【手続補正書】
【提出日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、前記半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を有するオーバヘッド電極と、
電力発生器の周波数で電力を前記オーバヘッド電極に供給し、所望のプラズマイオン密度レベルで前記チャンバ内にプラズマを維持することができるＲＦ電力発生器と、
前記ワークピース支持体に面している前記オーバヘッド電極の表面上に形成された絶縁層とを有し、
前記オーバヘッド電極は、前記電力発生器の周波数である電極−プラズマ共振周波数又は前記電力発生器の周波数に近い電極−プラズマ共振周波数でプラズマ共振を形成するリアクタンスを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項２】
前記ＲＦ電力発生器と前記オーバヘッド電極との間に容量性絶縁層を更に有することを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項３】
前記ワークピース支持体から離れて面する前記オーバヘッド電極の表面の上方に位置すると共に当該表面に接触する金属フォーム層を更に有することを特徴とする、請求項２に記載のリアクタ。
【請求項４】
前記絶縁層を覆うシリコン含有コーティングを更に有することを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項５】
前記シリコン含有コーティングは、シリコンまたは炭化珪素の１つを含むことを特徴とする、請求項４に記載のリアクタ。
【請求項６】
前記絶縁層は、前記ガス注入口内にアークが発生するのを抑圧するのに充分な容量を与えることを特徴とする、請求項３に記載のリアクタ。
【請求項７】
前記容量性絶縁層は、チャンバ内のプラズマからのＤＣ電流が前記オーバヘッド電極を通って流れるのを阻止するのに充分な容量を有することを特徴とする、請求項６に記載のリアクタ。
【請求項８】
前記金属フォーム層は、前記ガス注入口内の軸電界を抑圧するのに充分な厚さであることを特徴とする、請求項７に記載のリアクタ。
【請求項９】
前記オーバヘッド電極はアルミニウムであり、前記絶縁層は陽極酸化によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項１０】
前記容量性絶縁層は、高調波を発生するプラズマシースに対して前記オーバヘッド電極を通って接地する低インピーダンス路を提供する容量を形成することを特徴とする、請求項２に記載のリアクタ。
【請求項１１】
前記オーバヘッド電極へのガス入口と、
前記ガス入口と少なくとも前記ガス注入口の第１のセットとの間の前記オーバヘッド電極内にあるガスバッフル層とを更に有することを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項１２】
前記ガスバッフル層は、金属フォームの層を有することを特徴とする、請求項１１に記載のリアクタ。
【請求項１３】
前記オーバヘッド電極内に加熱制御流体通路を更に有することを特徴とする、請求項９に記載のリアクタ。
【請求項１４】
前記ウエハ支持体にほぼ面する前記オーバヘッド電極における光学ウインドウと、
前記ウインドウに結合された光搬送媒体とを更に有することを特徴とする、請求項１３に記載のリアクタ。
【請求項１５】
前記プラズマは、リアクタンスを有し、
前記電極のリアクタンスは、前記プラズマのリアクタンスに相当することを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項１６】
前記電極のリアクタは、前記プラズマのリアクタンスの共役であることを特徴とする請求項１５に記載のリアクタ。
【請求項１７】
前記プラズマのリアクタンスは負の容量を有し、
前記電極の容量は前記プラズマの前記負の容量の大きさと同じ大きさであることを特徴とする、請求項１５に記載のリアクタ。
【請求項１８】
前記ＲＦ発生器の周波数及び電極−プラズマ共振周波数はＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項１９】
前記プラズマリアクタンスは、前記プラズマイオン密度の関数であり、
前記プラズマイオン密度は、リアクタの選ばれたプラズマプロセスを支持することを特徴とする、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２０】
前記プラズマプロセスは、プラズマエッチングプロセスであり、
前記プラズマイオン密度は、約１０９イオン／ｃｍ３〜約１０１２イオン／ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする、請求項１９に記載のリアクタ。
