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特許7330373統合プロセスガス分配を備えたモノリシックモジュラーマイクロ波源
(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】
(24)【登録日】2023-08-10
(45)【発行日】2023-08-21
(54)【発明の名称】統合プロセスガス分配を備えたモノリシックモジュラーマイクロ波源
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20230814BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20230814BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 B
H01L21/302 101D
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022518724
(86)(22)【出願日】2020-09-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-29
(86)【国際出願番号】 US2020051262
(87)【国際公開番号】W WO2021061487
(87)【国際公開日】2021-04-01
【審査請求日】2022-05-19
(31)【優先権主張番号】16/586,482
(32)【優先日】2019-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】カルドゥッチ， ジェームズ
(72)【発明者】
【氏名】フォベル， リチャード シー．
(72)【発明者】
【氏名】エリザガ， ラリー ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ロドリゲス， シルバースト
(72)【発明者】
【氏名】クニャツィク， ウラジミル
(72)【発明者】
【氏名】クラウス， フィリップ アレン
(72)【発明者】
【氏名】チョア， タイ チョン
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１９１５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６０８１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５３４１７４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １／４６
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性本体であって、前記導電性本体が、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを含む、導電性本体と、前記導電性本体を通る複数の開口と、
前記導電性本体の前記第２の表面の中に配設された、ガスを分配するように構成されたチャネルと、
前記チャネルの上のカバーであって、前記カバーが、前記カバーの厚さを貫通する、前記ガスを排出するように構成された第１の孔を含む、カバーと、
前記導電性本体の厚さを通る第２の孔であって、前記第２の孔が、前記チャネルと交差する、前記ガスが供給されるように構成された第２の孔とを備え、
前記チャネルの一部は前記導電性本体の軸心に向かって延び、
前記チャネルの一部の領域内に設けられた前記第２の孔が前記チャネルの一部の領域内に設けられた前記第１の孔よりも前記導電性本体の軸心から遠くにある、ハウジング。
【請求項2】
前記カバーが、前記導電性本体に溶接された、請求項１に記載のハウジング。
【請求項3】
前記チャネルが、前記複数の開口のうちの少なくとも１つを囲む、請求項１に記載のハウジング。
【請求項4】
前記第１の孔が、複数のグループに配列され、第１のグループが、第１の数の第１の孔を有し、第２のグループが、前記第１の数よりも大きい第２の数の第１の孔を有する、請求項１に記載のハウジング。
【請求項5】
前記第１のグループが、前記第２のグループよりも前記導電性本体の軸心から遠くにある、請求項４に記載のハウジング。
【請求項6】
各開口の直径が、約１５ｍｍ以上である、請求項１に記載のハウジング。
【請求項7】
前記導電性本体の前記第２の表面の中への複数のチャネルと、複数の第２の孔であって、各第２の孔が、前記複数のチャネルのうちの異なる１つと交差する、複数の第２の孔と
をさらに備える、請求項１に記載のハウジング。
【請求項8】
前記導電性本体の前記第１の表面の上の蓋板をさらに備える、請求項７に記載のハウジング。
【請求項9】
導電性本体であって、前記導電性本体が、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを含む、導電性本体と、
前記導電性本体を通る複数の開口と、
前記導電性本体の前記第２の表面の中に配設されたチャネルと、
前記チャネルの上のカバーであって、前記カバーが、前記カバーの厚さを貫通する第１の孔を含む、カバーと、
前記導電性本体の厚さを通る第２の孔であって、前記第２の孔が、前記チャネルと交差する、第２の孔と、
前記導電性本体の前記第１の表面の上の蓋板と、
前記蓋板を通る複数の第３の孔であって、前記第３の孔の各々が、前記第２の孔のうちの異なる１つに流体的に結合された、複数の第３の孔と
を備えるハウジング。
【請求項10】
前記複数の第３の孔が、複数のガスラインによってガス入口に流体的に結合された、請求項９に記載のハウジング。
【請求項11】
前記ガス入口と前記第３の孔の各々との間の前記ガスラインに沿った距離が、実質的に均一である、請求項１０に記載のハウジング。
【請求項12】
モノリシックソースアレイであって、誘電体板であって、前記誘電体板が、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを含む、誘電体板と、
前記誘電体板の前記第１の表面から外に延びる複数の突出部と、
