特許 5905906 静電遠隔プラズマ源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5905906

(24)【登録日】2016年3月25日

(45)【発行日】2016年4月20日

(54)【発明の名称】静電遠隔プラズマ源

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20160407BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20160407BHJP

   C23C 16/505 20060101ALI20160407BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 M

   H05H1/46 R

   H01L21/302 101B

   C23C16/505

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-551290(P2013-551290)

(86)(22)【出願日】2012年1月24日

(65)【公表番号】特表2014-511543(P2014-511543A)

(43)【公表日】2014年5月15日

(86)【国際出願番号】US2012022380

(87)【国際公開番号】WO2012103101

(87)【国際公開日】20120802

【審査請求日】2014年3月12日

(31)【優先権主張番号】61/436,131

(32)【優先日】2011年1月25日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/356,546

(32)【優先日】2012年1月23日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/554,536

(32)【優先日】2011年11月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】597112542

【氏名又は名称】アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】ホフマン， ダニエル ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】カーター， ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ブルーク， ビクター

(72)【発明者】

【氏名】ピーターソン， カレン

(72)【発明者】

【氏名】グリリー， ランディー

【審査官】 山口 敦司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１０３９４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３２２４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１９７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０４００２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５０６２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４１４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２８２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１３８１０５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／２４

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｃ２３Ｃ １６／５０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠隔プラズマ源であって、
前記遠隔プラズマ源は、
第１の電極と、
第２の電極であって、前記第１または第２の電極の一方は、少なくとも部分的に、他方を囲む、第２の電極と、
少なくとも部分的に、チャンバ壁によって封入されているチャンバであって、前記チャンバは、大気圧未満処理チャンバに外部から結合されるように構成され、前記チャンバ壁は、前記第１および第２の電極を分離し、
前記チャンバは、
前記チャンバの中への第１の流体の流入のための第１の経路と、
第２の流体を前記処理チャンバに提供するように構成される、第２の経路であって、前記第２の流体は、前記第１の流体から生成された解離流体の少なくとも一部を含む、第２の経路と
を含む、チャンバと、
ＲＦ電源に結合するように構成されているＲＦ電源入力であって、前記ＲＦ電源入力は、ＲＦ電力を前記ＲＦ電源から前記第１の電極に提供するように構成されており、前記ＲＦ電力は、前記第２の電極に静電的に結合することにより、前記チャンバの少なくとも一部内にプラズマを静電的に持続させる、ＲＦ電源入力と、
前記第１の電極を前記プラズマから分離する第１の誘電構成要素であって、前記第１の誘電構成要素は、前記第１の電極を前記プラズマからＤＣ絶縁し、前記プラズマが前記第１の電極と相互作用することを防止する、第１の誘電構成要素と、
前記第２の電極を前記プラズマから分離する第２の誘電構成要素であって、前記第２の誘電構成要素は、前記第２の電極を前記プラズマからＤＣ絶縁し、前記プラズマが前記第２の電極と相互作用することを防止する、第２の誘電構成要素と、
大気圧未満の圧力の範囲にわたる前記遠隔プラズマ源の動作を可能にするように前記ＲＦ電源および前記第１の電極に結合される制御可能なインピーダンス整合回路と
を備えている、遠隔プラズマ源。

【請求項2】

前記第２の電極は、前記第１の電極より長い、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項3】

前記第２の電極は、接地されている、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項4】

前記第１および第２の電極は、１つ以上の傾斜した縁を有する、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項5】

前記第１の経路は、前記第１の流体を前記チャンバ中に半径方向に提供する、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項6】

前記第１の経路は、前記第１の流体を前記チャンバ中に軸方向に提供する、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項7】

前記第１および第２の電極は、同心円状に整列されている、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項8】

前記チャンバ壁は、前記第１または第２の電極のうちの一方の内側表面である、請求項１に記載の遠隔プラズマ源。

【請求項9】

容量結合された遠隔プラズマ源内でプラズマを持続させる方法であって、
前記方法は、
前記遠隔プラズマ源を処理チャンバに外部から搭載することと、
前記遠隔プラズマ源および前記処理チャンバで大気圧未満封入部を生成することと、
前記容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバを少なくとも部分的に封入するチャンバ壁によって分離されている２つの容量結合された電極間にＲＦ電源からのＲＦ電力を通すことと、
前記プラズマに容量結合されている前記ＲＦ電力によって、前記チャンバ内でプラズマを持続させることと、
第１の流体を前記チャンバの中に提供することと、
前記プラズマとの相互作用によって、前記第１の流体の少なくとも一部を解離させることと、
第２の流体を前記容量結合された遠隔プラズマ源に結合された処理チャンバに通すことと、
前記第１の電極を前記プラズマから分離する第１の誘電構成要素によって、前記第１の電極を前記プラズマからＤＣ絶縁することと、
前記第２の電極を前記プラズマから分離する第２の誘電構成要素によって、前記第２の電極を前記プラズマからＤＣ絶縁することと、
大気圧未満の圧力の範囲にわたる前記遠隔プラズマ源の動作を可能にするように前記ＲＦ電源で前記プラズマのインピーダンスを選択可能に整合させることと
を含む、方法。

【請求項10】

前記第１または第２の電極の一方を接地することをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第１の流体は、前記チャンバの中に軸方向に提供されている、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記第１の流体は、前記チャンバの中に半径方向に提供されている、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記第１および第２の電極を同心円状に配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記チャンバ壁は、前記第１または第２の電極の一方の内側表面である、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（優先権）
本願は、非仮特許出願であり、米国特許出願第６１／４３６，１３１号（２０１１年１月２５日出願、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｒｅｍｏｔｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ」）、および米国特許出願第６１／５５４，５３６号（２０１１年１１月２日出願、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｒｅｍｏｔｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ」）の利益を主張する。両出願は、参照により本明細書に援用される。

【0002】

（発明の分野）
本発明は、概して、遠隔プラズマ源に関する。特に、限定としてではないが、本発明は、遠隔プラズマ源を使用して、処理ガスを解離、イオン化、および／または励起するためのシステム、方法、および装置に関する。

【背景技術】

【0003】

遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）は、ガスを励起させるプラズマを通して、ガスを移動させることによって、イオン、遊離基、原子、および分子を含む活性ガスを産生するために使用される。活性ガスおよび遊離基は、固体材料および／または薄膜（例えば、半導体ウエハ、ディスプレイパネル、および他の能動素子基板上で見出されるもの）の処理を含む多数の産業および科学的用途のために使用される。イオン、解離された原子、および遊離基を含む活性または励起されたガスは、半導体処理チャンバ壁から蒸着した薄膜を除去するためにも使用される。ＲＰＳのさらなる使用は、ポンピングがプラズマ温度によって促進され、かつ、化合物ガスが流れのプラズマイオン化によってより安全な元素形態に分解され得るように、ポンプ流中のガス状廃棄物をイオン化し、削減することである。

【0004】

ＲＰＳは、ＲＰＳにおいて、ガスが、線形誘導プラズマチャンバ中に導入され、ガスが、反応種に解離され、反応種がチャンバから流出し、源の下流で作用を果たす（例えば、基板に対し）ように使用されるように開発されてきた。これらのタイプのＲＰＳでは、誘導コイルが、典型的には、チャンバのまわりに軸方向に配置され、プラズマ内に電流を誘導的に誘発する。

【0005】

トロイダル源もまた、トロイダル源において、電流が、一般的トロイダルチャンバ内に含まれるトロイダルプラズマ内に誘発されるように開発されている。これらのトロイダル源は、多くの場合、フェライト系変圧器配置を使用して、一次の組の巻線によって産生される電場を誘導的に結合し、フェライト磁心中に電場を集束させ、次いで、変圧器の二次ループを構成する、プラズマ内の電流を誘発させる。

