明らかであろう。以下の特許請求の範囲では、要素および／またはステップは、特許請求の範囲で明示的に言及されない、または本開示により暗示的に必要とされない限り、どんな特定の動作順序も意味しない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３５Ｃ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３７Ｃ】
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【図３７Ｄ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図３９Ｃ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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