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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-03
(54)【発明の名称】プラズマ処理のための装置
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20240827BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 L
H01L21/302 101C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024509377
(86)(22)【出願日】2022-08-18
(85)【翻訳文提出日】2024-02-16
(86)【国際出願番号】 US2022040819
(87)【国際公開番号】W WO2023023289
(87)【国際公開日】2023-02-23
(31)【優先権主張番号】63/235,418
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】514028776
【氏名又は名称】トーキョー エレクトロン ユーエス ホールディングス，インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】レーン，バートン
(72)【発明者】
【氏名】山澤 陽平
(72)【発明者】
【氏名】メヒガン，ジェーソン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ファンク，メリット
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA03
2G084AA07
2G084BB02
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD04
2G084DD13
2G084DD14
2G084DD42
2G084DD55
2G084DD62
5F004BA20
5F004BB13
5F004BB14
5F004CA03
(57)【要約】
一実施形態によれば、プラズマ処理システムのための装置が提供される。装置は、インターフェースと、放射構造体と、導電性オフセットと、を含む。インターフェースは、ＲＦ源に結合可能な第１の導電性プレートと、ＲＦ源と第１の導電性プレートとの間に配置された第２の導電性プレートと、第２の導電性プレートと基板ホルダとの間に配置された導電性同心リング構造体と、を含む。導電性オフセットは、導電性同心リング構造体を放射構造体に結合するように配置されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理システムのための装置であって、当該装置は、
インターフェースであって、
ＲＦ源に結合可能な第１の導電性プレート、
前記ＲＦ源と前記第１の導電性プレートとの間に配置された第２の導電性プレート、および
前記第２の導電性プレートと基板ホルダとの間に配置された導電性同心リング構造体、
を有する、インターフェースと、
放射構造体と、
前記導電性同心リング構造体を前記放射構造体に結合するように配置された導電性オフセットと、
を有する、装置。
【請求項2】
前記第２の導電性プレートは、接地されている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記放射構造体は、複数の軸対称の螺旋状切り欠きを有する第３の導電性プレートを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記プラズマ処理システムは、基板ホルダを有する処理チャンバを有し、前記処理チャンバ内で処理される基板は、前記基板ホルダに取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
当該装置は、前記処理チャンバの外部に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項6】
前記第１の導電性プレートは、同軸導電性構造を介して前記ＲＦ源に結合され、前記ＲＦ源は、前記同軸導電性構造を介して、第１の導電性プレートにＲＦ電力を供給する、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
さらに、非導電性オフセットを有し、前記放射構造体は、絶縁構造体に結合され、該絶縁構造体は、前記非導電性オフセットにより、前記導電性同心リング構造体の導電性内側リング構造体と、前記導電性同心リング構造体の導電性外側リング構造体との間に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記インターフェース、前記放射構造体、および前記導電性オフセットは、前記ＲＦ源が前記第１の導電性プレートにＲＦ電力を供給することに応じて、共振回路を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項9】
プラズマ処理システムのための装置であって、当該装置は、
インターフェースであって、
ＲＦ源に結合可能な第１の導電性構造体、
前記ＲＦ源と前記第１の導電性構造体との間に配置された第２の導電性構造体であって、各同心導電性構造体は、エアギャップにより前記第２の導電性構造体から絶縁されている、第２の導電性構造体、
同心導電性構造体、
を含む、インターフェース、および
前記インターフェースに結合された放射構造体、
を有する、装置。
【請求項10】
各同心導電性構造体は、前記エアギャップにより、隣接する同心導電性構造体から絶縁される、請求項９に記載の装置。
【請求項11】
さらに、前記同心導電性構造体を前記放射構造体に結合する導電性オフセットを有する、請求項９に記載の装置。
【請求項12】
前記放射構造体の共振周波数は、５～１００メガヘルツ（ＭＨｚ）である、請求項９に記載の装置。
【請求項13】
前記放射構造体は、螺旋状切り欠きを有する導電性プレートと、
内側円形切り欠きと、
を有し、
前記第１の導電性構造体は、前記放射構造体と実質的に同じ平面上に配置され、前記内側円形切り欠きの内部に配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項14】
前記プラズマ処理システムは、基板ホルダを有する処理チャンバを有し、前記処理チャンバ内で処理される基板は、前記基板ホルダ上に取り付けられる、請求項９に記載の装置。
【請求項15】
誘導性結合によってプラズマを励起するアンテナシステムであって、当該アンテナシステムは、
プレートと、
前記プレートに平行に配置された導電性リング構造体であって、前記プレートおよび前記導電性リング構造体は、第１のキャパシタを形成し、前記第１のキャパシタの容量値は、１つの導電性リング構造体に沿って実質的に同じである、導電性リング構造体と、
導電性オフセットであって、各導電性オフセットは、第１の端部および第２の端部を有し、各導電性オフセットの第１の端部は、垂直配置で前記導電性リング構造体に結合され、各導電性オフセットは、前記導電性リング構造体に沿って、他の導電性オフセットから等しい距離に配置される、導電性オフセットと、
各導電性オフセットの対応する第２の端部に結合された複数の螺旋状アームであって、各螺旋状アームは、半径方向に、方位角方向に、および入れ子配置で配置され、各螺旋状アームは、同じ形状、長さ、および間隔を有し、前記複数の螺旋状アーム、導電性オフセット、および前記導電性リング構造体は、ＲＦ周波数で共振する共振構造体を形成する、複数の螺旋状アームと、
を有する、アンテナシステム。
【請求項16】
さらに、前記共振構造体に容量的に結合されＲＦ源に結合可能な、少なくとも１つの駆動導電性構造体を有する、請求項１５に記載のアンテナシステム。
【請求項17】
さらに、前記共振構造体に誘導的に結合された導電性コイル構造体を有し、前記導電性コイル構造体および前記共振構造体は、誘導的に結合されたペアを形成し、
前記導電性コイル構造体は、ＲＦ源に結合可能である、請求項１５に記載のアンテナシステム。
【請求項18】
前記導電性リング構造体は、導電性内側リング構造体、および該導電性内側リング構造体に隣接する導電性外側リング構造体を有し、前記導電性内側リング構造体および前記導電性外側リング構造体の各々は、前記導電性オフセットにより、前記複数の螺旋状アームに結合されている、請求項１５に記載のアンテナシステム。
【請求項19】
前記複数の螺旋状アームの各々の内側または外側の端部の１つは、前記導電性オフセットにより前記導電性リング構造体に接続され、前記複数の螺旋状アームの前記各々の別の端部は、導電性構造体またはは接地に直接接続されていない、請求項１５に記載のアンテナシステム。
【請求項20】
前記複数の螺旋状アーム、前記プレート、および前記導電性リング構造体は、互いに実質的に平行に配置されている、請求項１５に記載のアンテナシステム。【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、２０２１年８月２０日に出願された、米国仮特許出願第６３／２３５，４１８号の利益を主張するものであり、その出願は参照によりその全体が本明細書に援用される。
本出願は、２０２１年８月２０日に出願された、米国仮特許出願第６３／２３５，４１８号の利益を主張するものであり、その出願は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0002】
本開示は、概して、半導体処理技術に関し、特定の実施形態では、その中で基板を処理するためのプラズマ処理システムにおいて電磁波を放射する装置に関する。
【背景技術】
【0003】
プラズマ処理は、半導体産業における高密度微細回路の製造及び製作において広く使用されている。
【0004】
プラズマ処理システムでは、プラズマチャンバ内に放射された電磁波が電磁場を生成する。生成された電磁場は、チャンバ内の電子を加熱する。加熱された電子は、プラズマに点火し、エッチング、蒸着、酸化、スパッタリングなどのプロセスにおいて基板を処理する。
【0005】
不均一なプラズマ処理チャンバ内の電磁場は、基板の異なる部分が密度の変化しているプラズマで処理されるために、基板の不均一な処理をもたらす。したがって、プラズマ処理システム内の電磁場の均一性を改善する装置及びシステムが望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の態様は、プラズマ処理システムのための装置に関する。装置は、インターフェースと、放射構造体と、導電性オフセットと、を含む。インターフェースは、ＲＦ源に結合可能な第１の導電性プレートと、ＲＦ源と第１の導電性プレートとの間に配置された第２の導電性プレートと、第２の導電性プレートと基板ホルダとの間に配置された導電性同心リング構造体と、を含む。導電性オフセットは、導電性同心リング構造体を放射構造体に結合するように配置されている。
【0007】
そのような第１の態様による装置の第１の実装形態では、第２の導電性プレートは、接地されている。
【0008】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第２の実装形態では、放射構造体は、複数の軸対称の螺旋状切り欠きを有する第３の導電性プレートを含む。
【0009】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第３の実装形態では、プラズマ処理システムは、基板ホルダを有する処理チャンバを含む。基板は、処理チャンバ内で処理されるように基板ホルダ上に取り付けられる。
【0010】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第４の実装形態では、装置は、処理チャンバの外部に配置されている。
【0011】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第５の実装形態では、第１の導電性プレートは、同軸導電性構造体を介してＲＦ源に結合され、ＲＦ源は、同軸導電性構造体を介してＲＦ電力を第１の導電性プレートに供給する。
【0012】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第６の実装形態では、装置は、非導電性オフセットを更に含み、放射構造体は、非導電性オフセットによって、導電性同心リング構造体の導電性内側リング構造体と導電性同心リング構造体の導電性外側リング構造体との間に配置された絶縁構造体に結合されている。
【0013】
そのような第１の態様、又は第１の態様の任意の先行する実装形態による装置の第７の実装形態では、インターフェース、放射構造体、及び導電性オフセットは、ＲＦ源がＲＦ電力を第１の導電性プレートに供給することに応じて、共振回路を形成している。
【0014】
第２の態様は、プラズマ処理システムのための装置に関する。装置は、インターフェースと、インターフェースに結合された放射構造体と、を含む。インターフェースは、ＲＦ源に結合可能な第１の導電性構造体と、ＲＦ源と第１の導電性構造体との間に配置された第２の導電性構造体と、同心導電性構造体と、を含む。各同心導電性構造体は、エアギャップによって第２の導電性構造体から絶縁されている。
【0015】
そのような第２の態様による装置の第１の実装形態では、各同心導電性構造体は、エアギャップによって隣接する同心導電性構造体から絶縁されている。
【0016】
そのような第２の態様、又は第２の態様の任意の先行する実装形態による装置の第２の実装形態では、装置は、同心導電性構造体を放射構造体に結合している導電性オフセットを更に含む。
【0017】
そのような第２の態様、又は第２の態様の任意の先行する実装形態による装置の第３の実装形態では、放射構造体の共振周波数は、５～１００メガヘルツ（ＭＨｚ）である。
【0018】
そのような第２の態様、又は第２の態様の任意の先行する実装形態による装置の第４の実装形態では、放射構造体は、螺旋状切り欠きを有する導電性プレートと、内側円形切り欠きと、を含む。第１の導電性構造体は、放射構造体と実質的に同じ平面上に配置され、且つ内側円形切り欠きの内部に配置されている。
【0019】
そのような第２の態様、又は第２の態様の任意の先行する実装形態による装置の第５の実装形態では、プラズマ処理システムは、基板ホルダを有する処理チャンバを含む。処理チャンバ内で処理される基板は、基板ホルダ上に取り付けられる。
【0020】
第３の態様は、誘導性結合によってプラズマを励起するためのアンテナシステムに関する。アンテナシステムは、プレートと、導電性リング構造体と、導電性オフセットと、複数の螺旋状アームと、を含む。導電性リング構造体は、プレートに対して平行に配置されている。プレート及び導電性リング構造体は、第１のキャパシタを形成し、第１のキャパシタの容量値は、１つの導電性リング構造体に沿って実質的に同じである。各導電性オフセットは、第１の端部と第２の端部とを含み、各導電性オフセットの第１の端部は、垂直配置で導電性リング構造体に結合されている。各導電性オフセットは、導電性リング構造体に沿って他の導電性オフセットから等しい距離に配置されている。複数の螺旋状アームは、各導電性オフセットの対応する第２の端部に結合されている。各螺旋状アームは、半径方向、方位角方向に、入れ子配置で配置されている。各螺旋状アームは、同じ形状、長さ、及び間隔を有する。複数の螺旋状アーム、導電性オフセット、及び導電性リング構造体は、ＲＦ周波数で共振する共振構造体を形成している。