【0006】

これらの誘導線形および誘導トロイダル遠隔源は、いくつかの短所を有する。例えば、それらは、典型的には、プラズマが、ＩＣＰ状態、または時として、Ｈ−モード動作と称される、高電流状態にあるときのみ、最適に動作する。この状態は、典型的には、源内の電場強度および電流密度の臨界閾値に到達することなしに産生されることはできない。その結果、低電力高圧動作は、困難であり、多くの場合、可能性ではない。同様に、ＩＣＰ状況における動作は、適正な電荷密度がプラズマ内で達成されることを要求し、プラズマ点火中にこの状態を達成することは、困難であり得る。この理由から、これらの源は、多くの場合、処理ガスが導入され得る前に、易イオン化性ガス、例えば、アルゴンを使用して、点火が達成されることを要求する。

【0007】

加えて、トロイダル源は、従来、電気的および熱的に伝導性の材料、例えば、アルミニウムから設計され、これらの源を動作させるために要求される高電力密度により、水冷を要求する。電流が、プラズマを通しての代わりに、チャンバ本体を通して流動することを防止するために、トロイダル源の設計は、典型的には、本体中に誘電破壊を組み込む。これらの誘電破壊は、その近傍において、高電圧降下（すなわち、高電場）を被り、源の壁へとイオン加速をもたらす。このイオン加速は、これらの場所における壁の浸食をもたらし、内側壁の損傷およびデバイスの動作寿命の短縮につながる。壁のこのイオン衝撃はまた、粒子発生をもたらす。これらの源内における粒子発生は、特に、薄膜構造、半導体デバイス、またはこれらの遠隔源によって清浄されている下流ツールを損傷し得る。

【0008】

線形誘導源は、コイルが線形源の周りを巻いている場所の近くで最大であるので、非均一電場分布を見せる。その結果、源の内側の部分は、イオン衝突を介して、より早く腐食し、したがって、線形源は、多くの場合、寿命が短縮される。

【0009】

上記の通り、既存のＲＰＳ源は、多くの場合、不満足なものであり、改良されたＲＰＳ源が、ほぼ確実に、将来、必要とされるであろう。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0010】

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、発明を実施するための形態の項において、より完全に説明される。しかしながら、本発明を本発明の開示または発明を実施するための形態に説明される形態に限定する意図はないことを理解されたい。当業者は、多数の修正、均等物、および代替構造が存在し、請求項に表される本発明の精神および範囲内であることを認識し得る。

【0011】

本開示のいくつかの実施形態は、第１の電極、第２の電極、チャンバ、およびＲＦ電源入力を備えている遠隔プラズマ源として特徴付けられ得る。第１または第２の電極の一方は、少なくとも部分的に、他方の電極を囲むことができる。チャンバは、少なくとも部分的に、チャンバ壁によって封入され、処理チャンバに結合するために構成されることができる。チャンバ壁は、第１および第２の電極を分離することができる。さらに、チャンバは、チャンバの中への第１の流体の流入のための第１の経路を含むことができ、さらに、第２の流体を処理チャンバ中に提供するように構成される第２の経路を含むことができる。第２の流体は、第１の流体から生成される、解離流体の少なくとも一部を含むことができる。ＲＦ電源入力は、ＲＦ電源に結合し、ＲＦ電力をＲＦ電源から第１の電極に提供するように構成することができる。ＲＦ電力は、チャンバの少なくとも一部内にプラズマを静電的に持続させるように、第２の電極に静電的に結合することができる。

【0012】

本開示の他の実施形態もまた、容量結合された遠隔プラズマ内にプラズマを持続させる方法として特徴付けられ得る。本方法は、少なくとも部分的に、容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバを封入するチャンバ壁によって分離される、２つの容量結合された電極間にＲＦ電力を通すことを含むことができる。本方法はまた、プラズマに容量結合されているＲＦ電力によってチャンバ内でプラズマを持続させることを含むことができる。本方法はさらに、第１の流体をチャンバ中に提供することと、プラズマとの相互作用によって、第１の流体の少なくとも一部を解離させることとを含むことができる。本方法はさらに、容量結合された遠隔プラズマ源に連結された処理チャンバに第２の流体を通すことであって、第２の流体が、第１の流体から生成される、解離流体の少なくとも一部を含む、ことを含むことができる。

【0013】

本開示の他の実施形態は、容量結合されたプラズマを遠隔で持続させるための方法を行うプロセッサ可読命令によってエンコードされる、非一過性有形コンピュータ可読記憶媒体として特徴付けられ得る。本方法は、少なくとも部分的に、容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバを封入するチャンバ壁によって分離される、２つの容量結合された電極間にＲＦ電力を通すことを含むことができる。本方法はまた、プラズマに容量結合されているＲＦ電力を介して、チャンバ内でプラズマを持続させることを含むことができる。本方法はさらに、第１の流体をチャンバ中に提供することと、プラズマとの相互作用によって、第１の流体の少なくとも一部を解離させることとを含むことができる。本方法はさらに、容量結合された遠隔プラズマ源に結合された処理チャンバに、第２の流体を通すことであって、第２の流体が、第１の流体から生成される、解離流体の少なくとも一部を含む、ことを含むことができる。
本明細書は、少なくとも、以下の事項も提供する。
（項目１）
遠隔プラズマ源であって、
第１の電極と、
第２の電極であって、前記第１または第２の電極の一方は、少なくとも部分的に、他方を囲む、第２の電極と、
少なくとも部分的に、チャンバ壁によって封入されているチャンバであって、前記チャンバは、処理チャンバに結合するために構成され、前記チャンバ壁は、前記第１および第２の電極を分離し、
前記チャンバは、
前記チャンバの中への第１の流体の流入のための第１の経路と、
第２の流体を前記処理チャンバに提供するように構成される、第２の経路であって、前記第２の流体は、前記第１の流体から生成された解離流体の少なくとも一部を含む、第２の経路と
を含む、チャンバと、
ＲＦ電源に結合するように構成されているＲＦ電源入力であって、前記ＲＦ電源入力は、ＲＦ電力を前記ＲＦ電源から前記第１の電極に提供し、前記ＲＦ電源は、前記第２の電極に静電的に結合することにより、前記チャンバの少なくとも一部内にプラズマを静電的に持続させる、ＲＦ電源入力と
を備えている、遠隔プラズマ源。
（項目２）
前記第１または第２の電極のうちの少なくとも１つを前記プラズマから分離する第１の誘電構成要素をさらに備え、前記第１の誘電構成要素は、その電極を前記プラズマからＤＣ絶縁し、前記プラズマがその電極と相互作用することを防止する、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目３）
第２の誘電構成要素をさらに備え、前記第２の誘電構成要素は、前記プラズマと、前記第１の誘電構成要素によってＤＣ絶縁されていない電極とを分離する、項目２に記載の遠隔プラズマ源。
（項目４）
前記第２の電極は、前記第１の電極より長い、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目５）
前記第２の電極は、接地されている、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目６）
前記第１および第２の電極は、１つ以上の傾斜した縁を有する、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目７）
前記第１の経路は、前記第１の流体を前記チャンバ中に半径方向に提供する、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目８）
前記第１の経路は、前記第１の流体を前記チャンバ中に軸方向に提供する、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目９）
前記第１および第２の電極は、同心円状に整列されている、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目１０）
前記チャンバ壁は、前記第１または第２の電極のうちの一方の内側表面である、項目１に記載の遠隔プラズマ源。
（項目１１）
容量結合された遠隔プラズマ源内でプラズマを持続させる方法であって、
少なくとも部分的に、前記容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバを封入するチャンバ壁によって分離されている２つの容量結合された電極間にＲＦ電力を通すことと、
前記プラズマに容量結合されている前記ＲＦ電力によって、前記チャンバ内でプラズマを持続させることと、
第１の流体を前記チャンバの中に提供することと、
前記プラズマとの相互作用によって、前記第１の流体の少なくとも一部を解離させることと、
第２の流体を前記容量結合された遠隔プラズマ源に結合された処理チャンバに通すことと
を含む、方法。
（項目１２）
第１または第２の電極の一方を前記プラズマから分離する第１の誘電構成要素によって、前記第１または第２の電極の一方を前記プラズマからＤＣ絶縁することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記第１の誘電構成要素および第２の誘電構成要素によって、前記第１および第２の電極の両方を前記プラズマからＤＣ絶縁することをさらに含み、前記第１および第２の誘電構成要素は、前記プラズマを前記第１および第２の誘電構成要素から分離する、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記第１または第２の電極の一方を接地することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記第１の流体は、前記チャンバの中に軸方向に提供されている、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
前記第１の流体は、前記チャンバの中に半径方向に提供されている、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記第１および第２の電極を同心円状に配置することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１８）
前記チャンバ壁は、前記第１または第２の電極の一方の内側表面である、項目１１に記載の方法。
（項目１９）
容量結合されたプラズマを遠隔で持続させる方法を実行するためのプロセッサ可読命令によってエンコードされている非一過性有形コンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法は、
前記容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバを規定するチャンバ壁によって分離されている２つの容量結合された電極間にＲＦ電力を通すことと、
前記プラズマに容量結合されている前記ＲＦ電力によって、前記チャンバ内でプラズマを持続させることと、
第１の流体を前記チャンバの中に提供することと、
前記プラズマとの相互作用によって、前記第１の流体の少なくとも一部を解離させることと、
第２の流体を前記容量結合された遠隔プラズマ源に結合された処理チャンバに通すことであって、前記第２の流体は、前記第１の流体から生成された解離流体の少なくとも一部を含む、ことと
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。

