特許 6595989 取り外し可能なインターフェイスを有する誘電体導管アセンブリを使用したプラズマ発生システム及び関連するアセンブリの取り付け方法

(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】6595989

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】取り外し可能なインターフェイスを有する誘電体導管アセンブリを使用したプラズマ発生システム及び関連するアセンブリの取り付け方法

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20191010BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALN20191010BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 L

   !H01L21/302 101C

【請求項の数】15

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-528021(P2016-528021)

(86)(22)【出願日】2014年10月27日

(65)【公表番号】特表2017-503307(P2017-503307A)

(43)【公表日】2017年1月26日

(86)【国際出願番号】US2014062448

(87)【国際公開番号】WO2015073198

(87)【国際公開日】20150521

【審査請求日】2017年10月25日

(31)【優先権主張番号】61/905,722

(32)【優先日】2013年11月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/246,419

(32)【優先日】2014年4月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】ング シウ タング

(72)【発明者】

【氏名】リー チャンフン

(72)【発明者】

【氏名】ダオ フウトリ

(72)【発明者】

【氏名】コトレアール ロベルト セサール

【審査官】 大門 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２１８４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００２３５８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１４９２２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０２０３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０８９０６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２６０９７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１６５５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４９４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４１８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５０６８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１２５２８６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｈ０５Ｈ １／４６、

Ｈ０５Ｈ １／２６、１／４４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部チャンバ、入力ポート、及び出力ポートを形成するエンクロージャ本体と、
内部チャンバ内に配置され、エンクロージャ本体の内側表面にライナーを形成する誘電体導管アセンブリであって、誘電体導管アセンブリは、
入力ポートに隣接する第１通路を囲み、内部チャンバから取り外し可能な第１交差導管セグメントと、
出力ポートに隣接する第２通路を囲み、内部チャンバから取り外し可能な第２交差導管セグメントと、
第２交差導管セグメントから末端部まで延びる少なくとも２つの平行導管セグメントであって、各平行導管セグメントは、第２通路と連通する内側空間を取り囲み、第１交差導管セグメントは、平行導管セグメントの末端部を受け入れるための少なくとも２つの開口部を有する少なくとも２つの平行導管セグメントとを含む誘電体導管アセンブリとを含むプラズマ発生システム。

【請求項2】

第１交差導管セグメント、第２交差導管セグメント、及び少なくとも２つの平行導管セグメントは、石英を含む材料を含み、エンクロージャ本体は、アルミニウムを含む材料で形成される、請求項１記載のプラズマ発生システム。

【請求項3】

エンクロージャ本体の入力ポートは、前駆体ガスを通す通路を含む取り外し可能な入力プラグを受け入れ、入力ポートは、それを通して第１交差導管セグメントの挿入及び除去を可能にする寸法を含む、請求項１記載のプラズマ発生システム。

【請求項4】

第１交差導管セグメントの幅と、少なくとも２つの平行導管セグメントのそれぞれの幅は、同じ大きさ又は実質的に同じ大きさである、請求項１記載のプラズマ発生システム。

【請求項5】

第１交差導管セグメントの少なくとも２つの開口部の各々は、複数の第１表面によって形成され、複数の表面は、第１交差導管セグメントの長手軸に対して傾斜した２つの第１の同一平面上の表面を含む、請求項１記載のプラズマ発生システム。

【請求項6】

平行導管セグメントの末端部の各々は、複数の第２表面によって形成され、複数の第２表面は、少なくとも２つの平行導管セグメントの長手軸に対して傾斜した２つの相補的な同一平面上の表面を含み、
２つの相補的な同一平面上の表面は、２つの第１の同一平面上の表面を支持するように構成される、請求項５記載のプラズマ発生システム。

【請求項7】

平行導管セグメントの末端部の各々の複数の第２表面は、２つの相補的な同一平面上の表面を接続する２つの成形内側表面を含み、２つの成形内側表面は、２つの相補的な同一平面上の表面が、２つの第１の同一平面上の表面を支持するとき、第１交差導管セグメントの内面の形状に追従するように配置される、請求項６記載のプラズマ発生システム。

【請求項8】

複数の第１表面は、２つの第１の内側表面を更に含み、２つの第１の内側表面は、２つの第１の同一平面上の表面の端部を接続し、２つの相補的な同一平面上の表面が２つの第１の同一平面上の表面を支持するとき、少なくとも２つの平行導管セグメントのそれぞれ１つの外面の形状に追従するように配置され、
少なくとも２つの平行導管セグメントのそれぞれ１つの外面の形状は、少なくとも２つの平行導管セグメントのそれぞれ１つの長手軸に対して同心又は略同心である、請求項６記載のプラズマ発生システム。

【請求項9】

第１交差導管セグメントの内面の形状は、第１交差導管セグメントの長手軸に対して同心又は略同心であり、
２つの第１の内側表面の各々は、少なくとも２つの平行導管セグメントのそれぞれの外面の相補的な形状に配置される、請求項７記載のプラズマ発生システム。

【請求項10】

平行導管セグメントの長手軸は、２つの相補的な同一平面上の表面が、２つの第１の同一平面上の表面を支持するとき、第１交差導管セグメントの長手軸と直交又は略直交する、請求項６記載のプラズマ発生システム。

【請求項11】

平行導管セグメントの長手軸は、２つの相補的な同一平面上の表面が、２つの第１の同一平面上の表面を支持するとき、第１交差導管セグメントの長手軸と直交又は略直交する、請求項６記載のプラズマ発生システム。

【請求項12】

第１交差導管セグメントは、少なくとも２つの平行導管セグメントの末端部が、第１交差導管セグメントの少なくとも２つの開口部によって受け入れられるとき、第１交差導管セグメントの長手軸に沿った平行移動が制限される、請求項１記載のプラズマ発生システム。

【請求項13】

リモートプラズマ源に誘電体導管アセンブリを取り付ける方法であって、
リモートプラズマ源のエンクロージャ本体を提供する工程であって、エンクロージャ本体は、内部チャンバ、入力ポート、及び出力ポートを形成する工程と、
誘電体導管アセンブリを内部チャンバに挿入し、エンクロージャ本体の内側表面にライナーを形成する工程であって、誘電体導管アセンブリは、
第１通路を囲む第１交差導管セグメントと、
第２通路を囲む第２交差導管セグメントと、
第２交差導管セグメントから末端部まで延びる少なくとも２つの平行導管セグメントであって、各平行導管セグメントは、第２通路と連通する内側空間を取り囲み、第１交差導管セグメントは、平行導管セグメントの末端部を受け入れるための少なくとも２つの開口部を有する少なくとも２つの平行導管セグメントとを含む工程とを含む方法。