【0021】
そのような第３の態様によるアンテナシステムの第１の実装形態では、アンテナシステムは、共振構造体に容量的に結合され、且つＲＦ源に結合可能な、少なくとも１つの駆動導電性構造体を更に含む。
【0022】
そのような第３の態様、又は第３の態様の任意の先行する実装形態によるアンテナシステムの第２の実装形態では、アンテナシステムは、共振構造体に誘導的に結合された導電性コイル構造体を更に含む。導電性コイル構造体及び共振構造体は、誘導的に結合されたペアを形成している。導電性コイル構造体は、ＲＦ源に結合可能である。
【0023】
そのような第３の態様、又は第３の態様の任意の先行する実装形態によるアンテナシステムの第３の実装形態では、導電性リング構造体は、導電性内側リング構造体と、導電性内側リング構造体に隣接する導電性外側リング構造体と、を含む。導電性内側リング構造体及び導電性外側リング構造体の各々は、導電性オフセットによって複数の螺旋状アームに結合されている。
【0024】
そのような第３の態様、又は第３の態様の任意の先行する実装形態によるアンテナシステムの第４の実装形態では、複数の螺旋状アームの各々の内側又は外側端部のうちの１つは、導電性オフセットによって導電性リング構造体に接続されており、複数の螺旋状アームの各々の別の端部は、導電性構造体又は接地に直接接続されていない。
【0025】
そのような第３の態様、又は第３の態様の任意の先行する実装形態によるアンテナシステムの第５の実装形態では、複数の螺旋状アーム、プレート、及び導電性リング構造体は、互いに実質的に平行に配置されている。
【0026】
実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装することができる。
【0027】
本開示及びその利点についてのより完全な理解のために、ここで、添付図面と併せて用いられる以下の説明に対して参照が行われる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】一実施形態のプラズマ処理システムの図である。
【図2A】一実施形態の共振構造体の側面図である。
【図3A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図4A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図5A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図6A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図7A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図8A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図9A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図10A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図11A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図12】一実施形態の放射構造体の上面図である。
【図13A】別の実施形態の共振構造体の側面図である。
【図14】別の実施形態の放射構造体の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本開示は、多種多様な特定の文脈において具体化され得る多くの適用可能な発明概念を提供する。特定の実施形態は、単に特定の構成を例示するものであり、特許請求される実施形態の範囲を限定するものではない。異なる実施形態からの特徴は、特に断りのない限り、更なる実施形態を形成するために組み合わせられてもよい。
【0030】
実施形態のうちの１つに対して記載された変形又は修正はまた、他の実施形態に対しても適用することができる。更に、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換、及び改変を行うことができることが理解されるべきである。
【0031】
本発明の態様は、主にプラズマ処理システムにおける共振構造体の文脈で説明されているが、本発明の態様は、半導体産業以外の分野にも同様に適用することができる。プラズマは、官能基付加による表面特性の処理及び修正に使用することができる。例えば、塗料堆積に対して表面を処理するために、プラズマは、疎水性表面を親水性表面に変換することができる。更に、本発明の態様は、プラズマに限定されるものではない。例えば、ＲＦは、冷凍食品を解凍し、又は繊維製品、食品、木材などを乾燥するために使用することができる。これらの様々な例では、及び産業界にわたって、本明細書に開示されるような均一の振動磁場が有利である。
【0032】
様々な実施形態では、磁場への言及は、いくつかの周波数、例えば、ＲＦ周波数又はマイクロ波周波数のうちの１つで振動する磁場を指す。これらの実施形態では、磁場は、ＤＣ磁場を意味しない。これら及び他の詳細については、以下で更に詳細に説明する。
【0033】
図１は、一実施形態のプラズマ処理システム１００の図を示している。プラズマ処理システム１００は、ＲＦ源１０２と、共振構造体１０４と、プラズマチャンバ１０６と、任意選択的に誘電体プレート１１４と、を含み、これらは、図１に示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。更に、プラズマ処理システム１００は、図１に描かれていない追加の構成要素を含んでもよい。
【0034】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、ＲＦ電源を含み、このＲＦ電源は、発電機回路及び整合回路（図示せず）を含んでもよい。ＲＦ源１０２は、同軸ケーブルなどの電力伝送線を介して共振構造体１０４に結合されている。ＲＦ源は、順方向ＲＦ波を共振構造体１０４に供給する。共振構造体１０４は、１つ以上の放射構造体を含む。順方向ＲＦ波は、共振構造体１０４を通って移動し、プラズマチャンバ１０６に向かって伝送（すなわち放射）される。
【0035】
プラズマチャンバ１０６は、基板ホルダ１０８を含む。示されるように、基板１１０は、処理されるために基板ホルダ１０８上に配置されている。任意選択的に、プラズマチャンバ１０６は、基板ホルダ１０８に結合されたバイアス電源１１８を含んでもよい。プラズマチャンバ１０６はまた、その中のガス流量の選択的制御によってプラズマチャンバ１０６からの副生成物を除去するための１つ以上のポンプ出口１１６を含んでもよい。実施形態では、ポンプ出口１１６は、基板ホルダ１０８及び基板１１０の近く（例えば、それらの下方／周囲）に配置されている。
【0036】
実施形態では、共振構造体１０４は、誘電体材料で作成された誘電体プレート１１４によってプラズマチャンバ１０６から分離されている。誘電体プレート１１４は、プラズマチャンバ１０６内の低圧環境を外部雰囲気から分離する。共振構造体１０４はプラズマチャンバ１０６に直接隣接して配置することができ、又は共振構造体１０４は空気によってプラズマチャンバ１０６から分離することができることが理解されるべきである。実施形態では、誘電体プレート１１４は、プラズマチャンバ１０６からのＲＦ波の反射を最小限に抑えるように選択される。他の実施形態では、共振構造体１０４は、誘電体プレート１１４内に埋め込まれる。
【0037】
実施形態では、共振構造体１０４は、プラズマチャンバ１０６に向かって電磁場を放射し、これにより、低容量で結合電場を有するプラズマ１１２を方位対称で高密度に生成する。実施形態では、共振構造体１０４は、本明細書に開示されるように、方位対称性を生成する容量性構造体に接続された螺旋状アームを含む。実施形態では、共振構造体１０４の励起周波数は、無線周波数範囲（１０～４００ＭＨｚ）であるが、これは限定的なものではなく、他の周波数範囲も同様に企図され得る。例えば、本明細書に開示される発明的態様は、マイクロ波周波数範囲における用途にも同様に適用可能である。
【0038】
実施形態では、共振構造体１０４は、共振要素を含む。共振要素は、共振構造体１０４の容量性構造体に電気的に接続されており螺旋状アームであり得る。実施形態では、共振要素は、同じ形状を有し、且つ回転時にＮ回対称性が存在するように中心軸の周りに配置されている（ここでＮは、１よりも大きい整数である）。螺旋状アーム及び容量性構造体は、ＲＦ源１０２から供給された電磁波と共振する。
【0039】
実施形態では、共振要素は、定在電磁波を維持する。定在電磁波は、電場が高い領域と磁場が高い領域とを有する。磁場が高い領域は、導電経路で構成されている。共振要素は、共振要素からの振動磁場がプラズマチャンバ１０６内に浸透するように、誘電体プレート１１４に近接し、且つ平行に配置されている。時間的に変化する磁場は時間的に変化する電場を誘導し、この電場は、エネルギーをプラズマ電子に伝達する。
【0040】
実施形態では、共振構造体１０４は、電場が誘電体プレート１１４から離れて高く配置されている領域を含む。実施形態では、そのような領域は、平坦な表面を有する金属構造体で構成されている。実施形態では、２つの金属片の平坦な表面は対向し、且つ誘電体によって分離されている。誘電体によって占有された２つの金属片の間の体積は、共振構造体１０４のそれぞれの共振回路における高電場の位置にある。
【0041】
他の実施形態では、金属片は、円筒又は他の形状を有してもよい。いずれの場合も、２つの金属表面は、空気又は真空であり得る、誘電体で満たされた領域によって分離されている。
【0042】
高磁場要素内の磁場は、これらの要素に沿って流れる電流によるものである。高電場要素内の電場は、電荷の存在によるものである。高電場を有する要素は、電荷が電流によって高電場の１つの領域から高電場の別の領域へ流れるように、高磁場を有する要素を通して他のそのような要素と接続され、これにより、高磁場要素内に磁場を生成する。
【0043】
一実施形態では、高電場要素はまた、共振構造体１０４内の電場が同位相で、且つ同じ振幅を有するように、互いに接続されてもよい。しかしながら、この特徴は、非限定的である。
【0044】
実施形態では、高磁場要素及び高電場要素は全て、互いにほぼ同一である。
【0045】
実施形態では、磁場が高い共振構造体１０４の要素、及び電場が高い共振構造体１０４の要素は、対称中心軸の周りに配置されている。実施形態では、対称中心軸は、誘電体プレート１１４に対して垂直である。誘電体プレート１１４がディスク形状である実施形態では、対称中心軸は、ディスクの中心を通過する。共振構造体１０４の要素は、２πを２よりも大きい整数で除算したものに等しい角度だけ対称軸の周りで全ての要素を回転させても形状が変化しないように配置されている。８回対称配置を有する実施形態では、対応する整数は８に等しい。
【0046】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、共振構造体１０４から定在電磁波を生成するために、エネルギーを共振構造体１０４のインターフェースに結合する。実施形態では、ＲＦ源１０２は、伝送線を介してインターフェースに結合されている。インターフェースは、対称軸の周りの回転下で、共振構造体１０４の要素と同じか又はそれよりも高い対称性を維持することが望ましい。
【0047】
実施形態では、インターフェースは、エネルギーを電場が高容量性結合である共振構造体１０４の部分に結合する。実施形態では、インターフェースは、エネルギーを磁場が高誘導性結合である共振構造体１０４の部分に結合する。いずれの場合でも、共振構造体１０４によって生成された電磁場がプラズマチャンバ１０６内に侵入し、それによってプラズマ１１２をそれ自体で生成するように、インターフェースを配置することが可能である。
【0048】
一実施形態では、共振構造体１０４は、基板１１０を処理するために、ＲＦ源１０２からのＲＦ電力をプラズマチャンバ１０６に結合する。特に、共振構造体１０４は、順方向ＲＦ波がＲＦ源１０２から供給されていることに応じて、電磁波を放射する。放射された電磁波は、誘電体プレート１１４の雰囲気側（すなわち、共振構造体１０４側）からプラズマチャンバ１０６内に侵入する。放射された電磁波は、プラズマチャンバ１０６内に電磁場を生成する。生成された電磁場は、エネルギーをプラズマチャンバ１０６内の自由電子に伝達することによって、プラズマ１１２を点火して維持する。プラズマ１１２は、例えば、基板１１０上の材料を選択的にエッチング又は堆積するために使用することができる。
【0049】
図１では、共振構造体１０４は、プラズマチャンバ１０６の外部にあるように示されている。しかしながら、実施形態では、共振構造体１０４は、プラズマチャンバ１０６の内部に配置することができる。
【0050】
実施形態では、共振構造体１０４の動作周波数は、５～１００メガヘルツ（ＭＨｚ）である。実施形態では、共振構造体１０４によって届けられる電力は、１０～５０００ワット（Ｗ）の範囲であり、共振構造体１０４からの距離、インピーダンス値などの様々な要因によって決定される。
【0051】
図２Ａは、実施形態の共振構造体２００の側面図を示している。共振構造体２００は、インターフェース２０６と、放射構造体２２２と、導電性オフセット２２４ａ～ｂと、を含み、これらは、図２Ａに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。更に、共振構造体２００は、図２Ａに描かれていない追加の構成要素を含んでもよい。
【0052】
放射構造体２２２は、導電性オフセット２２４ａ～ｂによってインターフェース２０６に結合されている。放射構造体２２２は、以下に詳述するように、容量性分割器によってＲＦ源１０２に結合されている。放射構造体２２２に関する詳細は、以下の図１２に開示されている。
【0053】
加えて、図２Ａには、共振構造体２００を取り囲むハウジング２２６ａ～ｃが示されている。ハウジング２２６ａ～ｃは、ハウジング側壁２２６ａと、ハウジング底面２２６ｂと、ハウジング上面２２６ｃと、を含む。ハウジング側壁２２６ａ及びハウジング底面２２６ｂの各々は、導電性構造体である。ハウジング上面２２６ｃは、ハウジング２２６ａ～ｃの開放面を表すために破線で示されている。
【0054】
ハウジング底面２２６ｂは、ＲＦ源１０２の共通ＲＦ接地に電気的に結合されている。このように、ハウジング２２６ａ～ｃの全体が、接地されている。ハウジング底面２２６ｂは、ＲＦ源１０２からインターフェース２０６（すなわち、以下に詳述する駆動ディスク２０２）へのＲＦ供給経路を結合するための開口部を含む。
【0055】