【図面の簡単な説明】

【0014】

本発明の種々の目的および利点ならびにより完全な理解は、付随の図面と関連して検討されるとき、以下の発明を実施するための形態および添付の請求項を参照することによって、明白となり、かつより容易に理解される。

【図1】図１は、いくつかの本発明の実施形態が実現され得る、環境を描写する、ブロック図である。

【図2】図２は、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）の例示的機能構成要素の断面を図示する。

【図3】図３は、ＲＰＳの別の実施形態を図示する。

【図4】図４は、ＲＰＳの別の実施形態を図示する。

【図5】図５は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図6】図６は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図7】図７は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図8】図８は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図9】図９は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図10】図１０は、ＲＰＳのさらに別の実施形態を図示する。

【図11】図１１は、デバイスに、本開示の側面および／または方法論のうちの任意の１つ以上を実施あるいは実行させるために、その中で一組の命令を実行することができる、コンピュータシステムの例示的形態における機械の一実施形態の概略表現を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本開示は、概して、プラズマ処理に関する。より具体的には、限定ではないが、本開示は、容量結合された遠隔プラズマ源を介したプラズマ処理に関する。

【0016】

最初に、図１を参照すると、示されるのは、本発明のいくつかの実施形態が実現され得る、環境を描写する、ブロック図である。示されるように、概して、活性ガスおよび遊離基を処理チャンバ１０２に提供するように動作する、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）１０４は、処理チャンバ１０２と別個である、機能構成要素として動作する。本明細書に開示されるのは、図１に描写される、ＲＰＳ１０４の本発明のいくつかの変形例であり、電力システム１１０、整合ネットワーク１０８、および源本体１０６を含み得る。整合ネットワーク１０８および電力システム１１０は、源本体１０６と統合されている（例えば、同じ筐体内に）ように描写されるが、これは、必ずしも、要求されるものではなく、多くの実装では、電力システム１１０および整合ネットワーク１０８は、源本体１０６から分離され得る。

【0017】

処理チャンバ１０２は、異なるタイプのプロセス（例えば、エッチングおよび蒸着プロセス）をもたらす、種々の異なるタイプの処理チャンバによって実現され得る。また、処理チャンバ１０２によって行われるプロセスのタイプに応じて、ＲＰＳ１０４は、種々の目的のために使用され得る（例えば、誘電エッチングプロセス後、ウエハからポリマーを清浄する、または蒸着プロセス後、チャンバ１０２内側壁を清浄する）。これらのプロセスは、活性ガスおよび／または遊離基を源本体１０６から処理チャンバ１０２中に導入することによってもたらされることができる。

【0018】

電力システム１１０は、ある範囲のＡＣ周波数、例えば、ＶＨＦ範囲、ならびにパルス状ＤＣおよび他の時変波形で動作することができる。電力、周波数、ＤＣおよび／またはＡＣバイアス、パルス幅、ならびにパルス変調とともに、電力システム１１０の他の電気特性は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせにおいて具現化され得る、制御回路または論理１５０を介して、制御されることができる。当業者は、制御回路または論理１５０が、他の図に図示されない場合でも、依然として、本開示において後に論じられる実施形態のいずれかと使用され得ることを認識するであろう。プラズマ密度または電場強度（例えば、処理チャンバ１０２内の）を検出するためのセンサは、電力システム１１０が、フィードバックまたはフィードフォワードシステムとして動作するように、制御回路または論理１５０と通信することができる。

【0019】

図２は、ＲＰＳの例示的機能構成要素の断面を図示する。ＲＰＳ２０２は、少なくとも部分的に、チャンバ壁によって封入され、処理チャンバ２０６に結合するように構成される、ＲＰＳチャンバ２０３を含む。チャンバ壁は、第１の電極２１０および第２の電極２１２を分離することができ、第１の電極２１０は、ＲＰＳチャンバ２０３内に配置される。第２の電極２１２はまた、少なくとも部分的に、第１の電極２１０に対向する、または少なくとも部分的に、それを囲む（例えば、取り囲む）と言える。いくつかの実施形態では、ＲＰＳチャンバ２０３の壁は、第２の電極２１２の内側表面である。ＲＦ電源２０４は、ＲＦ電力（例えば、任意の時変電力）をＲＦ電源入力２０５に、次いで、第１の電極２１０に提供する一方、第２の電極２１２は、随意の接地経路２０８を介して、接地されるか、または浮動である。ＲＦ電力は、主に、第２の電極２１２（いくつかの誘導結合もまた、生じ得る）と、ＲＰＳチャンバ２０３の少なくとも一部内で点火され、持続される、プラズマ２１６とに、静電的に（容量的に）結合される。

【0020】

ＲＰＳ２０２は、プラズマ２１６と第１の電極２１０とが、異なる電位で動作し得るように、第１の電極２１０をプラズマ２１６から分離し、第１の電極２１０をプラズマ２１６からＤＣ絶縁する第１の誘電構成要素２２０（例えば、セラミック）を含むことができる。第１の誘電構成要素２２０はまた、プラズマ２１６が、第１の電極２１０と相互作用することを防止するように配置されることができる。ＲＰＳ２０２はまた、プラズマ２１６と第２の電極２１２とが、異なる電位で動作し得るように、第２の電極２１２をプラズマ２１６から分離し、第２の電極２１２をプラズマ２１６からＤＣ絶縁する、第２の誘電構成要素２２２（例えば、セラミック）を含むことができる。第２の誘電構成要素２２２はまた、プラズマ２１６が、第２の電極２１２と相互作用することを防止するように配置されることができる。

