(57)【要約】【課題】電界をプロセスチャンバ内に発生するアンテナ構成を提供する。【解決手段】大きくはアンテナ構成は、アンテナ軸の周囲に配置された第１ループを備える。第１ループは、第１ターンギャップを持つ第１ターンと、第２ターンギャップを持つ第２ターンとを備え、第２ターンは、第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、第１ターンから間隔が空けられ、アンテナ軸は第１ターンおよび第２ターンの中心を通り、第１ターンおよび第２ターンに電気的に接続された第１電流パスコネクタであって、第１電流パスコネクタは、第１ターンおよび第２ターンの間にあり、かつ第１ターンおよび第２ターンと同一平面上にあり、第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１電流パスコネクタとを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界をプロセスチャンバ内に発生するアンテナ構成であって、
前記アンテナ構成は、アンテナ軸の周囲に配置された第１ループを備え、
前記第１ループは、
第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は、前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は、前記第１ターンギャップの第２の側にある、第１ターンと、
第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は、前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は、前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通る、第２ターンと、
前記第１ターンおよび前記第２ターンに電気的に接続された第１電流パスコネクタであって、前記第１電流パスコネクタは、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間にあり、かつ前記第１ターンおよび前記第２ターンと同一平面上にあり、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１電流パスコネクタと、
を備える、アンテナ構成。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンの前記第１端部の一部は、前記第１ターンの前記第２端部の一部と前記アンテナ軸との距離に等しいだけ前記アンテナ軸から距離を置かれ、前記第２ターンの前記第１端部の一部は、前記第２ターンの前記第２端部の一部と前記アンテナ軸との距離に等しいだけ前記アンテナ軸から距離を置かれるアンテナ構成。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンギャップは前記第１ターンの１０°未満の中心角をなし、前記第２ターンギャップは前記第２ターンの１０°未満の中心角をなすアンテナ構成。
【請求項４】
請求項３に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンギャップは、前記第１ターンギャップの長さの５０％および−５０％の間の距離だけ前記第２ターンギャップと重なり合うアンテナ構成。
【請求項５】
請求項４に記載のアンテナ構成であって、前記第１電流パスコネクタは、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間に接続され、
第１端部および第２端部を持つスパニング部であって、前記スパニング部は前記第１ターンの周囲に実質的に平行であるスパニング部と、
前記スパニング部の前記第１端部および前記第１ターンの前記第２端部の間に接続された第１ターンコネクタレッグであって、前記第１ターンコネクタレッグは前記第１ターンに対して実質的に半径方向である第１ターンコネクタレッグと、
前記スパニング部の前記第２端部および前記第２ターンの前記第１端部の間に接続された第２ターンコネクタレッグであって、前記第２ターンコネクタレッグは前記第２ターンに対して実質的に半径方向である第２ターンコネクタレッグと、
を備えるアンテナ構成。
【請求項６】
請求項５に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンは実質的に円形であり、前記第２ターンは実質的に円形であるアンテナ構成。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間に配置されることによってそれらの間のアークを除去する誘電体媒体をさらに備えるアンテナ構成。
【請求項８】
請求項１に記載のアンテナ構成であって、
前記第１ループに結合された第２ループであって、前記第２ループは前記第１ループの幾何学的形状と実質的に同様の幾何学的形状を持ち、前記第２ループは鉛直方向に前記第１ループからずらされて配置され、前記アンテナ軸の回りに配置されることによって前記第１ループおよび第２ループは前記アンテナ軸について対称的にアラインされ、前記第１ループおよび第２ループは前記アンテナ軸の回りに同じ向きの電流を流し、前記第２ループは、
第３ターンギャップを持つ第３ターンと、
第４ターンギャップを持つ第４ターンと、
を備える、アンテナ構成。
【請求項９】
請求項８に記載のアンテナ構成であって、前記第１ループおよび前記第２ループに結合されたＲＦ電源をさらに備えるアンテナ構成。
【請求項１０】
請求項９に記載のアンテナ構成であって、前記第１および第２ループは、前記アンテナ構成を通して伝送されるエネルギーの波長よりも短い総延長を持つアンテナ構成。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアンテナ構成であって、前記第２ループは前記第１ループの端子電圧を有効に遮蔽するアンテナ構成。
【請求項１２】
請求項９に記載のアンテナ構成であって、第１ＲＦ電源によって発生される第１ＲＦエネルギーを用いて前記第１および第２ループは協働して方位角について対称な電界をプロセスチャンバ内に形成し、前記方位角について対称な電界は、実質的に方位角について対称なプラズマを形成し、前記プロセスチャンバの内側に配置された基板の表面にわたってこのプラズマが実質的に均一な処理速度を生むアンテナ構成。
【請求項１３】
請求項９に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターン、前記第２ターン、前記第３ターン、および前記第４ターンの間に配置されることによってそれらの間のアークを除去する誘電体媒体をさらに備えるアンテナ構成。
【請求項１４】
請求項１に記載のアンテナ構成であって、前記第１ターンの前記第１端部は、前記第１ターンの前記第２端部と前記アンテナ軸との距離に等しいだけ前記アンテナ軸から距離を置かれ、前記第２ターンの前記第１端部の一部は、前記第２ターンの前記第２端部の一部と前記アンテナ軸との距離に等しいだけ前記アンテナ軸から距離を置かれるアンテナ構成。
【請求項１５】
基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理のためにプラズマが点火され、かつ維持されるプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ内のＲＦエネルギーを介して電界を発生するように構成される多層アンテナであって、前記アンテナは第１ループおよび第２ループを有し、これらアンテナは互いに実質的に類似であり、かつアンテナ軸について対称にアラインされ、前記第１ループは、
第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は前記第１ターンギャップの第２の側にある、第１ターンと、
第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通る、第２ターンと、
前記第１ターンの前記第２端部および前記第２ターンの前記第１端部の間に電気的に接続された第１ターン−第２ターンコネクタであって、前記第１ターン−第２ターンコネクタは、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間にあり、かつ前記第１ターンおよび前記第２ターンと同一平面上にあり、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１ターン−第２ターンコネクタと、
を備える、多層アンテナと、
前記アンテナから前記プロセスチャンバへの前記ＲＦエネルギーの通過を可能にするよう構成される多層ウィンドウであって、前記ウィンドウは第１レイヤおよび第２レイヤを有し、前記第２レイヤは、前記プラズマおよび前記アンテナの間に起こりえる容量性結合を抑制するよう構成される多層ウィンドウと、
を備えるプラズマ処理装置。
【請求項１６】
プロセスチャンバ内に電界を発生するアンテナ構成であって、
第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は、前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は、前記第１ターンギャップの第２の側にあり、前記第１ターンギャップは５°未満の中心角をなす、第１ターンと、
第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は、前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は、前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンの第２端部は前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通り、前記第２ターンギャップは５°未満の中心角をなし、前記第１ターンギャップは、前記第１ターンギャップの長さの５０％および−５０％の間の距離だけ前記第２ターンギャップと重なり合る第２ターンと、
前記第１ターンおよび前記第２ターンに電気的に接続された第１電流パスコネクタであって、前記第１電流パスコネクタは、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１電流パスコネクタと、
を備えるアンテナ構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣ製造で用いられる半導体基板、またはフラットパネルディスプレイの応用例で用いられるガラスパネルのような基板を処理する装置および方法に関する。より具体的には本発明は、基板表面にわたって高度な処理の均一さで基板を処理できる改良されたプラズマ処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理システムができて久しい。何年にもわたり、誘導結合されたプラズマ源、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）源、容量性ソースなどを利用するプラズマ処理システムが、半導体基板およびガラスパネルを処理するために導入され、さまざまな割合で用いられてきた。
【０００３】
処理中、複数の堆積および／またはエッチングステップが典型的に利用される。堆積中、材料は基板表面（ガラスパネルまたはウェーハの表面など）の上に堆積される。例えばさまざまな形態のシリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、金属のような堆積された層が基板上に形成されえる。逆に、エッチングは、基板表面上の予め決められた領域から選択的に材料を除去するために利用されえる。例えば、バイア、コンタクト、またはトレンチのようなエッチングされた特徴が基板の層中に形成されえる。
【０００４】
プラズマ処理のある具体的な方法は、誘導性ソースを用いてプラズマを生成する。図１は、プラズマ処理に用いられる従来技術によるプラズマ処理リアクタ１００を示す。典型的な誘導性プラズマ処理リアクタは、誘電体窓１０６上に配置されたアンテナまたは誘導コイル１０４を持つチャンバ１０２を含む。典型的にはアンテナ１０４は、第１ＲＦ電力源１０８に動作可能に結合される。さらにガスソース材料、例えばエッチャントソースガスを、誘電体窓１０６および基板１１２間のＲＦで誘導されたプラズマ領域に放出するように構成されたガスポート１１０がチャンバ１０２内に設けられる。基板１１２は、チャンバ１０２内に導入され、チャック１１４上に配置され、このチャックは一般に電極として働き、第２ＲＦ電力源１１６に動作可能に結合される。
【０００５】
プラズマを発生するために、処理ガスがガスポート１１０を通してチャンバ１０２内に入れられる。それから第１ＲＦ電力源１０８を用いて電力が誘導コイル１０４に供給される。供給されたＲＦエネルギーは、誘電体窓１０６を通して結合し、大きな電界をチャンバ１０２内に誘導する。より具体的には、電界に応じて、回転電流がチャンバ１０２内に誘導される。電界は、チャンバ内に存在する少数の電子を加速し、それらを処理ガスのガス分子と衝突させる。これらの衝突により、イオン化および放電つまりプラズマ１１８のの開始に至る。この技術分野でよく知られるように、処理ガスの中性ガス分子は、これらの強い電界に曝されるとき、電子を失い、あとに正に帯電したイオンを残す。その結果、正に帯電したイオン、負に帯電した電子、および中性ガス分子（および／または原子）がプラズマ１１８内に含まれる。自由電子の生成速度がその消失速度を超えると、プラズマが点火する。
【０００６】