一実施形態では、ハウジング上面２２６ｃは、プラズマチャンバ１０６の底部に隣接して配置されている。図１を参照すると、共振構造体２００は、上下反転されており、共振構造体２００のハウジング上面２２６ｃは、誘電体プレート１１４がハウジング上面２２６ｃと面一になるように配置されている。そのような実施形態では、誘電体プレート１１４は、ハウジング上面２２６ｃの方向において放射構造体２２２の上方に配置されている。共振構造体２００は、誘電体プレート１１４を通ってプラズマチャンバ１０６に向かって、ハウジング底面２２６ｂからハウジング上面２２６ｃへの方向において放射する電磁波を生成する。
【0056】
共振構造体２００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体２００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も企図されることに留意されたい。更に、共振構造体２００は、放射構造体２２２をインターフェース２０６に機械的に接続することによって共振構造体２００に追加の構造的剛性を提供するための非導電性オフセットなどの、図２Ａには描かれていない追加の構成要素を含んでもよい。
【0057】
インターフェース２０６は、駆動ディスク２０２と、バックプレート２０８と、内側リング２１０と、外側リング２１２と、絶縁構造体２１４と、を含む。
【0058】
駆動ディスク２０２は、ＲＦ源１０２に結合可能な導電性の円形構造体であり、ＲＦ波を放射構造体２２２に供給するために使用される。実施形態では、駆動ディスク２０２は、剛性、半剛性、又は可撓性の同軸ケーブルを介してＲＦ源１０２に結合されている。他の実施形態では、駆動ディスク２０２は、矩形導波管、より大きい中空円筒内に含まれる２つの円筒導体を有する２つの平行な導電性リボン（例えば、トライアックス）などの様々なタイプの伝送線のうちのいずれか１つを介して、ＲＦ又はマイクロ波発生器に結合されている。
【0059】
バックプレート２０８は、ＲＦ源１０２と駆動ディスク２０２との間に配置された導電性表面である。バックプレート２０８は、駆動ディスク２０２に対して実質的に平行である。示されるように、バックプレート２０８は、浮遊している。
【0060】
内側リング２１０及び外側リング２１２は、導電性構造体である。示されるように、外側リング２１２は、内側リング２１０に隣接し、且つ実質的に同じ平面上に配置されている。しかしながら、実施形態では、外側リング２１２は、内側リング２１０とは異なる平面上にあってもよい。
【0061】
外側リング２１２及び内側リング２１０は、内側及び外側半径を有する導電性のリング形状プレートである。外側リング２１２及び内側リング２１０は、駆動ディスク２０２と同じ中心点を有する。そして、外側リング２１２の内側半径は、内側リング２１０の外側半径よりも大きい。内側リング２１０の内側半径は、駆動ディスク２０２の外側半径よりも小さい。
【0062】
図２Ａは共振構造体２００の側面図を示しているため、実施形態では、共振構造体２００の中心に対称軸が存在することが理解されるべきである。実施形態では、共振構造体２００は、円筒構造体を有する。これらの実施形態では、例えば、駆動ディスク２０２の左側上に示された外側リング２１２の部分、及び駆動ディスク２０２の右側上に示された外側リング２１２の部分は、同じ導電性リング構造体の一部である。更に、内側リング２１０、放射構造体２２２、バックプレート２０８などの、共振構造体の中心に関しても、共振構造体２００の他の構成要素との同様の対称性が存在する。
【0063】
絶縁構造体２１４は、誘電体材料などの電気絶縁材料から構成されている。実施形態では、絶縁構造体２１４は、空気又は真空で構成されている。絶縁構造体２１４は、駆動ディスク２０２と内側リング２１０との間、バックプレート２０８と内側リング２１０との間、内側リング２１０と外側リング２１２との間、及びバックプレート２０８と外側リング２１２との間、に配置されている。
【0064】
実施形態では、インターフェース２０６は、空気又は誘電体などの絶縁媒体に埋め込まれる（すなわち、絶縁構造体２１４）。絶縁構造体２１４を指示している矢印は、図２Ａではインターフェース２０６の領域（より正確には体積）を指し示すように示されているが、この矢印は、絶縁構造体２１４が共振構造体２００の異なる導電性材料及び非導電性材料を取り囲む領域又は体積を覆っていることを意味していることが理解されるべきである。
【0065】
実施形態では、絶縁構造体２１４は、複数の絶縁構造体を含み、インターフェース２０６の様々な導電性構成要素間に単一の絶縁構造体を効果的に形成することができる。他の実施形態では、絶縁構造体２１４は、インターフェース２０６の様々な導電性構成要素間に形成された単一の絶縁構造体であってもよい。
【0066】
示されるように、導電性オフセット２２４ａ～ｂは、内側リング２１０、外側リング２１２、及び放射構造体２２２に対して垂直に配置されている。しかしながら、導電性オフセット２２４ａ～ｂはまた、これらの表面に対して垂直にすることなく、内側リング２１０及び外側リング２１２を放射構造体２２２に垂直に接続するように配置することができる。
【0067】
示されるように、導電性オフセット２２４ａ～ｂは、導電性オフセットの内側セット２２４ａと導電性オフセットの外側セット２２４ｂと、を含む。導電性オフセットの内側セット２２４ａは、内側リング２１０を放射構造体２２２の内側部分に電気的に結合する。導電性オフセットの外側セット２２４ｂは、外側リング２１２を放射構造体２２２の外側部分に電気的に結合する。
【0068】
一実施形態では、導電性オフセットの内側セット２２４ａの各々の端部は、内側リング２１０の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。
【0069】
一実施形態では、導電性オフセット２２４ａの外側セットの各々の端部は、外側リング２１２の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。
【0070】
図２Ｂは、二重浮遊キャパシタ構成とも呼ばれる、図２Ａの実施形態の共振構造体２００の回路図２４０を示している。回路図２４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ２４２と、キャパシタ２４４と、キャパシタ２４６と、キャパシタ２４８と、キャパシタ２４９と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図２Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。ここで、ＲＦ源１０２は、ＡＣ電源として示されている。実施形態では、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を共振回路２５２に供給するように構成されている。
【0071】
キャパシタ２４２は、駆動ディスク２０２と、絶縁構造体２１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。駆動ディスク２０２及び内側リング２１０は、絶縁構造体２１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。駆動ディスク２０２は、キャパシタ２４２によって図示されているように、内側リング２１０に容量的に結合されている。
【0072】
キャパシタ２４４（すなわち、内側キャパシタ）は、バックプレート２０８と、絶縁構造体２１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。バックプレート２０８及び内側リング２１０は、絶縁構造体２１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ２４４の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0073】
キャパシタ２４６（すなわち、外側キャパシタ）は、バックプレート２０８と、絶縁構造体２１４と、外側リング２１２と、によって形成されている。バックプレート２０８及び外側リング２１２は、絶縁構造体２１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ２４６の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0074】
キャパシタ２４８は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体２１４と、バックプレート２０８と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及びバックプレート２０８は、絶縁構造体２１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0075】
キャパシタ２４９は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体２１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び内側リング２１０は、絶縁構造体２１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0076】
キャパシタ２４２の第１のノードは、駆動ディスク２０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。キャパシタ２４８の第１のノードは、バックプレート２０８を介してキャパシタ２４４の第１のノード及びキャパシタ２４６の第１のノードに結合されている。キャパシタ２４８の第２のノード及びキャパシタ２４９の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0077】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介して、キャパシタ２４４の第２のノード、キャパシタ２４２の第２のノード、及びキャパシタ２４９の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及び外側リング２１２を介して、キャパシタ２４６の第２のノードに結合されている。
【0078】
実施形態では、インダクタ２５０は、理想的なランプ回路インダクタの位相変化と符号が一致する、それに沿って伝搬電磁波内に位相シフトが存在する、放射構造体２２２の導電性部分によって形成されている。
【0079】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、駆動ディスク２０２を介して、内側リング２１０及びバックプレート２０８の各々に電磁気的に結合されている。
【0080】
インダクタ２５０、キャパシタ２４４、及びキャパシタ２４６は、共振回路２５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図２Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、外側リング２１２、バックプレート２０８、及び絶縁構造体２１４は、共振回路２５２を形成している。この配置では、共振回路２５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0081】
共振構造体２００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体２００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。
【0082】
実施形態では、キャパシタ２４４及びキャパシタ２４６は、共振回路２５２、具体的には、放射構造体２２２の要素への低インピーダンス経路を提供する。実施形態では、放射構造体２２２は、複数の螺旋状アーム（以下の図１２に詳述されている）を含む。各螺旋状アームは、螺旋状アームの内側端部上の導電性オフセットの内側セット２２４ａの導電性オフセットを介して内側リング２１０に接続され、螺旋状アームの外側端部上の導電性オフセットの外側セット２２４ｂの導電性オフセットを介して外側リング２１２に接続されている。
【0083】
螺旋状アームは、内側リング２１０及び外側リング２１２を介して互いに接続されている。内側リング２１０及び外側リング２１２は、螺旋状アームの各々にわたる電圧差が実質的に同じになるように、対象周波数において低インピーダンス経路を形成している。結果としての構造体は、放射構造体２２２の要素わたって改善された対称性を有する放射構造体２２２の要素のサブセット内に電流が集中することを防止する。したがって、この配置は、非線形効果が螺旋のサブセットの下にプラズマ１１２が集中することを防止する。
【0084】
図２Ｃは、共振構造体２００によって実行され得る、一実施形態の方法２８０のフローチャートを示している。ステップ２８２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２に供給する。これに応じて、ステップ２８４において、ＲＦ波は、キャパシタ２４２、キャパシタ２４４、及びキャパシタ２４６にわたる容量性結合によって、駆動ディスク２０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0085】
ステップ２８６において、放射構造体２２２は、共振構造体２００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ２８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0086】
図３Ａは、実施形態の共振構造体３００の側面図を示している。共振構造体３００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体３００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も同様に企図されることに留意されたい。
【0087】
共振構造体３００は、共振構造体２００といくつかの特徴を共有する。しかしながら、共振構造体３００のインターフェース３０６において、共振構造体２００のバックプレート２０８は、ハウジング底面２２６ｂと合体している。したがって、バックプレート２０８が浮遊している共振構造体２００とは対照的に、共振構造体３００では、ハウジング底面２２６ｂ（及び実質的にバックプレート）が共通ＲＦ接地に接続されている。
【0088】
図３Ｂは、二重接地キャパシタ構成とも呼ばれる、図３Ａの実施形態の共振構造体３００の回路図３４０を示している。回路図３４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ２４２と、キャパシタ３４４と、キャパシタ３４６と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図３Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0089】
キャパシタ２４２は、駆動ディスク２０２と、絶縁構造体３１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。駆動ディスク２０２及び内側リング２１０は、絶縁構造体３１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。駆動ディスク２０２は、キャパシタ２４２によって図示されているように、内側リング２１０に容量的に結合されている。