【請求項２１】
前記発生器と前記オーバヘッド電極との間で接続された固定インピーダンス整合素子を更に有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、整合素子共振周波数を有することを特徴とする、請求項１に記載のリアクタ。
【請求項２２】
前記整合素子共振周波数及び前記電極−プラズマ共振周波数は、互いにオフセットされ、
前記発生器の周波数は、前記電極−プラズマ共振周波数と前記整合素子共振周波数との間にあることを特徴とする、請求項２１に記載のリアクタ。
【請求項２３】
前記発生器の周波数、前記プラズマ周波数及び前記整合素子共振周波数は、全てＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項２２に記載のリアクタ。
【請求項２４】
前記固定インピーダンス整合素子は、前記ＲＦ電力発生器からの電力を前記オーバヘッド電極に結合するための前記オーバヘッド電極に近接する近端部を含み、それらの間でインピーダンス変換を与えるためのストリップライン回路を有し、
前記ストリップライン回路は、
前記オーバヘッド電極のほぼ上において、近端部が前記オーバヘッド電極に接続されるストリップライン導体と、
前記オーバヘッド電極の上において、内部導体の長さに沿って前記内部導体から離間されると共に前記ＲＦ電力発生器のＲＦリターン電位に接続された接地面導体と、
前記ストリップライン導体の長さに沿って、選択された位置にあるタップとを有し、
前記タップは、前記ストリップライン導体と前記ＲＦ電力発生器の出力端子との間に接続されていることを特徴とする、請求項２１に記載のリアクタ。
【請求項２５】
前記接地面導体は、前記オーバヘッド電極の上にあるハウジングの天井を有し、
前記ストリップライン導体は、前記ハウジン内の巻線路に沿って、前記天井の下に形成されることを特徴とする、請求項２４に記載のリアクタ。
【請求項２６】
前記ストリップライン導体は中空であり、
前記中空ストリップライン導体を通って延びており、プロセスガスを前記オーバヘッド電極における前記ガス注入口に供給するためのガス供給ラインを更に有することを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項２７】
前記オーバヘッド電極内または前記オーバヘッド電極上にあり、熱伝導流体の流れを収容するための流体通路と、
前記中空ストリップライン導体を通して延びており、熱伝導流体を流体通路に供給するための流体供給ラインとを更に有することを特徴とする、請求項２６に記載のリアクタ。
【請求項２８】
更に、前記ストリップライン導体の遠端部において前記接地面導体に接続された短絡導体を有することを特徴とする、請求項２４に記載のリアクタ。
【請求項２９】
前記近端部と前記遠端部との間の前記ストリップライン導体の長さは、前記ストリップライン回路の前記整合素子共振周波数の４分の１波長の倍数に等しいことを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項３０】
前記倍数は２であり、
前記ストリップライン導体の前記長さは、前記整合素子共振周波数の２分の１波長であることを特徴とする、請求項２９に記載のリアクタ。
【請求項３１】
前記ＲＦ電力発生器の前記周波数、前記整合素子共振周波数及び前記電極−プラズマ共振周波数は、全て、互いにオフセットされたＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項３０に記載のリアクタ。
【請求項３２】
前記選択された位置は、前記ストリップライン導体の長さに沿っており、前記ストリップライン回路における定在波電圧と定在波電流との間の比が前記ＲＦ電力発生器の出力インピーダンスに少なくともほぼ等しい位置であることを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項３３】
前記タップの前記選択された位置は、前記比が前記出力インピーダンスに等しい理想的な位置からシフトされており、
前記シフトは、前記オーバヘッド電極における負荷インピーダンスが通常のレベル未満に減少する場合には前記タップでの電流の追加を実現し、前記オーバヘッド電極における負荷インピーダンスが通常のレベルを超えて増加する場合には前記タップでの電流の減少を実現するのに十分であることを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項３４】
前記理想的な位置からのシフトは、前記ＲＦ発生器のＶＨＦ周波数の１波長の約５％であることを特徴とする、請求項３３に記載のリアクタ。
【請求項３５】
前記理想的な位置からのシフトは、抵抗性整合スペースにおいて少なくとも６：１の増加が実現されるものであることを特徴とする、請求項３４に記載のリアクタ。