【請求項14】

入力ポートを介してエンクロージャ本体の内部チャンバ内に誘電体導管アセンブリの第１交差導管セグメントを挿入する工程を含む、請求項１３記載の方法。

【請求項15】

第２交差導管セグメントを挿入し、出力ポートを介して内部チャンバ内に少なくとも２つの平行導管セグメントを挿入する工程と、
第１交差導管セグメントの少なくとも２つの開口部内に平行導管セグメントの末端部を受け入れる工程とを含む、請求項１３記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景】

【0001】

（分野）
本発明の実施形態は、概して、基板のプラズマ処理のための方法及び装置に関し、より具体的には、基板をエッチングするための方法及び装置に関する。

【0002】

（関連技術の説明）
プラズマ発生源内で生成されたプラズマは、半導体構造体の薄層を汚染する可能性のある粒子を生成する内部表面と接触する可能性がある。粒子を除去する１つのアプローチは、粒子生成面が比較的無い誘電体材料の導管（例えば、石英ライナー）を有する内部表面を一列に並べることである。従来は、ライナーは定期的に交換し、ライナーの交換は、典型的にはライナーの挿入及び除去を可能にするために、当接部分又は欠落部分間にギャップを必要としている。

【0003】

図１Ａ及び１Ｂは、当該技術分野で知られているように、交換可能な石英ライナー１２を使用する例示的なプラズマ発生システム１０の、それぞれ断面図と接近（クローズアップ）断面図である。プラズマ発生システム１０は、例えば、後に図８に示されるようなチャンバ上で使用されるラピッド−Oリモートプラズマソース（Ｒａｐｉｄ−Ｏ Ｒｅｍｏｔｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅ）とすることができる。石英ライナー１２は、エンクロージャ通路２０を形成する少なくとも１つのエンクロージャアセンブリ１４を有するエンクロージャ本体１６を含むエンクロージャアセンブリ１４内に配置することができる。エンクロージャ通路２０は、少なくとも１つの前駆体ガス２４を受け入れる入力通路２２と、前駆体ガス２４から生成されたプラズマ２８を排出する出力通路２６を含む。プラズマ２８は、エンクロージャ通路２０の通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ内で前駆体ガス２４から生成することができる。通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ内で前駆体ガス２４にエネルギーを加え、プラズマ２８を生成するエネルギー源３２Ａ、３２Ｂに近接する。

【0004】

エンクロージャ通路２０は、他のセグメントを含む。前駆体ガス２４は、入力通路２２から、プラズマ２８が生成される通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂまでのエンクロージャ通路２０の入力通路セグメント３４を介して移動する。通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ内で生成されたプラズマ２８は、出力通路セグメント３６を介して出力通路２６に送出される。このように、エンクロージャ通路２０の通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂは、出力通路２６を介してプラズマ２８を供給するように連続的に動作させることができる。

【0005】

微粒子は、エンクロージャ本体１６の内部エンクロージャ表面１８に接触するプラズマ２８によって生成される可能性がある。微粒子の生成を最小限にするために、石英ライナー１２がエンクロージャの通路２０内に配置され、これによって通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ及び出力通路セグメント３６で内部エンクロージャ表面１８の部分から離れてプラズマ２８を導く。ライナーセグメントの除去は、ライナー間に小さなギャップを必要とし、内部エンクロージャ表面１８の浸食が小さなギャップで加速されるので、入力通路セグメント３４での内部エンクロージャ表面１８は、石英ライナー１２に欠いている。

【0006】

通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ及び出力通路セグメント３６をより良好に保護するために、石英ライナー１２は、エンクロージャ本体１６内に簡単に設置するために、交差セグメント４０に接続された通電ライナーセグメント３８Ａ、３８Ｂを含む一体として形成することができる。通電ライナーセグメント３８Ａ、３８Ｂは、通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ内に滑り込み、エンクロージャ通路２０内に石英ライナー１２を配置するエンクロージャ本体１６の位置決めスリーブ４２Ａ、４２Ｂとインターフェイス接続することができる。石英ライナー１２の通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂは、出力通路セグメント３６から入力通路セグメント３４にほぼ到達する末端部４４Ａ、４４Ｂまで単に従来的に延びるように配置される。末端部４４Ａ、４４Ｂは、入力通路セグメント３４から通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ内に少なくとも１つの前駆体ガス２４をより良好に導くために、傾斜面４６Ａ、４６Ｂを含むことができる。このように、石英ライナー１２の効率的な設置及び除去を可能にすることによって容易なメンテナンスを提供するように、石英ライナー１２は、設置され、エンクロージャ通路２０から除去されることができ、プラズマ２８の連続的な供給を提供する。

【0007】

しかしながら、石英ライナー１２のセグメント間に小さなギャップが存在しないにも関わらず、位置決めスリーブ４２Ａ、４２Ｂ近くの内部エンクロージャ表面１８の選択された部分４８Ａ、４８Ｂを攻撃して微粒子５０（図１Ｂ）を引き起こすいくつかのケースで、プラズマ２８が発見された。微粒子５０は、通電ライナーセグメント３８Ａ、３８Ｂ内へ落ち、そこでそれらはその後、出力通路２６へと更に移動し、欠陥を引き起こす汚染を出力通路２６の下流に引き起こす可能性がある。図１Ｃは、位置決めスリーブ４２Ｂの部分４８Ｂの上面斜視図であり、図２は、そこから生成される可能性のある二百（２００）ナノメートルの幅を有する例示的な微粒子５０である。必要とされるものは、プラズマ２８から内部エンクロージャ表面１８を保護するためのより良好なアプローチである。装置及び／又は方法は、メンテナンスの容易さを提供し、微粒子５０の生成される確率を減少させるべきである。装置及び／又は方法はまた、生成される微粒子５０のいずれかが、プラズマ発生システム１０からプラズマと共に発生する確率を低下させるべきである。

【0008】

１つのアプローチは、入力通路セグメント３４、通電通路セグメント３０Ａ、３０Ｂ、及び出力通路セグメント３６を、一体型の取り外しできないライナーで保護することである。このように、一体型の取り外しできないライナーはもはや使用不能である場合、プラズマ発生システム１０の所有者は、プラズマ発生システム１０を交換する必要があるだろう。このアプローチは、ほとんどの場合、極めて高価である。したがって、更に必要とされることは、プラズマ発生装置１０のメンテナンス及び関連する分解を可能にするための手頃なアプローチである。

