(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信するための複数の駆動点を有する表面を含む、該ＲＦ電極と、
複数のコンデンサと、
を含み、
各々のコンデンサが前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続され、
前記複数の駆動点は、同一直線上にないように前記ＲＦ電極の前記表面にわたり分布されている、
装置。
【請求項２】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記表面は、前記バッキングプレートの上にある、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信するための複数の駆動点を有する表面を含む、該ＲＦ電極と、
複数のコンデンサと、
を備え、
各々のコンデンサが前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続され、
前記複数の駆動点が、前記ＲＦ電極の中心に対して異なる角度と放射状座標を有する前記ＲＦ電極の前記表面上の複数の位置にわたり分布されている、
装置。
【請求項４】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記表面は、前記バッキングプレートの上にある、請求項３記載の装置。
【請求項５】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信するための複数の駆動点を含む、該ＲＦ電極と、
複数のコンデンサであって、各々のコンデンサが第１電気接続部および第２電気接続部を含む、該コンデンサと、
を備え、
各々のコンデンサの前記第１電気接続部は、前記ＲＦ電極の前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続されており、
前記複数のコンデンサの全ては、それらの第２電気接続部で一緒に接続されている、
装置。
【請求項６】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記駆動点は、前記バッキングプレート上にある、
請求項５記載の装置。
【請求項７】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信する為の複数の駆動点を含む、該ＲＦ電極と、
複数のコンデンサであって、各々のコンデンサが第１電気接続部および第２電気接続部を含む、該コンデンサと、
前記ＲＦ電極に物理的に取り付けられた一以上の電気導体と、
を備え、
前記一以上の電気導体は、前記コンデンサの全ての、それぞれの第２電気接続部と電気的に接続され、前記複数のコンデンサの全てが、それらの第２電気接続部で一緒に接続されており、
各々のコンデンサの前記第１電気接続部は、前記ＲＦ電極上の前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続されている、
装置。
【請求項８】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを含み、
前記コンデンサ及び前記一以上の電気導体は上記バッキングプレートに物理的に取り付けられている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記ＲＦ電極上に物理的に取り付けられており、前記複数のコンデンサを含んでいるＲＦ整合回路網を更に備える、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網と、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信するための複数の駆動点を含む、該ＲＦ電極と、
を備え、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記複数の駆動点のうち一つと電気的に接続されており、
前記複数の駆動点の数は、前記一以上の出力接続部の数より多い、
装置。
【請求項１１】
各々の駆動点は、各々の出力接続部が異なる駆動点に対し再配置可能となるように適合されている、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
各々の駆動点は、取り外し可能なねじを受容するように適合されており、
各々の出力接続部は、取り外し可能なネジにより駆動点に付けられ、各々の出力接続部が異なる駆動点に再配置可能になる、
請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続された区別可能なコンデンサを備える、請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記駆動点は、前記バッキングプレート上にある、
請求項１０記載の装置。
【請求項１５】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合するための装置であって、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網と、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極であって、ＲＦ信号を受信するために一以上の駆動点を含む、該ＲＦ電極と、