いったんプラズマが形成されると、プラズマ内の中性ガス分子は、基板表面に向かって導かれる傾向がある。例を挙げれば、基板における中性ガス分子の存在に寄与するメカニズムの一つは、拡散である（すなわちチャンバ内での分子のランダムな動きである）。よって、中性種の層（例えば中性ガス分子）は典型的には基板１１２の表面に沿って見られる。対応して、底部電極１１４に電源が入ると、イオンは基板に向かって加速し、基板において中性種と共にエッチング反応を活性化する。
【０００７】
上述のような誘導性プラズマシステムに見受けられる一つの問題は、基板全体にわたってのエッチングパフォーマンスのバラツキ、例えば、不均一なエッチング速度である。すなわち、基板のある領域が、他の領域と異なるようにエッチングされる。その結果、集積回路に関連するパラメータ、すなわち微小寸法、アスペクト比などを制御するのが非常に困難である。さらに不均一なエッチング速度は、半導体回路のデバイス欠陥に結びつき、これは製造者にとってはより高いコストにつながる。さらに全体的なエッチング速度、エッチングプロファイル、マイクロローディング、選択性など、他の心配の種も存在する。
【０００８】
近年において、これら不均一なエッチング速度は、基板の表面にわたるプラズマ密度のバラツキの結果、すなわち反応種（例えば正に帯電したイオン）が多かったり少なかったりする領域群を持つプラズマの結果であるとわかってきた。理論に拘束されたくないと願う反面で、プラズマ密度のバラツキは、電力結合、例えば、アンテナ、誘電体窓、および／またはプラズマの電力伝送特性に見いだされる非対称性によって作られると信じられている。もし電力結合が非対称であれば、誘導された電界の循環電流も非対称で、よってイオン化およびプラズマ開始も非対称であるというロジックが成り立つ。その結果、プラズマ密度のバラツキが見いだされる。例えば、ある種のアンテナ構成は、コイルの中心において強く、コイルの外周において弱い電流を誘導する。それに対応して、プラズマは、プロセスチャンバの中心に向かって集中する傾向がある（プラズマ１１８によって図１で示されるように）。
【０００９】
非対称電力結合を克服する標準的な手法は、非対称性を補償または平衡することである。例えば、弱い電流領域における電流密度を増すために平面アンテナの対を用いること、異なる半径においてより多くの円形ループを形成するようにスパイラルアンテナに半径方向の部材を付加すること、誘電体窓の厚さを変化させて強電流領域の電流密度を低下させることがある。しかしこれらの平衡技術は、方位角については対称的な電力結合を提供しにくい。すなわちこれらは依然として、プラズマのバラツキに結びつく方位角についてのバラツキを持つ傾向があり、エッチングの均一性を得るのを困難にしている。
【００１０】
さらに今日用いられるたいていのアンテナ構成は、ある程度の容量性結合をアンテナおよびプラズマ間に形成する。容量性結合は、アンテナおよびプラズマ間の電圧降下によって発生する。電圧降下は、典型的には、誘電体窓において、またはその近傍でシース電圧を発生する。たいていの場合、シース電圧は底部電極（電力が供給された）のようにふるまう傾向がある。すなわちプラズマのイオンは、シースを横切って加速され、よって負に帯電された結合窓に向かって加速する。その結果、加速されるイオンは、結合窓の表面に衝突する傾向にある。
【００１１】
これらの衝突イオンは、基板上に対してと実質的に同じ影響を結合窓に対して持つ。すなわちそれらは、結合窓表面上に材料をエッチングまたは堆積する。これは、不要な、および／または予測不能な結果を招きえる。例えば、堆積した材料は、結合窓上に積もり、有害な粒子源になりえ、特に材料が基板表面上に剥がれ落ちるときにはそうである。結合窓から材料を除去するのも同じ影響がある。結局、厚さの増加または減少は、例えば、電力結合の電力伝送特性（例えばアンテナ、誘電体窓、プラズマ）において処理のバラツキを招く。前述のように、処理のバラツキは不均一な処理に結びつき、半導体回路中のデバイス欠陥につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のことを鑑みて、基板表面において均一な処理を行う改良された方法および装置が望まれる。また、アンテナおよびプラズマ間の容量性結合を低下する改良された方法および装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ある実施形態においては、電界をプロセスチャンバ内に発生するアンテナ構成に関する。大きくは、このアンテナ構成は、アンテナ軸の周囲に配置された第１ループを備える。この第１ループは、第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は、前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は、前記第１ターンギャップの第２の側にある、第１ターンと、第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は、前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は、前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通る、第２ターンと、前記第１ターンおよび前記第２ターンに電気的に接続された第１電流パスコネクタであって、前記第１電流パスコネクタは、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間にあり、かつ前記第１ターンおよび前記第２ターンと同一平面上にあり、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１電流パスコネクタと、を備える。
【００１４】
本発明は、他の実施形態においては、基板を処理するプラズマ処理装置に関する。大きくは、プロセスチャンバが提供され、この中において前記処理のためにプラズマが点火され、かつ維持される。多層アンテナは、前記プロセスチャンバ内のＲＦエネルギーを介して電界を発生するように構成され、前記アンテナは第１ループおよび第２ループを有し、これらアンテナは互いに実質的に類似であり、かつアンテナ軸について対称にアラインされる。前記第１ループは、第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は前記第１ターンギャップの第２の側にある、第１ターンと、第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通る、第２ターンと、を備える。第１ターン−第２ターンコネクタは、前記第１ターンの前記第２端部および前記第２ターンの前記第１端部の間に電気的に接続され、前記第１ターン−第２ターンコネクタは、前記第１ターンおよび前記第２ターンの間にあり、かつ前記第１ターンおよび前記第２ターンと同一平面上にあり、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える。  多層ウィンドウは、前記アンテナから前記プロセスチャンバへの前記ＲＦエネルギーの通過を可能にするよう構成され、前記ウィンドウは第１レイヤおよび第２レイヤを有し、前記第２レイヤは、前記プラズマおよび前記アンテナの間に起こりえる容量性結合を抑制するよう構成される。
【００１５】
本発明は他の実施形態においては、プロセスチャンバ内に電界を発生するアンテナ構成に関する。大きくは、このアンテナ構成は、第１ターンギャップを持つ第１ターンであって、前記第１ターンの第１端部は、前記第１ターンギャップの第１の側にあり、前記第１ターンの第２端部は、前記第１ターンギャップの第２の側にあり、前記第１ターンギャップは５°未満の中心角をなす、第１ターンと、第２ターンギャップを持つ第２ターンであって、前記第２ターンの第１端部は、前記第２ターンギャップの第１の側にあり、前記第２ターンの第２端部は、前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンの第２端部は前記第２ターンギャップの第２の側にあり、前記第２ターンは、前記第１ターンと同心円状であり、かつ同一平面上にあり、前記第１ターンから間隔が空けられ、前記アンテナ軸は前記第１ターンおよび前記第２ターンの中心を通り、前記第２ターンギャップは５°未満の中心角をなし、前記第１ターンギャップは、前記第１ターンギャップの長さの５０％および−５０％の間の距離だけ前記第２ターンギャップと重なり合る第２ターンと、前記第１ターンおよび前記第２ターンに電気的に接続された第１電流パスコネクタであって、前記第１電流パスコネクタは、前記第１ターンギャップおよび前記第２ターンギャップをつなぐスパニング部を備える、第１電流パスコネクタと、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、添付の図面中の図において限定としてではなく、例示によって示され、これら図面においては同様の参照番号は同様の要素を示す。
【００１７】
本発明は、以下にいくつかの実施形態を参照し添付の図面に示されるように詳細に説明される。以下の説明において、多くの具体的な詳細が述べられるが、これは本発明の完全な理解を促すためである。しかり当業者には、本発明はこれらの具体的な詳細の一部または全てなしでも実施しえることが自明であろう。あるいは、よく知られたプロセスステップは、本発明を不必要にぼかさないために詳細には説明されていない。
【００１８】
基板を処理するとき、プロセスエンジニアが改善しようと努力する最も重要なパラメータのうちの一つは、プロセス均一性である。ここでこの語が用いられるように、エッチング均一性は、基板表面にわたるエッチングプロセス全体の均一性をいい、エッチング速度、マイクロローディング、マスク選択比、アンダーレイヤ選択比、微小寸法制御、および側壁角および粗さのようなプロファイル特性が含まれる。例えばもしエッチングが非常に均一であれば、基板上の異なる点でのエッチング速度は実質的に同じであると期待される。この場合、基板のある領域が程度を過ぎた過度のエッチングをされ、他の領域が不十分にエッチングされるということは起こりにくい。
【００１９】
本発明は、均一なエッチングを行うことができる基板を処理するプラズマ処理システムを提供する。プラズマ処理システムはさらに、ＲＦ電力源に動作可能に結合された実質的に円形のアンテナを含み、このアンテナは、基板が処理のためにプロセスチャンバ内に配置されるとき、基板によって定義される平面上に配置される。実質的に円形なアンテナは、ＲＦ電力源によって生成されたＲＦエネルギーでプロセスチャンバ内に電界を誘導するように構成される。実質的に円形のアンテナは、同心円ループ群の少なくとも一つの第１ペアを第１平面内に、同心円ループ群の少なくとも一つの第２ペアを第２平面内に持つ。同心円ループの第１ペアおよび同心円ループの第２ペアは、実質的に同一で、互いに共通の軸に沿って対称的にアラインされている。
【００２０】
プラズマ処理システムはさらに、アンテナおよびプロセスチャンバ間に配置された結合窓を含む。結合窓は、ＲＦエネルギーがアンテナからプロセスチャンバ内部へ透過することを可能にする。さらに結合窓は、第１レイヤおよび第２レイヤを持つ。第２レイヤは、結合窓を通して通る電圧の少なくとも一部を吸収することによって窓およびプラズマ間に形成される電圧降下を低減させるように構成される。実質的に円形のアンテナおよびこの結合窓は協働して、実質的に均一なプロセス速度を基板表面にわたって実現するプロセスチャンバ内において、方位角について対称な（azimuthally symmetric）プラズマを形成するように構成される。
【００２１】
本発明のある局面によれば、基板表面にわたるプロセス均一性は、均一なプラズマを作るよう構成された改良されたアンテナ構成を提供することによって達成される。前述のように、電力がアンテナに供給されて電界が誘導され、その結果、プロセスチャンバ内に循環電流が誘導される。対応して、電界は、プロセスチャンバ内の電子を加速し、電子が処理ガスのガス分子と衝突するようにし、その結果、処理ガスはプラズマをイオン化し開始させる。
【００２２】
プラズマの発生に続いて、電力が下部電極に供給され、イオンが基板に向かって加速される。基板表面の加速されたイオンおよび中性反応種は、基板表面上に置かれた材料と反応し、よって基板を処理する。一般にプラズマの密度が基板のある領域で大きいとき、不均一な処理速度が引き起こされる。したがって改良されたアンテナ構成は、方位角について対称な電界を誘導することによってこれらのプラズマのバラツキを低減し、よってより均一な処理速度を実現する。
【００２３】
ある実施形態において、改良されたアンテナは、方位角について対称な循環電流を発生するように構成される。理論には拘束されたくないと願う反面で、誘導された電界に応じて、電力結合の伝送線路特性は、方位角についてのバラツキを循環電流に生じると信じられている。これらの伝送線路特性は、アンテナ長に沿って高電圧および低電圧の変動する領域を形成する定在波を発生し、その結果、高電流密度および低電流密度の変動する領域を誘導された電界中に形成する。すなわち電圧が高いときには電流は低く、電圧が低いときには電流は高い。当業者によく知られるように、プラズマへの電力注入は、電流密度に依存する。例えば、電流密度が高いところではプラズマ密度は高い傾向にあり、電流密度が低いところではプラズマ密度は低い傾向にある。したがって方位角について非対称なプラズマは典型的には、電流密度が高電流および低電流の変動領域を持つときに発生する。
【００２４】
より具体的には、ＲＦエネルギーの波長がアンテナ長よりも小さいとき、より多くの節が定在波パターンに現れる。一般に、定在波は以下の方程式によって支配され、アンテナの電気長＝１／２（波長）×ｎであり、ここでｎ＝節の数である。たいていのアンテナ構成は、約１  １／２から約２  １／２波長の長さであり、その結果、３個から５個の節を生じる。これらの節は、上述の低電圧に対応する。
【００２５】