【概要】

【0009】

本明細書に開示された実施形態は、取り外し可能なライナーセグメント間にギャップを残さない取り外し可能なインターフェイスを有する誘電体導管アセンブリを使用したプラズマ発生源及び関連するアセンブリ及び方法を含む。プラズマ発生源（ＰＧＳ）は、プラズマの生成のための前駆体ガスをそれぞれ受け入れ、プラズマを排出するために、入力及び出力ポートを有する内部チャンバを形成する内部表面を有するエンクロージャ本体を含む。誘電体導管アセンブリは、微粒子を生成する可能性のある内部表面から離れてガス及びプラズマを導くことができる。誘電体導管アセンブリは、第１及び第２交差導管セグメントを含む。誘電体導管アセンブリは、プラズマ発生が起こる平行導管セグメントを更に含む。平行導管セグメントは、第２交差導管セグメントから、第１交差導管セグメントの第１交差導管インターフェイスと取り外し可能に整列した末端部まで延びる。このように、誘電体導管アセンブリは容易に修理され、出力ポートから離れた微粒子の生成を削減し、抑制する。

【0010】

一実施形態では、プラズマ発生源が開示される。プラズマ発生源は、内部チャンバを形成する複数の内部表面を有するエンクロージャ本体と、少なくとも１つの前駆体ガスを受け入れるための入力ポートと、プラズマを排出する出力ポートとを含むエンクロージャアセンブリを含む。プラズマ発生源は、内部チャンバ内に配置された誘電体導管アセンブリを含む。誘電体導管アセンブリは、入力ポートと連通する第１通路を囲む第１交差導管セグメントを含む。誘電体導管アセンブリはまた、出力ポートと連通する第２通路を囲む第２交差導管セグメントを含む。誘電体導管アセンブリはまた、第２交差導管セグメントと統合され、末端部まで延びる少なくとも２つの平行導管セグメントを含む。複数の平行導管セグメントは、前駆体ガスからプラズマが生成される内側空間を囲む。内側空間は、第２通路と連通する。第１交差導管セグメントは更に、複数の第１交差導管アライメントインターフェイスを含み、これによって第１交差導管セグメントを複数の平行導管セグメントと取り外し可能に整列させ、誘電体導管アセンブリ内にギャップ無しに内側空間と連通して第１通路を配置する。このように、誘電体導管アセンブリは、効率的な組み立て及び分解を可能にし、汚染粒子が生成される機会を減少させることによって、容易に修理することができる。

【0011】

別の一実施形態では、リモートプラズマ源内に誘電体導管アセンブリを取り付ける方法が開示される。本方法は、リモートプラズマ源のエンクロージャ本体を提供する工程を含むことができる。エンクロージャ本体は、内部チャンバ、入力ポート、及び出力ポートと共に形成することができる。本方法はまた、誘電体導管アセンブリを提供する工程を含むことができる。誘電体導管アセンブリは、第１通路を囲む第１交差導管セグメントを含むことができる。誘電体導管アセンブリはまた、第２通路を囲む第２交差導管セグメントを含むことができる。誘電体導管アセンブリは更に、第２交差導管セグメントと一体であり、末端部まで延びる少なくとも２つの平行導管セグメントを含むことができる。各平行導管セグメントは、第２通路と連通する内側空間を取り囲むことができる。第１交差導管セグメントは、誘電体導管アセンブリ内にギャップ無しで平行導管セグメントの末端部を受け入れるための少なくとも２つの開口部を有することができる。このように、誘電体導管アセンブリは、エンクロージャの本体内に設置され、低汚染プラズマを提供することができる。

【0012】

追加の構成及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部はその説明から当業者には容易に明らかとなり、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含む本明細書に記載されるような実施形態を実施することによって認識されるであろう。

【0013】

上記の一般的説明及び以下の本実施形態の詳細な説明の両方は、開示の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みを提供することを意図していることが理解されるべきである。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、本明細書中に組み込まれ、本明細書の一部を構成している。図面は、様々な実施形態を図示し、説明と共に開示された概念の原理及び動作を説明するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【0014】

本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明の実施形態のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。

【図1A】〜

【図1B】エンクロージャアセンブリ内において当該技術分野で知られているような従来の石英ライナーを用いた従来の典型的なプラズマ発生システムの、エンクロージャを形成する内部エンクロージャ表面を含むエンクロージャアセンブリの、それぞれ断面図及び接近断面図であり、エンクロージャアセンブリは、少なくとも１つの前駆体ガスを石英ライナーに送出するエンクロージャ通路（複数のエンクロージャ通路）を形成する内部エンクロージャ表面を含む。

【図1C】当該技術分野で知られているような、エンクロージャ通路の一部上に配置された浸食領域を有する平行な通路の１つにつながる図１Ａの従来のプラズマ発生システムのエンクロージャ通路の一部の上面斜視部分接近図である。

【図2】当該技術分野で知られているような、前駆体ガス及び／又はプラズマへの曝露後の浸食領域の形成時に、図１Ａの内部エンクロージャ表面から発生する典型的なサブミクロン粒子である。

【図3A】〜

【図3D】メンテナンスを容易にするために誘電体導管アセンブリを容易に着脱可能にしながら、プラズマ発生源内で粒子生成を低減させるために第１交差導管セグメントを複数の平行導管セグメントと揃えるための複数の第１交差導管インターフェイスを含む例示的な誘電体導管アセンブリを含むプラズマ発生源の例示的な実施形態の、それぞれ正面図、左側面断面図、上面斜視断面図、及び接近左側面断面図である。

【図4A】〜

【図4I】メンテナンスの容易さとリモートプラズマ源内での粒子生成の低減を提供するために、第１交差導管セグメント、複数の平行導管セグメント、及び第２交差導管セグメントを含む図３Ｂの誘電体導管アセンブリの、それぞれ斜視図、左側面図、正面図、背面図、背面断面図、上面図、底面図、右側面断面図、及び右側面分解図である。

【図5】メンテナンスの容易さの一側面を促進させるリモートプラズマ源のエンクロージャ本体内に誘電体導管アセンブリを設置するための例示的な方法のフローチャートである。

【図6】第１交差導管セグメントをエンクロージャ本体内に着脱可能にするために、エンクロージャ本体の入力ポートから取り外し可能とすることができる取り外し可能なプラグを含む誘電体導管アセンブリのメンテナンスの容易さの一側面を示すアセンブリのエンクロージャ本体内に設置される誘電体導管アセンブリを示す図３Ｂのプラズマ発生システムの分解左側面断面図である。

【図7】第２交差導管セグメント及び複数の平行導管セグメント及び第２交差導管セグメントを着脱可能にするために、エンクロージャ本体の出力ポートから取り外し可能とすることができる取り外し可能な出力プラグを示す図６のエンクロージャアセンブリの底面図である。