前記誘電体板の、前記第１の表面から前記第２の表面までの複数のガス分配孔と
を含む、モノリシックソースアレイと、
前記モノリシックソースアレイに取り付けられたハウジングであって、
導電性本体であって、前記導電性本体が、第３の表面と、前記第３の表面とは反対側の第４の表面とを含む、導電性本体と、
前記導電性本体を通る複数の開口であって、前記開口の各々が、前記複数の突出部のうちの異なる１つを取り囲む、複数の開口と、
前記導電性本体の前記第４の表面の中へのチャネルと、
前記チャネルの上のカバーであって、前記カバーが、複数の第１の孔を含み、前記第１の孔の各々が、ガス分配孔に流体的に結合された、カバーと、
前記導電性本体を通る第２の孔であって、前記第２の孔が、前記チャネルと交差する、第２の孔と
を含む、ハウジングと
を備える、アセンブリ。
【請求項13】
前記導電性本体の前記第３の表面の上の蓋板をさらに備える、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項14】
前記蓋板を通る第３の孔であって、前記第３の孔が、前記第２の孔に流体的に結合された、第３の孔をさらに備える、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項15】
前記蓋板が、前記導電性本体にボルトで止められた、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項16】
前記チャネルが、前記開口のうちの少なくとも１つを囲む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項17】
チャンバと、前記チャンバとインターフェースするアセンブリであって、
モノリシックソースアレイであって、前記モノリシックソースアレイが、複数の突出部と、前記モノリシックソースアレイの厚さを通る複数のガス分配孔とを含む、モノリシックソースアレイと、
ハウジングであって、
導電性本体と、
前記複数の突出部を受け入れるための前記導電性本体を通る開口と、
前記導電性本体中のチャネルであって、前記チャネルが、前記ガス分配孔に流体的に結合された、チャネルと
を含む、ハウジングと
を含む、アセンブリと
を備える、処理ツール。
【請求項18】
前記ハウジングの上の蓋板であって、前記蓋板が、前記蓋板を貫通し、前記チャネルに流体的に結合された孔を備える、蓋板をさらに備える、請求項１７に記載の処理ツール。
【請求項19】
前記チャネルが、前記導電性本体を通る前記開口のうちの少なくとも１つを囲む、請求項１７に記載の処理ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１９年９月２７日に出願された、米国非仮出願第１６／８５９，４８２号の優先権を主張する。
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１９年９月２７日に出願された、米国非仮出願第１６／８５９，４８２号の優先権を主張する。
【0002】
実施形態は、半導体製造の分野に関し、特に、高周波源のための統合プロセスガス分配を備えたモノリシックソースアレイに関する。
【背景技術】
【0003】
高周波プラズマ源には、誘電体板中の開口を通過するアプリケータを含むものがある。誘電体板を通る開口は、アプリケータ（たとえば、誘電体キャビティ共振器）がプラズマ環境に曝露されることを可能にする。しかしながら、プラズマは、アプリケータを取り囲む空間中の誘電体板中の開口においても生成されることが示されている。これは、処理チャンバ内でプラズマ非均一性を生成する可能性を有する。その上、プラズマ環境にアプリケータを曝露することは、アプリケータのより急速な劣化につながり得る。
【0004】
いくつかの実施形態では、アプリケータは、誘電体板の上に、または誘電体板の中への（しかし誘電体板を貫かない）キャビティ内に位置決めされる。そのような構成は、チャンバの内部との低減された結合を有し、それゆえ、最適なプラズマ生成を提供しない。高周波電磁放射線の、チャンバの内部との結合は、部分的には、高周波電磁放射線がそれにわたって伝搬する必要がある、誘電体板とアプリケータとの間の追加のインターフェースにより減少される。加えて、各アプリケータにおける、および異なる処理ツールにわたるインターフェース（たとえば、アプリケータの位置決め、アプリケータおよび／または誘電体板の表面粗さ、誘電体板に対するアプリケータの角度など）の変動は、プラズマ非均一性を生じ得る。
【0005】
とりわけ、アプリケータが、誘電体板とは個別の構成要素であるとき、（単一の処理チャンバ内の、および／または異なる処理チャンバにわたる（たとえば、チャンバマッチング））プラズマ非均一性は、より起こりやすい。たとえば、個別の構成要素の場合、小さい変動（たとえば、組立、機械加工公差などの変動）は、チャンバ内の処理状況に悪影響を及ぼすプラズマ非均一性を生じることがある。
【発明の概要】
【0006】
本明細書で開示される実施形態は、ソースアレイのためのハウジングを含む。一実施形態では、ハウジングは、導電性本体を含み、ここで、導電性本体は、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを含む。一実施形態では、複数の開口が、導電性本体を通って形成され、チャネルが、導電性本体の第２の表面の中に配設される。一実施形態では、カバーが、チャネルの上にあり、カバーは、カバーの厚さを通過する第１の孔を含む。一実施形態では、ハウジングは、導電性本体の厚さを通る第２の孔をさらに含む。一実施形態では、第２の孔は、チャネルと交差する。
【0007】
実施形態は、モノリシックソースアレイおよびハウジングを備える、処理ツールのためのアセンブリをも含み得る。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とをもつ誘電体板と、誘電体板の第１の表面から外に延びる複数の突出部とを含む。一実施形態では、複数のガス分配孔が、誘電体板の、第１の表面から第２の表面まで通過する。一実施形態では、ハウジングは、モノリシックソースアレイに取り付けられ、第３の表面と、第３の表面とは反対側の第４の表面とをもつ導電性本体を含む。一実施形態では、導電性本体を通る複数の開口、および開口の各々は、複数の突出部のうちの異なる１つを取り囲む。一実施形態では、チャネルが、導電性本体の第４の表面の中に配設され、カバーが、チャネルの上にある。一実施形態では、カバーは、ガス分配孔に流体的に結合された複数の第１の孔を含む。一実施形態では、ハウジングは、チャネルと交差する導電性本体を通る第２の孔をさらに含む。