【請求項３６】
前記ストリップライン回路の特性インピーダンスは、前記ＲＦ電力発生器の出力インピーダンスより約３０％小さいことを特徴とする、請求項２４に記載のリアクタ。
【請求項３７】
前記ストリップライン回路は、前記ＲＦ電力発生器の出力インピーダンスより小さな特性インピーダンスを有することを特徴とする、請求項２１に記載のリアクタ。
【請求項３８】
前記オーバヘッド電極と前記チャンバ壁の一部との間に絶縁シールを更に有し、
前記絶縁シールの誘電率及び前記オーバヘッド電極の面積は、前記チャンバにおける前記プラズマが前記電極−プラズマ共振周波数で前記オーバヘッド電極と共振するものであることを特徴とする、請求項２１に記載のリアクタ。
【請求項３９】
前記ストリップライン導体は、楕円形の断面形状を有し、
前記ストリップライン導体の前記楕円形状の主面は、前記接地面導体に面していることを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項４０】
ＨＦ周波数バイアス電力発生器と、
前記ＨＦ周波数バイアス電力発生器と前記ウエハ支持体との間に接続されたインピーダンス整合回路とを更に有し、
前記電極に接続された前記ＲＦ電力発生器の周波数、前記電極−プラズマ共振周波数及び前記整合素子共振周波数はＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項２１に記載のリアクタ。
【請求項４１】
前記ウエハ支持体は、前記オーバヘッド電極から前記チャンバへ結合されたＶＨＦ電力に対してＲＦリターン路を与えることを特徴とする、請求項４０に記載のリアクタ。
【請求項４２】
前記オーバヘッド電極と前記ストリップライン導体との間に薄い絶縁層を更に有し、
前記薄い絶縁層は、前記チャンバ内のプラズマから前記オーバヘッド電極を通るＤＣ電流の流れを阻止するために充分な容量を与えることを特徴とする、請求項４０に記載のリアクタ。
【請求項４３】
前記薄い絶縁層によって与えられた容量は、前記チャンバから前記オーバヘッド電極を通って前記ストリップライン導体へと流れる電流の流れに対して選択されたＨＦ周波数で共振を形成することを特徴とする、請求項４２に記載のリアクタ。
【請求項４４】
前記共振の前記選択されたＨＦ周波数は、前記ＨＦバイアス電力発生器の基本周波数の、プラズマシース生成された高調波に等しいことを特徴とする、請求項４３に記載のリアクタ。
【請求項４５】
前記ウエハの周囲を囲む半導電性環状リングを更に有し、
前記リングは、前記オーバヘッド電極から前記チャンバへと結合されたＶＨＦ電力に対して与えられた実効リターン電極面積を拡げることを特徴とする、請求項２２に記載のリアクタ。
【請求項４６】
前記リングを支持すると共に、前記チャンバ壁から前記リングを絶縁する絶縁リングを更に有し、
前記リングの誘電率は、前記ウエハ支持体と前記半導体リングとの間のＶＨＦ電力リターン電流の分配を決定することを特徴とする、請求項４５に記載のリアクタ。
【請求項４７】
前記オーバヘッド電極から前記チャンバへと結合されたＶＨＦ電力に対する前記実効リターン電極面積は、前記オーバヘッド電極の面積を越えることを特徴とする、請求項４６に記載のリアクタ。
【請求項４８】
前記オーバヘッド電極と前記ストリップライン回路との組み合わせは、前記ウエハ支持体から前記チャンバへと結合されたＨＦ電力に対してＲＦリターン路を与え、
前記オーバヘッド電極は、前記ウエハ支持体の面積より大きな面積を有することを特徴とする、請求項２５に記載のリアクタ。
【請求項４９】
前記オーバヘッド電極と前記固定されたインピーダンス整合素子との間に容量性素子を更に有し、
前記容量性素子は、前記プラズマと前記固定されたインピーダンス整合素子との間にＤＣ絶縁を与えるのに充分な容量を有することを特徴とする、請求項４８に記載のリアクタ。
【請求項５０】
前記容量性素子の前記容量は、選択されたＨＦ周波数で前記ＲＦリターン路を共振状態とすることを特徴とする、請求項４９に記載のリアクタ。
【請求項５１】
前記周波数は、前記バイアス電力発生器の基本波の高調波であることを特徴とする、請求項５０に記載のリアクタ。
【請求項５２】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、前記半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあるオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器の周波数でオーバヘッド電極に電力を供給し、所望のプラズマイオン密度レベルで前記チャンバ内にプラズマを維持することができるＲＦ電力発生器と、
前記ワークピースの支持体に面している前記オーバヘッド電極の表面上に形成された絶縁層と、