【0021】

十分な電力密度において、または２つの電極２１０、２１２間の電場強度が、十分に高いとき、第１と第２の誘電構成要素２２０、２２２間の流体（ガス、液体、または２つの組み合わせ）は、プラズマ２１６をイオン化し、形成する。流体は、物質の相の部分集合であり、ガス（任意の粘度）、液体、およびプラズマを含む。プラズマ２１６を点火する同じＲＦ電力もまた、プラズマ２１６を容量的に持続させることができる。第１の流体（ガス、液体、または２つの組み合わせ）、例えば、非活性ガスは、第１の経路、例えば、軸方向流入経路２１８ａ、内側に向いた半径方向流入経路２１８ｂ、または外側に向いた半径方向流入経路２１８ｃを介して、ＲＰＳ２０２中に通されることができる。第１の経路は、第１の流体がチャンバ２０３中に通り、最適位置（例えば、最大プラズマ２１６の密度のエリア；第１と第２の電極２１０、２１２との間のエリア；最大流体−プラズマ相互作用が存在するエリア）で、プラズマ２１６と相互作用することを可能にする。第１の流体は、プラズマ２１６と相互作用し、第２の流体（ガス、液体、または２つの組み合わせ）、例えば、活性ガスおよび／または遊離基を形成するように解離し、第２の経路を介して、処理チャンバ２０６に通されることができる。第２の流体は、第１の流体から発生した解離流体の少なくとも一部を含むことができる。第２の経路は、例えば、１つ以上の流出経路２１９として実装されることができる。

【0022】

本開示の目的のために、プラズマは、所望のプラズマ密度（また、電子またはイオン密度としても知られる）を維持することによって、または所望の値によって、電子−イオンの再結合率を超えるイオン化率を維持することによって持続される。ある実施形態では、プラズマは、プラズマ密度１０^８〜１０^１３自由電子／ＣＭ^３が存在する場合、持続される。

【0023】

ガスが、プラズマ２１６を通過するにつれて、ＲＰＳ２０２と流体連通する処理チャンバ２０６に提供され得る活性ガスおよび／または遊離基を形成するように解離する。活性ガスおよび／または遊離基は、処理チャンバ２０６内の表面（例えば、チャンバ壁またはチャック搭載ウエハ２２４）と相互作用し、種々のプロセス、例えば、清浄およびエッチングを行うことができる。

【0024】

誘電構成要素２２０、２２２は、種々の形態をとることができる。例えば、誘電構成要素２２０、２２２は、電極２１０、２１２上に加工される化学層または障壁であることができる（例えば、エピタキシャル成長、酸化、スプレーコーティングを介して）。それらはまた、電極２１０、２１２と別個であるが、例えば、接続フランジ（図示せず）を介して、それに取り付けられる構造であることができる。いくつかの実施形態では、誘電構成要素２２０、２２２は、相互に結合されることができるが、しかしながら、それらは、典型的には、相互にＤＣ絶縁される。

【0025】

電極２１０、２１２および誘電構成要素２２０、２２２は、全て、内側構成要素（第１の電極２１０および第１の誘電構成要素２２０）を取り囲む、外側構成要素（第２の電極２１２および第２の誘電構成要素２２２）を伴う、種々の形状をとることができる。一事例では、ＲＰＳ２０２は、管状または円筒形形状を有することができる。言い換えると、ウエハ２２４の観点から見ると、ＲＰＳ２０２は、中心における第１の電極２１０と、外側リングを形成する第２の電極２１２とを伴う、一組のリングに見える。別の実施形態では、傾斜した縁を有する長方形を使用することができる（ウエハ２２４に対して傾斜した角を伴う一組の正方形に見える）。これらの構成要素は、同軸方向に整合される（例えば、同心円状）ことができるが、いくつかの実施形態では、２つの電極は、同じ軸を共有する必要はない（同心円状である必要はない）。

【0026】

第１および第２の電極２１０、２１２は、例えば、第１の電極２１０が処理チャンバ２０６と交わる場所に、鋭い縁を有するように図示されるが、多くの実施形態では、これらの鋭い縁は、傾斜されまたは湾曲されることができる（例えば、図８における要素８１１参照）。これは、導体上の鋭い縁が、それらの縁または角近傍の電場密度を増加させる傾向にあるためであり、これは、ＲＰＳ２０２における非均一電場密度につながる。非均一電場密度は、「ホットスポット」につながるか、またはＲＰＳ２０２の一部は、プラズマ２１６からより大きなイオン衝突を被り、したがって、ＲＰＳ２０２の他の部分より早く浸食する。電極２１０、２１２の縁を湾曲させる、したがって、より均一な電場密度を確立することによって、ＲＰＳ２０２は、ホットスポットを被らず、交換が要求されるまでの寿命が延長される。一実施形態では、第１の電極２１０の縁に対する曲率半径２４０は、実質的に、第１の電極の半径２４２と等しく、第２の電極２１２の縁に対する曲率半径２４４は、実質的に、第２の電極２１２の半径２４６と等しい。

【0027】

軸方向経路２１８ａならびに内側に向いたおよび外側に向いた半径方向経路２１８ｂ、２１８ｃはそれぞれ、第１の経路の絶対的方向、配置、数、または構成ではなく、第１の流体に対する流動の相対的方向を図示する。いくつかの実施形態では、第１の経路は、電極２１０、２１２、誘電構成要素２２０、２２２、および／またはＲＰＳ２０２内に開口部を含み、第１の流体（例えば、加圧された非活性ガス）をＲＰＳ２０２に流入させ、プラズマ２１６と相互作用させることができる。いくつかの実施形態では、第１の流体は、異なる経路を通って、チャンバ２０３中に通る、複数の流体を含むことができる。したがって、複数の流体は、プラズマ２１６の異なる部分と相互作用することができる。

【0028】

経路２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、ＲＰＳ２０２の上半分にのみ流入するように図示されるが、ＲＰＳ２０２の下半分上の経路インジケータの省略は、単に、図を簡略化するためである。当業者は、経路２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃが、第１の流体がプラズマ２１６を通して、等しく分布されるように、ＲＰＳ２０２全体の周囲に配置されることができることを認識するであろう。一方、いくつかの実施形態では、経路２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、第１の流体が、ＲＰＳチャンバ２０３中に非均一に分配されるように配置されることができる。例えば、第１の流体は、ＲＰＳチャンバ２０３の中心の周囲に半径方向に分配される一方、ＲＰＳチャンバ２０３の端部近傍には分配されないことができる。

【0029】

いくつかの実施形態では、第１の流体は、１つ以上の流体、例えば、ガス、液体、または２つの組み合わせを含むことができる。第２の流体もまた、１つ以上の流体、例えば、ガス、液体、または２つの組み合わせを含むことができる。いくつかの事例では、第１および第２の流体の一部または全部が、同じ流体であることができる。例えば、非活性ガスは、第１の流体として、チャンバ２０３内に流入し、部分的に、プラズマ２１６内で解離し、活性ガスおよび／または遊離基を形成し得る。これらは、第２の流体として、第１の流体（例えば、非活性ガス）の一部とともに、処理チャンバ２０６に通されることができ、第２の流体は、第１の流体の一部ならびにいくつかの活性ガスおよび／または遊離基を備えている。

【0030】

プラズマ２１６の境界は、この境界位置が、その定義に応じて変動するので、点線によって指定され、必ずしも、正確な縮尺で描かれていない。プラズマ２１６の境界は、範囲１０^８〜１０^１３の自由電子／ＣＭ^３から選択されるプラズマ密度として、定義され得る。言い換えると、プラズマ２１６の境界内の全場所において、少なくとも１０^８〜１０^１３の自由電子／ＣＭ^３が存在し得る。