を備え、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記駆動点の一つに電気的に接続され、
前記駆動点の少なくとも一つは、前記ＲＦ電極上の異なる位置に移動可能である、
装置。
【請求項１６】
少なくとも一つのトラックであって、それに沿って前記駆動点の少なくとも一つが移動可能である、該トラックを更に備える、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記ＲＦ電極は、シャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記バッキングプレート上に前記駆動点がある、
請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドにＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用シャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに接続されたバッキングプレートであって、ＲＦ信号を受信するために複数の駆動点を有する表面を含む、該バッキングプレートと、
複数のコンデンサと、
を備え、
各々のコンデンサは、前記複数の駆動点のうち区別可能な一つと接続され、
前記複数の駆動点は、前記バッキングプレートの前記表面にわたり分布され、前記複数の駆動点が同一線上にない、
装置。
【請求項１９】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドにＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用シャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに接続されたバッキングプレートであって、ＲＦ信号を受信するために複数の駆動点を含む、該バッキングプレートと、
複数のコンデンサと、
を備え、
各々のコンデンサは第１電気接続部と第２電気接続部を含み、
各々のコンデンサの前記第１電気接続部は、前記バッキングプレート上の前記複数の駆動点のうち区別可能な一つに接続され、
前記コンデンサの全ては、それぞれの第２電気接続部で一緒に接続されている、
装置。
【請求項２０】
前記ＲＦ整合回路網にＲＦ電力を供給するために接続されたＲＦ電源を更に備える、請求項９記載の装置。
【請求項２１】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドにＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用シャワーヘッドと、
上記シャワーヘッドに接続されたバッキングプレートであって、ＲＦ信号を受信するために複数の駆動点を含む、該バッキングプレートと、
複数のコンデンサであって、各々のコンデンサが、第１電気接続部および第２電気接続部を含む、該複数のコンデンサと、
前記バッキングプレートに物理的に取り付けられた一以上の電気導体と、
を備え、
前記電気導体は、前記コンデンサの全ての、それぞれの第２電気接続部と電気的に接続され、前記複数のコンデンサの全てが、それぞれの第２電気接続部で一緒に接続され、
各々のコンデンサの前記第１電気接続部は、前記バッキングプレートで前記複数の駆動点のうち区別可能な一つと接続される、
装置。
【請求項２２】
前記バッキングプレート上に物理的に取り付けられ、前記コンデンサの前記第２電気接続部に接続された、ＲＦ整合回路網を更に備える、請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドに電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用シャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに接続されたバッキングプレートであって、ＲＦ信号を受信する為に複数の駆動点を含む、該バッキングプレートと、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網と、
を備え、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記複数の駆動点のうち一つと電気的に接続され、
前記複数の駆動点の数は、出力接続部の数より多い、
装置。
【請求項２４】
駆動点の各々は、前記出力接続部の各々が異なる駆動点に対し再配置可能なるように適合されている、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
各々の駆動点は、取り外し可能なネジを受容するように適合され、
各々の出力接続部は、取り外し可能なネジにより駆動点に付けられ、各々の出力接続部が異なる駆動点に対し再配置される、請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記複数の駆動点のうち区別可能な一つと接続された区別可能なコンデンサを備える、請求項２３記載の装置。