【0008】
実施形態は、処理ツールをも備え得る。一実施形態では、処理ツールは、チャンバと、チャンバとインターフェースするアセンブリとを備える。一実施形態では、アセンブリは、複数の突出部と、モノリシックソースアレイの厚さを通る複数のガス分配孔とをもつモノリシックソースアレイを含む。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、導電性本体と、複数の突出部を受け入れるための導電性本体を通る開口とをもつハウジングをさらに含む。一実施形態では、導電性本体中のチャネルが、ガス分配孔に流体的に結合される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態による、複数のアプリケータを備えるモノリシックソースアレイをもつモジュラー高周波放出源を備える処理ツールの概略図である。
【図2】一実施形態による、モジュラー高周波放出モジュールのブロック図である。
【図3】一実施形態による、アセンブリの分解斜視図である。
【図4A】一実施形態による、蓋板およびガス分配ラインの平面図である。
【図5A】一実施形態による、導電性ハウジングの底面の斜視図である。
【図6】一実施形態による、ガス分配ネットワークをより明確に図示する、アセンブリの一部分の断面図である。
【図7】一実施形態による、統合ガス分配ネットワークをもつアセンブリを含む処理ツールの断面図である。
【図8】一実施形態による、高周波プラズマツールと連携して使用され得る例示的なコンピュータシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書で説明されるシステムは、高周波源のための統合ガス分配を備えたモノリシックソースアレイを含む。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることが、当業者には明らかであろう。他の事例では、よく知られている態様は、実施形態を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明されない。その上、添付の図面中に示されている様々な実施形態は、例示的表現であり、必ずしも一定の縮尺で描画されているとは限らないことを理解されたい。上述のように、個別のアプリケータをもつ高周波プラズマ源は、チャンバ内のプラズマ非均一性を、およびチャンバの中への高周波電磁放射線の非最適注入を生じ得る。プラズマにおける非均一性は、組立問題、製造公差、劣化など、異なる理由のために起こり得る。チャンバの中への高周波電磁放射線の非最適注入は、（部分的には）アプリケータと誘電体板との間のインターフェースから生じ得る。
【0011】
したがって、本明細書で開示される実施形態は、モノリシックソースアレイを含む。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、誘電体板と、誘電体板の表面から上向きに延びる複数の突出部とを備える。とりわけ、突出部および誘電体板は、モノリシック部分を形成する。すなわち、突出部および誘電体板は、材料の単一のブロックから作製される。突出部は、アプリケータとして使用されるのに好適な寸法を有する。たとえば、モノポールアンテナを収容する、突出部の中への孔が、作製され得る。突出部は、それゆえ、誘電体キャビティ共振器として機能し得る。
【0012】
モノリシック部分としてソースアレイを実装することは、数個の優位性を有する。１つの利点は、タイトな機械加工公差が、部品の間の高度の均一性を提供するために維持され得ることである。個別のアプリケータが、組立を必要とするのに対して、モノリシックソースアレイは、起こり得る組立ばらつきを回避する。加えて、モノリシックソースアレイの使用は、アプリケータと誘電体板との間の物理的インターフェースがもはやないので、チャンバの中への高周波電磁放射線の改善された注入を提供する。
【0013】
モノリシックソースアレイは、チャンバ中の改善されたプラズマ均一性をも提供する。とりわけ、プラズマに曝露される誘電体板の表面は、アプリケータを収容するための間隙を含まない。その上、突出部と誘電体板との間に物理的インターフェースがないことは、誘電体板中で広がる横方向の電界を改善する。
【0014】
モノリシックソースアレイはまた、以前の解決策とは異なるガス分配方式を要する。以前は、ガスは、アプリケータを収容する誘電体板中の開口を通ってチャンバの中に流された。これらの開口は取り除かれるので、異なる解決策が要される。したがって、本明細書で開示される実施形態は、アセンブリの異なる構成要素によって実装されるガス分配方式を含む。たとえば、ガスの水平分配は、モノリシックソースアレイを取り囲むハウジング中で実装され得る。したがって、垂直ガス分配孔のみが、モノリシックソースアレイの中に穿設される必要がある。すなわち、モノリシックソースアレイは、いくつかの実施形態では、水平ガスルーティング通路を必要としない。これは、モノリシックソースアレイの製造を簡略化し、コストを低減する。
【0015】
次に図１を参照すると、一実施形態による、プラズマ処理ツール１００の断面図が示されている。いくつかの実施形態では、処理ツール１００は、プラズマを利用する任意のタイプの処理動作に好適な処理ツールであり得る。たとえば、処理ツール１００は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、プラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、エッチおよび選択的除去プロセス、ならびにプラズマ洗浄のために使用される処理ツールであり得る。追加の実施形態は、プラズマの生成を伴わない高周波電磁放射線（たとえば、マイクロ波加熱など）を利用する処理ツール１００を含み得る。本明細書で使用される、「高周波」電磁放射線は、無線周波数放射線、超短波放射線、極超短波放射線、およびマイクロ波放射線を含む。「高周波」は、０．１ＭＨｚと３００ＧＨｚとの間の周波数を指すことがある。