【0090】
キャパシタ３４４（すなわち、内側キャパシタ）は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体３１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び内側リング２１０は、絶縁構造体３１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ３４４の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0091】
キャパシタ３４６（すなわち、外側キャパシタ）は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体３１４と、外側リング２１２と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び外側リング２１２は、絶縁構造体３１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ３４６の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0092】
キャパシタ２４２の第１のノードは、駆動ディスク２０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。キャパシタ３４４の第１のノード及びキャパシタ３４６の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0093】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介して、キャパシタ２４２の第２のノード、及びキャパシタ３４４の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及び外側リング２１２を介して、キャパシタ３４６の第２のノードに結合されている。
【0094】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、駆動ディスク２０２を介して、内側リング２１０に電磁気的に結合されている。
【0095】
インダクタ２５０、キャパシタ３４４、及びキャパシタ３４６は、共振回路３５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図３Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、外側リング２１２、ハウジング底面２２６ｂ、及び絶縁構造体３１４は、共振回路３５２を形成している。
【0096】
共振構造体３００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体３００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。
【0097】
図３Ｃは、共振構造体３００によって実行され得る、一実施形態の方法３８０のフローチャートを示している。ステップ３８２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２に供給する。これに応じて、ステップ３８４において、ＲＦ波は、キャパシタ２４２、キャパシタ３４４、及びキャパシタ３４６にわたる容量性結合によって、駆動ディスク２０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0098】
ステップ３８６において、放射構造体２２２は、共振構造体３００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ３８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0099】
図４Ａは、実施形態の共振構造体４００の側面図を示している。共振構造体４００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体４００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も企図されることに留意されたい。
【0100】
共振構造体４００は、共振構造体２００といくつかの特徴を共有する。絶縁構造体２１４がインターフェース２０６内のバックプレート２０８と外側リング２１２の間に配置される共振構造体２００とは対照的に、共振構造体４００では、共振構造体２００の対応するバックプレート２０８と外側リング２１２とが直接結合されている（すなわち、電気的及び機械的に結合される）（図４Ａのバックプレート４０８によって表されている）。導電性オフセットの外側セット２２４ｂは、放射構造体２２２をバックプレート４０８に電気的及び機械的に結合する。
【0101】
図４Ｂは、単一浮遊キャパシタ構成とも呼ばれる、図４Ａの実施形態の共振構造体４００の回路図４４０を示している。回路図４４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ４４２と、キャパシタ４４４と、キャパシタ４４８と、キャパシタ４４９と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図４Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0102】
キャパシタ４４２は、駆動ディスク２０２と、絶縁構造体４１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。駆動ディスク２０２及び内側リング２１０は、絶縁構造体４１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。駆動ディスク２０２は、キャパシタ４４２によって図示されているように、内側リング２１０に容量的に結合されている。
【0103】
キャパシタ４４４（すなわち、内側キャパシタ）は、バックプレート４０８と、絶縁構造体４１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。バックプレート４０８及び内側リング２１０は、絶縁構造体４１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ４４４の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0104】
キャパシタ４４８は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体４１４と、バックプレート４０８と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及びバックプレート４０８は、絶縁構造体４１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0105】
キャパシタ４４９は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体４１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び内側リング２１０は、絶縁構造体４１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0106】
キャパシタ４４２の第１のノードは、駆動ディスク２０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。キャパシタ４４８の第１のノードは、バックプレート４０８を介してキャパシタ４４４の第１のノードに結合されている。キャパシタ４４８の第２のノード及びキャパシタ４４９の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0107】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介して、キャパシタ４４４の第２のノード、キャパシタ４４２の第２のノード、及びキャパシタ４４９の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及びバックプレート４０８を介して、キャパシタ４４８の第１のノード及びキャパシタ４４４の第２のノードに結合されている。
【0108】
インダクタ２５０及びキャパシタ４４４は、共振回路４５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図４Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、バックプレート４０８、及び絶縁構造体４１４は、共振回路４５２を形成している。この配置では、共振回路４５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0109】
共振構造体４００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体４００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。
【0110】
図４Ｃは、共振構造体４００によって実行され得る、一実施形態の方法４８０のフローチャートを示している。ステップ４８２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２に供給する。これに応じて、ステップ４８４において、ＲＦ波は、キャパシタ４４２及びキャパシタ４４４にわたる容量性結合によって、駆動ディスク２０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0111】
ステップ４８６において、放射構造体２２２は、共振構造体４００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ４８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0112】
図５Ａは、実施形態の共振構造体５００の側面図を示している。共振構造体５００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体５００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も同様に企図されることに留意されたい。
【0113】
共振構造体５００は、共振構造体４００といくつかの特徴を共有する。しかしながら、共振構造体５００のインターフェース５０６において、共振構造体４００のバックプレート２０８は、ハウジング底面２２６ｂと合体している。したがって、バックプレート２０８が浮遊している共振構造体４００とは対照的に、共振構造体５００では、ハウジング底面２２６ｂ（及び実質的にバックプレート）が共通ＲＦ接地に接続されている。
【0114】
図５Ｂは、単一接地キャパシタ構成とも呼ばれる、図５Ａの実施形態の共振構造体５００の回路図５４０を示している。回路図５４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ５４２と、キャパシタ５４４と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図５Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0115】
キャパシタ５４２は、駆動ディスク２０２と、絶縁構造体５１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。駆動ディスク２０２及び内側リング２１０は、絶縁構造体５１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。駆動ディスク２０２は、キャパシタ５４２によって図示されているように、内側リング２１０に容量的に結合されている。キャパシタ５４２の第１のノードは、駆動ディスク２０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。
【0116】
キャパシタ５４４（すなわち、内側キャパシタ）は、ハウジング底面２２６ｂ、絶縁構造体５１４、及び内側リング２１０によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び内側リング２１０は、絶縁構造体５１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ５４４の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0117】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介して、キャパシタ５４４の第１のノード、及びキャパシタ５４２の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及びハウジング底面２２６ｂを介して、キャパシタ５４４の第２のノード及び共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0118】
インダクタ２５０及びキャパシタ５４４は、共振回路５５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図５Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、ハウジング底面２２６ｂ、及び絶縁構造体５１４は、共振回路５５２を形成している。
【0119】
共振構造体５００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体５００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。
【0120】
図５Ｃは、共振構造体５００によって実行され得る、一実施形態の方法５８０のフローチャートを示している。ステップ５８２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２に供給する。これに応じて、ステップ５８４において、ＲＦ波は、キャパシタ５４２及びキャパシタ５４４にわたる容量性結合によって、駆動ディスク２０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0121】
ステップ５８６において、放射構造体２２２は、共振構造体５００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ５８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0122】
図６Ａは、実施形態の共振構造体６００の側面図を示している。共振構造体６００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体６００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も企図されることに留意されたい。