【請求項２７】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドにＲＦ電力を結合するための装置であって、
プラズマチャンバ用シャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドに接続されたバッキングプレートであって、ＲＦ信号を受信するために複数の駆動点を含む、該バッキングプレートと、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網と、
を備え、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々は、前記複数の駆動点のうち一つに電気的に接続され、
前記複数の駆動点のうち少なくとも一つは、前記バッキングプレート上の異なる位置まで移動可能である、
装置。
【請求項２８】
プラズマチャンバ用シャワーヘッドにＲＦ電力を結合させる方法であって、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網を提供するステップと、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極を提供するステップであって、前記ＲＦ電極がＲＦ信号を受信するために複数の駆動点を含む、該ステップと、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々を前記複数の駆動点のうち一つに電気的に接続するステップであって、前記複数の駆動点の数は、前記出力接続部の数より多い、該ステップと、
を備える方法。
【請求項２９】
前記ＲＦ整合回路網の前記出力接続部の一つを、異なる駆動点まで移動させる後のステップを更に備える、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記出力接続部と前記駆動点の、それぞれの一つとの間に区別可能なコンデンサを接続するステップを更に備える、請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記ＲＦ電極がシャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、
前記複数の駆動点が前記バッキングプレート上にある、請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
プラズマチャンバ用ＲＦ電極にＲＦ電力を結合する方法であって、
一以上の出力接続部を有するＲＦ整合回路網を提供するステップと、
プラズマチャンバ用ＲＦ電極を提供するステップであって、前記ＲＦ電極はＲＦ信号を受信するために一以上の駆動点を含む、該ステップと、
前記ＲＦ整合回路網の出力接続部の各々を前記駆動点の一つに電気的に接続するステップと、
を備え、
前記駆動点の少なくとも一つは、前記ＲＦ電極上の異なる位置まで移動可能である、方法。
【請求項３３】
前記駆動点の少なくとも一つを前記ＲＦ電極上の異なる位置まで移動させるステップを更に備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記駆動点の少なくとも一つを前記ＲＦ電極上の異なる位置までトラックに沿って移動させるステップを更に備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記ＲＦ電極がシャワーヘッド及びバッキングプレートを備え、前記一以上の駆動点が前記バッキングプレート上にある、請求項３２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、膜堆積システムおよびその方法に関し、さらに詳しく言えば、大面積基板に高品質の膜を堆積させるための改良形システムおよびその方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
近年、軽量・低電力消費の高品質ディスプレイを形成するために、液晶セルが開発されてきた。これらの液晶セルには、通常、液晶材料層を間に挟んだ２枚のガラス基板が含まれている。基板上に導電膜がパターン化されて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの回路要素を形成する。基板が電源に接続されると、ＴＦＴを用いて液晶ディスプレイのさまざまな領域が選択的に励起されるように液晶材料の方位を変更することができる。
【０００３】
大面積ガラス基板に膜を堆積させるためのリアクタは、通常、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）装置を用いる。ＰＥＣＶＤプロセスチャンバ内でプロセスガスの破壊を誘発させるために、通常、高周波電源が使用される。ガラス基板は、通常、シリコン基板よりもかなり大きいため、電極の寸法は、電源周波数の四分の一波長に近い場合がある。このような条件により、大面積基板の表面にわたって電気エネルギーが均等に放電されなくなる。このように電圧分布が均一でないと、基板表面上での膜の堆積が均等でなくなる。
【０００４】
不均等な膜の堆積に対する従来の解決策のなかには、圧力、ガス組成、流量、高周波（ＲＦ）電力レベルおよび電極間隔などを含むさまざまなプロセス変数の調節がある。これらのプロセス変数の調節は、比較的小面積の基板に効果的に作用する。しかしながら、基板サイズ、チャンバサイズの拡大および電源周波数の増大に伴い、基板上に堆積される膜は不均一になる場合がある。