改良されたアンテナは、伝送線路としてよりも電力配送システム中の集中回路要素として振る舞うように構成されることによってこの欠点を克服する。すなわち、改良されたアンテナは、動作周波数におけるＲＦエネルギーの波長よりも小さい見かけの長さを持つように構成される。その結果、節の数は減少され、よって誘導された電流の方位角についてのバラツキが実質的になくなり、伝送線路のアナロジーがもはや成立しない。
【００２６】
ある実施形態において、改良されたアンテナ構成は、シングルターンアンテナのように振る舞うマルチターンアンテナである。マルチターンアンテナは、複数のループを含む実質的に単一の伝導エレメントであり、これらのループは、近接して巻かれ、互いにスタックにされる。近接して巻き、ループ群を一緒にスタックにすることによって、アンテナの全体のサイズ（例えば外周）は、誘導される循環電流の強度に影響することなく、小さく作ることができる。さらにアンテナのサイズを小さくすることによって、アンテナの全体の長さが小さくでき、その結果、アンテナの伝送線路的な特性を低減する。さらにループ群が互いに近接して配置されるので、ターン間で見られる放射のバラツキは、典型的には低減される。対応して、改良されたアンテナ構成は、方位角について対称である循環電流を効果的に誘導する。したがって方位角について対称である循環電流は、方位角について対称であるプラズマを形成する傾向にあり、その結果、そのようなプラズマは基板表面において均一なプラズマ処理を実現する傾向にある。
【００２７】
マルチターンスタックアンテナ構成の他の局面は自己遮蔽特性であり、すなわちプラズマは窓に隣接するターン群によってアンテナ端子電圧から遮蔽される。これにより容量性結合および後で起こる窓のエロージョンが大きく減少するが、これらについては以下に詳述する。
【００２８】
本発明の他の局面によれば、改良された結合窓は、アンテナおよびプラズマ間で起こる容量性結合を低減するように構成される。たいていの電力結合構成（例えばアンテナ、結合窓、および電力）は、アンテナおよびプラズマ間である程度の容量結合を生む。容量結合は、アンテナおよびプラズマ間に起こる電圧降下によって作られる。この電圧降下は典型的には結合窓近傍にシース電圧を発生する。当業者にはよく知られるようにシース電圧はさらなるバラツキをプラズマに生じえる。例えばシース電圧は、プラズマを窓から引き離し、容量結合係数の低減を招く。さらにシース電圧は、イオンの結合窓への衝突によって大きな粒子汚染を作りえる。さらに窓のイオン衝突によって消費されるいくらかの電力は、プラズマ発生には典型的には利用不可能であり、それに応じて与えられた電力当たりのプラズマ密度を低下させる。
【００２９】
アンテナおよびプラズマ間の容量結合を低下させるために、改良された結合窓は、一緒に配置される誘電体層および遮蔽層を含むように構成される。プロセスチャンバ内に配置される層である遮蔽層は、電圧を結合窓の表面から遠ざけるように導く静電遮蔽として働くよう好ましくは構成される。遮蔽層は、プラズマとの容量結合を実質的に抑圧する。さらに遮蔽層は、容量性（静電、電位の勾配）電界を除去しつつ、一方で、誘導性（ｃｕｒｌＢ、ｇｒａｄＦ＝０のタイプ）電界を実質的に変化させないよう構成される。すなわち、結合窓は、結合窓を通しての直接的容量結合を阻止しつつ、一方で、アンテナが誘導的にプラズマを形成することを許すよう（遮蔽層に実質的な損失を与えず）構成される。
【００３０】
より具体的には、遮蔽層は、電気的に絶縁され、伝導性または半伝導性材料から形成される。したがってアンテナおよびプラズマ間でふつう起こる電圧降下は、こんどはアンテナおよび遮蔽層間で起こる。したがって結合窓の表面近傍のシース電圧は、実質的に低減され、その結果、誘導結合係数を増し、結合窓のイオン衝突による電力損失を低減する。
【００３１】
さらに、グラウンドされていない静電遮蔽は、均一な静電界を作り、遮蔽の領域にわたる静電界の変化だけを遮蔽する。この最後の特徴は、プラズマの衝撃を促進するのに用いられえる。さらにこの遮蔽層は、プロセスチャンバの内部に露出されているので、好ましくはプラズマ処理の温度的、化学的、および物理的影響に耐える材料から形成される。
【００３２】
本発明の特徴および効果は、図および以下の議論を参照してよりよく理解されよう。
【００３３】
図２は、本発明のある実施形態によるプラズマ処理システム２００を示し、これは、基板２０６を処理するためにその中でプラズマ２０４が点火され維持されるプロセスチャンバ２０２を含む。基板２０６は、処理されるべきワークピースを表し、これは例えば、エッチングされたり、堆積されたり、または他の方法で処理されたりするべき半導体基板、またはフラットパネルディスプレイに処理されるべきガラスパネルでありえる。さらにプロセスチャンバ２０２は、好ましくは実質的に円筒の形状であるよう構成され、実質的に鉛直なチャンバ壁２０８を持つ。しかし本発明は上述のものに限定されず、プロセスチャンバのさまざまな構成が用いられえることに注意されたい。
【００３４】
プラズマ処理システム２００はさらに、アンテナ構成２１０および結合窓構成２１２を含み、これらは電力をプラズマ２０４に結合するよう構成される。アンテナ構成２１０は、アンテナ構成２１０に約０．４ＭＨｚから約５０ＭＨｚの範囲の周波数を持つＲＦエネルギーを供給するよう構成される第１ＲＦ電源２１４に結合される。結合窓２１２は、アンテナ構成２１０からの第１ＲＦエネルギーがプロセスチャンバの内部に透過することを可能にする。好ましくは結合窓２１２は、基板２０６およびアンテナ構成２１０の間に配置される。
【００３５】
さらにアンテナ構成２１０は、プラズマ２０４の形成を促進するために結合窓に充分に近くなければならない。すなわち、アンテナ構成が結合窓により近いほど、チャンバ内で発生する電流の強度がより強くなる。さらにアンテナ構成２１０は、好ましくはプロセスチャンバ２０２および基板２０６と同軸上に構成される。アンテナ構成の対称的な配置は、基板表面にわたってプラズマの均一性を高めるが、全てのプロセスに必要とされるわけではないことが理解されるべきである。アンテナ構成２１０および結合窓２１２は、以下により詳細に説明される。
【００３６】
ガス注入器２１５が典型的にはチャンバ２０２内に備えられる。ガス注入器２１５は好ましくはチャンバ２０２の内側周囲の周りに配置され、ガス源材料、例えばエッチング剤材料ガスを結合窓２１２および基板２０６の間のＲＦ誘導されたプラズマ領域に放出するように構成される。あるいはガス源材料はまた、チャンバそのものの壁に組み込まれたポートから、または誘電体窓内に構成されたシャワーヘッドを通して放出されえる。ガスの対称的な分布は、基板表面にわたるプラズマの均一性を向上しえるが、全てのプロセスについて必要とされるわけではないことを理解されたい。例示的なプラズマ処理システムで用いられえるガス分配システムの例は、「PLASMA PROCESSING SYSTEM WITH DYNAMIC GAS DISTRIBUTION CONTROL」と題された１９９９年１１月１５日に出願された米国特許出願第０９／４７０，２３６号においてより詳細に記載され、ここで参照によって援用される。
【００３７】
たいていの場合、基板２０６はチャンバ２０２内に導入され、チャック２１６上に配置され、このチャックは処理中に基板を保持するように構成される。チャック２１６は、例えば、ＥＳＣ（静電）チャックを表し、これは基板２０６を静電力でチャックの表面に固定する。典型的にはチャック２１６は、底部電極として働き、好ましくは第２ＲＦ電源２１８によってバイアスされる。さらにチャック２１６は、好ましくは実質的に円筒の形状に構成され、プロセスチャンバおよびチャックが円筒状に対称的であるようにプロセスチャンバ２０２と同軸上にアラインされる。チャック２１６はまた、基板２０６をローディングしたりアンローディングしたりする第１位置（不図示）、および基板を処理する第２位置（不図示）の間を動くように構成されえる。
【００３８】
また図２を参照して、排気ポート２２０がチャンバ壁２０２およびチャック２１６の間に配置される。しかし排気ポートの実際の配置は、それぞれのプラズマ処理システムの特定の設計に基づいて変わりえる。しかし高度な均一性が非常に重要な場合においては、円筒状に対称的な排気ポートがかなり有益となりえる。好ましくは排気ポート２２０は、処理中に形成された副生成ガスを排気するように構成される。さらに排気ポート２２０は、典型的にはチャンバ２０２の外に位置するターボ分子ポンプ（不図示）に結合される。当業者にはよく知られるようにターボ分子ポンプは、チャンバ２０２内で適切な気圧を維持する。
【００３９】
さらにエッチング処理のような半導体処理の場合、処理チャンバ内の多くのパラメータは、高い許容誤差の結果を維持するために厳しく制御されなければならない。処理チャンバの温度は、そのようなパラメータのうちの一つである。エッチング許容誤差（etch tolerance）（および結果として生じる半導体ベースのデバイスのパフォーマンス）は、システム中の要素の温度変動に非常に敏感でありえるので、正確な制御が必要とされる。例として、温度制御を実現する例示的なプラズマ処理システムで用いられえる温度管理システムは、「TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR PLASMA PROCESSING APPARATUS」と題された２００１年１０月１６日に発行された米国特許第６，３０２，９６６号においてより詳細に記載され、この特許はここで参照によって援用される。
【００４０】
さらにプラズマ処理を通して厳しい制御を達成するのに他の重要な問題点は、プラズマ処理チャンバに利用される材料、例えばチャンバ壁のような内部表面である。さらに他の重要な問題点は、基板を処理するのに用いられるガス化学物質である。例として、例示的なプラズマ処理システムで用いられえる材料およびガス化学物質の両方は、同時係属中の「MATERIALS AND GAS CHEMISTRIES FOR PLASMA PROCESSING SYSTEMS」と題された１９９９年１１月１５日に出願された米国特許出願第０９／４４０，７９４号に記載されており、この出願はここで参照によって援用される。
【００４１】
プラズマを作るために、処理ガスは、チャンバ２０２にガス注入器２１５を通して導入される。それから電力がＲＦ電源２１４を用いてアンテナ構成２１０に供給され、大きな電界が結合窓２１２を通してチャンバ２０２内に誘導される。電界は、チャンバ内に存在する少数の電子を加速し、それらが処理ガスのガス分子と衝突するようにさせる。これらの衝突は、放電、つまりプラズマ２０４のイオン化および開始につながる。当業者にはよく知られるように、処理ガスの中性ガス分子は、これらの強電界に曝されると電子を失い、後に正に帯電したイオンを残す。その結果、正に帯電したイオン、負に帯電した電子、および中性ガス分子がプラズマ２０４の中に含まれる。
【００４２】
プラズマがいったん形成されると、プラズマの中の中性ガス分子は、基板表面に向かって導かれる傾向にある。例として基板における中性ガス分子の存在に寄与するメカニズムのうちの一つは拡散である（例えばチャンバ内の分子のランダムな動き）。よって中性種のレイヤ（例えば中性ガス分子）は典型的には基板２０６の表面に沿って見いだされる。対応して、底面電極２１６に電力が供給されるとき、イオンは基板に向かって加速する傾向があり、基板において中性種と共に基板の処理、すなわちエッチング、堆積などを活性化する。
【００４３】
たいていの場合、プラズマ２０４は、主としてチャンバの上部領域（例えば活性化領域）に留まるが、プラズマの一部はチャンバ全体を埋める傾向がありえる。プラズマは、一般にそれが維持される場所に移動し、それはチャンバ内のほとんどすべての場所である。例として、プラズマは、ポンプ構成のベロー（例えば非活性領域）のような基板の下の領域を埋めえる。もしプラズマがこれらの領域に達すれば、それら領域のエッチング、堆積および／または浸食が進みえ、これは領域をエッチングしたり、堆積した材料が剥がれ落ちたりすることによってプロセスチャンバ内の粒子汚染につながる。
【００４４】
さらに閉じ込められないプラズマは、非均一なプラズマを形成する傾向にあり、これはプロセスパフォーマンスにおけるバラツキにつながる。このようなプロセスパフォーマンスには、エッチング均一性、全体のエッチング速度、エッチングプロファイル、マイクロローディング、選択比などがある。前述の効果を低減するために、プラズマを閉じ込めるためにプラズマ閉じ込め構成が使用されえる。例として、プラズマを閉じ込める例示的なプラズマ処理システムで用いられえるプラズマ閉じ込め構成は、１９９９年１１月１５日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE VOLUME OF PLASMA」と題された米国特許出願第０９／４３９，７５９号においてより詳細に記載され、この出願はここで参照によって援用される。
【００４５】
本発明の第１の局面によれば、プラズマ処理装置は、プラズマ処理システムのプロセスチャンバの内部において方位角について対称な（azimuthally symmetric）電界が誘導されるように、マルチターンアンテナ構成が設けられる。図３および４は、本発明のある実施形態によるマルチターンアンテナ構成４００を示す。マルチターンアンテナ構成４００は、ＲＦ電源４０４に動作可能に結合されたマルチターンアンテナ４０２を含み、これらは図２に示されるアンテナ２１０およびＲＦ電源２１４にそれぞれ対応する。
【００４６】
前述のように、もしアンテナ長が波長に対して短いなら、電力結合の伝送線路記述はもはや適切ではなく、電力結合は集中定数回路要素として振る舞う。したがってマルチターンアンテナ４０２は、伝送されるエネルギーの波長よりも短い長さを持つように構成される。アンテナ長を短くすることによって、定在波パターン中に作られる節がより少なくなり、その結果、アンテナの方位角方向における高電圧および低電圧領域が実質的に減らされる。