【0123】
共振構造体６００は、共振構造体２００といくつかの特徴を共有する。絶縁構造体２１４がインターフェース２０６内のバックプレート２０８と内側リング２１０の間に配置される共振構造体２００とは対照的に、共振構造体６００では、共振構造体２００の対応するバックプレート２０８と内側リング２１０とが直接結合されている（すなわち、電気的及び機械的に結合される）（図６Ａのバックプレート６０８によって表されている）。導電性オフセットの内側セット２２４ａは、放射構造体２２２をバックプレート６０８に電気的及び機械的に結合する。
【0124】
更に、共振構造体６００は、駆動ディスク２０２に加えて、駆動ディスク２０２に電気的に結合された拡張駆動ディスク６０２を含む（黒いワイヤよって表されている）。実施形態では、駆動ディスク２０２は、ワイヤ結合を介して拡張駆動ディスク６０２に電気的に結合されている。いくつかの実施形態では、駆動ディスク２０２は、リボン結合を介して拡張駆動ディスク６０２に電気的に結合されている。他の実施形態では、駆動ディスク２０２は、剛性の水平な導電性のピン又はアームを介して拡張駆動ディスク６０２に電気的及び機械的に結合されている。したがって、ＲＦ源１０２によって生成されたＲＦ波は、駆動ディスク２０２から拡張駆動ディスク６０２に伝送される。
【0125】
図６Ｂは、図６Ａの実施形態の共振構造体６００の回路図６４０を示している。回路図６４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ６４２と、キャパシタ６４６と、キャパシタ６４８と、キャパシタ６４９と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図６Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0126】
キャパシタ６４２は、拡張駆動ディスク６０２と、絶縁構造体６１４と、バックプレート６０８と、によって形成されている。拡張駆動ディスク６０２及びバックプレート６０８は、絶縁構造体６１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。拡張駆動ディスク６０２は、キャパシタ６４２によって図示されているように、バックプレート６０８に容量的に結合されている。キャパシタ６４２の第１のノードは、駆動ディスク２０２及び拡張駆動ディスク６０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。
【0127】
キャパシタ６４６（すなわち、外側キャパシタ）は、バックプレート６０８と、絶縁構造体６１４と、外側リング２１２と、によって形成されている。バックプレート６０８及び外側リング２１２は、絶縁構造体６１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。実施形態では、キャパシタ６４６の容量値は、１０ピコファラッド（ｐＦ）よりも大きい。容量値は、平行プレートキャパシタの各位置において実質的に同じである。
【0128】
キャパシタ６４８は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体６４１４と、外側リング２１２と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び外側リング２１２は、絶縁構造体６１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0129】
キャパシタ６４９は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体６１４と、バックプレート６０８と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及びバックプレート６０８は、絶縁構造体６１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。キャパシタ６４８の第１のノード及びキャパシタ６４９の第１のノードは、共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0130】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及びバックプレート６０８を介して、キャパシタ６４２の第１のノード、キャパシタ６４６の第１のノード、及びキャパシタ６４９の第１のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及び外側リング２１２を介して、キャパシタ６４６の第２のノード及びキャパシタ６４８の第２のノードに結合されている。
【0131】
インダクタ２５０及びキャパシタ６４６は、共振回路６５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図６Ａに関して、外側リング２１２、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、バックプレート６０８、及び絶縁構造体６１４は、共振回路６５２を形成している。この配置では、共振回路６５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0132】
共振構造体６００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体６００が所望の動作周波数で動作／共振するように選択される。
【0133】
図６Ｃは、共振構造体６００によって実行され得る、一実施形態の方法６８０のフローチャートを示している。ステップ６８２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２及び拡張駆動ディスク６０２に供給する。これに応じて、ステップ６８４において、ＲＦ波は、キャパシタ６４２及びキャパシタ６４６にわたる容量性結合によって、拡張駆動ディスク６０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0134】
ステップ６８６において、放射構造体２２２は、共振構造体６００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ６８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0135】
図７Ａは、実施形態の共振構造体７００の側面図を示している。共振構造体７００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体７００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も企図されることに留意されたい。
【0136】
共振構造体７００は、共振構造体２００といくつかの特徴を共有する。共振構造体７００は、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、及び図６Ａで説明した共振構造体の駆動ディスク２０２を含まない。その代わりに、共振構造体７００は、ループ構造体７０２を含む。共振構造体７００では、放射構造体２２２は、以下で更に説明するように、誘導性分圧器によってＲＦ源１０２に結合されている。
【0137】
以前に説明した（及び後で説明する）異なる実施形態からの特徴は、特に断りのない限り、駆動ディスク２０２の代わりにループ構造体７０２を有する更なる実施形態を形成するために組み合わされ得ることが理解されるべきである。更に、実施形態のうちの１つに対して記載された変形又は修正はまた、他の実施形態に対しても適用することができる。この記述は限定的なものではなく、任意の実施形態からの特徴を他の実施形態において使用することができる。
【0138】
図７Ｂは、共振構造体７００内に配置され得る、実施形態のループ構造体７０２を示している。ループ構造体７０２は、第１の端部７１２と第２の端部７１６とを有する開放円形の導電性リング構造体である。第１の端部７１２は、ＲＦ源１０２に結合され、且つＲＦ電力を放射構造体２２２に結合するために使用される。ループ構造体７０２の第２の端部７１６は、共振構造体７００及びＲＦ源１０２の共通ＲＦ接地に結合されている。
【0139】
ループ構造体７０２の中心点は、放射構造体２２２の中心点と交差する。ループ構造体７０２の半径は、ループ構造体７０２が同じ平面上に配置され、且つ放射構造体２２２の内側半径内に配置されるように、放射構造体２２２の内側半径よりも小さい。
【0140】
図７Ａのループ構造体７０２は、導電性オフセットの内側セット２２４ａの境界内に配置されるように示されているが、共振構造体７００内のループ構造体７０２の半径及び配置は、非限定的である。
【0141】
一実施形態では、ループ構造体７０２は、導電性オフセットの内側セット２２４ａと導電性オフセットの外側セット２２４ｂとの間に配置されている。別の実施形態では、ループ構造体７０２は、導電性オフセットの外側セット２２４ｂの外部に配置されている。そのような実施形態では、ループ構造体７０２は、放射構造体２２２の外側半径よりも大きい半径を有する。更に別の実施形態では、ループ構造体７０２は、導電性オフセットの内側セット２２４ａの直径よりも小さい直径を有する。そのような実施形態では、ループ構造体７０２は、異なる平面（例えば、放射構造体２２２の平面の上方又は下方）にあり得る。全ての実施形態では、非導電性オフセットは、構造的剛性を改善するためにループ構造体７０２に接続されてもよい。
【0142】
図７Ｃは、図７Ａの実施形態の共振構造体７００の回路図７２０を示している。回路図７２０は、ＲＦ源１０２と、インダクタ７２２と、インダクタ７２４と、インダクタ７２６と、キャパシタ７２８と、キャパシタ７３０と、キャパシタ７３２と、を含み、これらは、図７Ｃに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0143】
インダクタ７２２は、ループ構造体７０２によって形成されている。ループ構造体７０２の第１のノードは、第１の端部７１２を介してＲＦ源１０２に結合されている。ループ構造体７０２の第２のノードは、第２の端部７１６を介して共振構造体７００及びＲＦ源１０２の共通ＲＦ接地に結合されている。
【0144】
インダクタ７２４は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ７２２は、ＲＦ源１０２が順方向ＲＦ波をループ構造体７０２の第１の端部７１２に伝送することに応じて、インダクタ７２４（すなわち、放射構造体２２２）に誘導的に結合されている。
【0145】
インダクタ７２６は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ５２２及びインダクタ５２４は別個の構成要素として示されているが、それらは放射構造体２２２を表すため、単一のインダクタはまた、インダクタ５２２及びインダクタ５２４を表すことができる。
【0146】
キャパシタ７２８は、バックプレート２０８と、絶縁構造体７１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。バックプレート２０８及び内側リング２１０は、絶縁構造体７１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0147】
キャパシタ７３０は、バックプレート２０８と、絶縁構造体７１４と、外側リング２１２と、によって形成されている。バックプレート２０８及び外側リング２１２は、絶縁構造体７１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0148】
キャパシタ７３２は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体７１４と、バックプレート２０８と、によって形成されている。バックプレート２０８及びハウジング底面２２６ｂは、絶縁構造体７１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0149】
キャパシタ７３２の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。キャパシタ７３２の第２のノードは、バックプレート２０８を介してキャパシタ７３０の第１のノード及びキャパシタ７２８の第１のノードに結合されている。
【0150】
インダクタ７２６のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及び外側リング２１２を介してキャパシタ７３０の第２のノードに結合されている。
【0151】
インダクタ７２４のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介してキャパシタ７２８の第２のノードに結合されている。
【0152】
インダクタ７２４、インダクタ７２６、キャパシタ７２８、及びキャパシタ７３０は、共振回路７５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図７Ａに関して、内側リング２１０、外側リング２１２、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、バックプレート２０８、及び絶縁構造体７１４は、共振回路７５２を形成している。この配置では、共振回路７５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0153】
共振構造体７００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体７００が所望の動作周波数で動作／共振するように選択される。
【0154】
図７Ｄは、共振構造体７００によって実行され得る、一実施形態の方法７６０のフローチャートを示している。ステップ７６２において、ＲＦ源１０２は、第１の端部７１２を介して順方向ＲＦ波をループ構造体７０２に供給する。これに応じて、ステップ７６４において、ＲＦ波は、インダクタ７２２及びインダクタ７２４にわたる誘導性結合によって、ループ構造体７０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ７２６）に伝送される。
【0155】
ステップ７６６において、放射構造体２２２は、共振構造体７００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ７６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0156】
図８Ａは、実施形態の共振構造体８００の側面図を示している。共振構造体８００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体８００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も同様に企図されることに留意されたい。
【0157】
