(57)【要約】プラズマチャンバ内のプラズマ抑制物質の形成を防ぐシステムおよび方法が提供される。一実施形態において、プラズマチャンバ内に配置されるように構成される障壁構成要素を含む装置。障壁構成要素は、化学的に還元する種が流体から生成されるプラズマ形成領域を画定する壁を含む。壁の一部分は、化学的に還元する種に対して実質的に不活性である物質から形成される。壁は、化学的に還元する種がプラズマチャンバの内側表面と相互に作用し伝導性物質を形成することを防ぐ。障壁構成要素もまた、プラズマ形成領域と流体の連絡をする開口部を含む。流体は、開口部を経由してプラズマ形成領域に導入される。
2010511793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマチャンバ内に配置されるように構成される障壁構成要素であって、該障壁構成要素は、
化学的に還元する種が流体から点火される、プラズマ形成領域を画定する壁であって、該壁の少なくとも一部分は該化学的に還元する種に対して実質的に不活性である物質から形成され、該壁は該化学的に還元する種が伝導性物質を形成することを防ぐ、壁と、
該プラズマ形成領域と流体の連絡をする開口部であって、該流体は該開口部を経由して該プラズマ形成領域の中に導入される、開口部と
を有する、障壁構成要素を備えている、装置。
【請求項２】
前記障壁構成要素は、前記プラズマチャンバに取り外し可能に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の障壁構成要素は、フランジを用いて前記プラズマチャンバ内に位置を決められ、該フランジは、該障壁構成要素または該プラズマチャンバのうちの少なくとも１つに取り外し可能に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プラズマチャンバは、遠隔型プラズマ供給源内のプラズマチャンバであり、前記障壁構成要素は、障壁支持構成要素を用いて該プラズマチャンバ内に位置を決められ、該障壁支持構成要素は該遠隔型プラズマ供給源に取り外し可能に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記障壁構成要素は、絶縁層が前記壁の外側表面の少なくとも一部分と前記プラズマチャンバの内側表面との間に配置されるように設計される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記開口部は第１の開口部であり、前記障壁構成要素は、第２の開口部を形成するために用いられる一部分を含み、内部領域と前記絶縁層との間において流体の連絡を提供する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の開口部は、前記プラズマ形成領域外に配置される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記プラズマ形成領域は、前記障壁構成要素の内部領域内に全体が配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ＲＦ電力誘導構成要素が前記プラズマチャンバの外側表面の外部に配置され、該ＲＦ電力誘導構成要素はＲＦ電源からＲＦ電力を受けるように構成され、前記プラズマ形成領域は、電磁界が該ＲＦ電力誘導構成要素によって生成されるボリュームに対応する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記プラズマチャンバの内側表面は、還元環境における還元の影響を受けやすい材料から形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
流体においてプラズマを点火するように構成されるプラズマチャンバを提供することであって、該プラズマはプラズマ形成領域内において点火され、該プラズマは化学的に還元する種を含む、ことと、
障壁層を用いて、該プラズマチャンバの一部分との該化学的に還元する種の相互作用に応答して、プラズマ点火抑制材料が形成することを防ぐことであって、該障壁層は該化学的に還元する種に対して実質的に不活性である物質から形成される、ことと
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記プラズマチャンバは、遠隔型プラズマ供給源に含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記防ぐことは、障壁構成要素を用いて防ぐことを含み、該障壁構成要素の少なくとも一部分が前記障壁層を含み、該障壁構成要素の少なくとも一部分が前記プラズマチャンバ内に配置され、前記プラズマ形成領域が該障壁構成要素内に全体が配置される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記障壁構成要素の外側表面の少なくとも一部分は、絶縁層によって前記プラズマチャンバの内側表面から分離される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記障壁構成要素は、取り外し可能障壁構成要素である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記障壁構成要素は、障壁支持構成要素を用いて前記プラズマチャンバ内に位置を決められる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