前記ＲＦ電力発生器と前記オーバヘッド電極との間の容量性絶縁層と、
前記ワークピースの支持体から離れて面する前記オーバヘッド電極の表面の上方に位置すると共に、当該表面に接している金属フォーム層とを有し、
前記オーバヘッド電極は、前記オーバヘッド電極と前記所望のプラズマイオン密度で前記チャンバ内に形成されるプラズマとが共に電極共振周波数で共振するような容量を有し、
前記発生器の前記周波数は、前記電極−プラズマ共振周波数の少なくとも近くにあることを特徴とするリアクタ。
【請求項５３】
前記絶縁層は、ガス注入口内に発生するアークを抑圧するのに充分な容量を与え、
前記容量性絶縁層は、前記チャンバ内のプラズマからのＤＣ電流が前記オーバヘッド電極を通って流れるのを阻止するのに充分な容量を有しており、
前記金属フォーム層は、前記ガス注入口内の軸電解を抑圧するのに充分な厚さであることを特徴とする、請求項５２に記載のリアクタ。
【請求項５４】
前記絶縁層を覆うシリコン含有コーティングを更に有することを特徴とする、請求項５３に記載のリアクタ。
【請求項５５】
前記シリコン含有コーティングは、シリコンまたは炭化珪素の一方を有することを特徴とする、請求項５４に記載のリアクタ。
【請求項５６】
前記発生器と前記オーバヘッド電極との間に接続された固定インピーダンス整合素子を更に有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、整合素子共振周波数を有することを特徴とする、請求項５３に記載のリアクタ。
【請求項５７】
前記固定インピーダンス整合素子は、ストリップライン回路を有することを特徴とする、請求項５６に記載のリアクタ。
【請求項５８】
前記固定インピーダンス整合素子は、同軸同調スタッブを有することを特徴とする、請求項５６に記載のリアクタ。
【請求項５９】
前記発生器の前記周波数は、前記電極−プラズマ共振周波数と前記整合素子共振周波数との間にあることを特徴とする、請求項５６に記載のリアクタ。
【請求項６０】
前記周波数の各々はＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項５９に記載のリアクタ。
【請求項６１】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、前記半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあるオーバヘッド電極と、
所望のプラズマイオン密度で前記チャンバ内にプラズマを維持するために前記オーバヘッド電極に電力を供給することができるＲＦ電力発生器と、
前記オーバヘッド電極に近接する近端部を有し、前記ＲＦ電力発生器から前記オーバヘッド電極へ電力を結合すると共にそれらの間にインピーダンス変換を与えるためのストリップライン回路とを備え、
前記ストリップライン回路は、
前記オーバヘッド電極のほぼ上において、近端部が前記オーバヘッド電極に接続されるストリップライン導体と、
前記オーバヘッド電極の上において、内部導体の長さに沿って前記内部導体から離間されると共に前記ＲＦ電力発生器のＲＦリターン電位に接続される接地面導体と、
前記ストリップライン導体の長さに沿って、選択された位置にあるタップとを有し、
前記タップは、前記ストリップライン導体と前記ＲＦ電力発生器の出力端子との間に接続されていることを特徴とするリアクタ。
【請求項６２】
前記ストリップライン導体の遠端部において前記接地面導体に接続された短絡導体を更に有し、
前記ストリップライン回路の前記遠端部は電気的に短絡していることを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項６３】
前記ストリップライン回路は、ストリップライン回路共振周波数を有し、
前記近端部と前記遠端部との間の前記ストリップライン導体の長さは、ストリップライン共振周波数の４分の１波長の倍数に等しいことを特徴とする、請求項６２に記載のリアクタ。
【請求項６４】
前記倍数は２であり、
前記ストリップライン導体の長さは、前記ストリップライン回路共振周波数の２分の１波長であることを特徴とする、請求項６３に記載のリアクタ。
【請求項６５】
前記ＲＦ電力発生器は、ＶＨＦ周波数のＶＨＦ電力信号を発生し、
前記ストリップライン回路共振周波数は、前記発生器のＶＨＦ周波数からオフセットされたＶＨＦ周波数であることを特徴とする、請求項６３に記載のリアクタ。
【請求項６６】
前記オーバヘッド電極は、前記電極と前記選択されたプラズマイオン密度の前記プラズマとがＶＨＦ電極−プラズマ共振周波数で共に共振するような容量を有し、
前記発生器のＶＨＦ周波数は、前記電極−プラズマ共振周波数と前記ストリップライン回路共振周波数との間にあることを特徴とする、請求項６５に記載のリアクタ。