【0031】

多くの実装では、電源２０４は、プラズマ２１６に点火し、持続させる、交流電圧を提供するＶＨＦ電源（例えば、実質的に、１３．６ＭＨＺを上回る）によって実現される。比較的に高周波数（例えば、実質的に、１３．６ＭＨＺを上回る）での動作は、第１の電極２１０に印加される電圧を減少させ、電力効率を改善し、ＲＰＳチャンバ２０３の壁の浸食を低減させることが可能であることが分かっている。ある範囲の周波数が利用され得（例えば、限定としてではないが、６０ＭＨＺを含む）、本明細書にさらに論じられるように、２つ以上の電源２０４もまた、第１の電極２１０に電力を印加するために利用され得る。例えば、追加の電源（図示せず）（例えば、２ＭＨＺ電力供給源）によって、第１の電極２１０に追加の電力を印加することは、修正されたプラズマ２１６の密度分布を産生し、単一源または周波数が、第１の電極２１０に印加される事例より望ましくあり得ることが分かっている。

【0032】

電源は、時として、少なくとも部分的に、非給電電極（図３、５、７、９）に対向する、または少なくとも部分的に、それを囲む（例えば、取り囲む）電極に、ＲＦ電力を電極に供給するように図示されるであろうが、他の事例では、ヒトが、給電または非接地または非浮動電極と接触することを回避するために、電源を内側電極に結合することが、好ましくあり得る（例えば、図２、４、６、８）。言い換えると、ＲＦ電力が、内側電極に供給されるとき、高電圧とのヒト接触は、可能性が低い。

【0033】

プラズマ２１６は、ＲＰＳチャンバ２０３の一部または全体内で点火され、持続されることができる。いくつかの実施形態では、プラズマ２１６は、ＲＰＳ２０２の外側でさえ持続されることができ、例えば、プラズマ２１６は、処理チャンバ２０６中に拡張する。

【0034】

本明細書に開示されるＲＰＳ２０２は、線形およびトロイダル源と比較して、いくつかの利点を有する。第１に、ＲＰＳ２０２の長寿命が、「ホットスポット」を回避し、ＲＰＳチャンバ２０３内でより均一な電場の分布を達成することによって、可能となることである。これは、ＲＰＳチャンバ２０３内の均一電場および電力密度の維持を伴う。前述のように、電極２１０、２１２の湾曲された縁の使用は、電場および電力均一性を向上させる方法の１つである。第２に、電極２１０、２１２のうちの少なくとも１つに対する、浮動するプラズマ２１６の電位によって可能にされるように、イオン衝突が減少されることである。誘電構成要素２２０、２２２は、プラズマ２１６と電極２１０、２１２の一方または両方との間にＤＣ絶縁を生成し、したがって、プラズマ２１６の電位が電極２１０、２１２の一方または両方に対して浮動することを可能にする。プラズマ２１６の電位が浮動することによって、シース電圧がより低くなり、したがって、ＲＰＳチャンバ２０３の壁に損傷を及ぼすイオン衝突が少ない。チャンバ２０３損傷を低下させることはまた、より低い局所電力によって可能となる（例えば、同じ電力が、システム中に入力されるが、局所高電力領域が、当技術分野におけるものほどひどくない）。言い換えると、静電ＲＰＳ２０２は、誘導結合された源と同じプラズマ２１６の密度を持続することができるが、チャンバ２０３の壁損傷が少ない。この利点を別の方法で説明すると、ＤＣ電位（シース電位に見える）をＲＦ電位から分離することによって、より強力なシース電圧に向けられ、したがって、より短いチャンバ２０３寿命となるのではなく、より多くのエネルギーが、プラズマ２１６の密度に向けられることができる。

【0035】

１つ以上の誘電構成要素２２０、２２２はまた、チャンバ２０３の壁と活性ガスおよび遊離基との相互作用、ならびにプラズマ２１６の汚染を低減させる。プラズマ２１６の汚染は、先行技術では、プラズマが、金属チャンバ壁に飛び跳ね、プラズマ中に汚染物質を放出させる場合、生じ得る。当技術分野におけるチャンバ飛び跳ねの原因の１つは、２つの接地される電位間のチャンバ壁の表面を電流が流れる、接地アークである。１つ以上の誘電構成要素２２０、２２２は、接地アークを回避するのに役立ち得る。

【0036】

電極２１０、２１２の配置もまた、当技術分野において可能ではなかった位置および角度において、非活性ガスが、プラズマ２１６に流入することを可能にする。例えば、トロイダルおよび線形誘導源は、ＲＰＳ２０２では可能なように、外側に向いた半径方向経路２１８ｃを提供することは不可能である。第１の電極２１０の導入は、流体の通路のための新しい通路および配置ならびに他の機能、例えば、冷却を提供する。

【0037】

ＲＰＳ２０２の別の利点は、多くの場合、誘導的に結合された源において要求される、変圧器の回避である。ＲＰＳ２０２はまた、典型的には、当技術分野における源より高い周波数（例えば、＞３０ＭＨＺ、＞１６０ＭＨＺ）で動作することができる。これらのより高い周波数では、プラズマ２１６を点火および持続させるために使用される電圧は、より低くなり、イオン衝突によるチャンバ壁損傷の減少につながる。言い換えると、容量ＲＰＳ２０２では、より高い周波数において、より多くの割合の電力が、シース電圧ではなく、プラズマ２１６の密度の増加に投入される。この同じ利点は、誘導源では生じず、代わりに、周波数増加は、単に、より多くの電力をシース電圧に加え、したがって、チャンバ浸食が多くなる。

【0038】

より高い周波数（例えば、＞３０ＭＨＺ）で動作する容量結合されたＲＰＳ２０２は、ＲＰＳ２０２が、当技術分野における源より広い点火および動作範囲を有することを可能にする（例えば、圧力、流量、電力、および／または周波数に対してより広範囲の容認可能パラメータ）。例えば、ＲＰＳ２０２は、先行技術源と同じ圧力であるが、より低い電力で動作することができ、低電力処理用途において有利であり得る。先行技術源は、典型的には、ＲＰＳ２０２と同じ電力および圧力でプラズマを持続できない。

【0039】

容量結合されたＲＰＳ２０２はまた、シャワーヘッドタイプの原位置源より小さい専有エリアを有し、誘導源と類似する専有エリアを有する。しかしながら、同じＲＰＳ２０２の専有エリアは、種々の処理チャンバ２０６のサイズのために使用することができる（例えば、処理チャンバ２０６が、より大きなウエハを収容するために増加される場合）一方、誘導遠隔源およびシャワーヘッド原位置源は、典型的には、より大きな処理チャンバを収容するために、サイズを増加させる。ＲＰＳ２０２はまた、処理チャンバ２０６の外部に搭載され、設置および保守のために有利であり得る。

【0040】

ＲＰＳ２０２はまた、ラック搭載ＶＨＦ電源２０４および統合された整合ネットワーク回路（固定または選択可能のいずれか）を可能にする。ＲＰＳ２０２はまた、掃引周波数インピーダンス整合を行うことができ、統合された点火回路を含むことができる。これは、有利には、多くの場合、別個の点火ならびに動作手順および回路を有する、誘導遠隔源に匹敵する。

【0041】

誘導源内のコーティングおよび誘電体は、典型的には、プラズマへの結合効率を最大限にするように最適化される（例えば、より薄い誘電層を介して）。対照的に、ＲＰＳ２０２は、誘電構成要素２２０、２２２が、材料タイプまたは厚さに修正を受けても、結合の減少を被らない。これは、誘電構成要素２２０、２２２が、結合効率を劣化させずに、より良好にある処理結果をもたらすために、修正されることを可能にする。

