特許 7534292 Ｈｅ孔着火／アーク放電を防止する特徴を有する高出力静電チャック

(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】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】Ｈｅ孔着火／アーク放電を防止する特徴を有する高出力静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240806BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20240806BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H05H1/46 A

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2021523336

(86)(22)【出願日】2019-10-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 US2019058626

(87)【国際公開番号】W WO2020092412

(87)【国際公開日】2020-05-07

【審査請求日】2022-10-14

(31)【優先権主張番号】62/754,308

(32)【優先日】2018-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マチュシュキン・アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】コメンダント・キース

(72)【発明者】

【氏名】アーリック・ダレル

(72)【発明者】

【氏名】サミュロン・エリック

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１８２７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４４１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３４４７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３５３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１７８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０９２６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１５１７７２０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３５２５６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１３８０２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１６１９３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１５８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４８９２７７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバ内における静電チャック内のウエハ裏側ヘリウム冷却ライン用火花抑制装置であって、ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの内部に誘電体多管腔プラグを備え、前記誘電体多管腔プラグは、複数の管腔を有し、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインは、前記誘電体多管腔プラグの第１の側に第１の部分を、および前記誘電体多管腔プラグの第２の側に第２の部分を有し、前記複数の管腔の中の管腔は、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第１の部分と前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第２の部分の間の直線に沿って配置されておらず、前記誘電体多管腔プラグはＴ字形であり、Ｔ字形キャビティ内に搭載され、前記Ｔ字形キャビティの最下部まで延伸しない、火花抑制装置。

【請求項2】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記誘電体多管腔プラグの第１の側に第１のプレナムを備え、前記誘電体多管腔プラグの第２の側に第２のプレナムを備え、前記第２の側は前記第１の側の反対側であり、前記複数の管腔は前記第１のプレナムから前記第２のプレナムまで延伸する火花抑制装置。

【請求項3】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第１の部分と前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第２の部分の間に固体状コアをさらに備え、前記複数の管腔は前記固体状コアを取り囲む、火花抑制装置。

【請求項4】

請求項２に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記誘電体多管腔プラグから前記第２のプレナムの反対側に間隔を置いて配置されている、前記第２のプレナムに近接する誘電体プラグを備える、火花抑制装置。

【請求項5】

請求項４に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体プラグは、多孔性誘電体プラグである、または前記誘電体プラグを通って延伸する複数の管腔を備える、火花抑制装置。

【請求項6】

請求項２に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記第１のプレナムおよび前記第２のプレナムのうち少なくとも一方の中に延伸する、火花抑制装置。

【請求項7】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは誘電体セラミックプラグである、火花抑制装置。

【請求項8】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記静電チャックに接合されている、火花抑制装置。

【請求項9】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、さらに、前記誘電体多管腔プラグの内部に第１のプレナムを備え、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムから前記誘電体多管腔プラグの表面まで延伸する、火花抑制装置。

【請求項10】

請求項９に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記複数の管腔が延伸する前記誘電体多管腔プラグの前記表面に近接する第２のプレナムを備える、火花抑制装置。

【請求項11】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグの最上部は、前記Ｔ字形キャビティの最上部に接合され、さらに、前記Ｔ字形キャビティの前記最上部の下方に、前記Ｔ字形キャビティと前記誘電体多管腔プラグの間にギャップを備える、火花抑制装置。

【請求項12】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記静電チャックは、ベースプレート、セラミックプレート、および前記ベースプレートと前記セラミックプレートの間の接合層を備え、前記火花抑制装置は、前記ベースプレートと前記セラミックプレートの間に第１のプレナムをさらに備え、前記第１のプレナムは、前記誘電体多管腔プラグに近接し、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムまで延伸する、火花抑制装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは前記ベースプレートまたは前記セラミックプレートに接合されている、火花抑制装置。

【請求項14】

請求項１２に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記セラミックプレートに接合され、前記火花抑制装置は、さらに、前記第１のプレナムと反対側にある前記誘電体多管腔プラグの側に第２のプレナムを備え、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムから前記第２のプレナムまで延伸する、火花抑制装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の火花抑制装置であって、さらに、
前記誘電体多管腔プラグと反対側にある前記第１のプレナムの側にある誘電体プラグと、
前記第１のプレナムの反対側にある前記誘電体プラグの側にある第３のプレナムと、を備え前記誘電体プラグは前記第１のプレナムから前記第３のプレナムまで延伸している複数の管腔を備える、
火花抑制装置。

【請求項16】

請求項５に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記誘電体多管腔プラグが張り出し部を形成するように、前記第１のプレナムの中に延伸する、火花抑制装置。

【請求項17】

請求項１６に記載の火花抑制装置であって、前記第１のプレナムの中に延伸する前記誘電体多管腔プラグの端部は、前記誘電体多管腔プラグの前記端部と前記誘電体プラグの間に０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲のギャップを形成する、火花抑制装置。

【請求項18】

請求項４に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体プラグは、第２の複数の管腔を備え、前記第２の複数の管腔の中の管腔は、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第１の部分と前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第２の部分の間の直線に沿って配置されていない、火花抑制装置。

【請求項19】

請求項１８に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体プラグは、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第１の部分と前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第２の部分の間に固体状コアをさらに備え、前記複数の管腔は、前記固体状コアを取り囲む、火花抑制装置。

【請求項20】

請求項１に記載の火花抑制装置であって、前記複数の管腔は、合わせて３０～１００，０００個の範囲の管腔になり、合わせて１ミクロン～２００ミクロンの直径を有する、火花抑制装置。

【請求項21】

プラズマ処理チャンバ内の静電チャック内のウエハ裏側ヘリウム冷却ライン用火花抑制装置であって、ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの内部にＴ字形誘電体多管腔プラグを備え、前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグは複数の管腔を備え、Ｔ字形誘電体多管腔プラグはＴ字形キャビティ内に搭載される、火花抑制装置。

【請求項22】

請求項２１に記載の火花抑制装置であって、前記静電チャックは、ベースプレート、セラミックプレート、および前記ベースプレートと前記セラミックプレートとの間の接合層を備え、前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグは、前記接合層から前記ベースプレートの中に延伸し、前記接合層に近接する第１の端部、および前記第１の端部から間離して間隔を置いて配置されている第２の端部を有し、前記第２の端部は、前記ベースプレートに接触しない、火花抑制装置。