【００４７】
マルチターンアンテナ構成は、発生する電磁界が単一のターンアンテナからであるように見えるよう、互いに近接して配置された複数のターン群を持つよう好ましくは構成される。より具体的には、ターン群を互いに近接して配置することによってアンテナの容量を作る電流は増す。例えばもしアンテナが互いに近接した４ターンであるなら、プラズマを通る電流は、アンテナ中のそれの約４倍の強さになる傾向がある。対応して、この集中した電流は、より均一な集中したプラズマにつながる。その結果、アンテナの直径は、プロセスチャンバの直径に対してより小さくでき、よってこれでアンテナ長を小さくできる。アンテナの実際のサイズは、以下に詳細に説明される。
【００４８】
マルチターンアンテナ４０２は、実質的に円形であり、少なくとも第１平面内の同心円ループ群４０６の第１ペア、および第２平面内の同心円ループ群４１０の第２ペアを含む。好ましくは同心円ループ４０６の第１ペアおよび同心円ループ４１０の第２ペアは、実質的に同一であり、アンテナ軸４１４に沿って互いに対称的にアラインされる。実質的に円形のアンテナは、実質的に円形の電界を発生し、その結果、実質的に円形のプラズマを発生することに注意されたい。したがって、プロセスチャンバおよび基板が円形であるので、実質的に円形のプラズマはより均一な処理を基板表面において実行できる傾向にあるというロジックが成り立つ。
【００４９】
本発明は実質的に円形であるとして示され説明されてきたが、チャンバ設計におけるある程度の非対称性を持ったディスプレイまたは補償のためなど、異なる形状の基板を必要とする応用例のための代替の形状が使用されえることが理解されなければならない。例として、上述と同じ原理に従う楕円形、または円形の角を持つ長方形もうまく機能しえる。
【００５０】
さらに同心円ループ群４０６の第１ペアは、好ましくは同心円ループ群４０８の第２ペア上にスタックされる。単一平面アンテナは典型的には容量結合が増すが、これは端子電圧および全ての電圧の節が窓の直近に存在するからである。しかしスタックされたアンテナ、および同心円ループ群の第１ペアおよび同心円ループ群の第２ペア間の対称的なアライメントのために、高端子電圧は、同心円ループ群の第２ペアによって効果的に遮蔽される。より具体的には、第１同心円ループおよびプラズマ間に典型的に起こる電圧降下（例えば容量性結合）が大きく低減されるが、これは同心円ループ群の第２ペアが、電圧降下の伝導パスを提供し、よって電圧降下がプラズマに相互作用を及ばさないからである。
【００５１】
さらに、同心円ループ群４０６の第１ペアは、好ましくは第１ターン４１６および第４ターン４１８を含み、同心円ループ群４１０の第２ペアは、好ましくは第２ターン４２０および第３ターン４２２を含む。さらに第１ターン４１６は実質的に第２ターン４２０と同一で、第２ターン４２０の上に配置され、第４ターン４１８は実質的に第３ターン４２２と同一で、第３ターン４２２の上に配置される。
【００５２】
第１ターン４１６は動作可能に第２ターン４２０に結合され、第２ターン４２０は動作可能に第３ターン４２２に結合され、第３ターン４２２は動作可能に第４ターン４１８に結合され、それぞれのターンは、電流の向きがアンテナ軸４１４の周りに同じ向きになるよう構成される。ある実施形態において、マルチターンアンテナは、単一の伝導要素から形成される。しかしこれは限定ではなく、マルチターンアンテナは構造的にかつ電気的に互いに結合された別個の部品から形成されえる。さらにマルチターンアンテナ４０２は、入力リード４２４および出力リード４２６を含む。入力リード４２４は動作可能に第１ターン４１６に結合され、出力リード４２６は動作可能に第４ターン４１８に結合される。したがってＲＦ電圧を入力リード４２４および出力リード４２６の間に印加することによって、ＲＦ電流がマルチターンアンテナ４０２を通して流れるよう構成される。
【００５３】
さらに図３および図４を参照して、第４ターン４１８は、第１ターン４１６よりもより大きい直径を持ち、第３ターン４２２は、第２ターン４２０よりもより大きい直径を持つ。外側ターン（例えば第３および第４ターン）はより大きい直径を持つが、それらは好ましくは内周ターン（例えば第１および第２ターン）の近傍に配置される。すなわち第４ターン４１８は好ましくは第１ターン４１６の近傍に配置され、第３ターン４１８は好ましくは第２ターン４２０の近傍に配置される。これらの近接配置によって、マルチターンアンテナは単一ターンアンテナのような形状であり、また単一ターンアンテナのように振る舞う（例えば実質的にターン間にはスペースがない）。したがって半径方向の高および低電流領域は実質的に低減される。
【００５４】
当業者にはよく知られるように、２つの導体間の小さいスペースは、典型的には２つの導体間でアークを発生する。したがって外側および内側ターン間のスペースは、アークを起こさない距離に限定される。しかし本発明のある実施形態において、内側および外側ターンが互いになるべく接近して配置されつつも、一方で、実質的に内側および外側ターン間のアークを防止することを可能にするために、このスペースは誘電体材料で埋められる。例として、約０．２から約１ｃｍの間のスペースを持つテフロン（登録商標）またはセラミック材料がうまく機能する。
【００５５】
さらにマルチターンアンテナは一般に銅から形成される。ある実現例では、マルチターンアンテナは銀でコーティングされた銅から形成される。しかしマルチターンアンテナは銅または銀でコーティングされた銅に限定はされず、任意の適切な伝導性金属が用いられえることに注意されたい。ある実施形態において、アンテナループの断面は、それぞれループを窓およびそれぞれの他のループに対して繰り返し位置決めするのが楽なように長方形である。しかしこれは限定ではなく、他の断面形状およびサイズが用いられえる。代替としては、アンテナループは、温度制御を促進するために（すなわちその中を流体を流すために）空洞のある導体から形成されえる。
【００５６】
マルチターンアンテナの全体のサイズ、すなわち外側直径について、アンテナがプロセスチャンバの断面よりも小さい大きさに設定されることが一般には好ましく（絶対に必要というわけではなく）、これはプラズマを基板上の領域に集中させた状態に維持し、チャンバ壁への不要なプラズマ拡散を避けるためである。このプラズマ拡散は、プラズマ処理システムを動作させる電力をより多く必要とし、壁のエロージョンを増加させるなどの不利益をもたらす。さらにプラズマのサイズは一般に用いられるアンテナのサイズに対応するので、よってマルチターンアンテナは、均一なエッチング速度を実現するために、基板の直径と実質的に同様な外側直径を持たなければならない。例として、基板のサイズは典型的には約６から約１２インチの間であり、よってある実施形態では、マルチターンアンテナは、約６および約１２インチの間の外側直径を持つ。
【００５７】
さらに詳述すれば、増加された電流容量のために、すなわちマルチターンアンテナは単一のターンのように振る舞うので、マルチターンアンテナは基板よりも小さく構成されえる。すなわち電流のより高い集中は、基板を処理するのに充分に大きいプラズマを発生する傾向にある。しかしより小さいアンテナの使用は全ての処理に必要とされるわけではなく、アンテナは基板よりも大きく構成されえることに注意されたい。しかしもし高度な均一性が重要であるなら、より小さいアンテナの使用はかなり有用でありえる。例として、１２インチの基板を処理するためには、アンテナの直径は約６から約１５インチの間で構成されえ、好ましくは約７から約１１インチである。しかしこれは限定ではなく、アンテナの実際のサイズは、基板の特定のサイズにしたがって（例えばアンテナサイズはより小さいまたは大きい基板が関連するときに必要に応じて大きさを変更されえる）、またはそれぞれのプラズマ処理システムの特定の設計にしたがって変化しえる。
【００５８】
用いられるＲＦ周波数について、一般的なガイドラインとして、より低いＲＦ周波数（例えば１３ＭＨｚ未満）は、定在波の効果を減らすことによって電力結合の伝送線路特性の効果を低減させる傾向にある。すなわちより低い周波数は、アンテナの方位角についての潜在的な非対称結合特性をより緩和する傾向にある。さらにより低いＲＦ周波数において、アンテナおよびプラズマ間の容量性結合も緩和され、よって結合窓のイオン衝突が減少する。したがってＲＦ電源の周波数は一般に約１３ＭＨｚ以下に構成され、好ましくは約０．４ＭＨｚおよび約１３ＭＨｚの間であり、さらに好ましくは約４ＭＨｚである。より低い周波数の使用は全ての処理に必要とされるわけではないことに注意されたい。しかしもし高度の均一性が重要であるなら、低い周波数の使用はかなり有用でありえる。
【００５９】
前述のように、本発明の第１の局面の効果は数多くある。異なる実施形態または実現例は、以下の効果の一つ以上を持ちえる。本発明の一つの効果は、方位角について対称的なプラズマがプロセスチャンバ内に作られることである。その結果、プロセス均一性を高くでき、これは基板スループットを増し、デバイス欠陥を減らし、処理されている基板の全体的な生産性を上げる。本発明の他の効果は、本発明のアンテナ構成はそれ自身で遮蔽でき、よってアンテナおよびプラズマ間の容量性結合を低減させる。対応して、結合窓のイオン衝突が低減され、よって結合窓の寿命が延び、イオン衝突に関連付けられた粒子コンタミネーションが低減される。
【００６０】
本発明の第２の局面によれば、プラズマ処理装置は、アンテナおよびプラズマ間の容量性結合を実質的に低減するために多層結合窓構成を備える。本発明のこの局面の議論を進めるために、図５は、本発明のある実施形態による多層結合窓構成５００を示す。多層結合窓構成５００は、図２の結合窓２１２に対応しえる。多層結合窓５００は、少なくとも第１レイヤ５０４および第２レイヤ５０６を含む。好ましくは第１レイヤ５０４は第２レイヤ５０６に接着されている。ある実現例では、２つのレイヤは互いに熱的に接着される。しかしこれは限定ではなく、他の接着プロセスが用いられえることに注意されたい。代替としては、レイヤ間にギャップ、すなわち真空ギャップまたはレイヤ間をガスが流れるギャップが設けられえ、一方で、前述の利点をも享受できることに注意されたい。さらに第２レイヤ５０６は、好ましくはプロセスチャンバの内側周辺表面の一部を形成する。
【００６１】
まず第２レイヤを参照すれば、第２レイヤは、その表面上での電位差を少なくする静電遮蔽として振る舞うよう構成される。さらに第２レイヤは、電気的に絶縁され、好ましくは、アンテナからプラズマへの誘導性ＲＦエネルギーの透過を促進できる伝導性または半伝導性材料から形成されるよう構成される。さらに第２レイヤは、プロセスチャンバ内のプラズマに曝されるので、第２レイヤは好ましくはプラズマに実質的に耐えうる材料から形成される。好ましい実施形態において、第２レイヤは、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）から形成される。たいていの場合、ＳｉＣは、プラズマ処理の熱的、化学的、および物理的影響に耐えうる。さらにＳｉＣは一般に誘電体として分類され、しかし電流の流れに対してある程度の抵抗を示す。抵抗特性は遮蔽効果を生むものであり、誘電体特性は誘導性結合を許すものである。
【００６２】
第２レイヤの抵抗は、静電遮蔽としてレイヤが機能することを確実にしつつ、一方で、誘導性電界に影響を与えないための重要なパラメータである。たいていの場合、本発明で用いられる特定の抵抗レンジは、結合窓が用いられるアンテナの具体的な寸法、電力結合の動作周波数、および第２レイヤの厚さに依存する。例として、約１００Ω−ｃｍから約１０ｋΩ−ｃｍがうまく機能する。しかしもし望まれるなら、第２レイヤ（例えばＳｉＣ）が誘電体層としてより振る舞うようにさせるために、抵抗は、１０6Ω−ｍより大きく構成されえる。
【００６３】
理論によって拘束されたくないと願う反面、第２レイヤの電気抵抗は、プラズマを形成するのに用いられる処理ガスに等電位表面を提供すると信じられる。例えば、プラズマの点火後、第２レイヤ上の電位は、プラズマが第２レイヤの近傍に位置するために大きく下げられる。さらに容量性電圧分割器が一般に形成され、例えば一定の容量を持つ誘電体第１レイヤによって形成される上部と、および点火前には伝導性第２レイヤおよびチャンバ壁によって、点火後には伝導性第２レイヤおよびプラズマによって形成される下部とからなる。点火前にはこの下部は小さい容量を持ち、よって点火を助ける大きな電圧が存在する（例えば放電を開始するためには、容量性電界が典型的には必要である）。点火後には、この下部は、この電圧が大きく下げられる大きな容量を持ち、よって大きな容量性電力結合には結びつかない。
【００６４】
こんどは第１レイヤを参照すれば、この第１レイヤは好ましくは、アンテナからプラズマへの誘導性ＲＦエネルギーの透過を促進できる誘電体材料から形成される。さらに第１レイヤは、構造的に真空を維持するよう充分な強度を持って、かつチャンバの定期的クリーニング中に容易に扱えるよう充分に堅固に構成される。さらに第１レイヤは、窓の温度制御を可能にする優れた熱的特性を持つ誘電体材料から一般に形成される。例として、窒化シリコン（ＳｉＮ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から形成された誘電体材料がうまく機能する。しかしこれは限定ではなく、他の材料も用いられえることに注意されたい。例えば、アルミナおよび石英もうまく機能する。
【００６５】
多層結合窓５００の全体の厚さは、アンテナＲＦエネルギーをプラズマに効率的に伝送できるよう充分に薄くしつつ、処理中に発生する圧力および熱に耐えるのに充分なよう構成される。好ましくは、多層結合窓の厚さは、約０．５および約１インチの間である。より好ましくは、多層結合窓の厚さは、約０．８インチである。さらに第１レイヤ５０４は、第２レイヤ５０６よりも厚い厚さを持たなければならない。好ましくは、第１レイヤの厚さは、約０．５および約１インチの間である。より好ましくは、第１レイヤの厚さは、約０．６インチである。さらに第２レイヤの厚さは、好ましくは、約０．１および約０．５インチの間である。より好ましくは、第２レイヤの厚さは、約０．２インチである。レイヤの実際の厚さは、それぞれのレイヤに選ばれた具体的な材料にしたがって変更されえる。