共振構造体８００は、共振構造体３００といくつかの特徴を共有する。共振構造体８００では、共振構造体８００内の駆動ディスク２０２は、内側リング２１０とハウジング底面２２６ｂとの間に配置されている。この実施形態では、共振構造体３００と同様に、バックプレート２０８がハウジング底面２２６ｂ内に導入されている。
【0158】
図８Ｂは、二重接地キャパシタ構成とも呼ばれる、図８Ａの実施形態の共振構造体８００の回路図８４０を示している。回路図８４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ８４４と、キャパシタ８４６と、キャパシタ８４８と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図８Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0159】
キャパシタ８４２（すなわち、内側キャパシタ）は、駆動ディスク２０２と、絶縁構造体８１４と、内側リング２１０と、によって形成されている。駆動ディスク２０２及び内側リング２１０は、絶縁構造体８１４を間に挟んで互いに平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0160】
実施形態では、駆動ディスク２０２は、キャパシタ８４２によって図示されているように、内側リング２１０に容量的に結合可能である。
【0161】
キャパシタ８４４（すなわち、外側キャパシタ）は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体８１４と、外側リング２１１と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び外側リング２１２は、絶縁構造体８１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。キャパシタ８４４の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0162】
キャパシタ８４６は、ハウジング底面２２６ｂと、絶縁構造体８１４と、駆動ディスク２０２と、によって形成されている。ハウジング底面２２６ｂ及び駆動ディスク２０２は、絶縁構造体８１４を間に挟んで平行に配置された導電性プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。キャパシタ８４６の第１のノードは、ハウジング底面２２６ｂを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0163】
キャパシタ８４２の第１のノード及びキャパシタ８４６の第２のノードは、駆動ディスク２０２を介してＲＦ源１０２に結合可能である。
【0164】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、導電性オフセットの内側セット２２４ａ及び内側リング２１０を介してキャパシタ８４２の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ及び外側リング２１２を介して、キャパシタ８４４の第２のノードに結合されている。
【0165】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、駆動ディスク２０２を介して、内側リング２１０及びハウジング底面２２６ｂの各々に電磁気的に結合されている。
【0166】
インダクタ２５０、キャパシタ８４２、キャパシタ８４４、及びキャパシタ８４６は、共振回路８５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図８Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、外側リング２１２、ハウジング底面２２６ｂ、及び絶縁構造体８１４は、共振回路８５２を形成している。
【0167】
共振構造体８００がプラズマ処理に使用される実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0168】
共振構造体８００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体８００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。実施形態では、ＲＦ源１０２は、ＲＦ電力を共振回路８５２に供給するように構成されている。
【0169】
図８Ｃは、共振構造体８００によって実行され得る、一実施形態の方法８６０のフローチャートを示している。ステップ８６２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を駆動ディスク２０２に供給する。これに応じて、ステップ８６４において、ＲＦ波は、キャパシタ８４２、キャパシタ８４４、及びキャパシタ８４６にわたる容量性結合によって、駆動ディスク２０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0170】
ステップ８６６において、放射構造体２２２は、共振構造体８００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ８６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0171】
図９Ａは、実施形態の共振構造体９００の側面図を示している。共振構造体９００では、共振構造体７００の導電性オフセットの外側セット２２４ｂの代わりに、共振構造体９００は、非導電性オフセットの外側セット９２４を含む。非導電性オフセットの外側セット９２４は、バックプレート２０８を放射構造体２２２に機械的に接続することによって、構造的剛性を放射構造体２２２の外側部分に提供する。しかしながら、実施形態では、非導電性オフセットの外側セット９２４は、構造体から省略することができ、非導電性オフセットの外側セット９２４に接続されるように示されている放射構造体２２２の部分は、浮遊することができることが理解されるべきである。
【0172】
図９Ｂは、図９Ａの実施形態の共振構造体９００の回路図９４０を示している。回路図９４０は、回路図７２０に開示された構成要素に加えて、図９Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）分布定数回路９５４を含む。分布定数回路９５４は、放射構造体２２２の螺旋状アーム及びバックプレート２０８によって形成される複数のインダクタ９２６及びキャパシタ９３０を含む。たとえ放射構造体２２２の螺旋状アーム及びバックプレート２０８が直接の電気的接続を有していなくても、放射構造体２２２の螺旋状アームとバックプレート２０８とが「弱い」電気的に（すなわち容量性結合）無視できない電気的結合を有し、分布定数回路９５４を形成している。キャパシタ９３０は、放射構造体２２２の螺旋状アームに沿って電圧及び電流の漸進的な変化をもたらす小さい容量値（ランプなし容量）を提供する。
【0173】
インダクタ７２４、インダクタ７２６、キャパシタ７２８、インダクタ９２６、及びキャパシタ９３０は、共振回路９５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図９Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、バックプレート２０８、及び絶縁構造体７１４は、共振回路９５２を形成している。この配置では、共振回路９５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0174】
共振構造体９００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体９００が所望の動作周波数で動作／共振するように選択される。
【0175】
図９Ｃは、共振構造体９００によって実行され得る、一実施形態の方法９６０のフローチャートを示している。ステップ９６２において、ＲＦ源１０２は、第１の端部７１２を介して順方向ＲＦ波をループ構造体７０２に供給する。これに応じて、ステップ９６４において、ＲＦ波は、インダクタ７２２及びインダクタ７２４にわたる誘導性結合によって、ループ構造体７０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ７２６、インダクタ９２６）に伝送される。
【0176】
ステップ９６６において、放射構造体２２２は、共振構造体９００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ９６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0177】
図１０Ａは、実施形態の共振構造体１０００の側面図を示している。共振構造体１０００では、共振構造体７００の導電性オフセットの内側セット２２４ａの代わりに、共振構造体１０００は、非導電性オフセットの内側セット１０２４を含む。非導電性オフセットの内側セット１０２４は、バックプレート２０８を放射構造体２２２に機械的に接続することによって、構造的剛性を放射構造体２２２の内側部分に提供する。しかしながら、実施形態では、非導電性オフセットの内側セット１０２４は、構造体から省略することができ、非導電性オフセットの内側セット１０２４に接続されるように示されている放射構造体２２２の部分は、浮遊することができることが理解されるべきである。
【0178】
図１０Ｂは、図１０Ａの実施形態の共振構造体１０００の回路図１０４０を示している。回路図９４０と同様に、回路図１０４０は、分布定数回路１０５４を含む。分布定数回路１０５４は、放射構造体２２２の螺旋状アーム及びバックプレート２０８によって形成される複数のインダクタ１０２６及びキャパシタ１０３０を含む。たとえ放射構造体２２２の螺旋状アーム及びバックプレート２０８が直接の電気的接続を有していなくても、放射構造体２２２の螺旋状アームとバックプレート２０８とが「弱い」電気的に（すなわち容量性結合）無視できない電気的結合を有し、分布定数回路１０５４を形成している。キャパシタ１０３０は、放射構造体２２２の螺旋状アームに沿って電圧及び電流の漸進的な変化をもたらす小さい容量値（ランプなし容量）を提供する。
【0179】
インダクタ７２４、インダクタ７２６、キャパシタ７２８、インダクタ１０２６、及びキャパシタ１０３０は、共振回路１０５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図１０Ａに関して、内側リング２１０、導電性オフセットの内側セット２２４ａ、放射構造体２２２、導電性オフセットの外側セット２２４ｂ、バックプレート２０８、及び絶縁構造体７１４は、共振回路１０５２を形成している。この配置では、共振回路１０５２のどの部分と共通ＲＦ接地との間にも直流（ＤＣ）接続は存在しない。
【0180】
共振構造体１０００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体１０００が所望の動作周波数で動作／共振するように選択される。
【0181】
図１０Ｃは、共振構造体１０００によって実行され得る、一実施形態の方法１０６０のフローチャートを示している。ステップ１０６２において、ＲＦ源１０２は、第１の端部７１２を介して順方向ＲＦ波をループ構造体７０２に供給する。これに応じて、ステップ１０６４において、ＲＦ波は、インダクタ７２２及びインダクタ７２４にわたる誘導性結合によって、ループ構造体７０２から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ７２６、インダクタ１０２６）に伝送される。
【0182】
ステップ１０６６において、放射構造体２２２は、共振構造体１０００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ１０６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0183】
図１１Ａは、実施形態の共振構造体１１００の側面図を示している。共振構造体１１００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体１１００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も同様に企図されることに留意されたい。
【0184】
共振構造体１１００では、様々な容量性プレートを形成する導電性構造体がハウジング底面２２６ｂに対して平行に配置されていた以前の実施形態とは対照的に、異なる容量プレートを形成する導電性構造体が、ハウジング底面２２６ｂに対して垂直に配置されている。
【0185】
共振構造体１１００は、円筒構造体１１０２及び円筒リング構造体１１１２を含む。
【0186】
円筒構造体１１０２は、ハウジング上面２２６ｃに近い開放側及びハウジング底面２２６ｂに近い閉鎖側を有する導電性の中空の円筒構造体である。更に、円筒構造体１１０２は、導電性壁１１０４を含む。円筒構造体１１０２の閉鎖側は、ＲＦ源１０２に電気的に結合され、ＲＦ源１０２は、ＲＦ波を導電性壁１１０４に供給する。円筒構造体１１０２の内側の中空部分は、絶縁構造体１１１４で包まれている。実施形態では、円筒構造体１１０２の内側の中空部分は、空気で満たされている。
【0187】
円筒リング構造体１１１２は、内側導電性壁１１０８と外側導電性壁１１０６とを有する導電性の中空の円筒リング構造体である。円筒リング構造体１１１２の上部は、放射構造体２２２を含む。したがって、内側導電性壁１００８及び外側導電性壁１１０６は、平行に配置されているが、放射構造体２２２に対して垂直である。円筒リング構造体１１１２の底部は開放しており、円筒リング構造体１１１２の内側の中空部分は絶縁構造体１１１４で包まれている。
【0188】
円筒リング構造体１１１２の内側リングは、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８が円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４に対して平行に配置されるように、円筒構造体１１０２を取り囲んでいる。実施形態では、絶縁構造体１１１４は、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８と円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４との間に配置されている。
【0189】
外側導電性壁１１０６は、ハウジング側壁２２６ａに対して平行に配置されている。実施形態では、絶縁構造体１１１４は、円筒リング構造体１１１２の外側導電性壁１１０６とハウジング側壁２２６ａとの間に配置されている。ハウジング側壁２２６ａ及びハウジング底面２２６ｂは、共振構造体１１００及びＲＦ源１０２の共通ＲＦ接地に電気的に結合されている。
【0190】
最後に、ハウジング２２６ａ～ｃは、ハウジング底面２２６ｂと組み合わせて中空の円筒形状を形成し、且つ内側導電性壁１１０８と平行に配置されている、ハウジング内側壁２２６ｄを更に含む。実施形態では、絶縁構造体１１１４は、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８とハウジング内側壁２２６ｄとの間に配置されている。