【図8】図３Ｂに示されるプラズマ発生源を含む例示的なエッチングシステム及びプラズマ生成システムの一例示的設置を示す例示的なリアクタの概略図である。

【図9A】図１Ａの従来のプラズマ源によって提供される結果に対する、図３Ｂに示されたリモートプラズマ源用に改良されたアッシングレートを示すＯ_２／Ｎ_２プラズマ組成でのチャンバ圧力に対するアッシングレートのプロセス図である。

【図9B】図１Ａの従来のプラズマ源によって提供される結果に対する、図３Ｂに示されたリモートプラズマ源用に改良された均一性を示すＯ_２／Ｎ_２プラズマ組成でのチャンバ圧力に対する均一性のプロセス図である。

【図10A】図１Ａの従来のプラズマ源によって提供される結果に対する、図３Ｂに示されたリモートプラズマ源用に改良されたアッシングレートを示すＨ_２Ｏプラズマ組成でのチャンバ圧力に対するアッシングレートのプロセス図である。

【図10B】図１Ａの従来のプラズマ源によって提供される結果に対する、図３Ｂに示されたリモートプラズマ源用に改良された均一性を示すＨ_２Ｏプラズマ組成でのチャンバ圧力に対する均一性のプロセス図である。

【図11A】〜

【図11B】それぞれ６５６ナノメートルの波長及び７７７ナノメートルの波長を用いたものを使用して、点火（Ｉ）、パッシベーション（ＩＩ）、第１剥離（ＩＩＩ）、及び第２剥離（ＩＶ）のフェーズを通した長時間の光学発光分光（ＯＥＳ）強度結果を示すプロセスチャートである。

【図12】〜

【図14】パッシベーションフェーズ、第１剥離フェーズ、及び第２剥離フェーズ中に生成されるプラズマのＯＥＳ発光スペクトルをそれぞれ示すプロセス図であり、誘電体導管アセンブリを用いて図３Ｂのリモートプラズマ源によって生成されるプラズマにより提供される汚染の可能性を示すＯＥＳの発光ピークは、図１Ａの従来のリモートプラズマ源によって提供ＯＥＳ発光スペクトルのピークよりも低い汚染を含むように見えることを示す。

【詳細な説明】

【0015】

ここで実施形態への参照が詳細に行われ、それらの例が添付の図面内に示される。添付の図面内には、いくつかの実施形態が示されているが、全ての実施形態が示されているわけではない。実際、コンセプトは、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書において限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。可能な限り、同種の参照番号が、同種のコンポーネント又は部品を参照するために用いられる。

【0016】

本明細書に開示された実施形態は、取り外し可能なインターフェイスを有する誘電体導管アセンブリを用いたプラズマ発生源及び関連するアセンブリ及び方法を含む。プラズマ発生源（ＰＧＳ）は、プラズマの生成のための前駆体ガスをそれぞれ受け入れ、プラズマを排出するために、入力及び出力ポートを有する内部チャンバを形成する内部表面を有するエンクロージャ本体を含む。誘電体導管アセンブリは、微粒子を生成する可能性のある内部表面から離れてガス及びプラズマを導くことができる。誘電体導管アセンブリは、第１及び第２交差導管セグメントを含む。誘電体導管アセンブリは、プラズマ発生が起こる平行導管セグメントを更に含む。平行導管セグメントは、第２交差導管セグメントと一体であり、誘電体導管アセンブリ内でギャップ無しに第１交差導管セグメントの第１交差導管インターフェイスと取り外し可能に整列した末端部まで延びる。このように、誘電体導管アセンブリは容易に修理され、出力ポートから離れた微粒子の生成を削減し、抑制する。

【0017】

図３Ａ及び３Ｂは、少なくとも１つの前駆体ガス２０４からプラズマ２０２を発生させるためのリモートプラズマ源２００の例示的な実施形態の、それぞれ正面図及び左側面断面図である。リモートプラズマ源２００は、ライナーセグメント間にギャップ無しに容易に組み立てることができ、メンテナンスのためにリモートプラズマ源２００から容易に分解することができる、典型的な誘電体導管アセンブリ２０６を含む。本開示の組織に関しては、リモートプラズマ源２００は、リモートプラズマ源２００内での誘電体導管アセンブリ２０６の動作を示すために、最初に図３Ａ〜３Ｄを参照して説明される。次に、誘電体導管アセンブリ２０６の詳細が、図４Ａ〜４Ｉに対して説明される。誘電体導管アセンブリ２０６の組立及び分解の方法は、図５〜７に対して説明される。次に、リアクタ３００の一部としてのリモートプラズマ源２００の例示的な設置が、図８に関して説明される。最後に、リモートプラズマ源２００を有するリアクタ３００の性能結果が、図９Ａ〜１４に関して説明される。

【0018】

前駆体ガス２０４は、プラズマ２０２に転換されることができ、その後排出されることができるという意味で、図３Ａ及び３Ｂのリモートプラズマ源２００は、図１Ａ及び１Ｂの従来のプラズマ発生システム１０と機能的に類似している可能性があることは、明確にするために留意すべきである。リモートプラズマ源２００の誘電体導管アセンブリ２０６に関連して、多くの相違点を容易に観察できることに留意すべきである。しかしながら、リモートプラズマ源２００の異なる構成の完全な説明は、徹底のために本明細書内で以下に提供される。

【0019】

引き続き図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、リモートプラズマ源２００は、内部チャンバ２１６を形成する複数の内部表面２１４を有するエンクロージャ本体２１２を含むエンクロージャアセンブリ２１０を含む。エンクロージャ本体２１２は、少なくとも１つの前駆体ガス２０４が内部でプラズマ２０２に転換されることができる内部チャンバ２１６を提供する。プラズマ２０２の高いエネルギーと、汚染原因微粒子５０を最小化する要望のため、エンクロージャ本体２１２は、高温及び粒子生成に耐性を示す高強度材料（例えば、ステンレス鋼又はアルミニウム）を含むことができる。このように、プラズマ２０２を生成するためにエンクロージャ本体２１２内で前駆体ガス２０４にエネルギー２１８が追加されるので、生成されるプラズマ２０２は、粒子生成を最小限に抑えながら、エンクロージャ本体２１２内で安全に含まれることができる。

【0020】

エンクロージャ本体２１２はまた、前駆体ガス２０４を受け入れるための入力ポート２２０を含む。入力ポート２２０は、エンクロージャ本体２１２内への制御された通路であり、ガス源（図示せず）、例えば、ガスパネルから、前駆体ガス２０４を送出するガス供給装置（図示せず）とインターフェイス接続することができる。前駆体ガス２０４は、１以上の成分（例えば、酸素（Ｏ_２）、窒素（Ｎ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、アンモニア（ＮＨ_３）、フッ素含有ガス、ヘリウム他）を含むことができる。前駆体ガス２０４が、入力ポート２２０を通って内部チャンバ２１６内に移動すると、前駆体ガス２０４は、プラズマ２０２に転換されるためのエネルギーを受け取ることが可能となる。