ＲＦ電力誘導構成要素が前記プラズマチャンバに連結され、該ＲＦ電力誘導構成要素は、共振部または非共振部のうちの少なくとも１つを有し、該ＲＦ電力誘導構成要素はＲＦ電源からＲＦ電力を受けるように構成され、前記プラズマ形成領域は、電磁界が該ＲＦ電力誘導構成要素によって生成されるボリュームに対応する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記障壁層は、前記プラズマチャンバの内側表面に連結される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記プラズマチャンバは前記プラズマ点火抑制材料が形成することを実質的に抑制する物質から形成され、該プラズマチャンバは前記障壁層を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
化学的に還元する種が形成されるプラズマ形成領域を画定するプラズマチャンバであって、該プラズマチャンバの少なくとも一部分は、該還元する種によって還元され伝導性材料を形成することに対して実質的に耐性のある障壁層材料から形成される、プラズマチャンバと、
該プラズマチャンバに連結されたＲＦ電力誘導構成要素であって、該ＲＦ電力誘導構成要素は、ＲＦ電源からＲＦ電力を受けるように構成され、該プラズマ形成領域は、電磁界が該ＲＦ電力誘導構成要素によって生成されるボリュームに対応する、ＲＦ電力誘導構成要素と
を備えている、装置。
【請求項２１】
前記プラズマチャンバは、遠隔型プラズマ供給源に含まれる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記プラズマチャンバは、実質的に前記障壁層から形成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記プラズマチャンバの内側表面は、前記障壁層の材料でコーティングされる、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、プラズマチャンバ内のプラズマの形成に関する。特に、しかし限定する意図はないが、本発明は、プラズマチャンバ内のプラズマ抑制物質の形成を防ぐシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
化学的に還元する種の製造は、例えば、基板の表面および薄膜の堆積から酸化物を除去するなどの多くの用途において、重要な因子である。これらの化学的に還元する種は、遠隔型および／または誘導のプラズマ供給源などのプラズマ供給源を用いて分子性気体を解離させることによって生成され得る。
【０００３】
しかしながら、プラズマ供給源によって生成される化学的に還元する種は、通常、酸化物ベースの材料（例えば、セラミック酸化物）である、プラズマ供給源の壁材料をプラズマ供給源の性能を劣化（例えば、一貫性のない、プラズマ種の産出）させ得る材料に部分的に変換し得る。例えば、プラズマ供給源のチャンバの内壁上の連続的な伝導性コーティングへの、酸化物の化学的な還元による壁材料の変換は、プラズマへ連結する電力の劣化およびプラズマ供給源の点火特性の劣化という結果となり得る。これらの欠点を除去するために性能を劣化させる材料を取り除くことは、時間と費用がかかり得る。これらの問題は、化学的に還元する種の出力流量がかなりの量である場合の高出力プラズマ供給源への媒体に関して、特に深刻である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在のプラズマ供給源は、機能的であるが、十分な耐久性がなく、満足のいくものではない。従って、本技術の不足に対処し、プラズマ供給源の性能を劣化させ得る材料の形成を防ぐための他の新しく革新的な特徴を提供するシステムおよび方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の概要）
図面に示される本発明の例示的実施形態は、以下に要約される。これらおよび他の実施形態は、詳細な説明の欄において、より十分に説明される。しかしながら、この発明の概要または詳細な説明において説明される形態に本発明を限定する意図はないことは理解されるべきである。当業者は、特許請求の範囲において表されるように、本発明の精神および範囲内に入る多くの修正、均等物および代替の構成があることは認識し得る。
【０００６】
本発明は、プラズマチャンバ内のプラズマ抑制物質の形成を防ぐシステムおよび方法を提供し得る。一例示的実施形態において、本発明は、プラズマチャンバ内に配置されるように構成される障壁構成要素を含む装置である。障壁構成要素は、プラズマが流体から点火され化学的に還元する種の生成という結果になるプラズマ形成領域を画定する壁を含む。壁の一部分は、化学的に還元する種に対して実質的に不活性である物質から形成される。壁は、化学的に還元する種がプラズマチャンバの内側表面と相互に作用し伝導性物質を形成することを防ぐ。障壁構成要素もまた、プラズマ形成領域と流体の連絡をする開口部を含む。流体は、開口部を経由してプラズマ形成領域に導入される。