【０００５】
（発明の開示）
一般に、一態様によれば、基板上に膜を堆積する際にプラズマを発生するための平行板電極システムにおいて、ＲＦ出力を第１の電極に分配するための装置が開示される。この装置には、ＲＦ電源と、第１の電極に分配した多数点にＲＦ電源を結合する整合回路網とが含まれる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、ＲＦ出力は、１以上の整合回路網の出力とシャワーヘッドとの間の電気的接続として作用する背面板に直接結合される。
【０００７】
一例示的実施形態において、装置には、高周波入力を受けるための負荷コンデンサと、負荷コンデンサに結合された第１の端部と、第２の端部とを有するインダクタとが含まれる。また、この装置には、第１の電極に分配した多数点の異なる１つにインダクタの第２の端部をそれぞれが電気的に結合する多数の駆動コンデンサも含まれる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、それぞれの駆動コンデンサの静電容量は、ユーザが選択可能なものである。同様に、いくつかの実施形態において、駆動コンデンサが結合されている第１の電極上の点は、ユーザが選択可能なものである。このような特徴により、駆動コンデンサの値と、さらには駆動コンデンサが結合される第１の電極の点の位置とをユーザが調節することができ、堆積膜の均一性を高める。
【０００９】
薄膜堆積システムにこの装置を組み込んでもよく、このシステムには、例えば、処理する基板と第１の電極が配置されている真空チャンバと、ガスの流れをチャンバ内に導入するために第１の電極に結合されているプロセスガス源と、チャンバにおいて基板を加熱するためのヒータとが含まれている。
【００１０】
１以上のＲＦ電源を含むさまざまなプラズマ強化処理システムには、分配インピーダンス整合回路網が使用可能である。多数の電源を有するシステムでは、例えば、高周波電源を第１の電極に結合するために分配整合回路網が使用可能である。
【００１１】
別の態様によれば、基板上の薄膜を処理する方法には、負荷コンデンサおよび多数の駆動コンデンサに結合されたインダクタに高周波入力を供給するステップと、それぞれの駆動コンデンサの出力を電極に分配された多数点の異なる１つに印加するステップが含まれる。いくつかの実施形態において、各駆動コンデンサの静電容量は、複合の所定値に達するように調節されてよい。前述したように、駆動コンデンサの値、さらには駆動コンデンサが結合される電極上の点の位置を調節して、堆積膜の均一性を高めることができる。
【００１２】
さまざまな実施形態には、以下の利点のうち１以上の利点が含まれている。ＲＦ電源出力から電極への可変連携点を支持することによって、システムは、駆動コンデンサが電気的に結合されている電極上での位置をユーザが選択または調節できる空間制御変数を与える。さらに、コンデンサの個々の値をユーザが選択できることにより、システムは、電気制御変数を与える。空間制御変数および電気制御変数で、圧力、ガス組成、流量、ＲＦ電力レベルおよび電極間隔を含む従来のプロセス変数を補うことにより、より均一な膜が堆積される。膜が実質的に均一になると、次に堆積される層との接触面が良好になる。密度や応力などの他の膜特性も改善され、成膜速度が高められる。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は、図面および請求の範囲を含む以下の記載から明らかになるであろう。
【００１４】
（実施形態の詳細な説明）
一般に、本発明の動作によれば、真空堆積プロセスチャンバに大面積基板が支持され、摂氏数百度まで加熱される。基板は、ガラス、石英、または特にプラスチックなどのポリマー製のものであってよい。基板サイズは、例えば、約６５０×８３０ミリメートル（ｍｍ）であってよいが、最近の傾向はより大型のサイズへと移りつつある。堆積ガスがチャンバ内に導入され、デュアルＲＦ電源システムにより励起される。プラズマ強化化学気相堆積反応が起こり、基板に薄膜層を堆積させる。堆積された薄膜層は、窒化シリコン（ＳｉＮ）または酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの誘電体層や、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）などの半導体層であってよい。
【００１５】
図１を参照すると、ＰＥＣＶＤシステム１３０には、ステム１３７を有するサセプタ１３５が含まれている。サセプタ１３５は、真空堆積プロセスチャンバ１３３内の中心にある。サセプタ１３５は、基板処理または反応領域１４１に大面積ガラスパネルなどの基板３８を保持する。サセプタ１３５を上昇および下降させるために、リフトメカニズム（図示せず）が設けられる。基板３８は、基板移送システム（図示せず）により、チャンバ１３３の側壁１３４にある開口１４２を介してチャンバ１３３に搬入および搬出される。次いで、基板３８は、サセプタ１３５に埋め込まれた抵抗加熱器であってよいヒータ７０により、約２５０℃〜４５０℃の温度まで加熱される。この替わりとして、他の適切なヒータが用いられてもよい。
【００１６】