【請求項23】

請求項２２に記載の火花抑制装置であって、前記接合層は、前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグの前記第１の端部が前記ベースプレートに接触する領域を覆う、火花抑制装置。

【請求項24】

請求項２１に記載の火花抑制装置であって、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインは、前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグの第１の側に第１の部分を、および前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグの第２の側に第２の部分を有し、前記複数の管腔は、前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第１の部分と前記ウエハ裏側ヘリウム冷却ラインの前記第２の部分の間の直線に沿って配置されていない、火花抑制装置。

【請求項25】

請求項２１に記載の火花抑制装置であって、前記複数の管腔は、合わせて３０～１００，０００個の間の範囲の管腔になり、合わせて１ミクロン～２００ミクロンの直径を有する、火花抑制装置。

【請求項26】

請求項２１に記載の火花抑制装置であって、前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグの最上部は、前記Ｔ字形キャビティの最上部に接合され、前記Ｔ字形キャビティの前記最上部の下方に、前記Ｔ字形キャビティと前記Ｔ字形誘電体多管腔プラグの間にギャップをさらに備えている、火花抑制装置。

【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、参照により本明細書に事実上組み込まれる、２０１８年１１月１日に提出された米国特許出願公開第６２／７５４，３０８号明細書の優先権の利益を主張する。

【0002】

本開示は、基板を処理するための装置に関する。より具体的には、本開示は、基板を処理するプラズマ用装置に関する。

【背景技術】

【0003】

さまざまなプラズマ処理チャンバでは、温度制御を提供するために静電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋ、ＥＳＣ）上で基板の裏側にヘリウム（Ｈｅ）を流す。プラズマを形成するために使用する無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）電力は、プラズマ形成に関連する高電圧に起因してＥＳＣキャビティ内で２次プラズマ着火の原因となることがある。着火は、表面間で高い電位差を伴う任意の２つの表面間でアーク放電を促進する。そのようなアーク放電は、ＥＳＣに損傷を引き起こす。

【発明の概要】

【0004】

前述を達成するために、本開示の目的によれば、プラズマ処理チャンバ内の静電チャック内にヘリウムライン用火花抑制装置を提供する。火花抑制装置は、複数の管腔を備える誘電体多管腔プラグをヘリウムライン内に備え、複数の管腔は、合わせて３０～１００，０００の間の管腔になり、１ミクロン～２００ミクロンの間の幅を有する。

【0005】

本開示のこれらの特徴および他の特徴について以下の図と併せて詳細な記述で、以下でより詳細に記述する。

【0006】

本出願は、添付図面の図で限定するためではなく例として示され、添付図面では、同様の参照番号は類似の要素を指す。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ある実施形態で使用してよい静電チャック（ＥＳＣ）の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0008】

【図2】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0009】

【図3】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0010】

【図4】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0011】

【図5】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0012】

【図6】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0013】

【図7】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0014】

【図8】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0015】

【図9】別の実施形態で使用してよいＥＳＣの一部での火花抑制装置の概略横断面図である。

【0016】

【図10】ある実施形態で使用してよい処理チャンバの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、添付図面に例示するような本発明のいくつかの実施形態を参照して本開示について詳細に記述する。以下の記述では、本開示を十分に理解できるようにするために、数多くの具体的な詳細について示す。しかしながら、これらの具体的な詳細の一部またはすべてなしに本開示を実施してよいことは当業者に明らかであろう。他の実例では、本開示を不必要に不明瞭にしないために、周知の処理ステップおよび／または構造について詳細に記述していない。

【0018】

最近の半導体製造処理は、非常に高いＲＦ電力プラズマを必要とする。ＲＦ電力を増大させることは、静電チャック（ＥＳＣ－ウエハサセプタ）に加えるＲＦ電流およびＲＦ総電圧が増大する原因となる。同時に、最近のプラズマエッチング処理は、これまで必要であったよりも著しく低いＲＦ周波数（たとえば、２ＭＨｚ、４００ｋＨｚ、またはそれ以下）を必要とする。低いＲＦ周波数は、ＥＳＣセラミック全体にわたり加えるＲＦ電圧がさらに増大する原因となる。セラミック全体にわたり加える高電圧は、ウエハとベースプレートの間の放電（アーク放電）、またはガス供給孔内の伝熱ガス（たとえば、Ｈｅ）の点火（着火）の原因となることがある。ＥＳＣのアーク放電は、通常はウエハ破壊を伴う部分の破局的破壊、他のチャンバ構成要素を損傷する可能性、および製造処理中断の原因となる。伝熱ガス着火の場合、ＥＳＣ破壊は、破局的となる、またはゆっくりと展開する可能性があり、半導体装置損傷を伴い多数のウエハに影響を及ぼし、製造処理のかなり後の工程でしか検出されない。いずれの場合もＥＳＣ故障は、ウエハ製造および製造者の収入に著しい損失をもたらす。

【0019】

低電圧の用途では、セラミックプレート内の孔と対向して直線で見通せないようにする、ベースプレート内のセラミックスリーブと共に、セラミックプレート内の直線状の孔を使用することが一般的である。中低電圧の用途では、ベースプレート内のセラミックプレートは、多孔性プラグと置換され、セラミックスリーブよりも高い耐電圧を提供する。中電圧の用途では、ベースプレート内のスリーブに加えて、セラミックプレートの中に多孔性プラグを挿入する。破壊電圧をさらに改善するには、新しい解決手段を必要とする。

【0020】

ある実施形態は、Ｈｅ孔の中へ入る小さな（直径０．１マイクロメートル～１００マイクロメートルの）開口部を伴う（セラミック材料、たとえばアルミナＡｌ₂Ｏ₃または窒化アルミニウムＡＩＮから作られた）プラグを導入することにより、ＥＳＣアーク放電およびＨｅ着火の問題に対する解決手段を提供する。プラグは、Ｈｅ孔の体積を区画に分けてより小さな微小体積にし、より小さな微小体積は、荷電粒子の衝突数を低減することにより着火確率を制限し、ウエハの裏側を冷却するために孔を通る、必要なＨｅの流れを確保しながら、最上部のセラミックプレート下方でウエハとチャックの金属部分の間を見通せないようにする。