【０００７】
本発明の別の実施形態において、装置は、プラズマが点火され化学的に還元する種を生成するプラズマ形成領域を画定するプラズマチャンバを含む。プラズマチャンバの少なくとも一部分は、還元する種によって還元され伝導性材料を形成することに対して実質的に耐性のある障壁層材料から形成される。装置はまた、プラズマチャンバに連結されるＲＦ電力誘導構成要素を含む。ＲＦ電力誘導構成要素は、ＲＦ電源からＲＦ電力を受けるように構成される。プラズマ形成領域は、電磁界がＲＦ電力誘導構成要素によって生成されるボリュームに対応する。
【０００８】
本発明のさらに別の実施形態において、方法は、流体においてプラズマを点火するように構成されるプラズマチャンバを提供することを含む。プラズマは、プラズマ形成領域内において点火され、化学的に還元する種を生成する。方法はまた、障壁層を用いて、プラズマチャンバの一部分と化学的に還元する種の相互作用に応答して、プラズマ点火抑制材料が形成することを防ぐことを含む。障壁層は化学的に還元する種に対して実質的に不活性である物質から形成される。
【０００９】
前述のように、上記に説明された実施形態およびインプリメンテーションは、例示的目的のためのみである。本発明の多数の他の実施形態、インプリメンテーションおよび詳細は、以下の説明および特許請求の範囲から当業者によって容易に認識される。
【００１０】
本発明の目的および利点ならびにより完全な理解は、添付の図面と共に解されるとき、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を参照することによって、明らかであり、より容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従って、化学的に還元する種を生成するように構成される遠隔型プラズマチャンバの断面図を例示する概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ壁の内側表面に連結される障壁層を有するプラズマチャンバの断面図を例示する概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従って、化学的に還元する種に実質的に不活性である材料から形成されるプラズマチャンバ壁を有するプラズマチャンバの断面図の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ内に配置される障壁構成要素を有するプラズマチャンバの断面図の概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ内に配置され、フランジによって支持される障壁構成要素を有するプラズマチャンバの断面図の概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ内に配置される障壁構成要素の断面図の概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ内に配置される障壁構成要素の断面図の一部分の概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従って、プラズマ点火抑制物質がプラズマチャンバ壁の内側表面に形成するのを防ぐ方法を例示する。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従って、プラズマ点火抑制物質がプラズマチャンバ壁の内側表面に形成された後に、それを取り除く方法を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（詳細な説明）
本発明の実施形態は、１つ以上の化学的に還元する種（例えば、還元剤である種）を生成するように構成されるプラズマチャンバ内のプラズマ抑制物質の形成を防ぐシステムおよび方法に関する。プラズマ抑制物質（プラズマ点火抑制物質とも呼ばれる）は、プラズマチャンバ内のプラズマを形成しかつ／または維持するプラズマチャンバの能力を実質的に減少させる。特に本発明のいくつかの実施形態は、プラズマチャンバ内に形成される化学的に還元する種がプラズマチャンバの内側表面と相互作用（例えば、反応）することを防ぎ、その結果、これらの実施形態は、プラズマチャンバの性能を実質的に減少されるということがわかっている伝導性物質の形成を防ぐように助ける。一部の実施形態において、本発明は、プラズマ種を生成し、インサイチュの（ｉｎ  ｓｉｔｕ）反応においてプラズマ種を用いることよりはむしろ異なる容器（例えば、反応容器）にプラズマ種を送達するように構成される遠隔型プラズマチャンバにおいてインプリメントされる。
【００１３】