【0042】

ＲＰＳ２０２のための動作電力は、限定されないが、範囲１００〜７０００ワット、および１０ｍトル〜２００トルの圧力範囲を含むことができる。プラズマ２１６の密度は、１０^１１−１０^１２／ｃｍ^３の範囲を含むことができ、プラズマ２１６は、ある実施形態では、ＲＰＳ源チャンバ２０３を越えて、処理チャンバ２０６中に拡張または投出されるようにすることができる（また、遠隔投影プラズマ源としても知られる）。プラズマ２１６の密度は、例えば、主要放電領域にわたる平均としてのプラズマ２１６のバルクの測定値であることができる。主要放電領域は、チャンバ２０３の少なくとも一部を含むことができ、いくつかの実施形態では、処理チャンバ２０６中に拡張することができる。

【0043】

ＲＰＳ２０２の別の利点は、電極２１０、２１２の一方が、接地されるか、または浮動であることができるため、ウエハ２２４が、接地される必要がなく、したがって、独特の処理（例えば、窒化物表面の作製、低エネルギーエッチング、または表面修正）を可能にすることである。言い換えると、ＲＰＳ２０２を使用することによって、ウエハ２２４は、任意の所望の電位において、浮動またはバイアスされ得る（ＲＦ回路の一部である必要はない）。これは、接地懸念およびＶＨＦチャンバ２０３の適合性を緩和し、さらに、ウエハ２２４のＶＨＦプラズマ処理を可能にする。この技術は、また、後方適用性があり、したがって、修正せずに、古い処理チャンバ２０６と使用することができる。

【0044】

ウエハ２２４が、本明細書では、図示および説明されるが、当業者は、種々の他の処理標的が、ウエハ２２４に代用され得ることを認識するであろう。例えば、ガラスシート（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤ、およびプラズマテレビ製品用）が、処理チャンバ２０６内で処理されることができる。

【0045】

図２に描写される構成要素は、多くの実施形態に関連付けられた機能構成要素を伝えることを意図する。そのうちのいくつかは、本明細書でさらに論じられる。図２におけるこれらの構成要素の描写は、機械的または電気的ハードウェア略図であることを意図しない。したがって、描写される構成要素は、並べ替えられ、修正される一方、依然として、同じ機能性を提供し得る。さらに、いくつかの構成要素は、組み合わせられ、または除去され得、追加の構成要素が、種々の実装において追加され得る。例えば、電極２１０、２１２の幾何学的側面および相対的位置付けは、実質的に、実施形態毎に変動し得る。また、電源２０４は、整合ネットワーク（例えば、図１における１０８）を伴わずに図示される。しかしながら、当業者は、電源２０４が、インピーダンス整合回路を含むことが想定され得ることを認識するであろう。電源２０４は、第１の電極２１０に結合されるが、電源２０４は、代替として、第２の電極２１２に連結されることができ、第１の電極２１０は、接地または浮動されることができる（図３参照）。２つの誘電構成要素２２０、２２２が示されるが、いくつかの実施形態では、単一誘電構成要素のみ、使用される（図４−７参照）。３つの流入経路２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃが、図示されるが、実際は、これらの経路のうちの１つ以上のみ、使用することができる。電極２１０、２１２は、同じ長さを有するように図示されるが、いくつかの実施形態では、ＲＦ電力を電源２０４から受電する電極（給電電極）は、接地または浮動電極より短い（図８−９参照）。

【0046】

図３は、ＲＰＳ３０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、少なくとも部分的に、内側電極３１０を囲む外側電極３１２に提供され、内側電極３１０は、随意の接地接続３０８を介して接地され、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ３０２はまた、内側電極３１０をプラズマ３１６から分離する、第１の誘電構成要素３２０を含む。ＲＰＳ３０２はさらに、外側電極３１２をプラズマ３１６から分離する、第２の誘電構成要素３２２を含む。

【0047】

図４は、ＲＰＳ４０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、少なくとも部分的に、外側電極４１２によって囲まれる、内側電極４１０に提供され、外側電極４１２は、随意の接地接続４０８を介して接続され、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ４０２はまた、外側電極４１２をプラズマ４１６から分離する、第１の誘電構成要素４２０を含む。

【0048】

図５は、ＲＰＳ５０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、内側電極５１０を取り囲む、外側電極５１２に提供され、内側電極５１０は、随意の接地接続５０８を介して、接地される、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ５０２はまた、外側電極５１２をプラズマ５１６から分離する、第１の誘電構成要素５２０を含む。

【0049】

図６は、ＲＰＳ６０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、少なくとも部分的に、外側電極６１２によって囲まれる、内側電極６１０に提供され、外側電極６１２は、随意の接地接続６０８を介して、接地され、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ６０２はまた、内側電極６１０をプラズマ６１６から分離する、第１の誘電構成要素６２０を含む。

【0050】

図７は、ＲＰＳ７０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、内側電極７１０を取り囲む、外側電極７１２に提供され、内側電極７１０は、随意の接地接続７０８を介して、接地され、または電気的に浮動されることができる。ＲＰＳ７０２はまた、内側電極７１０およびプラズマ７１６を分離する、第１の誘電構成要素７２０を含む。

【0051】

図８は、ＲＰＳ８０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、少なくとも部分的に、第２の電極８１２（外側電極）によって囲まれる、第１の電極８１０（内側電極）に提供される。第２の電極８１２は、随意の接地接続８０８を介して、接地され、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ８０２はまた、第１の電極８１０をプラズマ８１６から分離する、第１の誘電構成要素８２０と、第２の電極８１２をプラズマ８１６から分離する、第２の誘電構成要素８２２を含む。第１の電極８１０は、第２の電極８１２より短い（あまり長くない）。言い換えると、電源８０４（給電電極）を介して給電される電極は、非給電（接地または浮動）電極より短い。これらの同じラインに沿って、第１の誘電構成要素８２０は、第１の電極８１０の正面の周りを巻く。言い換えると、第１の電極８１０およびプラズマ８１６の全部分間に、誘電障壁を提供する。

【0052】

第１の電極８１０は、第２の電極８１２ほど長くない。例えば、第１の電極８１０は、実施例としていくつか挙げると、第２の電極８１２の長さの９０％、８０％、５０％、または２５％であることができる。いくつかの事例では、第１の電極８１０は、その直径または半径より短い、長さを有することができる。そのような場合、プラズマ８１６は、第１の電極８１０を封入するのではなく、より管状に成形される。

【0053】

図示されるように、第１の電極８１０は、処理チャンバ８０６の近位において鋭い縁を有する。しかしながら、他の実施形態では、これらの縁は、湾曲または傾斜されることができ（点線８１１によって示されるように）、特に、実質的に、第１の電極８１０の直径の半分に等しい、半径を有するように、湾曲されることができる。

【0054】

図９は、ＲＰＳ９０２の実施形態を図示し、ＲＦ電力は、第１の電極９１０（内側電極）を取り囲む、第２の電極９１２（外側電極）に提供される。内側電極９１０は、随意の接地接続９０８を介して、接地され、または電気的に浮動であることができる。ＲＰＳ９０２はまた、第１の電極９１０をプラズマ９１６から分離する、第１の誘電構成要素９２０と、第２の電極９１２をプラズマ９１６から分離する、第２の誘電構成要素９２２とを含む。第２の電極９１２は、第１の電極９１０より短い（あまり長くない）。言い換えると、電源９０４（給電電極）を介して給電される電極は、非給電（接地または浮動）電極より短い。第１および第２の誘電構成要素９２０、９２２は、均等長を有するように図示されるが、いくつかの実施形態では、これらの長さは、等しくある必要はない。

【0055】

ＲＰＳ９０２は、少なくとも部分的に、第１および第２の誘電構成要素９２０、９２２によって封入され得る、チャンバ９０３を含む。プラズマ９１６は、第２の電極９１２によって囲まれる、チャンバ９０３の一部内に閉じ込められることができる。プラズマ９１６の一部は、第２の電極９１２の閉じ込めを越えて拡張することができるが、典型的には、チャンバ９０３の長さにわたって延在せず、または例えば、処理チャンバ９０６中まで延在しない。