【0016】
概して、実施形態は、チャンバ１７８を含む処理ツール１００を含む。処理ツール１００において、チャンバ１７８は真空チャンバであり得る。真空チャンバは、所望の真空を提供するためにチャンバからガスを取り除くためのポンプ（図示せず）を含み得る。追加の実施形態は、チャンバ１７８の中に処理ガスを提供するための１つまたは複数のガスライン１７０と、チャンバ１７８から副産物を取り除くための排気ライン１７２とを含むチャンバ１７８を含み得る。示されていないが、ガスはまた、基板１７４の上で処理ガスを均等に分配するための（たとえば、シャワーヘッドとしての）モノリシックソースアレイ１５０を通ってチャンバ１７８の中に注入され得ることを諒解されたい。
【0017】
一実施形態では、基板１７４は、チャック１７６上で支持され得る。たとえば、チャック１７６は、静電チャックなど、任意の好適なチャックであり得る。チャック１７６は、処理中に基板１７４に温度制御を提供するために、冷却ラインおよび／またはヒータをも含み得る。本明細書で説明される高周波放出モジュールのモジュラー構成により、実施形態は、処理ツール１００が任意のサイズの基板１７４を収容することを可能にする。たとえば、基板１７４は、半導体ウエハ（たとえば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ以上）であり得る。代替実施形態は、半導体ウエハ以外の基板１７４をも含む。たとえば、実施形態は、（たとえば、ディスプレイ技術のために）ガラス基板を処理するために構成された処理ツール１００を含み得る。
【0018】
一実施形態によれば、処理ツール１００は、モジュラー高周波放出源１０４を含む。モジュラー高周波放出源１０４は、高周波放出モジュール１０５のアレイを備え得る。一実施形態では、各高周波放出モジュール１０５は、発振器モジュール１０６、増幅モジュール１３０、およびアプリケータ１４２を含み得る。示されているように、アプリケータ１４２は、モノリシックソースアレイ１５０に統合されているものとして概略的に示されている。しかしながら、モノリシックソースアレイ１５０は、アプリケータ１４２の１つまたは複数の部分（たとえば、誘電体共振体）と、チャンバ１７８の内部に対向する誘電体板とを備えるモノリシック構造であり得ることを諒解されたい。
【0019】
一実施形態では、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０は、固体電気部品である電気部品を備え得る。一実施形態では、複数の発振器モジュール１０６の各々は、異なる増幅モジュール１３０に通信可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、発振器モジュール１０６と増幅モジュール１３０との間の１：１の比があり得る。たとえば、各発振器モジュール１０６は、単一の増幅モジュール１３０に電気的に結合され得る。一実施形態では、複数の発振器モジュール１０６は、インコヒーレント電磁放射線を生成し得る。したがって、チャンバ１７８中で誘起された電磁放射線は、望ましくない干渉縞を生じるという様式で相互作用しない。
【0020】
一実施形態では、各発振器モジュール１０６は、増幅モジュール１３０に伝えられる高周波電磁放射線を生成する。増幅モジュール１３０による処理の後に、電磁放射線は、アプリケータ１４２に伝えられる。一実施形態では、アプリケータ１４２は、各々、チャンバ１７８の中に電磁放射線を放出する。いくつかの実施形態では、アプリケータ１４２は、プラズマをもたらすために、チャンバ１７８中で処理ガスに電磁放射線を結合する。
【0021】
次に図２を参照すると、一実施形態による、固体高周波放出モジュール１０５の概略図が示されている。一実施形態では、高周波放出モジュール１０５は、発振器モジュール１０６を備える。発振器モジュール１０６は、所望の周波数において高周波電磁放射線をもたらすために、電圧制御発振器２２０に入力電圧を提供するための電圧制御回路２１０を含み得る。実施形態は、約１Ｖ ＤＣと約１０Ｖ ＤＣとの間の入力電圧を含み得る。電圧制御発振器２２０は、それの発振周波数が入力電圧によって制御される電子発振器である。一実施形態によれば、電圧制御回路２１０からの入力電圧は、電圧制御発振器２２０が所望の周波数において発振することを生じる。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約０．１ＭＨｚと約３０ＭＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約３０ＭＨｚと約３００ＭＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約３００ＭＨｚと約１ＧＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約１ＧＨｚと約３００ＧＨｚとの間の周波数を有し得る。
【0022】
一実施形態によれば、電磁放射線は、電圧制御発振器２２０から増幅モジュール１３０に伝えられる。増幅モジュール１３０は、ドライバ／前置増幅器２３４と、各々が電源２３９に結合された主電力増幅器２３６とを含み得る。一実施形態によれば、増幅モジュール１３０は、パルスモードで動作し得る。たとえば、増幅モジュール１３０は、１％と９９％との間のデューティサイクルを有し得る。より詳細な実施形態では、増幅モジュール１３０は、約１５％と約５０％との間のデューティサイクルを有し得る。
【0023】