【００６６】
ある実施形態においては、第１レイヤをプラズマへの曝露から保護し、かつ基板と接触するプラズマ領域に純粋な材料（例えばＳｉＣ）が面するように、第２レイヤは第１レイヤ全体を覆う。しかしこれは限定ではなく、他の構成が使用されえることに注意されたい。例えば第２レイヤは、第１レイヤのうちのアンテナ付近のプラズマに面する部分だけを覆うように構成されえる。
【００６７】
結合窓のサイズがプラズマ処理チャンバのサイズに等しくなければならないという条件は存在しないことに注意されたい。しかし一般に小さい結合窓はコストを下げ、特にＳｉＣのような高価な材料が採用されるときにはそうである。ある実施形態においては、結合窓の形状は、アンテナ構成の形状と一致するように構成され、よって結合窓は実質的に円形である。他の実施形態においては、結合窓の外側寸法は、アンテナを囲みえる電気的に伝導性を持つ要素への結合を少なくするために、アンテナの外側寸法を少しの距離だけ超えて外に伸びるよう構成されえる。ある例では、結合窓の外側寸法は、アンテナの外側寸法を約１インチ超えて外に伸びるように構成されえる。さらに他の実施形態においては、結合窓は実質的にアンテナと同じ、すなわち輪状の形状を持ちえる。
【００６８】
採用される誘電体特性（例えば誘電率）について、一般的なガイドラインとしては、より低い誘電率、例えば約１０未満が、定在波効果を減少させることによって電力結合の伝送線路特性の効果を減らす傾向にある。より具体的には、より低い誘電率は、伝送されるエネルギーの波長をより長くする傾向があり、これはアンテナを見かけ上短くし、よって定在波パターン中に少ししか節を作らないことになる。したがって、より低い誘電率は、アンテナの任意の潜在的な方位角について非対称な結合特性を緩和する傾向にある。
【００６９】
ある実施形態においては、結合窓の全体の誘電率は、好ましくは約１０以下に構成される。低い誘電率の使用は全ての処理について必要とされるわけではないことに注意されたい。実際、方位角について高度に対称的である要求と、構造的および熱的設計の容易さとの間の妥協が典型的には必要となる。しかしもし高度な均一性が重要であるなら、低い誘電率の使用はかなり有用でありえる。
【００７０】
上述からわかるように、本発明の第２の局面の効果は多く存在する。異なる実施形態または実現例は、以下の効果のうちの一つ以上を持ちえる。例えば本発明は、アンテナおよびプラズマ間の容量性結合を実質的に減少する結合窓を提供する。その結果、プラズマのバラツキは実質的に減少される。例えば誘導性結合係数は典型的には維持され、結合窓のイオン衝突は低減され、プラズマ発生のためにより多くの電力が利用可能であり、すなわち与えられた電力についてはより高いプラズマ密度が得られる。さらにイオン衝突が低減されるので、イオン衝突と関連する粒子コンタミネーションが一般に低減され、その結果、変動する厚さの窓（すなわち材料が堆積したり除去されたりする）に関連するプロセスのバラツキが低減される。さらに本発明は、純粋な材料、すなわちＳｉＣを利用するので、プロセスのバラツキを低減する傾向にある。
【００７１】
さらに、上述のマルチターンアンテナおよび多層結合窓と共に、プラズマ処理システム中の基板の均一な処理をより向上させるために、追加の要素が採用されえることが考えられる。例として、結合窓およびマルチターンアンテナの近傍領域のプロセスチャンバ内での静磁界の半径方向のバラツキを制御するために、磁気構成物がマルチターンアンテナと共に構成されえる。そのような磁気構成物の例は、１９９９年１１月１５日に出願された「IMPROVED PLASMA PROCESSING SYSTEMS AND METHODS THEREFOR」と題された同時係属中の米国特許出願第０９／４３９，６６１号に見られ、ここで参照によって援用される。
【００７２】
微小寸法が小さくなり続けるにつれて、方位角について対称的でないプラズマの許容誤差も小さくなる。短絡を防ぐために、アンテナターンは不完全であり、アンテナループの端部の間にはギャップが存在する。そのようなギャップは、プラズマが方位角について対称的であることを阻止しえる。図６は、ギャップ６０８を持つ、完全でないアンテナターン６０４の概略図である。第１角６１６によって定義される第１方位角扇形部６１２は、ギャップ６０８を含む。第２角６２４によって定義される第２方位角扇形部６２０は、ギャップ６０８を含まない。ギャップ６０８は、第１方位角扇形部６１２内のＲＦ電力が第２方位角扇形部６２０内のＲＦ電力よりも小さくなるように働く。ギャップをブリッジするために、さまざまな電流を流す要素が用いられてきた。そのようなブリッジ要素の非対称性によって、そのような要素は所望の均一性を提供できなくなる。
【００７３】
図７は、本発明のある実施形態によって提供されるマルチターンアンテナ７００の透視図である。マルチターンアンテナ７００は、第１ターン７０４、第２ターン７０８、第３ターン７１２、および第４ターン７１６を備える。入力バス７２０は、第１ターン７０４に接続される。出力バス７２４は、第４ターン７１２に接続される。図８は、図７の破断面７２８の拡大された概略上面図であり、第３ターン７１２、第４ターン７１６、および出力バス７２４の一部を示す。第１ターン、第２ターン、および入力バス７２０は、図８においては簡潔さのために示されない。図９は、第３ターン７１２だけの上面図である。図８および図９に示されるように、第３ターン７１２は、第１端部８０４および第２端部８０８を持ち、ここで第３ターン７１２の第１端部８０４および第２端部８０８は第３ターンギャップ８１２によって分離される。第３ターン７１２は、アンテナ軸９０４上に中心付けられる。第３ターン７１２の半径９０６は、アンテナ軸９０４から第３ターン７１２上の点まで伸びる。第３ターン７１２の円周９０８は、第１端部８０４から第３ターン７１２に沿って第３ターンの第２端部８０８に向かい、ギャップ８１２を横切って第３ターン７１２の第１端部８０４に戻る第３ターンに沿う向きである。好ましくはギャップ８１２は、第３ターン７１２のうちのごく一部だけである。これらの図のいくつかは、ある要素をより明瞭に図示するために、ギャップ８１２のような要素は縮尺通りには描かれていない。示されるようにギャップ８１２は、アンテナ軸と角９１２を形成する。好ましくはギャップ８１２によって形成される角９１２は、７°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、５°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、３°未満である。第３ターンギャップ８１２の長さは、第３ターン７１２の円周に実質的に平行である。第３ターンの第１端部８０４の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離は、第３ターンの第２端部８０８の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離に等しい。これは、第３ターンの第１端部の内側部分と、第１端部の外側部分との間の点への半径は、第３ターンの第２端部の内側部分と、第３ターンの第２端部８０８の外側部分との間の点への半径に等しいことを意味する。螺旋の一部を形成するターンはこの定義には当てはまらないが、それは、螺旋のターンのうちの部分は、両方の端部が一致しないよう第１端部および第２端部が異なる半径を持つからである。より好ましくは、図９に示されるように第１端部８０４の半径は、第２端部８０８の半径に等しい。好ましくは、第３ターン７１２は実質的に円形である。より好ましくは、第３ターン７１２は示されるように円形である。
【００７４】
図１０は、第４ターン７１６だけの上面図である。図８および図１０に示されるように、第４ターン７１６は、第１端部８１６および第２端部８２０を有し、これらは第４ターンギャップ８１４によって分離される。第３ターン７１２は、第４ターン７１６から第３ターン−第４ターンギャップ８２８によって分離される。第３ターン−第４ターンギャップ８２８の長さは、第３ターン７１２および第４ターン７１６に対して半径方向であり、これは第３および第４ターン７１２、７１６の接線に実質的に垂直である。第４ターン７１６は、アンテナ軸９０４上に中心付けられる。第３ターン７１２および第４ターン７１６は、同心円状で同一平面上にあり、その結果、それらはアンテナ軸９０４上の同一の点の周りに中心付けられる。第４ターン７１６の半径１００６は、アンテナ軸９０４から第４ターン７１６上の点へ伸び、その結果、第４ターン７１６は、第３ターン−第４ターンギャップ８２８のサイズにほぼ等しいだけ第３ターン７１２よりも大きい半径を持つ。第４ターン７１６の周囲１００８は、第１端部８１６から第４ターン７１６に沿って第４ターンの第２端部８２０に向かい、ギャップ８２４を横切って第４ターン７１６の第１端部８１６に戻る第４ターンに沿う向きである。好ましくはギャップ８２４は、第４ターン７１６のうちのごく一部だけである。示されるようにギャップ８２４は、アンテナ軸と角１０１２を形成する。好ましくはギャップ８２４によって形成される角１０１２は、７°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、５°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、３°未満である。第４ターンギャップ８２４の長さは、第４ターン７１６の円周に実質的に平行である。この例では、第１端部８１６および第２端部８２０は、切り欠き角部１０１６を有する。第４ターンの第１端部８１６の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離は、第４ターンの第２端部８２０の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離に等しい。これは、第４ターンの第１端部の内側部分と、第１端部の外側部分との間の点への半径は、第４ターンの第２端部の内側部分と、第４ターンの第２端部８２０の外側部分との間の点への半径に等しいことを意味する。ここで第１端部の内側部分は、第１端部が切り欠きを作られなかったかのように、第１端部の切り欠き部１０１６を含むように定義され、第２端部の外側部分は、第２端部が切り欠きを作られなかったかのように、第２端部の切り欠き角部を含むように定義され、これはこれらの切り欠きがコネクタがそこにマウントされ、使用中にはこれら切り欠きが実際には埋められるからである。螺旋の一部を形成するターンはこの定義には当てはまらないが、それは、螺旋のターンのうちの部分は、両方の端部が一致しないよう第１端部および第２端部が異なる半径を持つからである。より好ましくは、図１０に示されるように第１端部８１６の半径は、第２端部８２０の半径に等しい。好ましくは、第４ターン７１６は実質的に円形である。より好ましくは、第４ターン７１６は示されるように円形である。
【００７５】
第３ターン−第４ターンコネクタ８３２は、電気的接続を第３ターン８０８の第２端部および第４ターン８１６の第１端部間に提供する。好ましい実施形態において、第３ターン−第４ターンコネクタ８３２は、スパニング部（spanning section）８３６、第３ターンコネクタレッグ８４０、および第４ターンコネクタレッグ８４４を備える。好ましくはスパニング部８３６は、スパニング部８３６に隣接する第３ターン７１２の周囲および第４ターン７１６の周囲に実質的に平行である。第３ターンコネクタレッグ８４０は、第３ターン７１２に対して実質的に半径方向である。第３ターンコネクタレッグ８４０は、第３ターンに対して実質的に半径方向であるとは、第３ターンコネクタレッグに隣接する第３ターンの部分の半径に実質的に平行であることを意味する。第４ターンコネクタレッグ８４４は、第４ターン７１６に対して実質的に半径方向である。示されるようにスパニング部８３６は、第３ターン７１２および第４ターン７１６のほぼ中間である。第３ターンコネクタレッグ８４０は、第３ターンギャップ８１２の端部に隣接する。第４ターンコネクタレッグ８４４は、第４ターンギャップ８２４の端部に隣接する。好ましい実施形態において、第３ターンギャップ８１２および第４ターンギャップ８２４は互いに隣接し、その結果、第３ターンギャップ８１２の端部は、破線８５０によって示されるように半径に沿い、第４ターンギャップ８２４の始点と一致する。これによりギャップは示されるように重なり合うことなく隣接する。他のバリエーションとしては、ギャップ８１２、８１４が、好ましくは０．０６２５インチ（１．５８７５ｍｍ）および−０．０６２５インチ（−１．５８７５ｍｍ）の間の距離だけ重なり合い、ここで負の値は、重なりが存在せずに代わりにギャップが離れており、その結果、第３ターンに沿って測定されると、第３ターンギャップの終点の半径および第４ターンギャップの始点の半径が０．０６２５インチより小さい値だけ離れていることを意味する。より好ましくは第３および第４ギャップの重なりは、０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）および−０．００５インチ（−０．１２７ｍｍ）の間である。パーセンテージでいうと、第３および第４ターンギャップの重なりは、第３ターンギャップの長さの５０％および−５０％の間であり、ここで負の値は、重なりが存在せずに代わりにギャップが離れており、その結果、第３ターンに沿って測定されると、第３ギャップの終点の半径および第４ギャップの始点の半径が第３ターンギャップの長さの５０％より小さい値だけ離れていることを意味する。より好ましくは、第３および第４ターンギャップの重なりは、第３ターンギャップの長さの２５％および−２５％の間である。最も好ましくは、第３および第４ターンギャップの重なりは、５％および−５％の間である。コネクタ８３２は、第３ターン７１２および第４ターン７１６と同一平面にある。