【0056】

閉じ込めは、典型的には、プラズマ９１６が、電極９１０、９１２が重複する、ＲＰＳチャンバ９０３の領域内に閉じ込められるものとして図示される。例えば、図９のプラズマ９１６は、主に、第２の電極９１２がより長い第１の電極９１０に重複するＲＰＳチャンバ９０３のその領域に閉じ込められる。

【0057】

内側電極が接地される、前述の種々の実施形態では、ＲＰＳは、追加の利点を有する。すなわち、外側に向いた半径方向流入経路を介して流入する非活性ガスは、導入点（例えば、給電電極とチャンバとの間）の電位差を横断する必要はない。

【0058】

全図示される実施形態では、第１の電極と第２の電極との間の半径方向距離は、電流が、主に、プラズマを介して、電極間を通過するように十分に小さい。言い換えると、電極間の領域（例えば、チャンバ２０３）は、低電力動作モードにおいて、好ましい電流経路であることができる。電力または圧力が、増加される場合、または種々のプラズマ特性が、改変される場合、任意の電位における任意の他の導体または電極が、三次電極として作用することができ、電極と本第３の電極との間のプラズマのための「拡張区域」を生成または拡張するために使用することができる。例えば、ポンピングプレナムまたはチャンバの壁が接地され、したがって、第３の電極として作用することができ、プラズマは、この第３の電極に向かって拡張する。プラズマを高電場強度の領域外に拡張させることによって、種々の利点を達成することができる。１つは、活性ガスおよび遊離基が、より低い電場強度が存在する拡張区域内のプラズマ中に形成され得、これは、そうでなければ、典型的プラズマ領域内で形成が困難または不可能である。別の１つは、例えば、異なる種が、異なる寿命を有する場合、拡張区域内のプラズマを使用して、望ましくない活性ガスおよび遊離基を濾過または除去することができる。拡張区域はまた、ＲＦ電力が印加されるボリュームを拡張させ、したがって、局所電力密度を減少させ、冷却の解決策を単純化する。

【0059】

本開示における電極は、多くの場合、第１および第２の電極として説明され、第１の電極は、少なくとも部分的に、第２の電極によって囲まれるように図示されたが、これらの配置は、第１の電極が、少なくとも部分的に、第２の電極を囲むように、反対にされることができる。

【0060】

図１０は、容量結合された遠隔プラズマ源内でプラズマを持続させる方法を図示する。本方法は、図２の図要素を挿入的に参照して説明されるであろう。本方法は、第１の通過動作１００２において、２つの容量結合された電極（例えば、２１０および２１２）間にＲＦ電力を通すことを含む。電極は、容量結合された遠隔プラズマ源のチャンバ（例えば、２０３）を規定するチャンバ壁によって分離されることができる。本方法はさらに、持続動作１００４において、チャンバ内にプラズマ（例えば、２１６）を持続させることを含む。プラズマは、プラズマに容量結合されているＲＦ電力を介して、持続されることができる。第１の流体は、提供動作１００６を介して、チャンバ中に提供されることができる（例えば、半径方向にまたは軸方向に）。第１の流体が、プラズマと相互作用するにつれて、第１の流体の少なくとも一部は、解離動作１００８において、解離し、活性ガスおよび／または遊離基を形成することができる。活性ガスおよび／または遊離基と、時として、第１の流体の一部を備えている第２の流体は、次いで、第２の通過動作１０１０において、容量結合された遠隔プラズマ源に結合される処理チャンバへ通ることができる。

【0061】

本明細書に説明されるシステムおよび方法は、本明細書に説明される具体的物理的デバイスに加え、機械、例えば、コンピュータシステム内に実装することができる。図１１は、コンピュータシステム１１００の例示的形態における、機械の一実施形態の概略表現を示し、その中で、一組の命令によって、デバイスに、本開示の側面および／または方法論のうちの任意の１つ以上を実施あるいは実行させることができる。図１１における構成要素は、実施例にすぎず、任意のハードウェア、ソフトウェア、埋込論理構成要素、または特定の実施形態を実装する、２つ以上のそのような構成要素の組み合わせの使用または機能性の範囲を限定しない。

【0062】

コンピュータシステム１１００は、プロセッサ１１０１と、メモリ１１０３と、バス１１４０を介して、相互におよび他の構成要素と通信する、記憶装置１１０８とを含み得る。バス１１４０はまた、ディスプレイ１１３２、１つ以上の入力デバイス１１３３（例えば、キーパッド、キーボード、マウス、スタイラス等を含み得る）、１つ以上の出力デバイス１１３４、１つ以上の記憶デバイス１１３５、および種々の有形記憶媒体１１３６をリンクし得る。これらの要素は全て、直接、あるいは１つ以上のインターフェースまたはアダプタを介して、バス１１４０とインターフェースをとり得る。例えば、種々の有形記憶媒体１１３６は、記憶媒体インターフェース１１２６を介して、バス１１４０とインターフェースをとることができる。コンピュータシステム１１００は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、印刷回路基板（ＰＣＢ）、モバイルハンドヘルドデバイス（例えば、携帯電話またはＰＤＡ）、ラップトップまたはノートブックコンピュータ、分散型コンピュータシステム、コンピューティンググリッド、またはサーバを含むが、それらに限定されない、任意の好適な物理的形態を有し得る。

【0063】

プロセッサ１１０１（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））は、随意に、命令、データ、またはコンピュータアドレスの一時的ローカル記憶のためのキャッシュメモリユニット１１０２を含む。プロセッサ１１０１は、コンピュータ可読命令の実行を補助するように構成される。コンピュータシステム１１００は、プロセッサ１１０１が、１つ以上の有形コンピュータ可読記憶媒体、例えば、メモリ１１０３、記憶装置１１０８、記憶デバイス１１３５、および／または記憶媒体１１３６内で具現化されるソフトウェアを実行する結果として、機能性を提供し得る。コンピュータ可読媒体は、特定の実施形態を実装する、ソフトウェアを記憶し得、プロセッサ１１０１は、ソフトウェアを実行し得る。メモリ１１０３は、１つ以上の他のコンピュータ可読媒体（例えば、大容量記憶デバイス１１３５、１１３６）または１つ以上の他の源から、好適なインターフェース、例えば、ネットワークインターフェース１１２０を通して、ソフトウェアを読み取り得る。ソフトウェアは、プロセッサ１１０１に、本明細書に説明または図示される、１つ以上のプロセスあるいは１つ以上のプロセスの１つ以上のステップを行わせ得る。そのようなプロセスまたはステップを行うことは、メモリ１１０３内に記憶されたデータ構造を定義することと、ソフトウェアによって指示されるように、データ構造を修正することとを含み得る。

【0064】

メモリ１１０３は、限定されないが、ランダムアクセスメモリ構成要素（例えば、ＲＡＭ１１０４）（例えば、静的ＲＡＭ「ＳＲＡＭ」、動的ＲＡＭ「ＤＲＡＭ等」、読取専用構成要素（例えば、ＲＯＭ１１０５）、および任意のそれらの組み合わせを含む、種々の構成要素（例えば、機械可読媒体）を含み得る。ＲＯＭ１１０５は、一方向に、データおよび命令をプロセッサ１１０１に通信するように作用し得、ＲＡＭ１１０４は、双方向に、データおよび命令をプロセッサ１１０１と通信するように作用し得る。ＲＯＭ１１０５およびＲＡＭ１１０４は、以下に説明される、任意の好適な有形コンピュータ可読媒体を含み得る。一実施例では、例えば、起動の際、コンピュータシステム１１００内の要素間で情報を転送するのに役立つ、基本ルーチンを含む、基本入／出力システム１１０６（ＢＩＯＳ）が、メモリ１１０３内に記憶され得る。