【0021】

理解を容易にするために、図１は、ある実施形態で使用してよい静電チャック（ＥＳＣ）１００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ１００は、接合層１１２によりセラミックプレート１０８に接合されたベースプレート１０４を備える。この実施形態では、ベースプレート１０４は、導電性金属ベースプレート１０４、たとえばアルミニウムである。ベースプレート１０４は、Ｈｅ供給ライン孔１１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔１１６の出力端部には、多孔性プラグ１２０がある。Ｈｅ供給ライン孔１１６は、多孔性プラグ１２０の第１の側にある。この実施形態では、多孔性プラグ１２０は、３０％～５０％の多孔度を有するセラミックアルミナまたは窒化アルミニウムからなる多孔性誘電体プラグである。この実施形態では、多孔性プラグ１２０は、供給ライン孔１１６の特性寸法（直径または幅）の３倍を超える３ｍｍ～１０ｍｍの直径を有する。この例では、多孔性プラグ１２０は、ベースプレート１０４の最上部表面まで延伸する。多孔性プラグ１２０は、さまざまな形状を有してよい、たとえば、図１に示すように直線状であってよい、または図６、図７、図８、または図９に示すようにＴ字形の外側包絡面を有してよい。

【0022】

多孔性プラグの第１の側と反対の位置にある、多孔性プラグ１２０の第２の側には、第１のプレナム１２４がある。多孔性プラグ１２０は、第１のプレナム１２４の第１の側にある。第１のプレナム１２４は、接合層１１２内に形成される。第１の側と反対の位置にある、第１のプレナム１２４の第２の側には、複数の小さな貫通孔およびセラミックプレート１０８を伴う、アルミナまたは窒化アルミニウムから作られた誘電体多管腔プラグ１２８がある。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ１２８は、セラミックプレート１０８に接合されている。この例では、誘電体多管腔プラグ１２８は、５０～１００，０００の管腔を有する誘電体プラグであり、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第１のプレナム１２４に近接する、誘電体多管腔プラグ１２８の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、誘電体多管腔プラグ１２８の第２の側まで延伸する。セラミックプレート１０８は、０．５ｍｍ～３ｍｍの間の厚さを有する。誘電体多管腔プラグ１２８は、０．１ｍｍ～２．５ｍｍの間の高さを有する。この実施形態では、管腔は、蜂の巣状の横断面を形成する直線状の円管である。管腔は、直線状であり、かつ誘電体多管腔プラグ１２８の端から端まで延伸するので、０．１ｍｍ～２．５ｍｍの間の長さを有する。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ１２８は、３ｍｍ～５ｍｍの直径を有する。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ１２８は、アルミナから作られる。

【0023】

第２のプレナム１３２は、誘電体多管腔プラグ１２８の第２の側にある。少なくとも１つのＨｅ孔１３６は、第２のプレナム１３２からセラミックプレート１０８の表面まで延伸する。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔１３６は、０．０２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。この実施形態では、ＥＳＣ１００の他の部分は、他のＨｅ供給ライン孔１１６、多孔性プラグ１２０、第１のプレナム１２４、誘電体多管腔プラグ１２８、第２のプレナム１３２、およびＨｅ孔１３６を有する。セラミックプレート１０８の最上部表面で、少なくとも１つのＨｅ孔１３６がより広くなるように示されているのは、より広い部分は、セラミックプレート１０８の最上部表面で複数のＨｅ孔１３６の間で接続された溝またはチャネルの一部になってよいためである。Ｈｅ供給ライン孔１１６および少なくとも１つのＨｅ孔１３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔１１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔１３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。第２のプレナムは、ある幅１４８を有する。第１のプレナム１２４は、ある幅を有する。第１のプレナム１２４の幅は、多孔性プラグ１２０の多孔性部分の直径とほぼ同じであり、第２のプレナム１３２の幅１４８は、誘電体多管腔プラグ１２８の直径の約８０％であり、Ｈｅ供給ライン孔１１６の幅の少なくとも２倍である。

【0024】

この実施形態は、アーク放電を低減することが分かっている。その結果、ウエハへの損傷は低減されている。追加で利用時間／係数は改善されている。理論により制限されることなく、多数の管腔を提供することによりアーク放電が著しく低減され、十分なＨｅの流れを可能にすると考えられる。追加で、多孔性プラグ１２０は、導電性材料に到達するために電気が移動しなければならないパス長を増大させる。これにより、アーク放電はさらに低減される。

【0025】

図２は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ２００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ２００は、接合層２１２によりセラミックプレート２０８に接合されたベースプレート２０４を備える。この実施形態では、ベースプレート２０４は、導電性金属ベースプレート２０４、たとえばアルミニウムである。ベースプレート２０４は、Ｈｅ供給ライン孔２１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔２１６の出力端部には、多孔性プラグ２２０がある。Ｈｅ供給ライン孔２１６は、多孔性プラグ２２０の第１の側にある。この実施形態では、多孔性プラグ２２０は、３０％～５０％の多孔度を有するセラミックアルミナまたは窒化アルミニウムである。この実施形態では、多孔性プラグ２２０は、３ｍｍ～１０ｍｍの直径を有する。この例では、多孔性プラグ２２０は、ベースプレート２０４の最上部表面まで延伸する。

【0026】

多孔性プラグ２２０の第１の側と反対の位置にある、多孔性プラグ２２０の第２の側には、第１のプレナム２２４がある。多孔性プラグ２２０は、第１のプレナム２２４の第１の側にある。第１のプレナム２２４は、接合層２１２内に形成される。第１の側と反対の位置にある、第１のプレナム２２４の第２の側には、複数の小さな貫通孔およびセラミックプレート２０８を伴う、アルミナまたは窒化アルミニウムから作られた誘電体多管腔プラグ２２８がある。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ２２８は、中心に固体状コア２３０を有する。誘電体多管腔プラグ２２８は、セラミックプレート２０８に接合されている。この例では、誘電体多管腔プラグ２２８は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第１のプレナム２２４に近接する、誘電体多管腔プラグ２２８の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、誘電体多管腔プラグ２２８の第２の側まで延伸する。