一実施形態では、電磁放射線は、増幅モジュール１３０によって処理された後に、熱遮蔽体２４９およびアプリケータ１４２に伝えられ得る。しかしながら、熱遮蔽体２４９に伝えられた電力の一部分は、出力インピーダンスの不整合により反射し戻され得る。したがって、いくつかの実施形態は、順方向電力２８３および反射電力２８２のレベルが、検知され、制御回路モジュール２２１にフィードバックされることを可能にする検出器モジュール２８１を含む。検出器モジュール２８１は、（たとえば、サーキュレータ２３８と熱遮蔽体２４９との間の）システムにおける１つまたは複数の異なるロケーションに配置され得ることを諒解されたい。一実施形態では、制御回路モジュール２２１は、順方向電力２８３および反射電力２８２を解釈し、発振器モジュール１０６に通信可能に結合された制御信号２８５のレベルと、増幅モジュール１３０に通信可能に結合された制御信号２８６のレベルとを決定する。一実施形態では、制御信号２８５は、増幅モジュール１３０に結合される高周波放射線を最適化するように発振器モジュール１０６を調節する。一実施形態では、制御信号２８６は、熱遮蔽体２４９を通ってアプリケータ１４２に結合される出力電力を最適化するように増幅モジュール１３０を調節する。一実施形態では、熱遮蔽体２４９におけるインピーダンス整合の調整に加えて、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０のフィードバック制御は、反射電力のレベルが順方向電力の約５％未満であることを可能にし得る。いくつかの実施形態では、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０のフィードバック制御は、反射電力のレベルが順方向電力の約２％未満であることを可能にし得る。
【0024】
したがって、実施形態は、順方向電力の増加された割合が結合されて処理チャンバ１７８の中に入ることを可能にし、プラズマに結合される利用可能な電力を増加させる。その上、フィードバック制御を使用するインピーダンス同調は、一般的なスロット板アンテナにおけるインピーダンス同調より優れている。スロット板アンテナにおいて、インピーダンス同調は、アプリケータ中に形成された２つの誘電体スラグを移動させることを伴う。これは、アプリケータの複雑さを増加させる、アプリケータ中の２つの別個の構成要素の機械的な動きを伴う。その上、機械的な動きは、電圧制御発振器２２０によって提供され得る周波数の変化ほど正確ではないことがある。
【0025】
次に図３を参照すると、一実施形態による、アセンブリ３７０の分解斜視図が示されている。一実施形態では、アセンブリ３７０は、モノリシックソースアレイ３５０、ハウジング３７２、および蓋板３７６を備える。矢印によって指し示されているように、ハウジング３７２は、モノリシックソースアレイ３５０の上および周りに嵌合し、蓋板３７６は、ハウジング３７２をカバーする。図示されている実施形態では、アセンブリ３７０は、実質的に円形の形状を有するものとして示されている。しかしながら、アセンブリ３７０は、任意の所望の形状（たとえば、多角形、楕円形、くさび形など）を有し得ることを諒解されたい。
【0026】
一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０は、誘電体板３６０と、誘電体板３６０から上向きに延びる複数の突出部３６６とを備え得る。一実施形態では、誘電体板３６０および複数の突出部３６６は、モノリシック構造である。すなわち、突出部３６６の底部と誘電体板３６０との間に物理的インターフェースはない。本明細書で使用される、「物理的インターフェース」は、第２の個別の物体の第２の表面に接触する第１の個別の物体の第１の表面を指す。
【0027】
突出部３６６の各々は、処理チャンバ１７８の中に高周波電磁放射線を注入するために使用されるアプリケータ１４２の一部分である。とりわけ、突出部３６６は、アプリケータ１４２の誘電体キャビティ共振器として機能する。一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０は、誘電体材料を備える。たとえば、モノリシックソースアレイ３５０は、セラミック材料であり得る。一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０のために使用され得る１つの好適なセラミック材料は、Ａｌ２Ｏ３である。モノリシック構造は、材料の単一のブロックから作製され得る。他の一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０の大まかな形状が、成形プロセスを用いて形成され、その後、所望の寸法をもつ最終構造を提供するために機械加工され得る。たとえば、未加工状態機械加工および焼成が、モノリシックソースアレイ３５０の所望の形状を提供するために使用され得る。図示されている実施形態では、突出部３６６は、（誘電体板３６０に平行な平面に沿って見られたとき）円形断面を有するものとして示されている。しかしながら、突出部３６６は、多くの異なる断面を備え得ることを諒解されたい。たとえば、突出部３６６の断面は、中心対称である任意の形状を有し得る。
【0028】
一実施形態では、ハウジング３７２は、導電性本体３７３を備える。たとえば、導電性本体３７３は、アルミニウムなどであり得る。ハウジングは、複数の開口３７４を備える。開口３７４は、導電性本体３７３の厚さを完全に通過し得る。開口３７４は、突出部３６６を受け入れるようにサイズ決定され得る。たとえば、ハウジング３７２が、（矢印によって指し示されているように）モノリシックソースアレイ３５０に向かって変位されるにつれて、突出部３６６は、開口３７４の中に挿入される。一実施形態では、開口３７４は、約１５ｍｍ以上である直径を有し得る。
【0029】
図示されている実施形態では、ハウジング３７２は、単一の導電性本体３７３として示されている。しかしながら、ハウジング３７２は、１つまたは複数の個別の導電性構成要素を備え得ることを諒解されたい。個別の構成要素は、個々に接地され得るか、または個別の構成要素は、単一の電気的な導電性本体３７３を形成するために、機械的にまたは任意の形式の金属ボンディングによって連結され得る。
【0030】