【請求項６７】
前記選択された位置は、前記ストリップライン回路における定在波電圧と定在波電流との間の比が前記ＲＦ電力発生器の出力インピーダンスに少なくともほぼ等しい位置であることを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項６８】
前記タップの前記選択された位置は、前記比が前記出力インピーダンスに等しい理想的な位置からシフトされており、
前記シフトは、前記オーバヘッド電極における負荷インピーダンスが通常のレベル未満に減少する場合には前記タップでの電流の追加を実現し、前記オーバヘッド電極における負荷インピーダンスが通常のレベルを超えて増加する場合には前記タップでの電流の減少を実現するのに十分であることを特徴とする、請求項６７に記載のリアクタ。
【請求項６９】
前記理想的な位置からのシフトは、前記ストリップライン回路共振周波数の１波長の約５％であることを特徴とする、請求項６８に記載のリアクタ。
【請求項７０】
前記理想的な位置からのシフトは、抵抗性整合スペースにおいて少なくとも６：１の増加が実現されるものであることを特徴とする、請求項６８に記載のリアクタ。
【請求項７１】
前記ストリップライン回路の前記特性インピーダンスは、前記ＲＦ電力発生器の出力インピーダンスより約３０％小さいことを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項７２】
前記ストリップライン回路は、前記ＲＦ電極発生器の出力インピーダンスより小さい特性インピーダンスを有することを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項７３】
前記オーバヘッド電極と前記チャンバ壁の一部との間に絶縁シールを更に有し、
前記絶縁シールの誘電率及び前記オーバヘッド電極の面積は、前記選択されたプラズマイオン密度のプラズマと前記オーバヘッド電極とがＶＨＦ電極−プラズマ共振周波数で共に共振するものであることを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項７４】
ＨＦ周波数バイアス電力発生器と、
前記ＨＦ周波数バイアス電力発生器と前記ウエハ支持体との間に接続されたインピーダンス整合回路とを更に有することを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項７５】
前記ウエハ支持体は、前記オーバヘッド電極から前記チャンバへと結合されたＶＨＦ電力に対してＲＦリターン路を与えることを特徴とする、請求項７４に記載のリアクタ。
【請求項７６】
前記ウエハの周囲を囲む半導電性環状リングを更に有し、
前記リングは、前記オーバヘッド電極から前記チャンバへと結合されたＶＨＦ電力に対して与えられた実効リターン電極面積を拡げることを特徴とする、請求項７５に記載のリアクタ。
【請求項７７】
前記リングを支持し、前記チャンバ壁から前記リングを絶縁する絶縁環状体を更に有し、
前記リングの誘電率は、前記ウエハ支持体と前記半導体リングとの間のＶＨＦ電力リターン電流の分配を決定することを特徴とする、請求項７６に記載のリアクタ。
【請求項７８】
前記オーバヘッド電極から前記チャンバへと結合されたＶＨＦ電力に対する実効リターン電極面積は、前記オーバヘッド電極の面積を越えることを特徴とする、請求項７６に記載のリアクタ。
【請求項７９】
前記オーバヘッド電極は、前記ストリップライン回路と共に、前記ウエハ支持体から前記チャンバへと結合されたＨＦ電力に対してＲＦリターン路を与え、
前記オーバヘッド電極は、前記ウエハ支持体の面積より大きな面積を有することを特徴とする、請求項６１に記載のリアクタ。
【請求項８０】
前記ストリップライン導体と前記オーバヘッド電極との間に分離キャパシタ絶縁体を更に有し、
前記キャパシタは、前記ＲＦリターン路におけるＨＦ共振及びＶＨＦ周波数における短絡回路を与えることを特徴とする、請求項７９に記載のリアクタ。
【請求項８１】
前記ＨＦ共振は、前記ＲＦ電力発生器の基本周波数にあることを特徴とする、請求項８０に記載のリアクタ。
【請求項８２】
前記ＨＦ共振は、前記ＲＦバイアス電力発生器の基本周波数のプラズマシース生成高調波にあることを特徴とする、請求項８０に記載のリアクタ。
【請求項８３】
前記高調波は第２高調波であることを特徴とする、請求項８０に記載のリアクタ。
【請求項８４】
プラズマリアクタチャンバ内で半導体ウエハを処理する方法であって、
電極容量を有するオーバヘッド電極及びＶＨＦ電力発生器を備えるステップと、
ＶＨＦストリップライン回路周波数の約４分の１波長の倍数のストリップライン導体長を有し、その一方の端部において前記オーバヘッド電極に接続されると共に、それに沿ったタップ点において前記ＶＨＦ電力発生器に接続されるインピーダンス整合ストリップライン回路を介して、前記ＶＨＦ電力発生器をオーバヘッド電極に結合するステップと、