【0027】

第２のプレナム２３２は、誘電体多管腔プラグ２２８の第２の側にある。少なくとも１つのＨｅ孔２３６は、第２のプレナム２３２からセラミックプレート２０８の表面まで延伸する。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔２３６は、０．０５ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。この実施形態では、固体状コア２３０は、Ｈｅ孔のクラスタ（場所あたり１～６の孔）などの少なくとも１つのＨｅ孔２３６の直径よりも大きな直径を有する。固体状コア２３０は、ある幅を有し、誘電体多管腔プラグ２２８の管腔を通してＨｅ供給ライン孔２１６から少なくとも１つのＨｅ孔２３６までのパスを見通せないようにするように位置決めされる。この実施形態では、Ｈｅの流れの見通しをさらに低減することにより、アーク放電がさらに低減される。Ｈｅ供給ライン孔２１６および少なくとも１つのＨｅ孔２３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔２１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔２３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0028】

図３は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ３００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ３００は、接合層３１２によりセラミックプレート３０８に接合されたベースプレート３０４を備える。この実施形態では、ベースプレート３０４は、導電性金属ベースプレート３０４、たとえばアルミニウムである。ベースプレート３０４は、Ｈｅ供給ライン孔３１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔３１６の出力端部には、第１のプレナム３１８がある。Ｈｅ供給ライン孔３１６は、第１のプレナム３１８の第１の側にある。第１のプレナム３１８の第２の側には、複数の小さな貫通孔を伴う、アルミナまたは窒化アルミニウムから作られた第１の誘電体多管腔プラグ３２０の第１の側がある。この実施形態では、第１の誘電体多管腔プラグ３２０は、中心に固体状コア３２２を有する。第１の誘電体多管腔プラグ３２０は、ベースプレート３０４に接合されている。この例では、第１の誘電体多管腔プラグ３２０は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第１のプレナム３１８に近接する、第１の誘電体多管腔プラグ３２０の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、第１の誘電体多管腔プラグ３２０の第２の側まで延伸する。この例では、第１の誘電体多管腔プラグ３２０は、ベースプレート３０４の最上部表面まで延伸する。

【0029】

第１の誘電体多管腔プラグ３２０の第１の側と反対の位置にある、第１の誘電体多管腔プラグ３２０の第２の側には、第２のプレナム３２４がある。第１の誘電体多管腔プラグ３２０は、第２のプレナム３２４の第１の側にある。第２のプレナム３２４は、接合層３１２内に形成される。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム３２４の第２の側には、複数の小さな貫通孔およびセラミックプレート３０８を伴う、アルミナまたは窒化アルミニウムから作られた第２の誘電体多管腔プラグ３２８がある。この実施形態では、第２の誘電体多管腔プラグ３２８は、中心に固体状コア３３０を有する。第２の誘電体多管腔プラグ３２８は、セラミックプレート３０８に接合されている。この例では、第２の誘電体多管腔プラグ３２８は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第２のプレナム３２４に近接する、第２の誘電体多管腔プラグ３２８の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、第２の誘電体多管腔プラグ３２８の第２の側まで延伸する。

【0030】

第３のプレナム３３２は、第２の誘電体多管腔プラグ３２８の第２の側にある。少なくとも１つのＨｅ孔３３６は、第３のプレナム３３２からセラミックプレート３０８の表面まで延伸する。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔３３６は、０．０５ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。第２の誘電体多管腔プラグ３２８の固体状コア３３０は、少なくとも１つのＨｅ孔３３６の直径よりも大きな直径を有する。第１の誘電体多管腔プラグ３２０の固体状コア３２２は、第２の誘電体多管腔プラグ３２８の固体状コア３３０の直径よりも大きく、かつＨｅ供給ライン孔３１６の直径よりも大きな直径を有する。第１の誘電体多管腔プラグ３２０の固体状コア３２２，および第２の誘電体多管腔プラグ３２８の固体状コア３３０は、それぞれある幅を有し、第１の誘電体多管腔プラグ３２０および第２の誘電体多管腔プラグ３２８の管腔を通る、Ｈｅ供給ライン孔３１６から少なくとも１つのＨｅ孔３３６までのパスを見通せないようにするように位置決めされる。管腔は、Ｈｅの流れを増大できるようにする。Ｈｅ供給ライン孔３１６および少なくとも１つのＨｅ孔３３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔３１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔３３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0031】

他の実施形態では、第１の誘電体多管腔プラグ３２０の固体状コア３２２、および／または第２の誘電体多管腔プラグ３２８の固体状コア３３０は、多数の管腔により置換されてよい。４つの組合せを提供してよい。固体状コアの幅はまた、追加の実施形態を加えるために変動してよい。

【0032】

図４は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ４００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ４００は、接合層４１２によりセラミックプレート４０８に接合されたベースプレート４０４を備える。この実施形態では、ベースプレート４０４は、導電性金属ベースプレート４０４である。ベースプレート４０４は、Ｈｅ供給ライン孔４１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔４１６の出力端部には、第１のプレナム４１８がある。Ｈｅ供給ライン孔４１６は、第１のプレナム４１８の第１の側にある。第１のプレナム４１８の第２の側には、誘電体多管腔プラグ４２０の第１の側がある。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ４２０は、中心に固体状コア４２２を有する。誘電体多管腔プラグ４２０は、ベースプレート４０４に接合されている。この例では、誘電体多管腔プラグ４２０は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の幅を有する。管腔は、第１のプレナム４１８に近接する、誘電体多管腔プラグ４２０の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、誘電体多管腔プラグ４２０の第２の側まで延伸する。この例では、誘電体多管腔プラグ４２０は、ベースプレート４０４の表面まで延伸する。

【0033】

誘電体多管腔プラグ４２０の第１の側と反対の位置にある、誘電体多管腔プラグ４２０の第２の側には、接合層４１２内に配置された第２のプレナム４２４がある。誘電体多管腔プラグ４２０は、第２のプレナム４２４の第１の側にある。