ガス源マニホールド６１と背面板１２６を介してチャンバ１３３内に、１以上の堆積プロセスガスが流入する。ガス源マニホールド６１は、供給源５６、５７、５８および５９からガスを受ける。プロセスガスは、穿孔ブロック板１２４および多数の穴１２１を介して、プロセスガス分配前板またはシャワーヘッド１２２に流入する。本願明細書に内容全体が参照により引用されている米国特許第４，８５４，２６３号、同第５，６１１，８６５号および同第５，３６６，５８５号に示されているものを含むさまざまなシャワーヘッド構造が用いられてよい。電極間隔または基板表面とシャワーヘッド１２２の放出面間の距離は、約４００〜１，５００ミルであってよい。プロセスガスの流れは、図１の基板処理領域１４１にある小さな矢印で示されている。動作中、チャンバ１３３は、通常、約０．４Ｔｏｒｒ〜３Ｔｏｒｒの圧力と、約２５０℃〜４５０℃の温度で維持される。
【００１７】
図１に示されているチャンバにおいて、堆積プロセスを高めるためにプラズマが生成される。堆積プロセスガスは、チャンバから基板処理領域１４１を囲むスロット状のオリフィス１３１を介して排気プレナム１５０内に排出されてよい。排気プレナム１５０から、真空遮断弁１５４により外部真空ポンプ（図示せず）につながる排気出口１５２内にガスが流れる。
【００１８】
マノメータ６３が、チャンバ１３３のガスの圧力を測定する。しかしながら、マノメータ６３は、多数の他のタイプの圧力センサで置き替えられてもよい。例えば、イオンゲージが用いられてもよい。排気の流れにガバナー１３６が配置されて、チャンバ１３３の全圧力を調整してもよい。マノメータ６３からの信号１５１が、ガバナー１３６の電気コントローラへの入力として使用されて、全チャンバ圧力を一定に維持してもよい。
【００１９】
図１に示されている特定の実施形態において、デュアル周波数ＲＦ電源システム５０を有するプラズマ点火回路が使用される。デュアル周波数ＲＦ電源システム５０には、第１または高周波（ＨＦ）ＲＦ電源発生器４１０と、第２または低周波（ＬＦ）ＲＦ電源発生器４３０と、第１の電源発生器４１０用の分配インピーダンス整合回路網４００と、第２の電源発生器４３０用の整合回路網２２６が含まれている（図２）。分配インピーダンス整合回路網４００に高周波ＲＦ電源４１０の出力が与えられ、低周波（ＬＦ）整合回路網２２６には低周波ＲＦ電源４３０の出力が与えられる。以下により詳細に記載するように、整合回路網４００、２２６からの出力とシャワーヘッド１２２間を電気的に接続するように作用する背面板１２６に、分配整合回路網４００の多数の出力が取り付けられる。整合回路網２２６は、単一の出力のみを有し、例えば、背面板１２６の中心に取り付けられる。このようにして、シャワーヘッド１２２とサセプタ１３５間に電力が印加されることにより、プロセスガス混合物が励起されてプラズマを形成する。図１および図２に示されている特定の実施形態は、デュアル周波数ＲＦ電源システムを示しているが、単一の周波数電源を用いるシステムと共に２以上の電源を用いるシステムにおいて、分配インピーダンス整合回路網４００が用いられてよい。
【００２０】
整合回路網４００の分配出力の等価回路が、図３に示されている。負荷コンデンサ２０１の第１の端部とインダクタ２４０の第１の端部に、ＲＦ入力コネクタが設けられている。コンデンサ２０１の第２の端部は接地されているのに対して、インダクタ２４０の第２の端部は、駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７に接続される。接地に対して駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の出力は、ＲＦ整合回路網４００の分配出力である。ＲＦ整合回路網４００の各分配出力は、導電性ストラップ４０２Ａ〜４０２Ｈによりそれぞれ背面板１２６に電気的に結合される。さらに、各ストラップ４０２Ａ〜４０２Ｈは、背面板１２６の上側に配置されたいくつかの可能な駆動または連携点の１つでそれぞれ背面板１２６にユーザにより接続されてよい。例えば、導電性ストラップ４０２Ａは、連携点２８０Ａ、２８０Ｂまたは２８０Ｃ（総称して、連携点２８０）に連結されてよい。同様に、導電性ストラップ４０２Ｂは、３つの連携点２８２Ａ、２８２Ｂまたは２８２Ｃ（総称して、連携点２８２）の１つに連結されてよく、さらに他の導電性ストラップ４０２Ｃ〜４０２Ｈは、図３に示されているように、連携点２８４、２８６、２８８、２９０、２９２および２９４のそれぞれの群に連結されてよい。各連携点２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２および２９４には、背面板１２６の上面にねじ留めされた導電性スタッドがあることにより、各駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の出力を、背面板１２６上の数箇所の１つに除去および再配置しやすくするための技術が得られる。この替わりとして、各連携点は、それぞれのトラック（図示せず）に沿って摺動可能にして、数箇所の１つで背面板１２６に固定させてもよい。このようにして、駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７が電気的に結合されている背面板１２６上のそれぞれの位置は、ユーザにより選択可能なものである。図３において各ストラップ４０２Ａ〜４０２Ｈには、３つの連携点が示されているが、各導電性ストラップの背面板１２６上には、２つ以下または４つ以上の連携点が設けられてもよい。