プラズマ及び前記電極が前記ＶＨＦ電力発生器のＶＨＦ周波数に少なくとも近いＶＨＦ周波数で共に共振する傾向を示すプラズマ密度を維持するために、前記オーバヘッド電極に前記ＶＨＦ電極発生器からの電力量を加えるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項８５】
前記プラズマ密度は、１０９〜１０１２イオン／ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記電力を加えるステップでは、前記プラズマの負の容量を前記電極の容量に整合することを特徴とする、請求項８４に記載の方法。
【請求項８７】
定在波電圧と定在波電流との比が前記ＶＨＦ発生器の出力インピーダンスに等しくなる前記ストリップライン回路の長さに沿った軸位置の少なくとも近くに前記タップを位置するステップを更に有することを特徴とする、請求項８４に記載の方法。
【請求項８８】
前記位置するステップは、前記ストリップライン回路によって与えられるインピーダンス整合の抵抗性整合スペースにおける著しい増加を実現する量に従って、前記軸位置から僅かにオフセットされる位置に前記タップを位置するステップを有することを特徴とする、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記著しい増加は、６：１の増加のオーダであることを特徴とする、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
前記位置は、前記ＶＨＦ発生器の波長の約５％オフセットされることを特徴とする、請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
前記ＶＨＦ発生器のＶＨＦ周波数は、前記プラズマＶＨＦ周波数と前記ストリップライン回路ＶＨＦ周波数との間にあることを特徴とする、請求項８４に記載の方法。
【請求項９２】
前記倍数は２であり、
前記ストリップライン回路の長さは、前記スタッブ周波数の約２分の１波長であることを特徴とする、請求項８４に記載の方法。
【請求項９３】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあるオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と
前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記ワークピース支持体に面している前記オーバヘッド電極の表面上に形成された絶縁層と、
前記インピーダンス整合素子と前記オーバヘッド電極との間の容量性絶縁層と、
前記ワークピース支持体から離れて面する前記オーバヘッド電極の表面の上方に位置すると共に当該表面に接触する金属フォーム層とを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項９４】
前記オーバヘッド電極は複数のガス注入口を有し、
前記絶縁層は、前記ガス注入口内にアークが発生するのを抑圧するのに充分な容量を与え、
前記容量性絶縁層は、前記ＲＦ電力発生器の周波数で低インピーダンス路を与える一方、前記チャンバ内のプラズマからのＤＣ電流が前記オーバヘッド電極を通って流れるのを阻止するのに充分な容量を有し、
前記金属フォーム層は、前記ガス注入口内の軸電界を抑圧するのに充分な厚さであることを特徴とする、請求項９３に記載のリアクタ。
【請求項９５】
前記絶縁層を覆うシリコン含有コーティングを更に有することを特徴とする、請求項９３に記載のリアクタ。
【請求項９６】
前記シリコン含有コーティングは、シリコンまたは炭化珪素の一方を有することを特徴とする、請求項９５に記載のリアクタ。
【請求項９７】
前記インピーダンス整合素子は、固定インピーダンス整合素子を有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、ストリップライン回路を有することを特徴とする、請求項９３に記載のリアクタ。
【請求項９８】
前記インピーダンス整合素子は、固定インピーダンス整合素子を有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、同軸同調スタッブを有することを特徴とする、請求項９３に記載のリアクタ。
【請求項９９】
前記ストリップライン回路は、前記ＲＦ電力発生器に接続されると共に前記オーバヘッド電極上の前記容量性絶縁層まで延びる中空ストリップライン導体を有し、
前記中空のストリップライン導体を通って延びると共に前記オーバヘッド電極の前記ガス注入口に結合された少なくとも１つのガス供給ラインを更に有することを特徴とする、請求項９７に記載のリアクタ。