【００７６】
図１１は、図７の切り欠き部７２８の拡大された概略上面図であり、第１ターン７０４、第２ターン７０８、および入力バス７２０の一部を示し、ここで第３ターン、第４ターン、および出力バスは簡単のために図１１では示されない。図１２は、第１ターン７０４単独の上面図である。図１１および図１２に示されるように、第１ターン７０４は、第１端部１１０４および第２端部１１０８を有し、ここで第１ターン７０４の第１端部１１０４および第２端部１１０８は、第１ターンギャップ１１１２によって分離される。第１ターン７０４は、アンテナ軸９０４上に中心付けられる。第１ターン７０４の半径１２０６は、アンテナ軸９０４から第１ターン７０４上の点まで伸びる。第１ターン７０４の円周１２０８は、第１端部１１０４から第１ターン７０４に沿って第１ターンの第２端部１１０８に向かい、ギャップ１１１２を横切って第１ターン７０４の第１端部１１０４に戻る第１ターンに沿う向きである。好ましくはギャップ１１１２は、第１ターン７０４のうちのごく一部だけである。示されるようにギャップ１１１２は、アンテナ軸と角１２１２を形成する。好ましくはギャップ１１１２によって形成される角１２１２は、７°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角１２１２は、５°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、３°未満である。第１ターンギャップ１１１２の長さは、第１ターン７０４の円周に実質的に平行である。第１ターンの第１端部１１０４の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離は、第１ターンの第２端部１１０８の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離に等しい。より好ましくは図１２に示されるように第１端部１１０４の半径は、第２端部１１０８の半径に等しい。好ましくは第１ターン７０４は実質的に円形である。より好ましくは第１ターン７０４は示されるように円形である。
【００７７】
図１３は、第２ターン７０８単独の上面図である。図１１および図１３に示されるように、第２ターン７０８は、第１端部１１１６および第２端部１１２０を有し、ここで第２ターン７０８の第１端部１１１６および第２端部１１２０は、第２ターンギャップ１１２４によって分離される。第１ターン７０４は、第２ターン７０８から第１ターン−第２ターンギャップ１１２８によって分離される。第１ターン−第２ターンギャップ１１２８の長さは、第１および第２ターン７０４、７０８に対して半径方向である。第２ターン７０８は、アンテナ軸９０４上に中心付けられる。第１ターン７０４および第２ターン７０８同心状であり、その結果それらはアンテナ軸９０４上の同一の点の周りに中心付けられる。第２ターン７０８の半径１３０６は、アンテナ軸９０４から第２ターン７０８上の点まで伸び、その結果、第１ターン７０４の半径は第２ターン７０８の半径１３０６よりもほぼ第１ターン−第２ターンギャップ１１２８の長さだけ長い。第２ターン７０８の円周１３０８は、第１端部１１１６から第２ターン７０８に沿って第２ターンの第２端部１１２０に向かい、ギャップ１１２４を横切って第２ターン７０８の第１端部１１１６に戻る第２ターンに沿う向きである。好ましくはギャップ１１２４は、第２ターン７０８のうちのごく一部だけである。示されるようにギャップ１１２４は、アンテナ軸と角１３１２を形成する。好ましくはギャップ１１２４によって形成される角１３１２は、７°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角１３１２は、５°未満である。より好ましくはギャップによって形成される角は、３°未満である。第２ターンギャップ１１２４の長さは、第２ターン７０８の円周に実質的に平行である。この例では、第１端部１１１６および第２端部１１２０は、切り欠き角部を有する。第２ターンの第１端部１１１６の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離は、第２ターンの第２端部１１２０の少なくとも一部とアンテナ軸９０４との間の距離に等しい。より好ましくは図１３に示されるように第１端部１１１６の半径は、第２端部１１２０の半径に等しい。好ましくは第２ターン７０８は実質的に円形である。より好ましくは第２ターン７０８は示されるように円形である。
【００７８】
第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２は、第１ターンの第２端部１１０８および第２ターンの第１端部１１１６間の電気的接続を提供する。好ましい実施形態においては、第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２は、スパニング部１１３６、第１ターンコネクタレッグ１１４０、および第２ターンコネクタレッグ１１４４を備える。好ましくはスパニング部１１３６は、スパニング部１１３６に隣接する第１ターン７０４の周囲および第２ターン７０８の周囲に実質的に平行である。第１ターンコネクタレッグ１１４０は、第１ターン７０４に対して実質的に半径方向である。第２ターンコネクタレッグ１１４４は、第２ターン７０８に対して実質的に半径方向である。示されるようにスパニング部１１３６は、第１ターン７０４および第２ターン７０８のほぼ中間である。第１ターンコネクタレッグ１１４０は、第１ターンギャップ１１１２の端部に隣接する。第２ターンコネクタレッグ１１４４は、第２ターンギャップ１１２４の端部に隣接する。好ましい実施形態において、第１ターンギャップ１１１２および第２ターンギャップ１１２４は互いに隣接し、その結果、第１ターンギャップ１１１２の端部は、破線１１５０によって示されるように半径に沿い、第２ターンギャップ１１２４の始点と一致する。これによりギャップは示されるように重なり合うことなく隣接する。他のバリエーションとしては、ギャップ１１１２、１１１４が、好ましくは０．０６２５インチ（１．５８７５ｍｍ）および−０．０６２５インチ（−１．５８７５ｍｍ）の間の距離だけ重なり合い、ここで負の値は、重なりが存在せずに代わりにギャップが離れており、その結果、第１ターンに沿って測定されると、第１ターンギャップの終点の半径および第２ターンギャップの始点の半径が０．０６２５インチより小さい値だけ離れていることを意味する。より好ましくは第１および第２ギャップの重なりは、０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）および−０．００５インチ（−０．１２７ｍｍ）の間である。パーセンテージでいうと、第１および第２ターンギャップの重なりは、第１ターンギャップの長さの５０％および−５０％の間であり、ここで負の値は、重なりが存在せずに代わりにギャップが離れており、その結果、第１ターンに沿って測定されると、第１ギャップの終点の半径および第２ギャップの始点の半径が第１ギャップの長さの５０％より小さい値だけ離れていることを意味する。より好ましくは、第１および第２ターンギャップの重なりは、第１ターンギャップの長さの２５％および−２５％の間である。最も好ましくは、第１および第２ターンギャップの重なりは、５％および−５％の間である。コネクタ１１３２は、第１ターン７０４および第２ターン７０８と同一平面内にあり、好ましくは第１ターン７０４および第２ターン７０８と同一の高さを有する。
【００７９】
図１４は、部分７２８の概略透視図であり、第１ターン７０４、第２ターン７０８、第３ターン７１２、第４ターン７１６、入力バス７２０、出力バス７２４、第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２、第３ターン−第４ターンコネクタ８３２、および第２ターン−第３ターンコネクタ１４０４を示す。
【００８０】
動作時においてアンテナ７００は、プラズマ処理チャンバ２００内で使用されえる。電流「Ｉ」は、ＲＦ電源２１４から入力バス７２０を通って第１ターン７０４の第１端部１１０４に流れる。電流は、第１ターン７０４の第１端部１１０４から第１ターン７０４の第２端部１１０８に流れる。第１ターンギャップ１１１２は、第１ターンの第１端部および第１ターンの第２端部間の短絡を防止するために設けられる。それから電流は第１ターンの第２端部から第１ターンコネクタレッグ１１４０を通って第１ターンに対して実質的に半径方向の向きに流れ、それからスパニング部１１３６に沿ってスパニング部１１３６に隣接する第１ターン７０４および第２ターン７０８の円周に実質的に平行な向きに流れる。それから電流は、第２ターンコネクタレッグ１１４４を通って第２ターンに対して実質的に半径方向の向きに第２ターン７０８の第１端部１１１６に流れる。電流は、第２ターン７０８の第１端部１１１６から第２ターン７０８の第２端部１１２０に流れ、それから第２ターン−第３ターンコネクタ１４０４を通って第３ターン７１２の第１端部８０４に流れる。電流は、第３ターンの第１端部８０４から第３ターン７１２の第２端部８０８に流れる。第３ターンギャップ８１２は、第３ターン８０４の第１端部および第３ターン８０８の第２端部間の短絡を防止するために設けられる。電流はそれから第３ターン８０８の第２端部から第３ターンコネクタレッグ８４０を通って第３ターンに対して実質的に半径方向の向きに流れ、それからスパニング部８３６に沿ってスパニング部８３６に隣接する第３ターン７１２および第４ターン７１６の円周に実質的に平行な向きに流れる。それから電流は、第４ターンコネクタレッグ８４４を通って第４ターンに対して実質的に半径方向の向きに第４ターン７１６の第１端部８１６に流れる。電流はそれから、第４ターン８１６の第１端部から第４ターン８２０の第２端部に流れ、出力バス７２４を通って流れる。ＲＦ発生器は、電流「Ｉ」が交番する向きに流れるようにする。
【００８１】
第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２のスパニング部１１３６は、第１ターンギャップ１１１２に隣接する第１ターンに実質的に平行で第１ターン７０４と同一平面内にある電流パスを提供する。さらに第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２のスパンニング部１１３６は、第２ターンギャップ１１２４に隣接する第２ターン７０８に実質的に平行で第２ターン７０８と同一平面内にある電流パスを提供する。第１ターンギャップ１１１２および第２ターンギャップ１１２４を、これらが互いに隣接し、しかし重なり合わないように配置することによって、第１ターン７０４、第２ターン７０８、およびスパニング部１１３６は、ギャップまたはある位置で３つの電流を生じる重なりがない完全なループの形で２つのカレントパスを提供する。実現するにあたり小さいギャップまたは重なりが生じえるが、このようなギャップまたは重なりを最小化することが方位角について均一なＲＦ励起を提供し、それにより均一なプラズマを発生するためには望ましい。スパニング部１１３６は、第１および第２ターン７０４、７０８間にあり、その結果、スパニング部１１３６によって提供される電流パスは第１ターン７０４および第２ターン７０８に近い。好ましくは、スパンニング部１１３６は、第１ターン７０４および第２ターン７０８間の実質的に中間であり、方位角についてより均一なＲＦ励起を提供しつつ、かつ一方では第１ターン７０４および第２ターン７０８間のギャップを維持する。
【００８２】
第３ターン−第４ターンコネクタ８３２のスパニング部８３６は、第３ターンギャップ８１２に隣接する第３ターンに実質的に平行で第３ターン７１２と同一平面内にある電流パスを提供する。さらに第３ターン−第４ターンコネクタ８３２のスパンニング部８３６は、第４ターンギャップ８２４に隣接する第４ターン７１６に実質的に平行で第４ターン７１６と同一平面内にある電流パスを提供する。第３ターンギャップ８１２および第４ターンギャップ８２４を、これらが互いに隣接し、しかし重なり合わないように配置することによって、第３ターン７１２、第４ターン７１６、およびスパニング部８３６は、ギャップまたはある位置で３つの電流を生じる重なりがない完全なループの形で２つのカレントパスを提供する。実現するにあたり小さいギャップまたは重なりが生じえるが、このようなギャップまたは重なりを最小化することが方位角について均一なＲＦ励起を提供し、それにより均一なプラズマを発生するためには望ましい。スパニング部８３６は、第３および第４ターン７１２、７１６間にあり、その結果、スパニング部８３６によって提供される電流パスは第３ターン７１２および第４ターン７１６に近い。好ましくは、スパンニング部８３６は、第３ターン７１２および第４ターン７１６間の実質的に中間であり、方位角についてより均一なＲＦ励起を提供しつつ、かつ一方では第３ターン７１２および第４ターン７１６間のギャップを維持する。
【００８３】
第１ターンコネクタレッグ１１４０を第１ターン７０４の半径に沿って、第１ターン７０４の平面内に配置することによって、第１ターンコネクタレッグ１１４０を通って流れるＲＦ励起によって生じた電流からの破壊（disruption）が最小にされる。これは、第１ターンコネクタレッグ１１４０を第１ターン７０４と同一の平面内に設けることによって第１ターンコネクタレッグの長さが最小化されえるようにすることで部分的には達成される。さらに第１ターンコネクタレッグ１１４０を第１ターン７０４に対して半径方向に設けることによっても、第１ターンコネクタレッグ１１４０からのＲＦの破壊（disruption）を最小化しえる。これらの理由のために、第２ターンコネクタレッグ１１４４は、第２ターン７０８に対して実質的に半径方向であり、スパニング部１１３６に対して実質的に垂直方向であり、第３ターンコネクタレッグ８４０は、第３ターン７１２に対して実質的に半径方向であり、スパニング部８３６に対して実質的に垂直方向であり、第４ターンコネクタレッグ８４４は、第４ターン７１６に対して実質的に半径方向であり、スパニング部８３６に対して実質的に垂直方向である。