【0034】

第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム４２４の第２の側は、第２のプレナム４２４からセラミックプレート４０８の表面まで延伸する少なくとも１つのＨｅ孔４３６がある。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔４３６は、０．０３ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。誘電体多管腔プラグ４２０の固体状コア４２２は、ある幅を有し、Ｈｅ供給ライン孔４１６から、誘電体多管腔プラグ４２０の管腔を通る、より小さなＨｅ孔のクラスタなどの少なくとも１つのＨｅ孔４３６までのパスを見通せないようにするように位置決めされる。

【0035】

この実施形態は、単一プラグだけを使用する。ベースプレート４０４内に誘電体多管腔プラグ４２０を接合することにより、誘電体多管腔プラグ４２０は、より大きくてよく、単一プラグを可能にする。この実施形態では、セラミックプレート４０８は、０．５ｍｍ～１．５ｍｍの間の厚さを有する。誘電体多管腔プラグ４２０は、１ｍｍよりもはるかに大きな厚さを有する。たとえば、誘電体多管腔プラグ４２０は、２ｍｍ～１０ｍｍの間の厚さまたは高さ４２１を有する。この例では、固体状コア４２２は、１ｍｍ～２ｍｍの直径を有する。Ｈｅ供給ライン孔４１６および少なくとも１つのＨｅ孔４３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔４１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔４３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0036】

図５は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ５００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ５００は、接合層５１２によりセラミックプレート５０８に接合されたベースプレート５０４を備える。この実施形態では、ベースプレート５０４は、導電性金属ベースプレート５０４、たとえばアルミニウムである。ベースプレート５０４は、Ｈｅ供給ライン孔５１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔５１６の出力端部には、第１のプレナム５１８がある。Ｈｅ供給ライン孔５１６は、第１のプレナム５１８の第１の側にある。第１のプレナム５１８の第２の側には、第１の誘電体多管腔プラグ５２０の第１の側がある。この実施形態では、第１の誘電体多管腔プラグ５２０は、中心に固体状コア５２２を有する。第１の誘電体多管腔プラグ５２０は、ベースプレート５０４に接合されている。この例では、第１の誘電体多管腔プラグ５２０は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第１のプレナム５１８に近接する、第１の誘電体多管腔プラグ５２０の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、第１の誘電体多管腔プラグ５２０の第２の側まで延伸する。この例では、第１の誘電体多管腔プラグ５２０は、ベースプレート５０４の表面まで延伸する。

【0037】

第１の誘電体多管腔プラグ５２０の第１の側と反対の位置にある、第１の誘電体多管腔プラグ５２０の第２の側には、第２のプレナム５２４がある。第１の誘電体多管腔プラグ５２０は、第２のプレナム５２４の第１の側にある。第２のプレナム５２４は、接合層５１２内に形成される。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム５２４の第２の側には、複数の小さな貫通孔およびセラミックプレート５０８を伴う、アルミナまたは窒化アルミニウムから作られた第２の誘電体多管腔プラグ５２８がある。この実施形態では、第２の誘電体多管腔プラグ５２８は、中心に固体状コア５３０を有する。第２の誘電体多管腔プラグ５２８は、セラミックプレート５０８に接合されている。この例では、第２の誘電体多管腔プラグ５２８は、３０～１００，０００の管腔を有し、この場合、各管腔は、１ミクロン～２００ミクロンの間の直径を有する。管腔は、第２のプレナム５２４に近接する、第２の誘電体多管腔プラグ５２８の第１の側から、第１の側と反対の位置にある、第２の誘電体多管腔プラグ５２８の第２の側まで延伸する。この実施形態では、第２の誘電体多管腔プラグ５２８は、第２のプレナム５２４の中に延伸する。第２の誘電体多管腔プラグ５２８の第１の側は、セラミックプレート５０８の表面を通過して、接合層５１２により画定される層または領域の中に延伸する。この実施形態では、第２の誘電体多管腔プラグ５２８は、第２のプレナム５２４の中に延伸して、ギャップ距離が約５０％～８０の、この具体的事例では０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの間の張り出し部を形成する。この例では、ギャップ距離は、接合層５１２の厚さである。

【0038】

第３のプレナム５３２は、第２の誘電体多管腔プラグ５２８の第２の側にある。少なくとも１つのＨｅ孔５３６は、第３のプレナム５３２からセラミックプレート５０８の表面まで延伸する。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔５３６は、０．２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。第１の誘電体多管腔プラグ５２０の固体状コア５２２および第２の誘電体多管腔プラグ５２８の固体状コア５３０は、それぞれある幅を有し、第１の誘電体多管腔プラグ５２０および第２の誘電体多管腔プラグ５２８の管腔を通る、供給ライン孔５１６から少なくとも１つのＨｅ孔５３６までのパスを見通せないように位置決めされる。管腔は、Ｈｅの流れを増大できるようにする。第２の誘電体多管腔プラグ５２８を第２のプレナム５２４の中に延伸させることにより、第２のプレナム５２４の高さは低減され、アーク放電はさらに低減される。

【0039】

図６は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ６００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ６００は、接合層６１２によりセラミックプレート６０８に接合されたベースプレート６０４を備える。この実施形態では、ベースプレート６０４は、導電性金属ベースプレート６０４、たとえばアルミニウムである。ベースプレート６０４は、Ｈｅ供給ライン孔６１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔６１６の出力端部には、キャビティ６１８がある。この実施形態では、キャビティ６１８はＴ字形である。Ｔ字形キャビティ６１８を部分的に埋めるのは、誘電体多管腔プラグ６２０である。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ６２０は、自身の中心を部分的に通り延伸する、２ｍｍ～１０ｍｍの直径を有する中央内腔６２２を有する。複数のＨｅ通過孔６２３は、誘電体多管腔プラグ６２０内部で中央内腔６２２から第１のプレナム６２４まで延伸する。この実施形態では、第１のプレナム６２４は、１ｍｍ～１０ｍｍの間の直径および０．０１ｍｍ～０．５ｍｍの高さを有する。この実施形態では、３０ミクロン～１ｍｍの直径を有する、１～３００の間のＨｅ通過孔６２３が存在する。複数の管腔６２８は、第１のプレナム６２４から誘電体多管腔プラグ６２０の表面に近接する第２のプレナム６３２まで延伸する。この例では、誘電体多管腔プラグ６２０は、３０～５００の管腔６２８を有し、この場合、各管腔６２８は、３０ミクロン～１５０ミクロンの間の直径を有する。同心円を形成するために、複数の管腔６２８を置いてよい。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム６３２の第２の側には、第２のプレナム６３２からセラミックプレート６０８の表面まで延伸する少なくとも１つのＨｅ孔６３６がある。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔６３６は、０．２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。Ｈｅ供給ライン孔６１６および少なくとも１つのＨｅ孔６３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔６１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔６３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0040】