【0021】

引き続き図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、エンクロージャ本体２１２はまた、プラズマ２０２を排出する出力ポート２２２を含む。出力ポート２２２は、内部チャンバ２１６の外部につながる別の制御された通路であり、（例えば、（図８で後述される）リアクタ３００の一部のような）プラズマ消費機器とインターフェイス接続することができる。前駆体ガス２０４で生成することができる様々なタイプのプラズマ２０２の高いエネルギーと浸食の潜在性のため、出力ポート２２２は、潜在的に下流のワークピース（例えば、プラズマ２０２に曝露されるシリコンウェハ）を汚染する可能性のある微粒子無しに、プラズマ２０２が内部チャンバ２１６から離れることを安全に可能にしなければならない。

【0022】

簡単に前述したように、プラズマ２０２は、内部チャンバ２１６内で前駆体ガス２０４にエネルギーを加えることによって、内部チャンバ２１６内で生成される。１以上のエネルギー源２２４（Ａ）、２２４（Ｂ）は、プラズマ２０２を生成するために、前駆体ガス２０４にエネルギー２１８を加えるように使用することができる。エネルギー源２２４（Ａ）、２２４（Ｂ）は、前駆体ガス２０４を含む内部チャンバ２１６の１以上の励起部分２２６（Ａ）、２２６（Ｂ）に近接及び／又は取り囲むことができる。このように、エネルギーは、前駆体ガス２０４により容易に伝達することができ、これによって励起部分２２６（Ａ）、２２６（Ｂ）内でプラズマを生成する。図３Ａ〜３Ｄに示される例示的な実施形態では、２つのエネルギー源２２４（Ａ）、２２４（Ｂ）は、例えば、高周波（ＲＦ）エネルギーとすることができるエネルギー２１８を提供するように構成されたフェライトコアとすることができる。

【0023】

エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４に対して非常に浸食性のある可能性のあるプラズマを含む多くのタイプのプラズマ２０２を生成する柔軟性を有するために、リモートプラズマ源２００はまた、誘電体導管アセンブリ２０６を含む。誘電体導管アセンブリ２０６は、内部チャンバ２１６内に配置され、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４との接触から離れて前駆体ガス２０４を導くことができる。誘電体導管アセンブリ２０６は、耐高温性及び誘電特性を有する少なくとも１つの材料（例えば、プラズマ２０２の様々な種類の浸食作用に対して非常に耐性のある石英及び／又はイットリア）を含むことができる。

【0024】

誘電体導管アセンブリ２０６は、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４とインターフェイス接続することによって、エンクロージャ本体２１２内に配置することができる。誘電体導管アセンブリ２０６は、内部表面２１４と当接部２２８を作ることによって配置することができる。エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４は、１以上の位置決めスリーブ２３０（Ａ）、２３０（Ｂ）を含むことができ、それはまた誘電体導管アセンブリ２０６が当接部２１４を上に形成できる内部表面２１４の一部に貢献する。誘電体導管アセンブリ２０６は、損傷（例えば、（特に、室温と動作温度の間の熱サイクル中に）内部表面２１４が誘電体導管アセンブリ２０６に対してあまりにも近くに当接している場合の亀裂）を受けやすい可能性がある。したがって、内部表面２１４の少なくとも１つの表面２１５は、エンクロージャ本体２１２内で誘電体導管アセンブリ２０６がそれ自体をより容易に整列させることを可能にし、動作中の誘電体導管アセンブリ２０６への損傷を防止する追加のクリアランスを提供するために、誘電体導管アセンブリ２０６と当接部２２８がないことが可能である。

【0025】

引き続き図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、誘電体導管アセンブリ２０６は、第１交差導管セグメント２３２と、２つの一体平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）を有する第２交差導管セグメント２３４とを含む。複数の取り外し可能なセグメントを含む誘電体導管アセンブリ２０６を有することにより、誘電体導管アセンブリ２０６は、エンクロージャ本体２１２内で、より容易に取り外し・再設置することができ、これによってプラズマ２０２及び前駆体ガス２０４からの内部表面２１４の追加的な保護を提供しながら、便利なサービスを可能にする。実際、リモートプラズマ源２００と、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４は、プラズマ２０２及び前駆体ガス２０４への曝露の結果として、動作時に浸食及び／又は汚染に見舞われる可能性がある。このように、セグメントを含む誘電体導管アセンブリ２０６の部品は、浸食及び／又は汚染問題のためもはや使用可能な状態にはない可能性があり、交換される、又はさもなければ、大掛かりな修理を必要としない１以上の別のセグメントを再利用可能としながら、効率よく修理がなされるかもしれない。

【0026】

ここまで、エンクロージャ本体２１２内の誘電体導管アセンブリ２０６の一般的で全体的な動作を紹介してきたが、誘電体導管アセンブリ２０６のセグメントのそれぞれの寄与を順次説明する。

【0027】

第１交差導管セグメント２３２は、エンクロージャ本体２１２の内部チャンバ２１６内に配置することができ、第１交差導管セグメント２３２は、入力ポート２２０と連通する第１通路２３８を囲む。第１交差導管セグメント２３２は、第１通路２３８を形成する第１内面２４０を含むことができる。このように、第１交差導管セグメント２３２は、前駆体ガス２０４とエンクロージャ本体２１２の内部表面２１４との間に配置されるように構成することができ、前駆体ガス２０４を内部表面２１４から離れて導くことができる。第１交差導管セグメント２３２は、プラズマ２０２を生成するために前駆体ガス２０４をエネルギー２１８に曝露させることができる複数の平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）と連通することができる。平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）と第１交差導管セグメント２３２との間のインターフェイスの詳細は、誘電体導管アセンブリ２０６の他のセグメントを紹介した後に、図３Ｃ及び図３Ｄを参照して詳細を後述する。

【0028】

図３Ａ及び図３Ｂを続けて参照すると、第２交差導管セグメント２３４はまた、エンクロージャ本体２１２の内部チャンバ２１６内に配置することができ、第２交差導管セグメント２３４は、出力ポート２２２と連通する第２通路２４２を囲む。第２交差導管セグメント２３４は、第２通路２４２から出力ポート２２２へのプラズマ２０２の通過を可能にする出力オリフィス２２１を含むことができることに留意すべきである。第２交差導管セグメント２３４は、第２通路２４２を形成する第２内面２４４を含むことができる。このように、第２交差導管セグメント２３４は、プラズマ２０２とエンクロージャ本体２１２の内部表面２１４との間に配置され、プラズマ２０２を内部表面２１４から離れて導くように構成することができる。第２交差導管セグメント２３４は、プラズマ２０２を生成することができる複数の平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）と連通することができる。