【0191】
ＲＦ源１０２からのＲＦ波を放射構造体２２２に結合する構造体の配置は、様々な形状であってもよく、したがって非限定的であることが理解されるべきである。更に、ＲＦ源１０２は、円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４を介して共振構造体１１００の中心に電気的に結合されるが、実施形態では、ＲＦ源１０２は、円筒リング構造体１１１２、円筒構造体１１０２、又はこれら２つの組み合わせに電気的に結合されることが理解されるべきである。
【0192】
図１１Ｂは、図１１Ａの実施形態の共振構造体１１００の回路１１４０を示している。回路図１１４０は、ＲＦ源１０２と、キャパシタ１１４２と、キャパシタ１１４４と、キャパシタ１１４６と、キャパシタ１１４８と、インダクタ２５０と、を含み、これらは、図１１Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0193】
キャパシタ１１４２は、円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４と、絶縁構造体１１１４と、ハウジング内側壁２２６ｄと、によって形成されている。円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４及びハウジング内側壁２２６ｄは、絶縁構造体１１１４を間に挟んで互いに同心に配置された導電性の円筒であり、円筒キャパシタを形成している。円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４は、ＲＦ源１０２に電気的に結合されている。ハウジング内側壁２２６ｄは、共通ＲＦ接地に電気的に結合されている。
【0194】
キャパシタ１１４４は、円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４と、絶縁構造体１１１４と、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８と、によって形成されている。円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４及び円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８は、絶縁構造体１１１４を間に挟んで互いに同心に配置された導電性の円筒であり、円筒キャパシタを形成している。
【0195】
キャパシタ１１４６は、ハウジング内側壁２２６ｄと、絶縁構造体１１１４と、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８と、によって形成されている。円筒リング構造体１１１２のハウジング内側壁２２６ｄ及び内側導電性壁１１０８は、絶縁構造体１１１４を間に挟んで互いに同心に配置された導電性の円筒であり、円筒キャパシタを形成している。
【0196】
キャパシタ１１４８は、ハウジング側壁２２６ａと、絶縁構造体１１１４と、円筒リング構造体１１１２の外側導電性壁１１０６と、によって形成されている。円筒リング構造体１１１２のハウジング側壁２２６ａ及び外側導電性壁１１０６は、絶縁構造体１１１４を間に挟んで互いに同心に配置された導電性の円筒であり、円筒キャパシタを形成している。
【0197】
キャパシタ１１４２の第１のノード及びキャパシタ１１４４の第１のノードは、円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４を介してＲＦ源１０２に結合可能である。キャパシタ１１４６の第１のノード、キャパシタ１１４８の第１のノード、及びキャパシタ１１４２の第２のノードは、ハウジング内側壁２２６ｄを介して共通ＲＦ接地２６２に結合されている。
【0198】
インダクタ２５０は、放射構造体２２２によって形成されている。インダクタ２５０の第１のノードは、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８を介して、キャパシタ１１４４の第２のノード及びキャパシタ１１４６の第２のノードに結合されている。インダクタ２５０の第２のノードは、円筒リング構造体１１１２の外側導電性壁１１０６を介して、キャパシタ１１４８の第２のノードに結合されている。
【0199】
インダクタ２５０、キャパシタ１１４６、及びキャパシタ１１４８は、共振回路１１５２（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図１１Ａに関して、ハウジング内側壁２２６ｄ、絶縁構造体１１１４、円筒リング構造体１１１２の内側導電性壁１１０８、及び円筒リング構造体１１１２の外側導電性壁１１０６、及びハウジング側壁２２６ａは、共振回路１１５２を形成している。
【0200】
共振構造体１１００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体１１００が所望の動作周波数で動作（すなわち、共振）するように選択される。
【0201】
図１１Ｃは、共振構造体１１００によって実行され得る、一実施形態の方法１１６０のフローチャートを示している。ステップ１１６２において、ＲＦ源１０２は、順方向ＲＦ波を円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４に供給する。これに応じて、ステップ１１６４において、ＲＦ波は、キャパシタ１１４２、キャパシタ１１４４、キャパシタ１１４６、及びキャパシタ１１４８にわたる容量性結合によって、円筒構造体１１０２の導電性壁１１０４から放射構造体２２２（すなわち、インダクタ２５０）に伝送される。
【0202】
ステップ１１６６において、放射構造体２２２は、共振構造体１１００からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ１１６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0203】
図１２は、実施形態の放射構造体１２００の上面図を示している。実施形態では、放射構造体１２００はまた、アンテナプレートと呼ばれる。放射構造体１２００は、内側半径１２０２と、外側半径１２０４と、中心点１２０６と、を有する。
【0204】
実施形態では、放射構造体１２００の内側半径１２０２は、ループ構造体７０２の外側半径と実質的に同じであるが、それよりもわずかに大きい。そのような実施形態では、放射構造体１２００の中心点１２０６は、ループ構造体７０２の中心点と同じである。
【0205】
実施形態では、放射構造体１２００の内側半径１２０２は、内側リング２１０の外側半径と実質的に同じであるが、それよりもわずかに小さい。そのような実施形態では、放射構造体１２００の中心点１２０６は、内側リング２１０の中心点と同じである。したがって、導電性オフセットの内側セット２２４ａは、内側リング２１０と放射構造体１２００との間に垂直に配置され得る。
【0206】
実施形態では、放射構造体１２００の外側半径１２０４は、外側リング２１２の外側半径と実質的に同じである。そのような実施形態では、放射構造体１２００の中心点１２０６は、外側リング２１２の中心点と同じである。したがって、導電性オフセットの外側セット２２４ｂは、外側リング２１２と放射構造体１２００との間に垂直に配置され得る。
【0207】
実施形態では、放射構造体１２００は、複数の螺旋状アーム１２０８を有する導電性の平面状の閉鎖したリング構造体である。螺旋状アーム１２０８は、中心点１２０６を通過する軸の周りでｎ回対称性を有する。図１２では、螺旋状アーム１２０８の数は８であるように示されているが、螺旋状アーム１２０８の数は非限定的であり、１よりも大きい任意の数であり得る。
【0208】
実施形態では、放射構造体１２００は、モノリシック構造体である。そのような実施形態では、放射構造体１２００は、閉鎖した内側リングと閉鎖した外側リングとを含み、これにより、螺旋状アーム１２０８を単一のユニットに保持するための機械的接続を提供する。
【0209】
実施形態では、個々の螺旋状アーム１２０８は、例えば、導電性オフセットの内側セット２２４ａを導電性オフセットの外側セット２２４ｂに個々に接続する銅管を使用して形成されている。実施形態では、個々の螺旋状アーム１２０８は、導電性オフセットの内側セット２２４ａを導電性オフセットの外側セット２２４ｂに個々に接続する、例えばアルミニウムから作成された個々に機械加工された部分によって形成されている。そのような実施形態では、モノリシック構造体におけるもののようなそれ自体の内側リング又は外側リングは存在しない。
【0210】
実施形態では、放射構造体１２００は、複数の螺旋状アーム１２０８を形成する複数の軸対称の螺旋状切り欠きを有する導電性プレートである。放射構造体１２００が導電性プレートから形成される実施形態では、放射構造体１２００の製作及び製造における一般的に厳しい公差により、共振構造体の組み立て及び機械的不整合が最小限に抑えられる。有利には、そのような構造体は、より堅牢で再現可能な電磁波を供給する。更に、放射構造体１２００の設計は、生成された電磁場に関して複数の半径方向ゾーンを収容するためのスケーリングを提供する。
【0211】
実施形態では、様々な容量性構造体により、より短いアンテナセグメント及び軸対称性を可能にする。
【0212】
実施形態では、放射構造体１２００は、プラズマ処理に使用される際に、共振構造体によって生成された高シース電場による不要な誘電体エッチング及びスパッタリングを低減する。共振構造体は、高電場を共振構造体の内側及び外側キャパシタにシフトさせ、且つ高磁場をプラズマの最も近くに配置することによって、誘電体エッチング及びスパッタリングを低減する。
【0213】
実施形態では、各螺旋状アーム１２０８の終点は、放射構造体１２００の中心点１２０６から測定された異なる角度で配置されている。
【0214】
実施形態では、螺旋状アーム１２０８の配置は、螺旋状アームを、以前に開示された任意の共振構造体の導電性オフセット２２４ａ～ｂ又は非導電性オフセットの任意の組み合わせの端部間のアーク内に配置することを含む。
【0215】
実施形態では、螺旋状アーム１２０８の配置は、螺旋状アーム１２０８を、導電性オフセットの内側セット２２４ａのうちの１つと導電性オフセットの外側セット２２４ｂのうちの１つとの任意のペアの端部間のアーク内に配置することを含む。そのような実施形態では、各対応するペアの遠位端部は、以前に開示された任意の共振構造体の任意のインターフェースに接続されている。
【0216】
実施形態では、各螺旋状アーム１２０８は、螺旋状アーム１２０８のアークに沿って１つ以上の非導電性オフセットによって追加的に支持されている。
【0217】
実施形態では、各螺旋状アーム１２０８の中心から測定された各螺旋状アーム１２０８のそれぞれの端部は、異なる半径を有する。実施形態では、各螺旋状アーム１２０８の中心から測定された各螺旋状アーム１２０８のそれぞれの端部は、異なる半径方向角度を有する。実施形態では、各螺旋状アームの半径方向角度は、対称である。
【0218】
実施形態では、各螺旋状アーム１２０８は、その端部間の直線距離を有する。そのような実施形態では、螺旋状アーム１２０８の大部分の直線距離は、同じか又は同様の長さである。
【0219】
実施形態では、螺旋状アーム１２０８の配置は、２よりも大きい整数で除算した２πに等しい角度だけ対称軸の周りで全ての螺旋状アーム１２０８が回転している間に螺旋状アーム１２０８の形状が変化しないように、螺旋状アーム１２０８を配置することを含む。例示的な一実施形態では、整数は、８に等しい。
【0220】
実施形態では、放射構造体１２００は、半軸対称である。実施形態では、螺旋状アーム１２０８は、８回対称性を有する。
【0221】
示されるように、螺旋状アーム１２０８は、螺旋状アンテナを形成するアルキメデス螺旋に対応する設計を有する。しかしながら、放射構造体２２２の設計は、非限定的である。例えば、実施形態では、螺旋状アーム１２０８は、螺旋状アンテナを形成する対数螺旋の形状であり得る。更に、放射構造体１２００は、螺旋状アンテナに限定されない。例えば、放射構造体１２００は、実施形態では、コイルアンテナ又はディスクアンテナであり得る。別の例として、放射構造体１２００は、シングルコイルアークプレート、ダブルコイルアークプレート、又はユニボディアークプレートであり得る。
【0222】
放射構造体１２００は、螺旋状アーム１２０８を形成するための切り欠きを有する固体導電性プレートとして示されている。しかしながら、実施形態では、放射構造体１２００は、螺旋状構成で配置された複数のワイヤを含み得ることが理解されるべきである。各ワイヤは、そのような実施形態では、一端が内側リングに接続され、他端が外側リングに接続される。例えば、共振構造体２００を参照すると、導電性オフセットの内側セット２２４ａの各々は、内側リングに接続され、導電性オフセットの外側セット２２４ｂの各々は、外側リングに接続されている。
【0223】
実施形態では、本明細書に開示される放射構造体は、プラズマチャンバ１０６内に均一な電磁場を提供する。均一な電磁場は、プラズマ１１２の密度の均一な分布を提供し、したがって、内部での均一な基板処理を提供する。
【0224】
実施形態では、螺旋状アーム１２０８は、幾何学的に半径方向及び方位角方向に巻いている。実施形態では、螺旋状アーム１２０８は、入れ子方式で配置されている。
【0225】
実施形態では、螺旋状アーム１２０８の各々は、螺旋状アーム１２０８の残りの部分と同じ形状、長さ、及び体積を有する。
【0226】
図１３Ａは、実施形態の共振構造体１３００の側面図を示している。共振構造体１３００は、図１のプラズマ処理システム１００における共振構造体１０４として動作することができる。共振構造体１３００は、プラズマ処理における用途に限定されず、他の用途も同様に企図されることに留意されたい。
【0227】
共振構造体１３００は、内側放射構造体１３２２ａと外側放射構造体１３２２ｂとを含む。内側放射構造体１３２２ａ及び外側放射構造体１３２２ｂは、同じ中心点を有する同心の導電性リング構造体である。内側放射構造体１３２２ａの外側半径は、外側放射構造体１３２２ｂの内側半径よりも小さい。
【0228】
更に、共振構造体１３００のインターフェース１３０６は、共振構造体７００の内側リング２１０及び外側リング２１２の代わりに、第１の内側リング１３０２と、第２の内側リング１３０８と、第１の外側リング１３１０と、第２の外側リング１３１２と、を含む。第１の内側リング１３０２、第２の内側リング１３０８、第１の外側リング１３１０、及び第２の外側リング１３１２は、互いに及びバックプレート２０８に対して実質的に平行な導電性のリング構造体である。
【0229】
第１の内側リング１３０２は、ループ構造体７０２とＲＦ源１０２との間に配置されている。第２の内側リング１３０８は、第１の内側リング１３０２とＲＦ源１０２との間に配置されている。第１の外側リング１３１０は、ループ構造体７０２とＲＦ源１０２との間に配置されている。第２の外側リング１３１２は、第１の外側リング１３１０とＲＦ源１０２との間に配置されている。
【0230】