Ｈｅ通過孔６２３および複数の管腔６２８は、誘電体多管腔プラグ６２０の最上部から誘電体多管腔プラグ６２０の最下部まで直線でまったく見通せないように配置される。たとえば、円形に配列された場合、Ｈｅ通過孔６２３による円の直径は、複数の管腔６２８により形成された円の直径と著しく異なる。この実施形態では、接合、またはセラミック積層、または他の処理により外部プラグ６４４に多管腔コア６４０を付着させて、誘電体多管腔プラグ６２０を形成する。図示するように、多管腔コア６４０を通過するように複数の管腔６２８を形成する。多管腔コア６４０の最下部を外部プラグ６４４内で中央キャビティの最上部から離して間隔を置いて配置して、第１のプレナム６２４を形成する空間を提供する。そのような構成は、誘電体多管腔プラグ６２０をより容易に形成できるようにする。誘電体多管腔プラグ６２０はＴ字形である。この実施形態では、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ６２０の最上部は、ベースプレート６０４のＴ字形キャビティ６１８の最上部に接合されている。Ｔ字形誘電体多管腔プラグ６２０の最下部とＴ字形キャビティ６１８の間にギャップ６５２がある。この実施形態では、ギャップは０．１ｍｍ～１ｍｍの間である。

【0041】

電荷は、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ６２０の表面に沿って移動して、導電性ベースプレート６０４に到達してよい。ギャップ６５２は、少なくとも１つのＨｅ孔６３６から第２のプレナム６３２、複数の管腔６２８、第１のプレナム６２４、複数のＨｅ通過孔６２３、中央内腔６２２、および外部プラグ６４４の最下部の外部表面を通りベースプレート６０４に至る、より長い表面長を生み出す。表面長が増大することによりアーク放電は低減される。Ｔ字形誘電体多管腔プラグ６２０の最上部は、ガス漏れしないシールを用いてベースプレート６０４のＴ字形キャビティ６１８の最上部に接合されているので、ギャップ６５２はガス漏れせず、その結果、Ｈｅ供給ライン孔６１６から通過するＨｅは、中央内腔６２２、複数のＨｅ通過孔６２３、第１のプレナム６２４、管腔６２８、第２のプレナム６３２を通りＨｅ孔６３６まで流れる。この実施形態は、５０ｋＷを超えてアーク放電を防止することが分かっている。

【0042】

図７は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ７００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ７００は、接合層７１２によりセラミックプレート７０８に接合されたベースプレート７０４を備える。この実施形態では、ベースプレート７０４は、導電性金属ベースプレート７０４である。ベースプレート７０４は、Ｈｅ供給ライン孔７１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔７１６の出力端部には、キャビティ７１８がある。この実施形態では、キャビティ７１８はＴ字形である。キャビティ７１８を部分的に埋めるのは、誘電体多管腔プラグ７２０である。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ７２０は、自身の内部で自身の中心を部分的に通り第１のプレナム７２４まで延伸する、２ｍｍ～１０ｍｍの直径を有する中心内腔７２２を伴う中央コア７４０を有する。複数の管腔７２８は、第１のプレナム７２４から誘電体多管腔プラグ７２０の表面に近接する第２のプレナム７３２まで延伸する。この例では、誘電体多管腔プラグ７２０は、３０～５００の管腔７２８を有し、この場合、各管腔７２８は、１ミクロン～１５０ミクロンの間の直径を有する。同心円を形成するために、複数の管腔７２８を置いてよい。すべての管腔７２８は、誘電体多管腔プラグ７２０の最上部から誘電体多管腔プラグ７２０の最下部まで直線で見通すことを回避するように、中心内腔７２２から離して配置されなければならない。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム７３２の第２の側には、第２のプレナム７３２からセラミックプレート７０８の表面まで延伸する少なくとも１つのＨｅ孔７３６がある。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔７３６は、０．０２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。Ｈｅ供給ライン孔７１６および少なくとも１つのＨｅ孔７３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔７１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔７３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0043】

複数の管腔７２８は、誘電体多管腔プラグ７２０の最上部から誘電体多管腔プラグ７２０の最下部まで直線でまったく見通せないように配置される。この実施形態では、外部プラグ７４４内で中央コア７４０を接合して、誘電体多管腔プラグ７２０を形成する。図示するように、外部プラグ７４４を通過するように管腔７２８を形成する。中央コア７４０の最上部表面を外部プラグ７４４内で中央キャビティの表面から離して間隔を置いて配置して、第１のプレナム７２４を形成する空間を提供する。そのような構成は、誘電体多管腔プラグ７２０をより容易に形成できるようにする。誘電体多管腔プラグ７２０はＴ字形である。この実施形態では、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ７２０の最上部は、ベースプレート７０４のＴ字形キャビティ７１８の最上部に接合されている。前の実施形態で説明したように、アーク放電を低減するために、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ７２０の最下部とＴ字形キャビティ７１８の間にギャップがある。この実施形態では、ギャップは０．１ｍｍ～１ｍｍの間である。