いくつかの実施形態に従って、１つ以上の化学的に還元する種は、化学的に還元する種に対して実質的に不活性である障壁層によってプラズマチャンバ壁の内側表面と相互作用することが防がれる。一部の実施形態において、障壁層は、プラズマチャンバの内側表面にコーティングされ得る。障壁層は、他の実施形態において、プラズマチャンバの中に挿入される障壁構成要素（例えば、スリーブ）である。障壁構成要素の一部の変形は、プラズマチャンバ内に取り外し可能に連結される。本発明の一部のインプリメンテーションにおいて、プラズマチャンバまたはプラズマチャンバの実質的な部分は、プラズマ抑制物質の形成を防ぐ材料から構成される。そして一部の実施形態において、プラズマチャンバまたはプラズマチャンバの中に挿入される構成要素は、プラズマ抑制物質が形成された後に洗浄される。
【００１４】
図面の各々は本発明の特定の局面を強調するが、この開示の利益を有する当業者は、本発明の様々な局面（例えば、プラズマチャンバ、障壁構成要素、フランジなど）が様々な組み合わせで組み合わされ得ることは、理解すべきである。
【００１５】
いくつの図面の全体を通して同様のまたは類似した構成要素は同一の参照番号によって示されるが、ここで図面特に図１を参照すると、図１は、本発明の実施形態に従って、１つ以上の化学的に還元する種を生成するように構成されるプラズマチャンバ１００の断面図を例示する概略図である。プラズマチャンバ１００は、遠隔型および／または誘導的に連結されたプラズマチャンバであり、誘導的に連結された遠隔型プラズマチャンバと呼ばれ得る。流体ディスペンサ１６０は、プラズマチャンバ１００の中に流体を分配し、流体は、遠隔型プラズマチャンバ１００の内部領域１４０において化学的に還元する種を作るプラズマに点火される。化学的に還元する種は、例えばアンモニア（ＮＨ３）または水素分子（Ｈ２）などの流体の解離によって形成される水素原子であり得る。
【００１６】
プラズマチャンバ１００は、様々な温度および／または圧力において動作するように構成され得る。例えば、プラズマチャンバ１００は、大気圧または非常に低い圧力（例えば、真空）で動作するように構成される。一部の実施形態において、プラズマチャンバ１００は、室温で動作するように構成される。
【００１７】
化学的に還元する種が形成された後に、プラズマチャンバ１００は、化学的に還元する種を反応容器１２０に送達するように構成される。一部の実施形態において、反応容器１２０は、例えば基板（例えば、シリコンウェーファ）の表面からの酸化物の除去、基板（例えば、シリコンウェーファ）上での薄膜の堆積などのために用いられる半導体処理反応容器である。
【００１８】
プラズマチャンバ１００は、無線周波数（ＲＦ）電源１１４からの誘導電力を用いてプラスマ（および化学的に還元する種）を形成するように構成される。遠隔型プラズマチャンバ１００は、ＲＦ電源１１４に連結されるＲＦ電力誘導コイルなどのＲＦ電力アンテナ１１０（ＲＦ電力誘導構成要素とも呼ばれ得る）を含む。ＲＦ電源１１４は、ＲＦ電力アンテナ１１０を経由するＲＦ誘導電力を用い、遠隔型プラズマチャンバ１００の内部領域１４０に電磁界を生成し、このことが、遠隔型プラズマチャンバ１００において流体からプラズマを形成させ、維持させるようにする。本発明の一部の実施形態において、分子気体がＲＦ電源１１４からのエネルギに応答してプラズマチャンバ１００内において解離されるとき、プラズマ（および化学的に還元する種）は形成される。この実施形態において、ＲＦ電力アンテナ１１０はＲＦ電力誘導コイルであり、一部のインプリメンテーションにおいて、ＲＦ電力アンテナ１１０は１つ以上の平らなプレート様のアンテナ構造物である。
【００１９】
この実施形態において、プラズマチャンバ壁１２０、特に壁１２０の内部表面は、酸化セラミック（例えば、アルミナまたは石英）などの酸化物ベースの誘電性材料から作られる。プラズマチャンバ壁１２０は誘電性材料から形成され、その結果、電磁界が遠隔型プラズマチャンバ１００の内部１４０において適切に生成され得る。
【００２０】
この実施形態において、遠隔型プラズマチャンバ１００のプラズマチャンバ壁１２０の内部表面は、障壁層１３０によって保護され、その結果、化学的に還元する種は、それが生成されたとき、プラズマチャンバ壁１２０の酸化物ベースの誘電性材料と相互作用することが防がれる。化学的に還元する種は、チャンバ壁１２０と相互作用することが防がれる。なぜなら化学的に還元する種は、酸化物ベースの誘電性材料と反応し、プラズマの形成および／または維持を抑制するプラズマチャンバ壁１２０の内部表面上の伝導性物質を形成し得るからである。化学的に還元する種はプラズマチャンバ壁１２０の酸化物ベースの材料と反応し、多くの実施形態において、伝導性物質である修正された層を形成する。一部の実施形態において、障壁層１３０は、障壁層１３０がプラズマチャンバ１００における任意の場所において生成される化学的に還元する種からプラズマチャンバ１００を保護するように形成される。
【００２１】