第１の内側リング１３０２及び第１の外側リング１３１０は、実質的に同じ平面上にあり、且つ同じ中心点を有するように示されている。しかしながら、実施形態では、第１の内側リング１３０２及び第１の外側リング１３１０は、異なる平面上にある。第１の内側リング１３０２は、第１の外側リング１３１０の内側半径よりも小さい外側半径を有する。
【0231】
第２の内側リング１３０８及び第２の外側リング１３１２は、実質的に同じ平面上にあり、且つ同じ中心点を有するように示されている。しかしながら、実施形態では、第２の内側リング１３０８及び第２の外側リング１３１２は、異なる平面上にある。第２の内側リング１３０８は、第２の外側リング１３１２の内側半径よりも小さい外側半径を有する。
【0232】
共振構造体１３００は、共振構造体７００の導電性オフセット２２４ａ～ｂに加えて、導電性オフセット２２４ｃ～ｄを含む。示されるように、導電性オフセット２２４ａ～ｄは、インターフェース１３０６、内側放射構造体１３２２ａ、及び外側放射構造体１３２２ｂに対して垂直に配置されている。しかしながら、導電性オフセット２２４ａ～ｄのいずれもまた、インターフェース１３０６を、これらの表面に対して垂直にすることなく、内側放射構造体１３２２ａ及び外側放射構造体１３２２ｂに対して垂直に接続するように配置されてもよい。
【0233】
導電性オフセット２２４ａ～ｄは、導電性オフセットの第１の内側セット２２４ａと、導電性オフセットの第２の内側セット２２４ｃと、導電性オフセットの第１の外側セット２２４ｄと、導電性オフセットの第２の外側セット２２４ｂと、を含む。
【0234】
示されるように、導電性オフセットの第１の内側セット２２４ａは、第１の内側リング１３０２を内側放射構造体１３２２ａの内側部分に電気的に結合している。導電性オフセットの第２の内側セット２２４ｃは、第２の内側リング１３０８を内側放射構造体１３２２ａの外側部分に電気的に結合している。導電性オフセットの第１の外側セット２２４ｄは、第１の外側リング１３１０を外側放射構造体１３２２ｂの内側部分に電気的に結合している。そして、導電性オフセットの第２の外側セット２２４ｂは、第２の外側リング１３１２を外側放射構造体１３２２ｂの外側部分に電気的に結合している。
【0235】
一実施形態では、導電性オフセットの第１の内側セット２２４ａの各々の端部は、第１の内側リング１３０２の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。一実施形態では、導電性オフセットの各第２の内側セット２２４ｃの端部は、第２の内側リング１３０８の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。一実施形態では、導電性オフセットの各第１の外側セット２２４ｄの端部は、第１の外側リング１３１０の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。そして、一実施形態では、導電性オフセットの各第２の外側セット２２４ｂの端部は、第２の外側リング１３１２の表面に沿って互いから等しい距離に配置されている。
【0236】
実施形態では、非導電性オフセット（図示せず）は、内側放射構造体１３２２ａ及び外側放射構造体１３２２ｂをインターフェース１３０６に機械的に接続することによって、追加の構造的剛性を共振構造体１３００に提供することができる。
【0237】
絶縁構造体１３１４は、誘電体などの電気絶縁材料から構成される。絶縁構造体１３１４は、第１の内側リング１３０２と第２の内側リング１３０８との間、第１の内側リング１３０２と第１の外側リング１３１０との間、第１の外側リング１３１０と第２の外側リング１３１２との間、第２の内側リング１３０８と第２の外側リング１３１２との間、及び第２の内側リング１３０８及び第２の外側リング１３１２の各々とバックプレート２０８との間、に配置されている。
【0238】
図１３Ｂは、図１３Ａの実施形態の共振構造体１３００の回路図１３４０を示している。回路図１３４０は、ＲＦ源１０２と、インダクタ７２２と、インダクタ１３４２と、インダクタ１３４４と、インダクタ１３４６と、インダクタ１３４８と、キャパシタ１３５０と、キャパシタ１３５２と、キャパシタ１３５１と、キャパシタ１３５３と、を含み、これらは、図１３Ｂに示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）。
【0239】
インダクタ７２２は、ループ構造体７０２によって形成されている。ループ構造体７０２の第１のノードは、ＲＦ源１０２に結合され、ループ構造体７０２の第２のノードは、共振構造体１３００の共通ＲＦ接地に結合されている。
【0240】
インダクタ１３４２は、内側放射構造体１３２２ａの内側半径方向構造（導電性オフセット２２４ａの第１の内側セットに機械的に接続されている内側放射構造体１３２２ａの部分）によって形成されている。インダクタ１３４２（すなわち、内側放射構造体１３２２ａ）は、ＲＦ源１０２がループ構造体７０２の第１の端部７１２にＲＦ波を供給することに応じて、インダクタ７２２に誘導的に結合されている。
【0241】
インダクタ１３４６は、外側放射構造体１３２２ｂの内側半径方向構造（導電性オフセット２２４ｄの第１の外側セットに機械的に接続されている外側放射構造体１３２２ｂの部分）によって形成されている。インダクタ１３４６（すなわち、外側放射構造体１３２２ｂ）は、ＲＦ源１０２がループ構造体７０２の第１の端部７１２にＲＦ電力を供給することに応じて、インダクタ７２２に誘導的に結合されている。
【0242】
インダクタ１３４４は、内側放射構造体１３２２ａによって形成されている。内側放射構造体１３２２ａは、全体として、単一のインダクタを表すことができる、インダクタ１３４２及びインダクタ１３４４を形成している。
【0243】
インダクタ１３４８は、外側放射構造体１３２２ｂによって形成されている。外側放射構造体１３２２ｂは、全体として、単一のインダクタを表すことができる、インダクタ１３４６及びインダクタ１３４８を形成している。
【0244】
キャパシタ１３５０は、第１の内側リング１３０２と、絶縁構造体１３１４と、第２の内側リング１３０８と、によって形成されている。第１の内側リング１３０２及び第２の内側リング１３０８は、絶縁構造体１３１４を間に挟んで平行に配置された導電性の同心プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0245】
キャパシタ１３５２は、第１の外側リング１３１０と、絶縁構造体１３１４と、第２の外側リング１３１２と、によって形成されている。第１の外側リング１３１０及び第２の外側リング１３１２は、絶縁構造体１３１４を間に挟んで平行に配置された導電性の同心プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。
【0246】
キャパシタ１３５１は、第２の内側リング１３０８と、絶縁構造体１３１４と、バックプレート２０８と、によって形成されている。第２の内側リング１３０８及びバックプレート２０８は、絶縁構造体１３１４を間に挟んで平行に配置された導電性の同心プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。バックプレート２０８は、共振構造体１３００の共通ＲＦ接地に接続されている。しかしながら、実施形態では、バックプレート２０８は、浮遊しているままであってもよい。
【0247】
キャパシタ１３５３は、第２の外側リング１３１２と、絶縁構造体１３１４と、バックプレート２０８と、によって形成されている。示されるように、第２の外側リング１３１２及びバックプレート２０８は、絶縁構造体１３１４を間に挟んで平行に配置された導電性の同心プレートであり、平行プレートキャパシタを形成している。示されるように、バックプレート２０８は、共振構造体１３００の共通ＲＦ接地に接続されている。しかしながら、実施形態では、バックプレート２０８は、浮遊しているままであってもよい。
【0248】
インダクタ１３４２のノードは、導電性オフセット２２４ｃの第２の内側セット及び第２の内側リング１３０８を介して、キャパシタ１３５０の第１のノードに結合されている。インダクタ１３４６のノードは、導電性オフセット２２４ｂの第２の外側セット及び第２の外側リング１３１２を介して、キャパシタ１３５２の第１のノードに結合されている。インダクタ１３４４のノードは、導電性オフセット２２４ａの第１の内側セット及び第１の内側リング１３０２を介して、キャパシタ１３５０の第２のノードに結合されている。インダクタ１３４８のノードは、導電性オフセット２２４ｄの第１の外側セット及び第１の外側リング１３１０を介して、キャパシタ１３５２の第２のノードに結合されている。
【0249】
インダクタ１３４２、インダクタ１３４４、及びキャパシタ１３５０は、内側共振回路１３５４（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図１３Ａに関して、第１の内側リング１３０２、絶縁構造体１３１４、第２の内側リング１３０８、導電性オフセット２２４ａの第１の内側セット、導電性オフセット２２４ｃの第２の内側セット、内側放射構造体１３２２ａ、及びバックプレート２０８は、内側共振回路１３５４を形成している。
【0250】
インダクタ１３４６、インダクタ１３４８、及びキャパシタ１３５２は、外側共振回路１３５６（すなわち、ＬＣ共振回路）を形成している。図１３Ａに関して、第１の外側リング１３１０、絶縁構造体１３１４、第２の外側リング１３１２、導電性オフセット２２４ｄの第１の外側セット、導電性オフセット２２４ｂの第２の外側セット、外側放射構造体１３２２ｂ、及びバックプレート２０８は、外側共振回路１３５６を形成している。
【0251】
共振構造体１３００のインダクタ及びキャパシタを形成する構造的構成要素の様々な電気的及び機械的パラメータは、共振構造体１３００が所望の動作周波数で動作／共振するように選択される。
【0252】
実施形態では、内側共振回路１３５４は、第１の共振周波数で動作し、外側共振回路１３５６は、第２の共振周波数で動作する。実施形態では、第２の共振周波数は、第１の共振周波数とは異なる。他の実施形態では、第１の共振周波数は、第２の共振周波数と同じである。
【0253】
第２の共振周波数が第１の共振周波数と異なる実施形態では、プラズマの第１の内側ゾーン及びプラズマの第２の外側ゾーンは、それぞれ、プラズマチャンバ１０６内の内側共振回路１３５４及び外側共振回路１３５６によって生成される。内側共振回路１３５４及び外側共振回路１３５６は、電力のための誘導性ピックアップ、プラズマへの誘導性結合、又はその両方として機能することができる。
【0254】
実施形態では、ＲＦ源１０２は、ＲＦ電力を内側共振回路１３５４及び外側共振回路１３５６に供給するように構成されている。そのような実施形態では、ＲＦ源１０２は、第１の共振周波数及び第２の共振周波数に対応する異なる周波数を有する２つの共伝搬波の重畳を伴うＲＦ波を供給する。
【0255】
図１３Ｃは、共振構造体１３００の内側共振回路１３５４によって実行され得る、一実施形態の方法１３６０のフローチャートを示している。ステップ１３６２において、ＲＦ源１０２は、第１の端部７１２を介して順方向ＲＦ波をループ構造体７０２に供給する。これに応じて、ステップ１３６４において、ＲＦ波は、インダクタ７２２及びインダクタ１３４２にわたる誘導性結合によって、ループ構造体７０２から内側放射構造体１３２２ａに伝送される。
【0256】
ステップ１３６６において、内側放射構造体１３２２ａは、共振構造体１３００の内側共振回路１３５４からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ１３６８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0257】
図１３Ｄは、共振構造体１３００の外側共振回路１３５６によって実行され得る、一実施形態の方法１３８０のフローチャートを示している。ステップ１３８２において、ＲＦ源１０２は、第１の端部７１２を介して順方向ＲＦ波をループ構造体７０２に供給する。これに応じて、ステップ１３８４において、ＲＦ波は、インダクタ７２２及びインダクタ１３４６にわたる誘導性結合によって、ループ構造体７０２から外側放射構造体１３２２ｂに伝送される。
【0258】
ステップ１３８６において、外側放射構造体１３２２ｂは、共振構造体１３００の外側共振回路１３５６からプラズマチャンバ１０６に電磁波を放射する。ステップ１３８８において、電磁波は、プラズマ１１２を生成する。そのような実施形態では、ＲＦ放電によって生成されたプラズマは、純粋に誘導性結合プラズマとして分類される。
【0259】
図１４は、内側放射構造体１４０２及び外側放射構造体１４０４を有する一実施形態の放射構造体１４００の上面図を示している。実施形態では、共振構造体１３００の内側放射構造体１３２２ａ及び外側放射構造体１３２２ｂは、それぞれ、内側放射構造体１４０２及び外側放射構造体１４０４によって表される。
【0260】
内側放射構造体１４０２及び外側放射構造体１４０４は、螺旋状切り欠きを有する同心の導電性リング構造体である。内側放射構造体１４０２は、外側放射構造体１４０４の内側リング切り欠き内に配置されており、外側放射構造体１４０４と同じ中心点を有する同じ平面上にある。内側放射構造体１４０２及び外側放射構造体１４０４の各々は、螺旋状アンテナを形成している。
【0261】
本明細書では詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更、置換、及び改変を行うことができることが理解されるべきである。様々な図では、同じ要素には同じ参照番号が指定されている。更に、本開示の範囲は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されることを意図するものではなく、当業者であれば、本開示から、現在存在するか又は後に開発されるプロセス、機械、製造物、物質の組成物、手段、方法、又はステップが、本明細書に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し得るか又は実質的に同じ結果を達成し得ることを容易に理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内にそのようなプロセス、機械、製造物、物質の組成物、手段、方法、又はステップを含むことを意図している。
【0262】
したがって、本明細書及び図面は、単に、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の例示とみなされるべきであり、本開示の範囲内に入る任意且つ全ての修正、変更、組み合わせ、又は等価物を網羅することが企図されている。例えば、プラズマ処理システム又は共振構造体の様々な実施形態における構成要素の物理的配置及び配列は、非限定的であることが理解されるべきである。例えば、共振構造体は様々な図示においてＲＦ源とプラズマ処理システムとの間に配置されているが、この配置は非限定的であり、これらの構成要素は、本開示の範囲内にありながら、他の構成要素に隣接して、上方に、又は下方に配置されてもよい。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図14】
【国際調査報告】