【0044】

図８は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ８００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ８００は、接合層８１２によりセラミックプレート８０８に接合されたベースプレート８０４を備える。この実施形態では、ベースプレート８０４は、導電性金属ベースプレート８０４である。ベースプレート８０４は、Ｈｅ供給ライン孔８１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔８１６の出力端部には、キャビティ８１８がある。この実施形態では、キャビティ８１８はＴ字形である。キャビティ８１８を部分的に埋めるのは、誘電体多管腔プラグ８２０である。この実施形態では、誘電体多管腔プラグ８２０は、中央コア８４０および外部プラグ８４４を備える。中央コア８４０と外部プラグの間には円筒状ギャップ８２２がある。中央コアは、外部プラグ８４４に付着したフランジを伴う上下逆のＴ字形を有する。Ｈｅが円筒状ギャップ８２２の中に容易に通過するように、中央コア８４０のフランジ内に多数の開口部または切り抜きがある。円筒状ギャップ８２２は、第１のプレナム８２４まで延伸する。図示するように、外部プラグ８４４を通過するように管腔８２８を形成する。中央コア８４０の最上部表面を外部プラグ８４４内で中央キャビティの表面から離して間隔を置いて配置して、第１のプレナム８２４を形成する空間を提供する。複数の管腔８２８は、第１のプレナム８２４から誘電体多管腔プラグ８２０の表面に近接する第２のプレナム８３２まで延伸する。この例では、誘電体多管腔プラグ８２０は、３０～５００の管腔８２８を有し、この場合、各管腔８２８は、１ミクロン～１５０ミクロンの間の直径を有する。同心円を形成するために、複数の管腔８２８を置いてよい。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム８３２の第２の側には、第２のプレナム８３２からセラミックプレート８０８の表面まで延伸する少なくとも１つのＨｅ孔８３６がある。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔８３６は、０．２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。中央コア８４０の最下部にあるスリット８４８は、ガスがＨｅ供給ライン孔８１６から円筒状ギャップ８２２まで通過できるようにする。

【0045】

誘電体多管腔プラグ８２０はＴ字形である。この実施形態では、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ８２０の最上部は、ベースプレート８０４のＴ字形キャビティ８１８の最上部に接合されている。アーク放電を低減するために、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ８２０の最下部とＴ字形キャビティ８１８の間にギャップがある。この実施形態では、ギャップは０．１ｍｍ～１ｍｍの間である。管腔８２８は、誘電体多管腔プラグ８２０の最上部から誘電体多管腔プラグ８２０の最下部まで直線で見通すのを回避するように、円筒状ギャップ８２２から離して配置される。

【0046】

図９は、別の実施形態で使用してよいＥＳＣ９００の一部での火花抑制装置の概略横断面図である。この実施形態では、ＥＳＣ９００は、接合層９１２によりセラミックプレート９０８に接合されたベースプレート９０４を備える。この実施形態では、ベースプレート９０４は、導電性金属ベースプレート９０４である。ベースプレート９０４は、Ｈｅ供給ライン孔９１６を有する。Ｈｅ供給ライン孔９１６の出力端部には、キャビティ９１８がある。この実施形態では、キャビティ９１８はＴ字形である。キャビティ９１８を部分的に埋めるのは、誘電体多管腔プラグ９２０である。円筒状溝９２２は、誘電体多管腔プラグ９２０内に形成され、誘電体多管腔プラグ９２０の最下部から誘電体多管腔プラグ９２０の最上部に向けて延伸する。円筒状溝９２２は、第１のプレナムを形成する。管腔９２８は、円筒状溝９２２から誘電体多管腔プラグ９２０の最上部まで、および誘電体多管腔プラグ９２０の表面に近接する第２のプレナム９３２まで通過するように形成される。この例では、誘電体多管腔プラグ９２０は、３０～５００の管腔９２８を有し、この場合、各管腔９２８は、１ミクロン～１５０ミクロンの間の直径を有する。同心円を形成するために、複数の管腔９２８を置いてよい。第１の側と反対の位置にある、第２のプレナム９３２の第２の側には、第２のプレナム９３２からセラミックプレート９０８の表面まで延伸する少なくとも１つのＨｅ孔９３６がある。この例では、少なくとも１つのＨｅ孔９３６は、０．０２ｍｍ～０．３ｍｍの間の直径を有する。Ｈｅ供給ライン孔９１６および少なくとも１つのＨｅ孔９３６は、ヘリウムラインを形成し、そこでは、Ｈｅ供給ライン孔９１６は、Ｈｅラインの第１の部分であり、少なくとも１つのＨｅ孔９３６は、Ｈｅラインの第２の部分である。

【0047】

誘電体多管腔プラグ９２０はＴ字形である。この実施形態では、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ９２０の最上部は、ベースプレート９０４のＴ字形キャビティ９１８の最上部に接合されている。アーク放電を低減するために、Ｔ字形誘電体多管腔プラグ９２０の最下部とＴ字形キャビティ９１８の間にギャップがある。この実施形態では、ギャップは０．１ｍｍ～１ｍｍの間である。

【0048】

他の実施形態は、異なる実施形態のさまざまな特徴の組合せが異なってよい。たとえば、図５に示す実施形態の第２の誘電体多管腔プラグ５２８および第３のプレナム５３２などの誘電体多管腔プラグは、図６、図７、図８、および図９に示す実施形態のセラミックプレート６０８、７０８、８０８、および９０８内に形成されてよい。

【0049】

図１０は、半導体ウエハを処理するために使用してよい半導体処理チャンバ１０００のある実施形態の概略図である。１つまたは複数の実施形態では、半導体処理チャンバ１０００は、ガス注入口を提供するガス分配プレート１００６と、チャンバ壁１０５２により封じ込められた、エッチングチャンバ１０４９内部の静電チャック（ＥＳＣ）１００８とを備える。エッチングチャンバ１０４９内部で、ＥＳＣ１００８の上にウエハ１００３を位置決めする。ＥＳＣ１００８はウエハ支持物である。縁部リング１００９は、ＥＳＣ１００８を取り囲む。ＥＳＣ供給源１０４８は、ＥＳＣ１００８にバイアスを提供してよい。ガス供給源１０１０は、ガス分配プレート１００６を通してエッチングチャンバ１０４９に接続される。ＥＳＣのＨｅ供給源１０５０は、ＥＳＣ１００８に接続される。

【0050】

無線周波数（ＲＦ）供給源１０３０は、下部電極、上部外部電極１０１６、および上部内部電極にＲＦ電力を提供する。この実施形態では、ＥＳＣ１００８は下部電極であり、ガス分配プレート１００６は上部内部電極である。代表的な実施形態では、４００キロヘルツ（ｋＨｚ）、６０メガヘルツ（ＭＨｚ）、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、および／または２７ＭＨｚの電源は、ＲＦ供給源１０３０およびＥＳＣ供給源１０４８を構成する。この実施形態では、周波数ごとに１つの発生器が提供される。他の実施形態では、発生器は別個のＲＦ供給源であってよい、または別個のＲＦ発生器は異なる電極に接続されてよい。ＲＦ供給源および電極の他の配列を他の実施形態で使用してよい。他の実施形態では、電極は誘導コイルであってよい。