一部のインプリメンテーションにおいて、伝導性層がプラズマチャンバ壁１２０の内側表面上に形成する場合、伝導性基板は、プラズマに連結する電力を劣化させ、プラズマチャンバの内部１４０におけるエネルギを減少させる。このことは、プラズマを点火しかつ／または維持する、プラズマチャンバ１００の能力を減少させる。換言すると、化学的に還元する種がプラズマチャンバ壁１２０の内側表面と相互作用（例えば、反応）する場合、化学的に還元する種は、プラズマを点火するかまたは維持する、遠隔型プラズマチャンバ１００の能力を減少させ得る。一部のプラズマチャンバにおいて、プラズマチャンバは、障壁層１３０なしで７２時間未満の動作後の時間の少なくとも５０％において点火し得ない。
【００２２】
いくつかの実施形態において、障壁層１３０は、化学的に還元する種に対して不活性である非酸化物材料から形成される。また多くの実施形態において、障壁層１３０は、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムまたは炭化ホウ素などの非伝導性材料から形成される。プラズマチャンバ壁３２０を形成するために用いられる材料は、障壁層材料または耐プラズマ還元材料と呼ばれ得る。
【００２３】
この実施形態におけるプラズマチャンバ１００は遠隔型プラズマチャンバであり得るが、一部の実施形態において、プラズマチャンバは、プラズマ種（例えば、化学的に還元する種）を形成しインサイチュの反応においてプラズマ種を用いるように設計されたプラズマチャンバである。例示的な実施形態において、プラズマチャンバ１００は、高密度で高出力流量のプラズマチャンバ（例えば、約１０Ｗ／ｃｍ３の体積出力密度）であるが、一部の実施形態において、プラズマチャンバ１００は、大型の低流量プラズマチャンバ（例えば、約０．１Ｗ／ｃｍ３の体積出力密度）である。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態に従う、プラズマチャンバ壁２２０の内側表面に連結された障壁層２３０を有するプラズマチャンバ２００の断面図の概略図である。この実施形態において、プラズマチャンバ２００は、プラズマ形成領域２４０においてプラズマを点火し１つ以上の化学的に還元する種を作製するように構成された伝導性連結のプラズマチャンバ（例えば、遠隔型プラズマ供給源プラズマチャンバ）である。プラズマ形成領域は、電磁界がＲＦ電力誘導構成要素２１０によって生成されるボリュームに対応する。プラズマチャンバ壁２２０は、化学的に還元する種との反応に応答して、プラズマチャンバ壁２２０の内側表面に伝導性のプラズマ抑制材料を形成する酸化物ベースの材料から構成される。
【００２５】
障壁層２３０は、化学的に還元する種が、プラズマチャンバ２００内に形成されるとき、プラズマチャンバ壁２２０の内側表面と相互に作用することを防ぐ層である。特に障壁層２３０は、プラズマ形成領域２４０において形成される化学的に還元する種がプラズマチャンバ壁２２０の内側表面と相互に作用することを防ぐように構成される。この実施形態において、障壁層２３０は、プラズマチャンバ壁２２０の内側表面にコーティングされる。
【００２６】
図２は、障壁層がプラズマチャンバ壁２２０の内側表面を完全に覆っていることを示す。一部の実施形態において、障壁層２３０は、プラズマチャンバ壁２２０の内側表面の一部分のみを覆っている。一部の実施形態において、障壁層２３０は、化学的に還元する種が形成される領域（例えば、プラズマ形成領域２４０）に対応するプラズマチャンバ壁２２０の少なくとも内側表面を覆う。
【００２７】
図２はこのプラズマチャンバ２００が円筒形であることを示すが、プラズマチャンバ２００は一部の実施形態において異なる形状である。例えば、一部の実施形態において、プラズマチャンバ２００は、長方形の箱のような形状である。また、プラズマの中に形成された流体は、プラズマチャンバ２００の開口部２５０または２６０のいずれかからプラズマチャンバ２００の中に導入され得る。一部の実施形態において、プラズマ内に形成された流体は、プラズマチャンバ２００の端部２５０または２６０のうちの１つの位置にはない穴／開口部（示されていない）に導入される。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態に従って、１つ以上の化学的に還元する種に実質的に不活性である材料から形成されるプラズマチャンバ壁３２０を有するプラズマチャンバ３００の断面図の概略図である。例示的プラズマチャンバ３００は、プラズマ形成領域３４０においてプラズマを点火しかつ／または維持し、１つ以上の化学的に還元する種を形成するように構成される、（例えば、遠隔型プラズマ供給源内にある）伝導性連結のプラズマチャンバである。プラズマ形成領域は、電磁界がＲＦ電力誘導構成要素３１０によって生成されるボリュームに対応する。
【００２９】
プラズマチャンバ壁３２０は、プラズマ形成領域３４０において点火されかつ／または維持される化学的に還元する種に実質的に不活性である材料から構成される。換言すると、プラズマチャンバ壁３２０は、プラズマチャンバ壁３２０がプラズマ形成領域３４０において形成される化学的に還元する種と相互に作用するとき、プラズマ抑制物質（例えば、伝導性材料）を形成しない材料から形成／構成される。プラズマチャンバ壁３２０は、例えば還元する種によって還元され伝導性材料を形成することに対して実質的に耐性のある非伝導性材料から形成される。一実施形態において、例えば、チャンバ壁は、窒化ホウ素を含むが、他の実施形態において、１つ以上の他の耐プラズマ還元材料を含む。