一実施形態では、蓋板３７６は、導電性本体３７９を備え得る。一実施形態では、導電性本体３７９は、ハウジング３７２の導電性本体３７３と同じ材料から形成される。たとえば、蓋板３７６は、アルミニウムを備え得る。一実施形態では、蓋板３７６は、任意の好適な締結機構を使用してハウジング３７２に固定され得る。たとえば、蓋板３７６は、ボルトなどを用いてハウジング３７２に固定され得る。いくつかの実施形態では、蓋板３７６およびハウジング３７２は、単一のモノリシック構造として実装されることもある。一実施形態では、蓋板３７６およびハウジングは、両方とも、処理ツールの動作中に電気的に接地される。
【0031】
次に図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、一実施形態による、蓋板４７６のより詳細な平面図および断面図がそれぞれ示されている。示されているように、ガスラインが、蓋板４７６の第１の表面４１２に結合される。たとえば、単一の入力４１５が、複数の第１のガスライン４１７Ａ～Ｃに分割され得る。第１のガスライン４１７の各々は、第２のガスライン４１８Ａ～Ｆにスプリッタ４１３においてさらに分配され得る。第２のガスライン４１８は、（たとえば、蓋板４７６にボルトで止められたカプラ４１９を用いて）蓋板４７６に結合される。一実施形態では、カプラ４１９は、第２のガスライン４１８の端部と蓋板４７６を通る孔４１４との間の接合を密封するＯリング（図示せず）を固定し得る。図４Ｂ中に示されているように、孔４１４は、蓋板４７６の、第１の表面４１２から第２の表面４１１まで導電性本体４７９を通過する。
【0032】
一実施形態では、第１のガスライン４１７の各々は、実質的に同じ長さであり、第２のガスライン４１８の各々は、実質的に同じ長さである。よって、（入力４１５から蓋板４７６中の孔４１４のうちの１つまでの）各経路の長さは、実質的に均一である。ガスラインルーティング方式の一例が提供されたが、任意の数の孔４１４および任意の数のガスライン４１７／４１８が、蓋板４７６に処理ガスをルーティングするために使用され得ることを諒解されたい。
【0033】
次に図５Ａを参照すると、一実施形態による、ハウジング５７２の斜視図が示されている。図示されている実施形態は、ハウジング５７２の第２の表面５３３を描いている。第２の表面５３３は、モノリシックソースアレイに向かって対向する表面であり、第１の表面５３４は、蓋板に向かって対向する。示されているように、ハウジング５７２は、複数の開口５７４をもつ導電性本体５７３を備える。
【0034】
一実施形態では、複数のガス分配チャネルが、第２の表面５３３の中に配設される。ガス分配チャネルは、カバー５３１によってカバーされる。一実施形態では、カバー５３１は、気密シールを提供するために導電性本体５７３に溶接される。ガス分配チャネルおよびカバー５３１は、ハウジング５７２の外周からハウジング５７２の軸心に向かってガスを分配する。図示されている実施形態では、ガス分配チャネルの各々およびカバー５３１は、開口５７４のうちの１つまたは複数を囲む。しかしながら、他の実施形態は、任意の経路をとるガス分配チャネルを含み得ることを諒解されたい。図示されている実施形態では、単一の連続ガス分配チャネルおよびカバー５３１が示されている。しかしながら、実施形態は、任意の数のガス分配チャネル（たとえば、ともに流体的に結合されていることもされていないこともある１つまたは複数のガス分配チャネル）を含み得、各ガス分配チャネルは、異なるカバーを有し得ることを諒解されたい。その上、開口５７４およびガス分配チャネルは、互いに流体的に結合されないことを諒解されたい。すなわち、動作中に、処理ガスは、ガス分配チャネルを通って流され、処理ガスは、開口５７４を通過しないことがある。
【0035】
一実施形態では、第１の孔５３７のグループ５３２は、カバー５３１を通過し得る。第１の孔５３７のグループ５３２は、ガス分配チャネル内のガスに出口ロケーションを提供する。一実施形態では、各グループ５３２中の第１の孔５３７の数は、非均一であり得る。たとえば、グループ５３２Ａは、１つまたは２つの孔５３７を有し得、グループ５３２Ｂは、３つまたは４つの孔５３７を有し得、グループ５３２Ｃは、５つ以上の孔５３７を有し得る。すなわち、ハウジング５７２の軸心により近いロケーションは、ハウジング５７２の周辺部により近いロケーションよりも多数の孔５３７をもつグループを有し得る。一実施形態では、各グループ５３２は、Ｏリングまたは他の密封部材によって取り囲まれ得る。Ｏリングは、シールを提供するためにモノリシックソースアレイに対して圧縮する。
【0036】
次に図５Ｂを参照すると、一実施形態による、ラインＢ－Ｂ’に沿った図５Ａ中のハウジング５７２の断面図が示されている。断面図は、ガス分配チャネル５３０をより明確に図示する。チャネル５３０は、導電性本体５７３の第２の表面５３３の中に埋め込まれる。断面図中では、チャネル５３０は非連続的なものとして示されているが、チャネル５３０の部分は、チャネル５３０の部分をともに流体的に結合するために、図５Ｂの平面の外で開口５７４をラップアラウンドし得ることを諒解されたい。たとえば、チャネル５３０Ａの図示されている部分はともに流体的に結合され、チャネル５３０Ｂの図示されている部分は、ともに流体的に結合される。
【0037】
一実施形態では、チャネル５３０は、導電性本体５７３を垂直方向に通過する第２の孔５３５から処理ガスを供給される。すなわち、第２の孔５３５は、チャネル５３０と交差する。第２の孔５３５は、蓋板４７６を通る孔４１４に流体的に結合され得る。一実施形態では、第２の孔５３５はハウジング５７２のエッジに近接して配置され、チャネル５３０は水平方向に処理ガスを分配する。カバー５３１は、第１の孔５３７のグループ５３２のロケーションを除いて、チャネル５３０の上にあり、シールを提供する。グループ５３２Ｂおよび５３２Ｃは、図示されている断面において可視であり、グループ５３２Ａは、図５Ｂ中に示されている平面の外にある。チャネル５３０に沿った第１の孔５３７のグループ５３２の分配は、処理ツール中のワークピースの表面にわたる均一なガス分配を提供する。
【0038】
次に図６を参照すると、一実施形態による、アセンブリ６７０の一部分の断面図が示されている。アセンブリ６７０は、モノリシックソースアレイ６５０、ハウジング６７２、および蓋板６７６を備える。
【0039】