【請求項１００】
前記同軸同調スタッブは、前記ＲＦ電力に接続されると共に前記オーバヘッド電極上の前記容量性絶縁層まで延びる中空内部導体を有し、
前記中空内部導体を通って延びると共に前記オーバヘッド電極の前記ガス注入口に結合された少なくとも１つのガス供給ラインを更に有することを特徴とする、請求項９８に記載のリアクタ。
【請求項１０１】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を内部に有するオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と、
前記ＲＦ電力発生に接続されると共に前記オーバヘッド電極に結合された中空中央導体を有し、前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記複数のガス注入口に結合され、前記中空中央導体を通って延びる少なくとも１つのガス供給ラインとを有し、
前記ガス供給ラインは、前記中空中央導体によって電気的にシールドされることを特徴とするリアクタ。
【請求項１０２】
前記インピーダンス整合素子は、固定インピーダンス整合素子を有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、ストリップライン回路と、ストリップライン導体を有する前記中空中央導体とを有することを特徴とする、請求項１０１に記載のリアクタ。
【請求項１０３】
前記固定インピーダンス整合素子は同軸同調スタッブを有し、
前記中空中央導体は内部同軸導体を有することを特徴とする、請求項１０１に記載のリアクタ。
【請求項１０４】
前記オーバヘッド電極内の光学窓と、
一端において前記窓に接続され、前記インピーダンス整合素子の前記中空中央導体を通って延びる光導管とを更に有することを特徴とする、請求項１０１に記載のリアクタ。
【請求項１０５】
前記光導管の他端において前記光導管に接続された光学検出器を更に有することを特徴とする、請求項１０４に記載のリアクタ。
【請求項１０６】
前記光導管は光ファイバを有することを特徴とする、請求項１０４に記載のリアクタ。
【請求項１０７】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を内部に有するオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と、
前記ＲＦ電力発生に接続されると共に前記オーバヘッド電極に結合された中空中央導体を有し、前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記オーバヘッド電極内の光学窓と、
一端において前記窓に接続され、前記インピーダンス整合素子の前記中空中央導体を通って延びる光導管とを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項１０８】
前記光導管の他端において前記光導管に接続された光検出器を更に有することを特徴とする、請求項１０７に記載のリアクタ。
【請求項１０９】
前記光導管は光ファイバを有することを特徴とする、請求項１０８に記載のリアクタ。
【請求項１１０】
前記インピーダンス整合素子は、ストリップライン回路と、ストリップライン導体を有する前記中空中央導体とを有することを特徴とする、請求項１０７に記載のリアクタ。
【請求項１１１】
前記インピーダンス整合素子は同軸同調スタッブを有し、
前記中空中央導体は内部同軸導体を有することを特徴とする、請求項１０７に記載のリアクタ。
【請求項１１２】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を内部に有するオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と、
前記ＲＦ電力発生に接続されると共に前記オーバヘッド電極に結合された中空中央導体を有し、前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記オーバヘッド電極上にある金属フォーム層と、
前記中央導体と前記オーバヘッド電極との間の容量性絶縁層とを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項１１３】
前記容量性絶縁層は、前記プラズマからのＤＣ電流を阻止するのに充分な容量を有することを特徴とする、請求項１１２に記載のリアクタ。
【請求項１１４】
前記オーバヘッド電極内に加熱制御流体通路を更に有することを特徴とする、請求項１１２に記載のリアクタ。
【請求項１１５】
前記ウエハ支持体にほぼ面する前記オーバヘッド電極に光学窓と、
前記窓に結合されると共に前記オーバヘッド電極を通って延びる光搬送媒体とを更に有することを特徴とする、請求項１１２に記載のリアクタ。