【００３０】
一部の実施形態において、プラズマチャンバ壁３２０の一部分または複数の部分のみが、耐プラズマ還元材料から形成される。例えば、一部の実施形態において、プラズマ形成領域３４０の近くのプラズマチャンバ壁３２０の部分のみが耐プラズマ還元材料から構成される。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ４００内に配置される障壁構成要素４３４を有するプラズマチャンバ４００の断面図の概略図である。プラズマチャンバ４００は、この実施形態において、プラズマ形成領域４４０においてプラズマを点火しかつ／または維持し、１つ以上の化学的に還元する種を形成するように構成される誘導的に連結されたプラズマチャンバ（遠隔型プラズマ供給源）である。プラズマ形成領域は、電磁界がＲＦ電力誘導構成要素４１０によって生成されるボリュームに対応する。プラズマチャンバ壁４２０は、化学的に還元する種との反応に応答して、プラズマチャンバ壁４２０の内側表面に伝導性のプラズマ抑制材料を形成する酸化物ベースの材料から構成される。
【００３２】
障壁構成要素４３４は、化学的に還元する種がプラズマチャンバ壁４２０の内側表面と相互に作用することを防ぐ構成要素である。障壁構成要素４３４は、この実施形態において、すべて障壁層材料（例えば、耐プラズマ還元材料）から形成される。障壁構成要素４３４は、絶縁層４２４がプラズマチャンバ壁４２０と障壁構成要素４３４の壁との間に配置されるように、プラズマチャンバ４００内に配置される。
【００３３】
絶縁層４２４は、プラズマチャンバ壁４２０の熱膨張とは異なり得る、障壁構成要素４３４の熱膨張を可能にする。一部の実施形態において、絶縁層４２４はまた熱絶縁層でもある。障壁構成要素４３４は、取り外し可能構成要素として構成され、その結果、必要に応じ、便利にも、洗浄されかつ／または取り替えられる。
【００３４】
図４に示されるように、プラズマ形成領域４４０は、すべて障壁構成要素４３４内に配置される。障壁構成要素４３４の内側表面は、プラズマ形成領域４４０を画定する。この実施形態において、点火されプラズマになり、化学的に還元する種を形成する流体は、開口部４５４を経由して障壁構成要素４３４の中に注入（例えば、導入）される。プラズマは、プラズマ形成領域４４０内においてのみ形成する。なぜなら流体は、直接に障壁構成要素４３４の中に注入されるからである。化学的に還元する種は、プラズマ形成領域４４０内において形成された後に、例えば、開口部４６４を経由して反応容器（図示されていない）に送達される。障壁構成要素４３４における開口部４５４および４６４は、一部の実施形態において、障壁構成要素４３４内の種々の位置にある。
【００３５】
一部の変形において、障壁構成要素４３４の内側表面などの障壁構成要素４３４の一部分のみが、障壁層材料から形成される。一部のインプリメンテーションにおいて、障壁構成要素４３４のサイズは、減少させられ、その結果、プラズマ形成領域４４０は、異なる（例えば、より小さい）サイズとなる。この実施形態において、絶縁層４２４は、障壁構成要素４３４とプラズマチャンバ壁４２０との間に配置されるが、本発明の一部の実施形態において、障壁構成要素４３４は、プラズマチャンバ壁４２０の内側表面に連結される。
【００３６】
図５は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ５００内に配置され、フランジ５８２および５８０によって支持される障壁構成要素５３４を有するプラズマチャンバ５００の断面図の概略図である。プラズマチャンバ５００は、プラズマ形成領域５４０においてプラズマを点火しかつ／または維持し、１つ以上の化学的に還元する種を形成するように構成される、誘導的に連結されたプラズマチャンバ（例えば、誘導的に連結された遠隔型プラズマ供給源内）である。プラズマ形成領域は、電磁界がＲＦ電力誘導構成要素５１０によって生成されるボリュームに対応する。電力誘導構成要素５１０は、共振部および非共振部を含むＲＦ電力誘導コイルである。プラズマチャンバ壁５２０は、化学的に還元する種との反応に応答して、プラズマチャンバ壁５２０の内側表面に伝導性のプラズマ抑制材料を形成する酸化物ベースの材料から構成される。
【００３７】
障壁構成要素５３４がスロット５８４および５８６の中に挿入され、フランジ５８０および５８２がプラズマチャンバ５００に連結されているとき、フランジ５８０および５８２は、プラズマチャンバ５００において障壁構成要素５３４がフランジ５８０および５８２によって支持されるように構成される。フランジ５８０および５８２は、障壁支持構成要素と呼ばれ得る。フランジ５８０および５８２は、フランジ５８０および５８２がプラズマチャンバ５００に取り外し可能に連結され（例えば、ボルトまたはラッチを用いて）、そして障壁構成要素５３４がフランジ５８０および５８２に取り外し可能に連結されるように、構成される。障壁構成要素５３４は、取り外し可能構成要素として構成され、必要に応じ、便利にも、洗浄されかつ／または取り替えられ得る。