一実施形態では、導電性本体６７３の第２の表面６３３は、誘電体板６６０の第１の表面６６１によって支持される。図示されている実施形態では、導電性本体６７３は、第１の表面６６１によって直接的に支持されるが、熱インターフェース材料などが、導電性本体６７３を第１の表面６６１から分離してもよいことを諒解されたい。一実施形態では、誘電体板６６０の第２の表面６６２は、ハウジング６７２から反対側に向く。モノリシックソースアレイ６５０の突出部６６６は、ハウジング６７２中の開口の中に嵌合する。一実施形態では、蓋板６７６は、ハウジング６７２および突出部６６６をカバーする。たとえば、蓋板６７６の第２の表面６１１は、ハウジング６７２の第１の表面６３４をカバーする。モノポールアンテナ６６８は、蓋板６７６を通過し、突出部６６６の軸心中の孔６６５の中に延び得る。孔６６５の幅は、モノポールアンテナ６６８の幅よりも大きいことがある。したがって、熱膨張のための公差が、モノリシックソースアレイ６５０の損傷を防ぐためにいくつかの実施形態において提供される。モノポールアンテナ６６８は、電源（たとえば、高周波放出モジュール１０５）に電気的に結合される。
【0040】
一実施形態では、ガス分配ネットワークは、アセンブリ６７０の構成要素を通過する。ガスは、最初に、ガスライン６１８によってアセンブリ６７０の中に供給される。ガスライン６１８は、カプラ６１９によって蓋板６７６の第１の表面６１２に結合される。Ｏリング（図示せず）が、カプラ６１９と第１の表面６１２との間に位置決めされ得る。処理ガスは、次いで、蓋板６７６を通過する孔６１４を通って進む。ガス分配は、ハウジング６７２の導電性本体６７３を通過する孔６３５を用いて継続する。一実施形態では、Ｏリングなど（図示せず）が、シールを提供するために孔６１４と孔６３５との間のインターフェースを取り囲み得る。
【0041】
示されているように、孔６３５は、チャネル６３０と交差する。チャネル６３０は、処理ガスを横方向に分配する。チャネル６３０は、カバー６３１によって密封され、ガスは、カバー６３１中の孔６３７のグループ６３２を通過することによってハウジング６７２の外に分配される。一実施形態では、ガスは、次いで、誘電体板６６０を通る孔６６３を流れる。孔６６３は、グループ６３２中の孔６３７と位置合わせされ得る。一実施形態では、誘電体板６６０を通る孔６６３は、カバー６３１を通る孔６３７の直径よりも大きい直径を有する。一実施形態では、Ｏリングなど（図示せず）が、カバー６３１中の孔６３７と誘電体板６６０を通る孔６６３との間のインターフェースを取り囲む。
【0042】
次に図７を参照すると、一実施形態による、アセンブリ７７０を含む処理ツール７００の断面図が示されている。一実施形態では、処理ツールは、アセンブリ７７０によって密封されたチャンバ７７８を備える。たとえば、アセンブリ７７０は、チャンバ７７８の内部空間７８３に真空シールを提供するために、１つまたは複数のＯリング７８１に対して静止し得る。他の一実施形態では、アセンブリ７７０は、チャンバ７７８とインターフェースし得る。すなわち、アセンブリ７７０は、チャンバ７７８を密封する蓋の一部分であり得る。一実施形態では、処理ツール７００は、（ともに流体的に結合され得る）複数の処理空間を備え得、各処理空間は、異なるアセンブリ７７０を有する。一実施形態では、チャック７７９などは、ワークピース７７４（たとえば、ウエハ、基板など）を支持し得る。
【0043】
一実施形態では、アセンブリ７７０は、上記で説明されたアセンブリ６７０に実質的に類似し得る。たとえば、アセンブリ７７０は、モノリシックソースアレイ７５０、ハウジング７７２、および蓋板７７６を備える。モノリシックソースアレイ７５０は、誘電体板７６０と、誘電体板７６０から上向きに延びる複数の突出部７６６とを備え得る。ハウジング７７２は、突出部７６６を受け入れるようにサイズ決定された開口を有し得る。一実施形態では、モノポールアンテナ７６８は、突出部７６６中の孔の中に延び得る。モノポールアンテナ７６８は、ハウジング７７２および突出部７６６の上の蓋板７７６を通過し得る。
【0044】
一実施形態では、チャンバ空間７８３は、プラズマ７８２をストライクするのに好適であり得る。すなわち、チャンバ空間７８３は、真空チャンバであり得る。プラズマ７８２をストライクするために、処理ガスは、チャンバ空間７８３の中に流され得る。処理ガスは、ガスライン７１８を介してアセンブリ７７０に入り得る。処理ガスは、次いで、蓋板７７６を通る孔７１４を通過し、ハウジング７７２中の孔７３５に入る。孔７３５は、処理ガスを横方向に分配するガス分配チャネル７３０と交差する。処理ガスは、チャネル７３０の上のカバー中の孔７３７のグループ７３２を通ってチャネル７３０を出る。処理ガスは、次いで、モノリシックソースアレイ７５０の誘電体板７６０を通るガス分配孔７６３を通過し、チャンバ空間７８３に入る。
【0045】
次に図８を参照すると、一実施形態による、処理ツールの例示的なコンピュータシステム８６０のブロック図が図示されている。一実施形態では、コンピュータシステム８６０は、処理ツールに結合され、処理ツールにおける処理を制御する。コンピュータシステム８６０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、またはインターネットにおいて他のマシンに接続（たとえば、ネットワーク化）され得る。コンピュータシステム８６０は、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバまたはクライアントマシンの能力内で、あるいはピアツーピア（または分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作し得る。コンピュータシステム８６０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、セルラー電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはそのマシンによってとられるべきアクションを指定する（連続したまたはそれ以外の）命令のセットを実行することが可能な任意のマシンであり得る。さらに、単一のマシンのみがコンピュータシステム８６０のために図示されているが、「マシン」という用語は、本明細書で説明される方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実行するために、命令の１つのセット（または複数のセット）を個々にまたは一緒に実行するマシン（たとえば、コンピュータ）の任意の集合を含むとも解釈されるべきである。