【0029】

複数の平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、エンクロージャ本体２１２の内部チャンバ２１６内に配置することができ、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、第１通路２３８及び第２通路２４２の両方と連通する内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）を囲む。平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、それぞれ、第２交差導管セグメント２３４から末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）まで延び、これによって第１交差導管セグメント２３２の第１通路２３８からの前駆体ガス２０４を取り外し可能なインターフェイス２４７（Ａ）、２４７（Ｂ）で受け取ることができる。第１交差導管セグメント２３２は、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）を取り外し可能に受け入れるための少なくとも２つの開口部２４３（Ａ）、２４３（Ｂ）を含む。対照的に、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、プラズマ２０２が平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）を出て、第２交差導管セグメント２３４の第２通路２４２に入るとき、内部表面２１４からプラズマ２０２をより良好に分離するために、第２交差導管セグメント２３４と一体とすることができる。第２交差導管セグメント２３４と一体の平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）を有する別の利点は、リモートプラズマ源２００のいくつかの鉛直方向の向きが与えられた場合、位置決めスリーブ２３０（Ａ）、２３０（Ｂ）と平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）との間で生成される微粒子５０は、第２通路２４２に入る可能性が低いかもしれないことである。このように、内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）は、第１通路２３８から前駆体ガス２０４を受け取り、内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）内で生成されたプラズマ２０２を第２通路２４２へ送ることができる。

【0030】

更に、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）を形成する第３内面２４８（Ａ）、２４８（Ｂ）を含むことができる。このように、内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）は、プラズマ２０２と、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４との間に配置され、プラズマ２０２を内部表面２１４から離れて導くように構成することができる。図３Ｂに示される例示的な実施形態は、量が二つ（２）の平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）を示すが、他の実施形態（図示せず）では、二つ（２）を超えることも可能である。

【0031】

図３Ｃ及び図３Ｄは、エンクロージャ本体２１２内で誘電体導管アセンブリ２０６の容易な組立及び分解を促進するための、誘電体導管アセンブリ２０６の取り外し可能なインターフェイス２４７（Ａ）、２４７（Ｂ）を示す。この点で、第１交差導管セグメント２３２は、第１交差導管セグメント２３２の複数の開口部２４３（Ａ）、２４３（Ｂ）をそれぞれ形成する複数の第１表面２４９（Ａ）、２４９（Ｂ）を更に含む。複数の第１表面２４９（Ａ）、２４９（Ｂ）のそれぞれは、第１交差導管セグメント２３２の長手軸Ａ_１と平行又は略平行な２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂを含む。このように、２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂは、取り外し可能なインターフェイスを形成するように構成することができる。

【0032】

平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）は、第１交差導管セグメント２３２を支持し、取り外し可能なインターフェイスを形成するように使用することができる。具体的には、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）の各々は、複数の第２表面２５２（Ａ）、２５２（Ｂ）によって形成することができる。第２表面２５２（Ａ）、２５２（Ｂ）の各々は、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の各々の長手軸Ａ_３（Ａ）、Ａ_３（Ｂ）のそれぞれに対して傾斜した２つの第２の同一平面上の表面２５４（Ａ）、２５４（Ｂ）を含む。このように、２つの第２の同一平面上の表面２５４Ａ、２５４Ｂは、第１交差導管セグメント２３２を支持するために、第１交差導管セグメント２３２の２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂに当接するように使用することができる。

【0033】

更に、続けて図３Ｃ及び図３Ｄを参照すると、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の第２表面２５２（Ａ）、２５２（Ｂ）の各々は、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の内側空間２５６（Ａ）、２４６（Ｂ）への前駆体ガス２０４の流れを妨害するのを避けるように配置することができる。この点に関して、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）の各々の第２表面２５２（Ａ）、２５２（Ｂ）は、２つの第２の同一平面上の表面２５４Ａ、２５４Ｂを接続する２つの成形内側表面２５６Ａ、２５６Ｂを更に含むことができる（図４Ｉも参照のこと）。２つの成形内側表面２５６Ａ、２５６Ｂは、２つの第２の同一平面上の表面２５４Ａ、２５４Ｂが２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂを支持するとき、第１の交差導管セグメント２３２の第１の内側表面２４０の形状に追従するように配置することができる。形状は、例えば、円筒のものとすることができる。このように、第１交差導管セグメント２３２の第１通路２３８内の前駆体ガス２０４の流れは、妨害を無くすことができる。

【0034】

更に、第１交差導管セグメント２３２の第１表面２４９（Ａ）、２４９（Ｂ）の各々は、内部表面２１４に損傷を与え、微粒子５０を生成する可能性のあるプラズマ２０２及び／又は前駆体ガス２０４への内部表面２１４の曝露を低減するように配置することができる。この点で、第１表面２４９（Ａ）、２４９（Ｂ）の各々は、２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂの端部を接続することができ、２つの第２の同一平面上の表面２５４Ａ、２５４Ｂが２つの第１の同一平面上の表面２５０Ａ、２５０Ｂを支持するとき、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）のそれぞれの外部表面２６０（Ａ）、２６０（Ｂ）の形状に追従するように配置することができる。ギャップ２６２（Ａ）、２６２（Ｂ）は、２つの第１の内側表面２５８Ａ、２５８Ｂ間に形成することができ、外部表面２６０（Ａ）、２６０（Ｂ）は、最大で、例えば、五百（５００）ミクロンの範囲内とすることができる。このように、第１交差導管セグメント２３２の第１表面２４９（Ａ）、２４９（Ｂ）の各々は、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４に損傷を与え、微粒子５０を生成する可能性のあるプラズマ２０２及び／又は前駆体ガス２０４への内部表面２１４の曝露を低減するように配置することができる。ギャップ２６２（Ａ）、２６２（Ｂ）を鉛直方向で形成することができるならば、エンクロージャ本体２１２の内部表面２１４で生成された微粒子５０がギャップ２６２（Ａ）、２６２（Ｂ）を通って上へと移動し、内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）に入り、汚染を引き起こす可能性を、重力が更に低減させることができる。

【0035】

ここまで、誘電体導管アセンブリ２０６は、リモートプラズマ源２００の機能に関連して紹介されたが、誘電体導管アセンブリ２０６の詳細をここで提供する。この点で、図４Ａ〜図４Ｉは、第１交差導管セグメント２３２、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）、及び第２交差導管セグメント２３４を含む図３Ｂの誘電体導管アセンブリの、それぞれ斜視図、左側面図、正面図、背面図、背面断面図、上面図、底面図、側面断面図、及び分解図である。