【００３８】
障壁構成要素５３４は、絶縁層５２４がプラズマチャンバ壁５２０と障壁構成要素５３４の壁との間に配置されるように、プラズマチャンバ５００においてフランジ５８０および５８２によって支持される。絶縁層５２４は障壁構成要素５３４の熱膨張を可能にし、該熱膨張はプラズマチャンバ壁５２０の熱膨張とは異なり得る。一部の実施形態において、絶縁層５２４もまた、熱絶縁層である。
【００３９】
障壁構成要素は、一部のインプリメンテーションにおいて、例えば、オプションで含まれる開口部５７２および５７４、ならびに／または１つ以上の別個の開口部（図示されていない）を経由して、障壁構成要素５３４の内部と障壁構成要素５３４の外部との間に流体の連絡があるように、構成される。この実施形態において、開口部５７２および５７４は、フランジ５８２および５８０にそれぞれ含まれるノッチ５７６および５７８によって形成される。
【００４０】
障壁構成要素５３４の内部領域と外部領域との間の流体の連絡は、内部領域および外部領域における環境（例えば、圧力）が実質的に同様（例えば、同様な圧力および温度）であることを可能にする。例えば、プラズマ形成領域５４０に真空が形成されているとき、流体の連絡のために、障壁構成要素５３４の外部である（例えば、絶縁層４２５において）プラズマチャンバ内の領域においても真空が形成される。
【００４１】
障壁構成要素５３４の内部と絶縁層５２４との間に流体の連絡があっても、開口部５７２および５７４は、化学的に還元する種がプラズマチャンバ壁５２０と相互に作用することが可能ではないように設計される。図５は、開口部５７２および５７４が十分に小さく、かつ化学的に還元する種が形成されるプラズマ形成領域５４０から離れた場所に配置されることを示す。一部の実施形態において、複数の開口部が、フランジ５８０および５８２、障壁構成要素５３４、ならびに／またはフランジ５８０および５８２と障壁構成要素５３４との間の接合部に含まれ得る。
【００４２】
図５に示されるように、プラズマ形成領域５４０は、すべて障壁構成要素５３４内に配置され、その結果、プラズマチャンバ５００における任意の場所おいて生成される化学的に還元する種はプラズマチャンバ壁５２０と相互に連絡することが防がれる。換言すると、障壁構成要素５３４の内側表面は、プラズマ形成領域５４０を画定する。この実施形態において、点火され化学的に還元する種を形成する流体は、開口部５５４を経由して障壁構成要素５３４の中に注入（例えば、導入）される。プラズマは、プラズマ形成領域５４０内においてのみ形成する。なぜなら流体は、直接に障壁構成要素５３４の中に注入されるからである。化学的に還元する種は、プラズマ形成領域５４０に形成された後に、例えば、開口部５６４を経由して反応容器（図示されていない）に送達される。障壁構成要素５３４における開口部５５４および５６４は、一部の実施形態において、障壁構成要素５３４内の種々の位置にあり得る。
【００４３】
図５に示される障壁構成要素５３４はフランジを用いて支持されるが、一部の実施形態において、障壁構成要素５３４は、本開示の利益を有する当業者によって理解されるべき様々な方法で支持される。図６および図７は、障壁構成要素がプラズマチャンバに連結される（例えば、取り外し可能に連結される）可能な装置を示す。
【００４４】
図６は、本発明の実施形態に従って、障壁支持構成要素を用いてプラズマチャンバ６００内に配置される障壁構成要素６３４の断面図の概略図である。図５に示されるプラズマチャンバに類似して、プラズマチャンバ６００は、障壁構成要素６３４内のプラズマ形成領域６４０においてプラズマを点火し、１つ以上の化学的に還元する種を形成するように構成される、誘導的に連結されたプラズマチャンバ（例えば、誘導的に連結された遠隔型プラズマ供給源内）である。しかしながら、この実施形態における障壁構成要素６３４は、フランジ６８２および６８０内のそれぞれの溝に配置されるスプリングコイル機構６９２および６９４を用いてプラズマチャンバ６００において支持される。スプリングコイル機構６９２および６９４は、障壁支持構成要素と呼ばれ得る。一部の実施形態において、障壁構成要素６３４の端部は、先細にされ得、プラズマチャンバ６００の中への挿入を容易にし得る。
【００４５】
図７は、本発明の実施形態に従って、プラズマチャンバ内に配置される障壁構成要素７３４の断面図の一部分の概略図である。この実施形態において、障壁構成要素７３４は、フランジ７８０によってシール７９８に対して圧される障壁構成要素フランジ７３３である障壁支持構成要素を含む。障壁構成要素７３４は、障壁構成要素フランジ７３３の形状に基づき、プラズマチャンバ７００内に位置を決められる。このインプリメンテーションにおいて、障壁構成要素７３４は、プラズマチャンバ７００内に取り外し可能に連結される。なぜならフランジ７８０は、プラズマチャンバ７００に取り外し可能に連結されるからである。フランジ７８０が取り外されたとき、障壁構成要素７３４はプラズマチャンバ７００内のその位置から取り外され得る。
【００４６】