【0051】

コントローラ１０３５は、ＲＦ供給源１０３０、ＥＳＣ供給源１０４８、排出ポンプ１０２０、およびガス供給源１０１０に制御可能に接続される。高流動ライナ１００４は、エッチングチャンバ１０４９内部のライナである。高流動ライナ１００４は、この実施形態ではＣシュラウドであり、ガス供給源から得られるガスを閉じ込め、スロット１００２を有する。高流動ライナ１００４は、制御されたガス流がガス供給源１０１０から排出ポンプ１０２０まで通過できるようにする。

【0052】

処理中、Ｈｅガスは、熱伝達を提供するために、ＥＳＣのＨｅ供給源１０５０からＥＳＣ１００８の裏側へ提供されてよい。ＲＦ供給源１０３０は、電力を提供して、プラズマを形成する。プラズマは、アーク放電の原因となることがある。アーク放電は、Ｈｅ供給源の方へ向けて通過して、ＥＳＣ１００８を損傷する可能性がある。上記の実施形態は、アーク放電を低減し、したがって、ＥＳＣ１００８の損傷を低減する。

【0053】

いくつかの実施形態に関して本開示について記述してきたが、本開示の範囲に入る変形形態、修正形態、置換形態、およびさまざまな代用均等物が存在する。また、本開示の方法および装置を実装する代替方法が多く存在することにも留意されたい。したがって、以下に添付する特許請求の範囲は、本開示の真の精神および範囲の中に入るようなそのようなすべての変形形態、修正形態、置換形態、およびさまざまな代用均等物を含むとして解釈されることが意図される。
［適用例１］プラズマ処理チャンバ内における静電チャック内のヘリウムライン用火花抑制装置であって、前記ヘリウムライン内に誘電体多管腔プラグを備え、前記誘電体多管腔プラグは、複数の管腔を有し、前記複数の管腔は、合わせて３０～１００，０００の間の管腔であり、１ミクロン～２００ミクロンの間の幅を有する、火花抑制装置。
［適用例２］適用例１に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記誘電体多管腔プラグの第１の側に第１のプレナムを備え、前記誘電体多管腔プラグの第２の側に第２のプレナムを備え、前記第２の側は前記第１の側の反対側であり、前記複数の管腔は前記第１のプレナムから前記第２のプレナムまで延伸する火花抑制装置。
［適用例３］適用例２に記載の火花抑制装置であって、前記ヘリウムラインは前記誘電体多管腔プラグの前記第１の側に第１の部分を有し、前記誘電体多管腔プラグの前記第２の側に第２の部分を有し、前記複数の管腔は前記ヘリウムラインの前記第１の部分と前記ヘリウムラインの前記第２の部分の間の直線に沿って配置されていない、火花抑制装置。
［適用例４］適用例３に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは前記ヘリウムラインの前記第１の部分と前記ヘリウムラインの前記第２の部分の間に固体状コアをさらに備え、前記複数の管腔は前記固体状コアを取り囲む、火花抑制装置。
［適用例５］適用例２に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記誘電体多管腔プラグから前記第２のプレナムの前記第２のプレナムの反対側に間隔を置いて配置されている、前記第２のプレナムに近接する誘電体プラグを備える、火花抑制装置。
［適用例６］適用例５に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体プラグは、多孔性誘電体プラグである、または前記誘電体プラグを通って延伸する複数の管腔を備える、火花抑制装置。
［適用例７］適用例２に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記第１のプレナムおよび前記第２のプレナムのうち少なくとも一方の中に延伸する、火花抑制装置。
［適用例８］適用例１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは誘電体セラミックプラグである、火花抑制装置。
［適用例９］適用例１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記静電チャックに接合されている、火花抑制装置。
［適用例１０］適用例１に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグはＴ字形であり、Ｔ字形キャビティ内に搭載され、前記Ｔ字形キャビティの最下部まで延伸しない、火花抑制装置。
［適用例１１］適用例１０に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、さらに、前記誘電体多管腔プラグ内部に第１のプレナムを備え、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムから前記誘電体多管腔プラグの表面まで延伸する、火花抑制装置。
［適用例１２］適用例１１に記載の火花抑制装置であって、さらに、前記複数の管腔が延伸する前記誘電体多管腔プラグの前記表面に近接する第２のプレナムを備える、火花抑制装置。
［適用例１３］適用例１０に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグの最上部は、前記Ｔ字形キャビティの最上部に接合され、さらに、前記Ｔ字形キャビティの前記最上部の下方に、前記Ｔ字形キャビティと前記誘電体多管腔プラグの間にギャップを備える、火花抑制装置。
［適用例１４］適用例１に記載の火花抑制装置であって、前記静電チャックは、ベースプレート、セラミックプレート、および前記ベースプレートと前記セラミックプレートの間の接合層を備え、前記火花抑制装置は、前記ベースプレートと前記セラミックプレートの間に第１のプレナムをさらに備え、前記第１のプレナムは、前記誘電体多管腔プラグに近接し、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムまで延伸する、火花抑制装置。
［適用例１５］適用例１４に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは前記ベースプレートまたは前記セラミックプレートに接合されている、火花抑制装置。
［適用例１６］適用例１４に記載の火花抑制装置であって、前記誘電体多管腔プラグは、前記セラミックプレートに接合され、前記火花抑制装置は、さらに、前記第１のプレナムと反対側にある前記誘電体多管腔プラグの側に第２のプレナムを備え、前記複数の管腔は、前記第１のプレナムから前記第２のプレナムまで延伸する、火花抑制装置。
［適用例１７］適用例１６に記載の火花抑制装置であって、さらに、
前記誘電体多管腔プラグと反対側にある前記第１のプレナムの側にある誘電体プラグと、
前記第１のプレナムの反対側にある前記誘電体プラグの側にある第３のプレナムと、を備え前記誘電体プラグは前記第１のプレナムから前記第３のプレナムまで延伸している複数の管腔を備える、
火花抑制装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】