【0065】

固定記憶装置１１０８は、随意に、記憶制御ユニット１１０７を通して、双方向に、プロセッサ１１０１に接続される。固定記憶装置１１０８は、追加のデータ記憶容量を提供し、また、本明細書に説明される任意の好適な有形コンピュータ可読媒体を含み得る。記憶装置１１０８は、オペレーティングシステム１１０９、ＥＸＥＣ１１１０（実行ファイル）、データ１１１１、ＡＰＶアプリケーション１１１２（アプリケーションプログラム）、および同等物を記憶するために使用され得る。多くの場合、常時ではないが、記憶装置１１０８は、一次記憶（例えば、メモリ１１０３）より低速である、二次記憶装置媒体（例えば、ハードディスク）である。記憶装置１１０８はまた、光ディスクドライブ、固体メモリデバイス（例えば、フラッシュベースのシステム）、または前述の任意の組み合わせを含むことができる。記憶装置１１０８内の情報は、適切な場合、メモリ１１０３内の仮想メモリとして組み込まれ得る。

【0066】

一実施例では、記憶デバイス１１３５は、記憶デバイスインターフェース１１２５を介して、コンピュータシステム１１００と可撤性にインターフェースがとられ得る（例えば、外部ポートコネクタ（図示せず）を介して）。特に、記憶デバイス１１３５および関連付けられた機械可読媒体は、機械可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および／またはコンピュータシステム１１００のための他のデータの不揮発性および／または揮発性記憶を提供し得る。一実施例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、記憶デバイス１１３５上の機械可読媒体内に常駐し得る。別の実施例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、プロセッサ１１０１内に常駐し得る。

【0067】

バス１１４０は、種々のサブシステムを接続する。ここでは、バスの参照は、必要に応じて、共通機能を果たす、１つ以上のデジタル信号ラインを包含し得る。バス１１４０は、限定されないが、メモリバス、メモリコントローラ、周辺バス、ローカルバス、および種々のバスアーキテクチャのいずれかを使用する任意のそれらの組み合わせを含む、いくつかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。限定ではなく、実施例として、そのようなアーキテクチャとして、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、ビデオエレクトロニクス規格協会ローカルバス（ＶＬＢ）、周辺装置相互接続（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ−エクスプレス（ＰＣＩ−Ｘ）バス、アクセラレーテッドグラフィックポート（ＡＧＰ）バス、ハイパートランスポート（ＨＴＸ）バス、シリアルアドバンストテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、および任意のそれらの組み合わせが挙げられる。

【0068】

コンピュータシステム１１００はまた、入力デバイス１１３３を含み得る。一実施例では、コンピュータシステム１１００のユーザは、入力デバイス１１３３を介して、コマンドおよび／または他の情報をコンピュータシステム１１００に入力し得る。入力デバイス１１３３の実施例として、英数字入力デバイス（例えば、キーボード）、ポインティングデバイス（例えば、マウスまたはタッチパッド）、タッチパッド、ジョイスティック、ゲームパッド、オーディオ入力デバイス（例えば、マイクロホン、音声応答システム等）、光学スキャナ、ビデオまたは静止画捕捉デバイス（例えば、カメラ）、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。入力デバイス１１３３は、限定されないが、シリアル、パラレル、ゲームポート、ＵＳＢ、ＦＩＲＥＷＩＲＥ、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴ、または前述の任意の組み合わせを含む、種々の入力インターフェース１１２３（例えば、入力インターフェース１１２３）のいずれかを介して、バス１１４０にインターフェースがとられ得る。

【0069】

特定の実施形態では、コンピュータシステム１１００が、ネットワーク１１３０に接続されると、コンピュータシステム１１００は、ネットワーク１１３０に接続された他のデバイス、具体的には、モバイルデバイスおよび企業システムと通信し得る。コンピュータシステム１１００へおよびそこからの通信は、ネットワークインターフェース１１２０を通して送信され得る。例えば、ネットワークインターフェース１１２０は、ネットワーク１１３０から、１つ以上のパケット（例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケット）の形態において、着信通信（例えば、他のデバイスからの要求または応答）を受信し得、コンピュータシステム１１００は、処理のために、メモリ１１０３内に着信通信を記憶し得る。コンピュータシステム１１００は、同様に、メモリ１１０３内に、１つ以上のパケットの形態において、発信通信（例えば、他のデバイスへの要求または応答）を記憶し、ネットワークインターフェース１１２０から、ネットワーク１１３０に通信され得る。プロセッサ１１０１は、処理のために、メモリ１１０３内に記憶されたこれらの通信パケットにアクセスし得る。

【0070】

ネットワークインターフェース１１２０の実施例として、ネットワークインターフェースカード、モデム、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク１１３０またはネットワークセグメント１１３０の実施例として、広域ネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット、企業ネットワーク）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、オフィス、建物、キャンパス、または他の比較的に小さい地理的空間に関連付けられたネットワーク）、電話回線、２つのコンピューティングデバイス間の直接接続、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ネットワーク、例えば、ネットワーク１１３０は、有線および／または無線モードの通信を採用し得る。一般に、任意のネットワークトポロジが使用され得る。

【0071】

情報およびデータは、ディスプレイ１１３２を通して、表示されることができる。ディスプレイ１１３２の実施例として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機液晶ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。ディスプレイ１１３２は、バス１１４０を介して、プロセッサ１１０１、メモリ１１０３、および固定記憶装置１１０８、ならびに他のデバイス、例えば、入力デバイス１１３３とインターフェースをとることができる。ディスプレイ１１３２は、ビデオインターフェース１１２２を介して、バス１１４０にリンクされ、ディスプレイ１１３２とバス１１４０との間のデータの転送は、グラフィック制御１１２１を介して、制御されることができる。

【0072】

ディスプレイ１１３２に加え、コンピュータシステム１１００は、限定されないが、オーディオスピーカ、プリンタ、および任意のそれらの組み合わせを含む、１つ以上の他の周辺出力デバイス１１３４を含み得る。そのような周辺出力デバイスは、出力インターフェース１１２４を介して、バス１１４０に接続され得る。出力インターフェース１１２４の実施例として、シリアルポート、パラレル接続、ＵＳＢポート、ＦＩＲＥＷＩＲＥポート、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴポート、および任意のそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。

【0073】

加えて、または代替として、コンピュータシステム１１００は、ソフトウェアの代わりに、またはそれとともに、本明細書に説明または図示される、１つ以上のプロセスまたは１つ以上のプロセスの１つ以上のステップを実行するように動作し得る、回路内に配線される、または別様に具現化される、論理の結果として、機能性を提供し得る。本開示におけるソフトウェアの参照は、論理を包含し得、論理の参照は、ソフトウェアを包含し得る。さらに、コンピュータ可読媒体の参照は、必要に応じて、実行のためのソフトウェアを記憶する回路（例えば、ＩＣ）、実行のための論理を具現化する回路、または両方を包含し得る。本開示は、ハードウェア、ソフトウェア、または両方の任意の好適な組み合わせを包含する。

【0074】

結論として、本発明は、とりわけ、遠隔プラズマ源内で容量結合されたプラズマを持続させるための方法、システム、および装置を提供する。当業者は、多数の変形例および代用が、実質的に、本明細書に説明される実施形態によって達成されるものと同じ結果を達成するために、本発明、その使用、ならびに構成において行われてもよいことを容易に認識することができる。故に、本発明を開示される例示的形態に限定する意図はない。多くの変形例、修正、および代替構造は、開示される発明の範囲および精神内にある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】