【請求項１１６】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を内部に有するオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と、
前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記ワークピース支持体に面している前記オーバヘッド電極の表面上に形成された絶縁層と、
前記ＲＦ電力発生器と前記オーバヘッド電極との間に容量性絶縁層とを有し、これにより、前記オーバヘッド電極は、前記プラズマ及び前記ＲＦ電力発生器から容量的に分離され、
前記オーバヘッド電極は、前記発生器の周波数である電極−プラズマ共振周波数又は前記発生器の周波数に近い電極−プラズマ共振周波数でプラズマ共振を形成するリアクタンスを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項１１７】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を有するオーバヘッド電極と、
ＶＨＦ電力発生器と、
前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記ワークピース支持体に結合されたＨＦバイアス電力発生器と、
前記ＨＦバイアス電力発生器のＨＦ周波数の少なくとも近くで共振すると共にＶＨＦ周波数で無視できるインピーダンスを有する前記オーバヘッド電極に対して前記プラズマからのＲＦリターン路を与える容量を有する、前記ＲＦ電力発生器と前記オーバヘッド電極との間の容量性絶縁層とを有することを特徴とするリアクタ。
【請求項１１８】
前記インピーダンス整合素子は固定インピーダンス整合素子を有し、
前記固定インピーダンス整合素子は、ストリップライン回路と、ストリップライン導体を有する前記中空中央導体とを有することを特徴とする、請求項１１７に記載のリアクタ。
【請求項１１９】
前記固定インピーダンス整合素子は同軸同調スタッブを有し、
前記中空中央導体は内部同軸導体を有することを特徴とする、請求項１１８に記載のリアクタ。
【請求項１２０】
半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあると共に前記ワークピース支持体にほぼ面した複数のガス注入口を有しており、前記複数のガス注入口が放射状の内側グループと放射状の外側グループとを有するオーバヘッド電極と、
ＲＦ電力発生器と、
前記オーバヘッド電極と前記ＲＦ電力発生器との間に結合されたインピーダンス整合素子と、
前記オリフィスの放射状の内側と外側のグループのそれぞれ一方に結合された、前記オーバヘッド電極内の放射状の内側と外側のガスバッフル層と、
前記放射状の内側と外側のガスバッフル層のそれぞれに結合された第１と第２のガス供給ラインとを有し、
前記第１と第２のガス供給ラインは、放射状の内側と外側の位置におけるガスの流速を別々に調整する独立調整可能なプロセスガス源に接続可能であることを特徴とするリアクタ。
【請求項１２１】
前記インピーダンス整合素子は、一端において前記ＲＦ電力発生器に接続され、他端において前記オーバヘッド電極に結合された中空中央導体を含み、
前記第１と第２のガス供給ラインは、前記中空中央導体を通過することを特徴とする、請求項１２０に記載のリアクタ。
【請求項１２２】
前記インピーダンス整合素子は同軸スタッブを有し、
前記中央導体は放射状の内側同軸導体を有することを特徴とする、請求項１２１に記載のリアクタ。
【請求項１２３】
前記インピーダンス整合素子はストリップライン回路を有し、
前記中央導体はストリップライン導体を有することを特徴とする、請求項１２１に記載のリアクタ。
【請求項１２４】
前記放射状の内側と外側のガスバッフル層は、金属フォーム材料を有することを特徴とする、請求項１２０に記載のリアクタ。
【請求項１２５】
半導体ワークピースを処理するプラズマリアクタであって、
チャンバ壁を有し、前記半導体ワークピースを支持するためのワークピース支持体を含むリアクタチャンバと、
前記ワークピース支持体の上方にあり、前記ワークピース支持体にほぼ面している絶縁表面及び複数のガス注入口が設けられたオーバヘッド電極と、
前記発生器の周波数の電力を前記オーバヘッド電極に供給し、所望のプラズマイオン密度レベルで前記チャンバ内にプラズマを維持することができるＲＦ電力発生器と、
前記発生器と前記オーバヘッド電極との間に接続された固定インピーダンス整合素子と、
前記整合素子と前記オーバヘッド電極との間の容量性絶縁層と、
前記ワークピース支持体から離れて面する前記オーバヘッド電極の表面の上方に位置すると共に当該表面に接触する金属フォーム層とを有することを特徴とするリアクタ。