【0036】

第１交差導管セグメント２３２は、均一又は略均一な厚さを有する円筒形の形状を含むことができる。このように、第１交差管セグメント２３２は、エンクロージャ本体２１２（図６参照）内に、その長手軸Ａ_１に沿って摺動することができる。第１交差導管セグメント２３２は、第１側２６４から第２側２６６まで第１交差導管セグメント２３２の長手軸Ａ_１に沿って延びることができる。第１側２６４は、エンクロージャ本体２１２の入力ポート２２０から第１通路２３８に前駆体ガス２０４が入るのを可能にするための開口部２６８を含むことができる。第２側２６６は、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）への前駆体ガス２０４の流れを促進し、前駆体ガス２０４及び／又はプラズマ２０２をエンクロージャ本体２１２の内部表面２１４から離れて導くように閉じることができる。

【0037】

引き続き図４Ａ〜４Ｉを参照すると、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、第１交差導管セグメント２３２とインターフェイス接続することができ、これによって平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の長手軸Ａ_３（Ａ）、Ａ_３（Ｂ）はそれぞれ、図４Ｉのθ_３で示されるように、第１交差導管セグメント２３２の長手軸Ａ_１と直交又は略直交することができる。このように、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）間の空間２７０は、エネルギー源２２４（Ａ）、２２４（Ｂ）（図３Ｂ）を効率的に収容するために最大化される。

【0038】

図４Ｉを参照すると、ギャップ２６２（Ａ）、２６２（Ｂ）は、第１交差導管セグメント２３２と、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）との開口部２４３（Ａ）、２４３（Ｂ）での角度関係をそれぞれ変えることによって、調整することができる。この点に関して、第１交差導管セグメント２３２の２つの第１内側表面２５８Ａ、２５８Ｂを位置決めする角度θ_１及びθ_２はそれぞれ、例えば、誘電体導管アセンブリ２０６が取り付けられたときに、長手軸Ａ_３（Ａ）、Ａ_３（Ｂ）から四十五（４５）度とすることができる。更に、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の２つの成形内側表面２５６Ａ、２５６Ｂをそれぞれ測る角度θ_４及びθ_５は、例えば、長手軸Ａ_３（Ａ）、Ａ_３（Ｂ）から百三十五（１３５）度とすることができる。このように、ギャップ２６２（Ａ）、２６２（Ｂ）は最小化され、前駆体ガス２０４及び／又はプラズマ２０２に対してエンクロージャ本体２１２の内部表面２１４を良好に保護することができる。

【0039】

ここまで、誘電体導管アセンブリ２０６の詳細が議論されてきたが、リモートプラズマ源２００のエンクロージャ本体２１２内に誘電体導管アセンブリ２０６を設置するための例示的な方法２７２をここで説明する。この点で、図５は、例示的な方法２７２のフローチャートであり、図６〜図７に対して上述の用語を用いて説明する。

【0040】

この点において、方法２７２は、内部チャンバ２１６、入力ポート２２０、及び出力ポート２２２を形成するエンクロージャ本体２１２を提供する工程を含むことができる（図５の操作２７４Ａ）。方法２７２はまた、誘電体導管アセンブリ２０６を提供する工程を含むことができる（図５の操作２７４Ｂ）。誘電体導管アセンブリ２０６は、第１通路２３８を囲む第１交差導管セグメント２３２を含むことができる。誘電体導管アセンブリ２０６はまた、第２通路２４２を囲む第２交差導管セグメント２３４を含むことができる。誘電体導管アセンブリ２０６はまた、第２交差導管セグメント２３４から末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）まで延びる少なくとも２つの平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）を含むことができる。内側空間２４６（Ａ）、２４６（Ｂ）をそれぞれ囲む平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）は、第２通路２４２と連通するように構成することができる。第１交差導管セグメント２３２は、平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の末端部２４５（Ａ）、２４５（Ｂ）を受け入れるための開口部２４３（Ａ）、２４３（Ｂ）を含むことができる。このようにして、エンクロージャ本体２１２は、誘電体導管アセンブリ２０６の設置のために調製することができる。

【0041】

前駆体ガス２０４及び／又は内部で前駆体ガス２０４から生成されたプラズマ２０２からエンクロージャ本体２１２を保護するために、誘電体導管アセンブリ２０６は、エンクロージャ本体２１２内に配置することができる。方法２７２はまた、誘電体導管アセンブリ２０６の第１交差導管セグメント２３２を、入力ポート２２０を介してエンクロージャ本体２１２の内部チャンバ２１６内に挿入する工程を含むことができる（図５の操作２７４Ｃ）。方法２７２はまた、出口ポート２２２を介して第２交差導管セグメント２３４及び平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）を内部チャンバ２１６内に挿入する工程を含むことができる（図５の操作２７４Ｄ）。方法２７２はまた、第１交差導管セグメント２３２の開口部２４３（Ａ）、２４３（Ｂ）内に平行導管セグメント２３６Ａ、２３６Ｂの末端部２４５Ａ、２４５Ｂを受け入れる工程を含むことができる（図５の操作２７４Ｅ）。誘電体導管アセンブリ２０６が、エンクロージャ本体２１２内に設置されると、取り外し可能な入力プラグ２７６は、入力ポート２２０によって受け取ることができる。取り外し可能な入力プラグ２７６は、入力ポート２２０を介して前駆体ガス２０４を導くための入力通路２７８を含むことができる。入力ポート２２０は、それを通して第１交差導管セグメント２３２の挿入及び除去を可能にする寸法Ｄｉを含むことができる。取り外し可能な出力プラグ２８０は、出力ポート２２２によって受け取ることができることもまた留意すべきである。取り外し可能な出力プラグ２８０は、出力ポート２２２を介してプラズマ２０２を導くための出力通路２８２を含むことができる。出力ポート２２２は、それを通して第２交差導管セグメント２３４及び平行導管セグメント２３６（Ａ）、２３６（Ｂ）の挿入及び除去を可能にする寸法Ｄｏを含むことができる。取り外し可能な出力プラグ２８０（図６及び図７）は、誘電体導管アセンブリ２０６を支持する、及び／又はエンクロージャ本体２１２をより良好にシールするために使用することができる。このように、誘電体導管アセンブリ２０６は、リモートプラズマ源２００のエンクロージャ本体２１２内に設置することができ、エンクロージャ本体２１２は、前駆体ガス２０４を受け入れ、プラズマ２０２を排出するように構成することができる。