【0046】
コンピュータシステム８６０は、命令を記憶した非一時的マシン可読媒体を有するコンピュータプログラム製品またはソフトウェア８２２を含み得、これは、実施形態によるプロセスを実施するようにコンピュータシステム８６０（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る。マシン可読媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）によって可読な形式で情報を記憶または送信するための任意の機構を含む。たとえば、マシン可読（たとえば、コンピュータ可読）媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）可読ストレージ媒体（たとえば、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイスなど）、マシン（たとえば、コンピュータ）可読伝送媒体（電気的、光学的、音響的または他の形式の伝播信号（たとえば、赤外線信号、デジタル信号など））などを含む。
【0047】
一実施形態では、コンピュータシステム８６０は、バス８３０を介して互いと通信する、システムプロセッサ８０２、メインメモリ８０４（たとえば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）またはランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）など）、スタティックメモリ８０６（たとえば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）など）、および２次メモリ８１８（たとえば、データストレージデバイス）を含む。
【0048】
システムプロセッサ８０２は、マイクロシステムプロセッサ、中央処理ユニットなど、１つまたは複数の汎用処理デバイスを表す。より詳細には、システムプロセッサは、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロシステムプロセッサ、他の命令セットを実装するシステムプロセッサ、または命令セットの組合せを実装するシステムプロセッサであり得る。システムプロセッサ８０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号システムプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークシステムプロセッサなど、１つまたは複数の専用処理デバイスであり得る。システムプロセッサ８０２は、本明細書で説明される動作を実施するための処理論理８２６を実行するように構成される。
【0049】
コンピュータシステム８６０は、他のデバイスまたはマシンと通信するためのシステムネットワークインターフェースデバイス８０８をさらに含み得る。コンピュータシステム８６０は、ビデオディスプレイユニット８１０（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、または陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力デバイス８１２（たとえば、キーボード）、カーソル制御デバイス８１４（たとえば、マウス）、および信号生成デバイス８１６（たとえば、スピーカー）をも含み得る。
【0050】
２次メモリ８１８は、本明細書で説明される方法論または機能のうちのいずれか１つまたは複数を具現する１つまたは複数の命令のセット（たとえば、ソフトウェア８２２）が記憶される、マシンアクセス可能ストレージ媒体８３２（またはより具体的には、コンピュータ可読ストレージ媒体）を含み得る。ソフトウェア８２２はまた、コンピュータシステム８６０によるそれの実行中に、完全にまたは少なくとも部分的にメインメモリ８０４内におよび／またはシステムプロセッサ８０２内に常駐し得、メインメモリ８０４およびシステムプロセッサ８０２はマシン可読ストレージ媒体をもなす。ソフトウェア８２２はさらに、システムネットワークインターフェースデバイス８０８を介してネットワーク８２０上で送信または受信され得る。一実施形態では、ネットワークインターフェースデバイス８０８は、ＲＦ結合、光結合、音響結合、または誘導性結合を使用して動作し得る。
【0051】
マシンアクセス可能ストレージ媒体８３２は、単一の媒体であるように例示的な実施形態において示されているが、「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、１つまたは複数の命令のセットを記憶する、単一の媒体または複数の媒体（たとえば、集中または分散データベースならびに／あるいは関連付けられたキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、マシンによる実行のための命令のセットを記憶または符号化することが可能であり、マシンが方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実施することを引き起こす任意の媒体を含むとも解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、したがって、限定されないが、固体メモリ、ならびに光学および磁気媒体を含むと解釈されるべきである。
【0052】
上記の明細書では、具体的で例示的な実施形態が説明された。様々な変更が、以下の請求項の範囲から逸脱することなく実施形態になされ得ることは明白である。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく例示的な意味で顧慮されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】