図８は、本発明の実施形態に従って、プラズマ抑制物質がプラズマチャンバ壁の内側表面に形成するのを防ぐ方法を例示する。図８は、第１にプラズマチャンバが備えつけられることを示す（ブロック８００）。プラズマチャンバは、誘導的に連結されたプラズマチャンバおよび／または誘導的に連結された遠隔型プラズマチャンバであり得る。
【００４７】
流体がプラズマチャンバの中に導入され（ブロック８１０）、プラズマは、プラズマチャンバ内において点火され、流体から１つ以上の化学的に還元する種を形成する（ブロック８２０）。流体は、流体がプラズマ形成領域の中に導入されることを可能にする、プラズマチャンバにおける１つ以上の穴の中に導入される。プラズマは、プラズマチャンバ内のプラズマ形成領域において形成される。一部の実施形態において、プラズマ形成領域は、円筒形であり、一方他のインプリメンテーションにおいて、プラズマ形成領域は異なる形状（例えば、正方形）である。一部の実施形態において、２つ以上の化学的に還元する種が流体内に形成される。
【００４８】
プラズマチャンバは、障壁層を用いて、プラズマ抑制物質がプラズマチャンバ壁の内側表面に形成するのを防がれるように設計される（ブロック８３０）。一部の実施形態において、化学的に還元する種は、化学的に還元する種に対して実質的に不活性である障壁層によって、プラズマチャンバ壁の内側表面と相互に作用することを防がれる。一部の実施形態において、障壁層はプラズマチャンバの内側表面にコーティングされる。本発明の一部のインプリメンテーションにおいて、プラズマチャンバまたはプラズマチャンバの実質的な部分は、プラズマ抑制物質の形成を防ぐ材料から構成される。
【００４９】
一部の実施形態において、障壁層は、プラズマチャンバの中に挿入される障壁構成要素（例えば、スリーブ）である。障壁構成要素の一部の変形は、プラズマチャンバ内に取り外し可能に連結される。一部の実施形態において、障壁層が障壁構成要素に含まれるかまたは障壁構成要素である場合、プラズマ形成領域は、すべて障壁構成要素内に配置される。
【００５０】
図９は、本発明の実施形態に従って、プラズマ点火抑制物質がプラズマチャンバ壁の内側表面に形成された後に、それを取り除く方法を例示する。図９におけるフローチャートは、第１にプラズマチャンバが備えつけられることを示す（ブロック９００）。プラズマチャンバは、誘導的に連結されたプラズマチャンバおよび／または誘導的に連結された遠隔型プラズマチャンバであり得る。
【００５１】
流体がプラズマチャンバの中に導入され（ブロック９１０）、プラズマは、プラズマチャンバ内において点火され、流体から１つ以上の化学的に還元する種を形成する（ブロック９２０）。点火が起るプラズマチャンバの内側表面（例えば、プラズマ形成領域）が酸化物ベースの物質から形成されるので、プラズマ抑制物質はプラズマチャンバ壁の内側表面に形成する（ブロック９３０）。換言すると、プラズマチャンバの内側表面は、プラズマ抑制物質に変換される。
【００５２】
プラズマ抑制物質が形成した後に、プラズマ抑制物質はプラズマチャンバ壁の内側表面から取り除かれる（ブロック９４０）。一部の実施形態において、プラズマ抑制物質は、好ましくは、高選択性をもって壁からプラズマ抑制物質をエッチングする気体を用いて内側表面からエッチングされる。エッチングプロセス中に生成される副産物は、エッチングが進行するとプラズマチャンバから吐き出される。例えば、一部の実施形態において、プラズマ抑制物質が石英チャンバの内側表面上に形成された後に、フッ化ガス（例えば、ＮＦ３）が石英チャンバを洗浄するために用いられる。一部の変形において、プラズマ抑制物質が形成された後に、塩素含有ガスもまた、プラズマチャンバ壁の内側表面をエッチングするために用いられる。一部の実施形態において、プラズマ抑制物質が構成要素の表面上に形成された後に、プラズマチャンバからの構成要素（例えば、取り外し可能な石英スリーブ）は、図９に説明される方法を用いて洗浄される。
【００５３】
結論として、本発明は、とりわけプラズマチャンバ内のプラズマ抑制物質の形成を取り除くかまたは防ぐシステムおよび方法を提供する。当業者は、本明細書において説明される実施形態によって達成される結果と実質的に同じ結果を達成するために、本発明、本発明の使用法および本発明の構成において多数の変形および代用がなされ得ることは容易に認識し得る。従って、開示された例示的な形態に本発明を限定する意図はない。多くの変形、修正および代替の構成は、特許請求の範囲において表されるように、開示された本発明の範囲および精神内に入る。
【図１】
2010511793.tif 000003
【図２】
2010511793.tif 000004
【図３】
2010511793.tif 000005
【図４】
2010511793.tif 000006
【図５】
2010511793.tif 000007
【図６】
2010511793.tif 000008
【図７】
2010511793.tif 000009
【図８】
2010511793.tif 000010
【図９】
2010511793.tif 000011
【国際調査報告】
2010511793.tif 000012