【0042】

ここまで、リモートプラズマ源２００のエンクロージャ本体２１２内に誘電体導管アセンブリ２０６を設置するための例示的な方法２７２が紹介されたが、図８は、例示的なリアクタ３００の一部として使用されるリモートプラズマ源２００を示す。プラズマ２０２は、入力ポートを介してガス供給源３０１からリモートプラズマ源２００に送出された前駆体ガス２０４からリモートプラズマ源２００内で生成することができる。リモートプラズマ源２００で生成されたプラズマ２０２は、出力ポート２２２を通って、処理チャンバ３０５に後に導入するためのガス分配プレナム３０４内に通じる出口管３０２内に流れ込む。基板支持体３０６は、プラズマ２０２に曝露されることができるワークピース（図示せず）を支持するように使用することができる。このように、誘電体導管アセンブリ２０６を使用するリモートプラズマ源２００は、リアクタ３００の一部として使用することができる。

【0043】

ここまで、誘電体導管アセンブリ２０６を採用したリモートプラズマ源２００が、リアクタ３００の一部として紹介されたが、図９Ａ〜図１４は、性能比較結果を示している。結果は、誘電体導管アセンブリ２０６を用いた図３Ｃのリモートプラズマ源、又は従来の石英ライナー１２を用いた図１Ａの従来のプラズマ発生システム１０のいずれかによって供給されたリアクタ３００内のプラズマに曝露されたワークピースに基づいている。

【0044】

図９Ａは、Ｏ_２／Ｎ_２プラズマを用いて図７のリアクタの一部として代替的に設置された場合の、従来のプラズマ発生システム１０のアッシングレートと比較した、リモートプラズマ源２００に対して改良されたアッシングレートを示す、チャンバ圧力に対するアッシングレートのプロセス図である。誘電体導管アセンブリ２０６を採用したリモートプラズマ源２００を使用したアッシングレート結果４００は、従来のプラズマ発生システム１０の同程度のアッシングレート結果４０２よりも二十（２０）〜三十（３０）パーセント優れている。更に、図９Ｂは、誘電体導管アセンブリ２０６を用いたリモートプラズマ源２００を使用することによって均一性結果４０４において均一性誤差が、従来の石英ライナー１２のより大きな均一性誤差結果４０６と比べて、大ざっぱに言って二（２）〜四（４）パーセント改善されたことを示している。したがって、誘電体導管アセンブリ２０６を用いたリモートプラズマ源２００は、微粒子５０の発生を減少させる主な目的を有することができたが、Ｏ_２／Ｎ_２プラズマを用いたときのアッシングレート及び均一性の向上に関連する目に見える二次的な利点もある。

【0045】

図１０Ａは、Ｈ_２Ｏプラズマを用いて図７のリアクタの一部として代替的に設置された場合の、従来のプラズマ発生システム１０のアッシングレートと比較した、リモートプラズマ源２００に対して改良されたアッシングレートを示す、チャンバ圧力に対するアッシングレートのプロセス図である。誘電体導管アセンブリ２０６を採用したリモートプラズマ源２００を使用したアッシングレート結果４０８は、従来の石英ライナー１２の同程度のアッシングレート結果４１０よりも十五（１５）〜二十（２０）パーセント優れている。更に、図１０Ｂは、誘電体導管アセンブリ２０６を用いたリモートプラズマ源２００を使用することによって均一性結果４１２においていくつかのデータ点に対して均一性誤差が、従来の石英ライナー１２によって提供される均一性誤差結果４１４と比べて、同様及び／又は改善されたことを示している。したがって、誘電体導管アセンブリ２０６を用いたリモートプラズマ源２００は、微粒子５０の発生を減少させる主な目的を有していたが、Ｈ_２Ｏプラズマを用いたときのアッシングレート及び均一性の向上に関連する目に見える二次的な利点もある。

【0046】

図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ６５６ナノメートルの波長及び７７７ナノメートルの波長を用いて、点火（Ｉ）、パッシベーション（ＩＩ）、第１剥離（ＩＩＩ）、及び第２剥離（ＩＶ）のフェーズを通した経時的な光学発光分光（ＯＥＳ）の強度結果を示す。光学発光分光は、プラズマ２０２内の原子、イオン及び分子を調査する非侵襲的診断アプローチである。このアプローチは、特性（例えば、種の密度、衝突の影響、種のエネルギー分布、プラズマ成分間の電荷移動、及び電磁場）についての情報を提供することができる。この場合、図示のより低い強度値は、汚染物質（例えば、微粒子５０）が無いプラズマの指標として望ましい。誘電体導管アセンブリ２０６を用いたリモートプラズマ源２００によって提供されるこれらのフェーズに対するＯＥＳ強度結果４１８、４２２は、従来の石英ライナー１２によって提供されるＯＥＳ強度結果４１６、４２０と少なくとも同等に望ましい。

【0047】

図１２〜１４は、それぞれ、パッシベーションフェーズ、第１剥離（ストリップ）フェーズ、及び第２剥離フェーズの間に生成されたプラズマのＯＥＳ発光スペクトルを示すプロセスチャートである。ＯＥＳ発光スペクトル分析は、より良好にプラズマの組成を理解するために使用することができる。この場合、より低い強度値が、汚染物質（例えば、微粒子５０）がないことを測定するプラズマの尺度として望ましい。誘電体導管アセンブリ２０６を用いてリモートプラズマ源２００によってそれぞれ生成されたプラズマ２０２に対して測定されたＯＥＳ発光スペクトルのピーク４２６Ａ、４２６Ｂ、４２４Ｃ、４２４Ｄ、４３０Ａ、４３０Ｂ、４３０Ｃ、及び４３４は、従来の石英ライナー１２によって提供されたＯＥＳ発光スペクトルのピーク４２４Ａ、４２４Ｂ、４２４Ｃ、４２４Ｄ、４２８Ａ、４２８Ｂ、４２８Ｃ、及び４３２と同じ又はより良好である。このように、誘電体導管アセンブリ２０６を使用してリモートプラズマ源２００によって生成されたプラズマ２０２は、より少ない汚染物質（例えば、微粒子５０）を生成するように見える。

【0048】

当業者は、容易に理解することができるので、様々な従来のコンポーネントは、本発明をより良く理解することを可能にするために記載されていない。また、様々なアセンブリガイドが、製造及び修理のためのコンポーネントの組立を可能にするために、当業者によく知られている多くの方法のいずれかに従って提供される。

【0049】

本明細書に記載されていない多くの修正及び他の実施形態は、前述の説明及び関連する図面に提示された開示の利益を有する実施形態が属する分野の当業者には思い浮かぶであろう。明細書及び特許請求の範囲は、開示された特定の実施形態に限定されることはなく、修正及び他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解すべきである。実施形態は、提供された実施形態の修正および変形を網羅し、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあることを意図している。本明細書中で特定の用語が使用されているが、それらは限定の目的のためではなく、一般的かつ説明的な意味で使用されている。

【0050】

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図4H】

【図4I】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】