【００８４】
ギャップを有するそれぞれのターンは、ループの端部を分離するギャップを有するシングルループを作る。この構成は、小さなギャップを持つ個々のループ群が用いられず、それぞれのループの端部が異なる半径である螺旋を用いる他のアンテナとは異なる。
【００８５】
好ましい実施形態においては、アークを防止するために絶縁体が設けられる。図１５は、第３ターン７１２、第４ターン７１６、および本発明の好ましい実施形態において用いられえる中央絶縁体１５０４上に取り付けられた第３ターン−第４ターンコネクタ８３２の上面図である。中央絶縁体１５０４は、ベースリング１５０８および上部リッジリング１５１２を備える。第３ターンギャップ絶縁体１５１６および第４ターンギャップ絶縁体１５２０も上部リッジを構成し、これらは上部リッジリング１５１２に接続される。ベースリング１５０８中のギャップ１５２４は、第２ターン−第３ターンコネクタのための通路を提供する。
【００８６】
図１６は、第１ターン７０４、第２ターン７０８、および中央絶縁体１５０４上に取り付けられた第１ターン−第２ターンコネクタ１１３２の上面図である。中央絶縁体１５０４はさらに底部リッジリング１６０４を備える。第１ターンギャップ絶縁体１６０８および第２ターンギャップ絶縁体１６１２も底部リッジを構成し、これらは底部リッジリング１６０４に接続される。外側リッジ１６１６は、第１ターン７０４の周囲に配置される。第２ターン−第３ターンコネクタのための通路を提供するギャップ１５２４は、ベースリング１５０８内に示される。
【００８７】
図１７は、底部絶縁体１７０４の上面図である。底部絶縁体１７０４は、リングの形状をしており、中央溝１７０８、第１ターン溝１７１２、第２ターン溝１７１６、内側リッジ１７２０および外側リッジ１７２４を有する。
【００８８】
図１８は、切断線１８−１８に沿った図１７の底部絶縁体１７０４の断面図であり、これは第１ターン７０４、第２ターン７０８、第３ターン７１２、第４ターン７１６およびそこに取り付けられた中央絶縁体１５０４を有する。中央絶縁体１５０４の底部リッジリング１６０４は、底部絶縁体１７０４の中央溝内に取り付けられる。第１ターン７０４は、第１ターン溝１７１２内に取り付けられる。第２ターン７０８は、第２ターン溝１７１６内に取り付けられる。中央絶縁体１５０４の上部リッジリング１５１２は、第３ターン７１２および第４ターン７１６間のギャップを埋め、このギャップはアークを防止するのに充分な長さである。上部リッジリング１５１２は、第３ターン７１２および第４ターン７１６の上を伸び、その結果、上部リッジリング１５１２の表面に沿った、第３ターン７１２から第４ターン７１６までの距離は、アークを防止するのに必要とされる最小表面距離よりも大きい。底部絶縁体１７０４はファラデーシールド１８０４上に配置されえる。
【００８９】
図２２は、ファラデーシールド１８０４の上面図である。ファラデーシールド１８０４は、結合の方位角についてのバラツキをさらに最小化し、容量性結合の程度を制御するために設けられえる。これは、ファラデーシールド１８０４をグラウンドに落とすか、特定の電圧をファラデーシールドに印加するか、またはファラデーシールドをフローティング状態にするかのいずれかによって実現されえる。アンテナのフットプリントがリングの形状であるので、ファラデーシールド１８０４はアンテナのフットプリントと一致するリング形状でありえる。好ましい実施形態においては、ファラデーシールド１８０４は、アンテナのフットプリントよりもわずかに大きく、リングの一部を横切る少なくとも一つの半径方向スロット２２０４を有するリング形状の伝導体材料である。図１８は、ファラデーシールド１８０４の幅がアンテナの幅よりもわずかに大きいことを示す。他の好ましい実施形態においては、一つより多いスロットが設けられる。
【００９０】
図１９は、入力バス７２０および出力バス７２４の切り欠き透視図である。この実施形態においては、入力バス７２０は、テーパが付けられた入力伝導バー１９０８に接続された入力コネクタ１９０４を備える。出力バス７２４は、テーパが付けられた出力伝導バー１９１６に接続された入力コネクタ１９１２を備える。テーパが付けられた伝導バー１９０８およびテーパが付けられた伝導バー１９１６は示されるようにアラインされ、互いに近接して配置される。Ｉ字形の誘電体部品１９２４がテーパが付けられた入力伝導バー１９０８およびテーパが付けられた出力伝導バー１９１６の間に配置され、テーパが付けられた入力伝導バー１９０８およびテーパが付けられた出力伝導バー１９１６の間でアークが発生することを防止する。テーパが付けられた入力伝導バー１９０８およびテーパが付けられた出力伝導バー１９１６のアライメントおよび近接配置は、テーパが付けられた入力伝導バー１９０８およびテーパが付けられた出力伝導バー１９１６によって発生されえるＲＦ非対称性を最小化するのに役立つ。
【００９１】
本発明の実施形態においては、約６００ボルトの電圧のとき、第３ターンギャップ８１２および第４ターンギャップ８２４は約０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）である。第３ターン７１２の第１端部８０４および第２端部８０８間の絶縁体１５０４の表面に沿ったパスの長さは、約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）である。図１８に示されるように絶縁体１５０４の表面に沿ったパスの長さは、絶縁体をターン端部を超えて伸ばすことによって長くすることができる。
【００９２】
図２０は、ＲＦ電源２００４に接続されたアンテナ構成２０００の他の実施形態の概略図である。この実施形態においては、アンテナ構成は、第１ループ２００６および第２ループ２０１０を備える。第１ループ２００６は、第１ターン２０１６および第２ターン２０１８を備える。第２ループ２０１０は、第３ターン２０２０および第４ターン２０２２を備える。入力フィード２０２６は、ＲＦ電源２００４から第１ターン２０１６の第１端部へ提供される。出力フィード２０２８は、第４ターン２０２２からＲＦ電源２００４へ接続される。第１スパニング部２０３２は、第３ターン２０２０および第４ターン２０２２の間に接続され、第１ターン２０１６および第２ターン２０１８と同一平面にあり、第１ターン２０１６のギャップおよび第２ターン２０１８のギャップをつなぐ。第３ターンレッグコネクタ２０３４は、第１スパニング部２０３２の第１端部を第３ターン２０２０に接続する。第４ターンレッグコネクタ２０３６は、第１スパニング部２０３２の第２端部を第４ターン２０２２に接続する。第２スパニング部２０４４は、第１ターン２０１６および第２ターン２０１８の間に接続され、第３ターン２０２０および第４ターン２０２２と同一平面にあり、第３ターン２０２０のギャップおよび第４ターン２０２２のギャップをつなぐ。第１ターンレッグコネクタ２０４６は、第２スパニング部２０４４の第１端部を第１ターン２０１６に接続する。第２ターンレッグコネクタ２０４８は、第２スパニング部２０４４の第２端部を第２ターン２０１８に接続する。第２ターン−第３ターンコネクタ２０５０は、第２ターン２０１８を第３ターン２０２０に接続する。以前の実施形態において説明されたように、ギャップは最小化される。また前述のように好ましくはそれぞれのターンのギャップは、７°未満の中心角をなす。より好ましくはそれぞれのターンのギャップは、５°未満の中心角をなす。最も好ましくはそれぞれのターンのギャップは、３°未満の中心角をなす。さらに第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の５０％から−５０％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の５０％から−５０％の間の範囲で重なり合う。より好ましくは、第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の２５％から−２５％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の２５％から−２５％の間の範囲で重なり合う。より好ましくは、第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の５％から−５％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の５％から−５％の間の範囲で重なり合う。さらに第１スパニング部は、第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップをつなぐ。第２スパニング部は、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップをつなぐ。第１および第２スパニング部は、ギャップを補償する電流パスを提供する。スパニング部は、ギャップと同一平面にあり、ギャップと近接する。
【００９３】
動作時には、電流パスは、ＲＦ電源２００４から入力フィード２０２６を通って第１ターン２０１６の第１端部に至る。電流は、第１ターン２０１６を回って第１ターンレッグコネクタ２０４６に接続された第１ターンの第２端部に達する。電流は第１ターンレッグコネクタ２０４６から第２スパニング部２０４４を通って第２ターンレッグコネクタ２０４８へ流れる。電流は第２レッグコネクタ２０４８から第２ターン２０１８の第１端部を通って第２ターン２０１８の第２端部へ達し、それから第２ターン−第３ターンコネクタ２０５０へ流れる。第２ターン−第３ターンコネクタ２０５０から、電流は第３ターン２０２０の第１端部を通って第３ターン２０２０を回り、第３ターン２０２０の第２端部へ流れる。電流パスは、第３ターン２０２０の第２端部から第３ターンレッグコネクタ２０３４を通って第１スパニング部２０３２の第１端部へ達し、それから第４ターンレッグコネクタ２０３６へ通じる。電流パスは、第４ターンレッグコネクタ２０３６から第４ターン２０２２の第１端部を通って第４ターン２０２２の第２端部へ通じる。第４ターン２０２２の第２端部から電流は、出力フィード２０２８を通ってＲＦ源２００４へ流れる。ＲＦ源２００４は、電流「Ｉ」が交番する向きに流れるようにする。
【００９４】
第１スパニング部２０３２は、第１ターン２０１６のギャップおよび第２ターン２０１８のギャップを補償するための電流パスを提供する。第１スパニング部２０３２によって提供される電流パスは、第１ターン２０１６のギャップおよび第２ターン２０１８のギャップと同一平面で近接している。さらに第１スパニング部２０３２によって提供される電流パスは、第１ターン２０１６および第２ターン２０１８の周囲に実質的に平行である。同様に第２スパニング部２０４４は、第３ターン２０２０のギャップおよび第４ターン２０２２のギャップを補償するための電流パスを提供する。第２スパニング部２０４４によって提供される電流パスは、第３ターン２０２０のギャップおよび第４ターン２０２２のギャップと同一平面で近接している。さらに第２スパニング部２０４４によって提供される電流パスは、第３ターン２０２０および第４ターン２０２２の周囲に実質的に平行である。コネクタレッグ２０２６、２０２８、２０４６、２０４８、２０５０、２０３４、および２０３６は、非方位角方向の（non-azimuthal）電流を流し、この電流は方位角方向についての非対称性を生む。この非対称性は、コネクタレッグ群を対向する電流となるべく近接して配置することによって最小化されえる。この考えに基づいて、第３ターンレッグコネクタ２０３４は、第１ターンレッグコネクタ２０４６の近くに置かれ、その結果、第３ターンレッグコネクタ２０３４中の電流が第１ターンレッグコネクタ２０４６中の電流の向きと常に反対になる。同様に第２ターンレッグコネクタ２０４８は、第４ターンレッグコネクタ２０３６によって部分的にキャンセルされる。フィード２０２８は、入力フィード２０２６および第２ターン−第３ターンコネクタ２０５０によって部分的にキャンセルされる。
【００９５】
この実施形態については、コネクタレッグを対向する電流を互いに近接させて配置することによって、互いを少なくとも部分的にキャンセルし、それにより結果として生じる磁気ダイポールによって囲まれる領域を最小化して改善された方位角対称性を提供することが設計上好ましい。
【００９６】
この実施形態は、概略が示されているが、好ましくはそれぞれのターンは、前の実施形態において示されるようにリング状に形成される。リングは、円形または方形でありえるが、前の実施形態において説明されたように、ギャップに隣接するリングの両端は同じ半径を持っているべきである。前の実施形態において説明されたように誘電体材料がギャップ内およびターンおよびループ間に置かれてギャップサイズの減少を可能にする。
【００９７】