【００２１】
特定のシステム１３０に対して所定の複合コンデンサ値が経験的に決定されて、チャンバ１３３および電源４１０間に適切なインピーダンス整合回路が設けられる。特定のコンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の値は、並列コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の組合せが、所定の複合コンデンサ値に等しい同等の静電容量を有するように、ユーザにより選択される。一般に、コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の最適値は、経験的に決定される。
【００２２】
一般に、負荷コンデンサ２０１は、単一のコンデンサ要素または互いに電気的に結合された多数のコンデンサ要素を含むものであってよい。同様に、各駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７は、単一のコンデンサ要素または互いに電気的に結合された多数のコンデンサ要素を含むものであってよい。さまざまな実施形態において、コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７は、手動可変コンデンサまたはモータ駆動可変コンデンサのいずれかであることにより、１以上のコンデンサの値をユーザが選択および変更することができる。
【００２３】
一実施形態において、負荷コンデンサ２０１は、負荷コンデンサアセンブリ２００（図４、図５および図６）にマウントされる。図４に示されているように、負荷コンデンサアセンブリ２００には、負荷コンデンサ２０１を形成する最大３つまでのコンデンサ要素を受けるようにされた３つのマウント位置１８０、１８２、１８４がある。アセンブリ２００の一端１８１（図６）は、入力コネクタの本体に電気的に取り付けられることにより接地される。アセンブリ２００の他端１８３は、ＨＦ整合回路網４００へのＲＦ入力であり、入力コネクタの中央コンタクトに取り付けられる。
【００２４】
図４〜６に示されているように、各駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５、２１７は、それぞれの駆動コンデンサアセンブリ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４および２１６にマウントされる。各駆動アセンブリ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４および２１６は、導電板２５０の下側に取り付けられ、導電性ストラップ４０２Ａ〜４０２Ｈの１つで背面板１２６に電気的に結合される。各駆動コンデンサアセンブリ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６には、駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の１つを形成する最大３つまでのコンデンサ要素を受けるようにされた３つのマウント位置がある。さらに詳しく言えば、駆動コンデンサアセンブリ２０２は、マウント位置１９０Ａ、１９０Ｂおよび１９０Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２０４は、マウント位置１９１Ａ、１９１Ｂおよび１９１Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２０６は、マウント位置１９２Ａ、１９２Ｂおよび１９２Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２０８は、マウント位置１９３Ａ、１９３Ｂおよび１９３Ｃを有する。同様に、駆動コンデンサアセンブリ２１０は、マウント位置１９４Ａ、１９４Ｂおよび１９４Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２１２は、マウント位置１９５Ａ、１９５Ｂおよび１９５Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２１４は、マウント位置１９６Ａ、１９６Ｂおよび１９６Ｃを有し、駆動コンデンサアセンブリ２１６は、マウント位置１９７Ａ、１９７Ｂおよび１９７Ｃを有する。一旦マウントされると、各駆動コンデンサの一端はインダクタ２４０の出力側に電気的に接触させるのに対して、他端は、背面板１２６と電気的に接触させる。
【００２５】
図４により示されているように、一実施形態によれば、駆動コンデンサアセンブリ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４および２１６は、約４５°アセンブリを互いに離すようなレイアウトで導電板２５０上に配置される。連携点２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２および２９４は、背面板１２６上に配置され、コンデンサアセンブリの関連する１つのすぐ下に位置付けされる。このようにして、連携点の群も約４５°互いに離される。特定の群、例えば、連携点２８０Ａ、２８０Ｂおよび２８０Ｃにある個々の連携点は、連携点２８０Ａが背面板の中心に最も近く、連携点２８０Ｂが中心から少し離れた位置にあり、連携点２８０Ｃが中心から最も離れた位置にあるように、背面板１２６上に一列に配置される。
【００２６】
また、チャンバ１３３の上面には、高周波（ＨＦ）モニタボックス２２４が配置される。ＨＦモニタボックス２２４は、駆動コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７からの整合回路網出力でのさまざまな電圧および電流出力を分析して、整合回路網４００での損失を求める。
【００２７】
さらに、ガス供給コネクタ２３０（図４および図５）が背面板１２６と結合され、プロセスガスをシステムに供給する。プロセスガスは、コネクタ２３０の底部で流入し、コネクタ２３０の上部にある管を介して、ガス電圧分離アセンブリ２３２（図５）を通って進む。ガス電圧分離アセンブリ２３２には、レジスタ２３５により囲まれたガラス管があり、背面板の上部で高電圧点までの接地からの電圧の勾配を付ける。背面板１２６を介してガスが導入され、背面板１２６の下方とシャワーヘッド１２２（図１）の上方のプレナム１２５の領域に分配される。次いで、シャワーヘッド１２２を介してプロセスチャンバ１３３内にガスが流される。レジスタ２３５は、管の端部で電磁場が集中しないように電圧の勾配つけることにより、ガス管内の電気放電が減少または除去される。
【００２８】
また、ＲＦ入力コネクタ２３１、２３７（図４および図５）も背面板１２６に結合される。ＲＦ入力コネクタ２３１は、高周波電源４１０からの高周波入力を受け、ＲＦ入力コネクタ２３７は、電源４３０からの低周波入力を受ける。コネクタ２３１、２３７は、電力同軸ケーブルが垂直に整列されるように下方に面する。
【００２９】
背面板１２６から熱を放散させるために、銅管２２３（図４〜６）が水を循環させて板１２６を冷却する。管２２３は接地され、隔離板２６４（図５〜６）の上方に設けられる。管２２３に水を通して循環させることにより、背面板１２６の上部１２６Ａが１００℃より低い温度に冷却されて、チャンバ１３３に配置されたさまざまな弾性シールを保護する。
【００３０】
ＲＦ電源出力から背面板の上側への可変連携点を支持することにより、このシステムは、駆動コンデンサが電気的に結合される背面板上の位置をユーザが選択または調節できる空間制御変数を与える。さらに、コンデンサ２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５および２１７の個々の値をユーザが選択できることによって、このシステムは、電気制御変数を与える。空間制御変数と電気制御変数は、圧力、ガス組成、流量、ＲＦ電力レベルおよび電極間隔を含む従来のプロセス変数を補足して、膜をより均一に堆積させることができる。さらに詳しく言えば、前述したように、可変駆動コンデンサの値と共に駆動コンデンサが結合されている背面板上の点の位置をユーザが調節できることにより、堆積膜の均一性が高められる。また、密度や応力などの他の膜特性も高められ、高成膜速度が達成可能である。前述したように、最適なコンデンサ値および最適な連携点の位置は、所与の構成に応じて経験的に決定される。
【００３１】
本発明をＰＥＣＶＤシステムの状況において図示および記載してきたが、本発明は他のタイプのＣＶＤシステムと共にエッチングなどの他のプラズマ強化処理方法を用いるシステムに応用可能である。同様に、上述した特定の実施形態では、背面板１２６の中心に対して放射状に配設した８個の分配出力が示されているが、任意の構成において任意の数の分配出力が用いられてもよい。前述したように、分配インピーダンス整合回路網の使用は、デュアル周波数電源を有するシステムに限定されるものではない。むしろ、分配整合回路網は、１つのみの周波数電源を有するシステムや２以上の周波数を有する電源を用いるシステムに組み込まれてもよい。ガス混合物、温度および圧力も変更されてよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、電源の周波数を調節する代わりに、インピーダンス整合回路網が調節されてもよい。さらに、さまざまな電極間隔が用いられてよく、さらに所望の膜および堆積シーケンスに応じて、電源のさまざまな加熱およびサイクルシーケンスが実行されてよい。
【００３３】
他の実施形態は請求の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による分配出力を有するＲＦ電源整合回路網を用いてＰＥＣＶＤを実行するためのリアクタの断面図である。
【図２】  本発明による背面板を駆動するための電源および整合回路網を示すブロック図である。
【図３】  本発明による分配整合回路網を示す略図である。
【図４】  分配整合回路網に関連するさまざまな部品の例示的レイアウトを示す図である。
【図５】  図４の線Ｖ−Ｖに沿って切り取った部分的断面図である。
【図６】  図４の線ＶＩ−ＶＩに沿って切り取った部分的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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