図２１は、ＲＦ電源２１０４に接続されたアンテナ構成２１００の他の実施形態の概略図である。この実施形態においては、アンテナ構成は、第１ループ２１０６および第２ループ２１１０を備える。第１ループ２１０６は、第１ターン２１１６および第３ターン２１１８を備え、この第３ターンは第１ターン２１１６の内側にある。第２ループ２１１０は、第２ターン２１２０および第４ターン２１２２を備え、この第４ターンは第２ターン２１２０の外側にある。入力フィード２１２６は、ＲＦ電源２１０４から第１ターン２１１６の第１端部へ提供される。出力フィード２１２８は、第４ターン２１２２からＲＦ電源２１０４へ接続される。第１スパニング部２１３２は、第１ターン２１１６および第２ターン２１２０の間に接続され、その結果、第１スパニング部は上部外側ターンから下部内側ターンへと伸びる。第２スパニング部２１４４は、第３ターン２１１８および第４ターン２１２２の間に接続され、その結果、第２スパニング部は上部内側ターンから下部外側ターンへと伸びる。第２ターン−第３ターンコネクタ２１５０は、第２ターン２１２０を第３ターン２１１８に接続する。以前の実施形態において説明されたように、ギャップは最小化される。また前述のように好ましくはそれぞれのターンのギャップは、７°未満の中心角をなす。より好ましくはそれぞれのターンのギャップは、５°未満の中心角をなす。最も好ましくはそれぞれのターンのギャップは、３°未満の中心角をなす。さらに第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の５０％から−５０％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の５０％から−５０％の間の範囲で重なり合う。より好ましくは、第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の２５％から−２５％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の２５％から−２５％の間の範囲で重なり合う。より好ましくは、第１ターンのギャップおよび第２ターンのギャップは、第１ターンのギャップ長の５％から−５％の間の範囲で重なり合い、第３ターンのギャップおよび第４ターンのギャップは、第３ターンのギャップ長の５％から−５％の間の範囲で重なり合う。第１ターンは、第２ターンと同じループ内にはないが、第２ターンは第１ターンに隣接し、その結果、隣接するターン内のギャップは上述の制限の中で重なり合う。第３ターンは、第４ターンと同じループ内にはないが、第３ターンは第４ターンに隣接し、その結果、隣接するターン内のギャップは上述の制限の中で重なり合う。さらに第１スパニング部２１３２は、第１ターン２１１６のギャップおよび第２ターン２１２０のギャップをつなぐ。第２スパニング部２１４４は、第３ターン２１１８のギャップおよび第４ターン２１２２のギャップをつなぐ。第１および第２スパニング部は、ギャップを補償する電流パスを提供する。
【００９８】
動作時には、電流パスは、ＲＦ電源２１０４から入力フィード２１２６を通って第１ターン２１１６の第１端部に至る。電流は、第１ターン２１１６を回って第１スパニング部２１３２に接続された第１ターンの第２端部に達する。電流は第１スパニング部２１３２から第２ターン２１２０の第１端部を通って第２ターンの第２端部へと流れ、それから第２ターン−第３ターンコネクタ２１５０に達する。第２ターン−第３ターンコネクタ２１５０から、電流は第３ターンの第１端部を通って第３ターン２１１８を回り、第３ターンの第２端部へ流れる。電流パスは、第３ターンの第２端部から第２スパニング部２１４４を通って、第４ターン２１２２の第１端部を通って、第４ターンの第２端部へ通じる。第４ターン２１２２の第２端部から電流は、出力フィード２１２８を通ってＲＦ源２１０４へ流れる。ＲＦ源２１０４は、電流「Ｉ」が交番する向きに流れるようにする。
【００９９】
第１スパニング部２１３２は、第１ターン２１１６のギャップおよび第２ターン２１２０のギャップを補償するための電流パスを提供する。第１スパニング部２１３２によって提供される電流パスは、第１ターン２１１６または第２ターン２１２０と同一平面にはない。第１スパニング部２１３２によって提供される電流パスは、第１ターン２１１６および第２ターン２１２０の周囲に実質的に平行な成分を持つが、垂直および半径方向成分も持つ。同様に第２スパニング部２１４４は、第３ターン２１１８のギャップおよび第４ターン２１２２のギャップを補償するための電流パスを提供する。第２スパニング部２１４４によって提供される電流パスは、第３ターン２１１８および第４ターン２１２２と同一平面にはない。第２スパニング部２１４４によって提供される電流パスは、第３ターン２１１８および第４ターン２１２２の周囲に実質的に平行である成分を持つが、垂直および半径方向成分も持つ。第１スパニング部２１３２および第２スパニング部２１４４は、第２ターン−第３ターンコネクタ２１５０および出力フィード２１２８に近接し、それらの間に配置され、その結果、第１スパニング部２１３２および第２スパニング部２１４４からの垂直成分が、第２ターン−第３ターンコネクタ２１５０および出力フィード２１２８からの電流によって部分的にキャンセルされ、かつその結果、第１スパニング部２１３２からの半径方向の成分が、第２スパニング部２１４４からの半径方向成分によって部分的にキャンセルされる。このようにして、この実施形態については、コネクタレッグを対向する電流を互いに近接させて配置することによって、互いを少なくとも部分的にキャンセルし、それにより結果として生じる磁気ダイポールによって囲まれる領域を最小化して改善された方位角対称性を提供することが設計上好ましい。
【０１００】
この実施形態は、概略が示されているが、好ましくはそれぞれのターンは、前の実施形態において示されるようにリング状に形成される。リングは、円形または方形でありえるが、前の実施形態において説明されたように、ギャップに隣接するリングの両端は同じ半径を持っているべきである。前の実施形態において説明されたように誘電体材料がギャップ内およびターンおよびループ間に置かれてギャップサイズの減少を可能にする。
【０１０１】
前述の実施形態においてアンテナは第１ループおよび第２ループから形成され、ここで第１ループおよび第２ループは、同じ形状寸法であり、同軸であり、一方のループが他方のループの上に配置されるが、他のタイプのアンテナ構成も使用されえる。そのような構成は、単一ループを使用しえ、または第２ループが第１ループとは異なる幾何学的形状でありえる。ループは２ターンよりも多くてもよい。好ましくはループ内のギャップは、最小化され、その結果、ギャップは３°未満の中心角をなし、かつその結果、ギャップに隣接するターンの端部の半径は同一である。さらに好ましくは２つの隣接するターンのギャップは５％および−５％の間で重なり合う。さらに電流パスは、ギャップをつなぐように提供される。好ましくはダイポール要素は、互いを部分的にキャンセルするように用いられえる。さらに入力および出力フィードは、それらのダイポール効果を低減する他の方法として、それらの長さの一部について同軸でありえる。
【０１０２】
本発明はいくつかの好ましい実施形態について説明されてきたが、本発明の範囲に入る改変、組み合わせ、および等価物が存在する。また本発明の方法および装置を実現する多くの代替の方法が存在する。したがって以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような改変、組み合わせ、および等価物を含むと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】プラズマ処理に用いられる従来技術の誘導性プラズマ処理リアクタを示す図である。
【図２】本発明のある実施形態によるアンテナ構成および結合窓構成を含むプラズマ処理システムの図である。
【図３】本発明のある実施形態によるマルチターンアンテナ構成の図である。
【図４】本発明のある実施形態によるマルチターンアンテナ構成の断面側面図である。
【図５】本発明のある実施形態による多層結合窓の断面側面図である。
【図６】ギャップを持つアンテナターンの一部の概略図である。
【図７】本発明のある実施形態によって提供されるマルチターンアンテナの透視図である。
【図８】第３ターン、第４ターン、および出力バスの拡大された概略上面図である。
【図９】第３ターンの上面図である。
【図１０】第４ターンの上面図である。
【図１１】第１ターン、第２ターン、および入力バスの拡大された概略上面図である。
【図１２】第１ターンの上面図である。
【図１３】第２ターンの上面図である。
【図１４】第１ターン、第２ターン、第３ターン、および第４ターンの部品の概略透視図である。
【図１５】第３ターン、第４ターン、および中央絶縁体にマウントされた第３ターン−第４ターンコネクタの上面図である。
【図１６】第１ターン、第２ターン、および中央絶縁体にマウントされた第１ターン−第２ターンコネクタの底面図である。
【図１７】底面絶縁体の上面図である。
【図１８】底面絶縁体、第１ターン、第２ターン、第３ターン、第４ターン、および中央絶縁体の断面図である。
【図１９】入力バスおよび出力バスの切り欠き透視図である。
【図２０】本発明の他の実施形態の概略図である。
【図２１】本発明の他の実施形態の概略図である。
【図２２】ファラデー遮蔽の上面図である。
【図１】
2004537830.tif 000002
【図２】
2004537830.tif 000003
【図３】
2004537830.tif 000004
【図４】
2004537830.tif 000005
【図５】
2004537830.tif 000006
【図６】
2004537830.tif 000007
【図７】
2004537830.tif 000008
【図８】
2004537830.tif 000009
【図９】
2004537830.tif 000010
【図１０】
2004537830.tif 000011
【図１１】
2004537830.tif 000012
【図１２】
2004537830.tif 000013
【図１３】
2004537830.tif 000014
【図１４】
2004537830.tif 000015
【図１５】
2004537830.tif 000016
【図１６】
2004537830.tif 000017
【図１７】
2004537830.tif 000018
【図１８】
2004537830.tif 000019
【図１９】
2004537830.tif 000020
【図２０】
2004537830.tif 000021
【図２１】
2004537830.tif 000022
【図２２】
2004537830.tif 000023
【国際公開パンフレット】
2004537830.tif 000024
2004537830.tif 000025
2004537830.tif 000026
2004537830.tif 000027
2004537830.tif 000028
2004537830.tif 000029
2004537830.tif 000030
2004537830.tif 000031
2004537830.tif 000032
2004537830.tif 000033
2004537830.tif 000034
2004537830.tif 000035
2004537830.tif 000036
2004537830.tif 000037
2004537830.tif 000038
2004537830.tif 000039
2004537830.tif 000040
2004537830.tif 000041
2004537830.tif 000042
2004537830.tif 000043
2004537830.tif 000044
2004537830.tif 000045
2004537830.tif 000046
2004537830.tif 000047
2004537830.tif 000048
2004537830.tif 000049
2004537830.tif 000050
2004537830.tif 000051
2004537830.tif 000052
2004537830.tif 000053
2004537830.tif 000054
2004537830.tif 000055
2004537830.tif 000056
2004537830.tif 000057
2004537830.tif 000058
2004537830.tif 000059
2004537830.tif 000060
2004537830.tif 000061
2004537830.tif 000062
2004537830.tif 000063
2004537830.tif 000064
2004537830.tif 000065
2004537830.tif 000066
2004537830.tif 000067
2004537830.tif 000068
2004537830.tif 000069
2004537830.tif 000070
2004537830.tif 000071
2004537830.tif 000072
2004537830.tif 000073
2004537830.tif 000074
2004537830.tif 000075
2004537830.tif 000076
2004537830.tif 000077
2004537830.tif 000078
2004537830.tif 000079
2004537830.tif 000080
2004537830.tif 000081
2004537830.tif 000082
2004537830.tif 000083
2004537830.tif 000084
2004537830.tif 000085
2004537830.tif 000086
2004537830.tif 000087
2004537830.tif 000088
2004537830.tif 000089
2004537830.tif 000090
2004537830.tif 000091
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004537830.tif 000092
【国際調査報告】
2004537830.tif 000093
2004537830.tif 000094
2004537830.tif 000095