特表2024-538225基板を処理する際の均一性を制御するためのフェーズドアレイアンテナおよび方法
(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】2024-10-18
(54)【発明の名称】基板を処理する際の均一性を制御するためのフェーズドアレイアンテナおよび方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20241010BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20241010BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H01L21/302 101B
H01L21/302 101C
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024524369
(86)(22)【出願日】2022-10-18
(85)【翻訳文提出日】2024-06-21
(86)【国際出願番号】 US2022047057
(87)【国際公開番号】W WO2023076078
(87)【国際公開日】2023-05-04
(31)【優先権主張番号】63/273,680
(32)【優先日】2021-10-29
(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】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】アルバレデ・ルーク
(72)【発明者】
【氏名】ドリューリー・ジョン・スティーブン
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084BB14
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC14
2G084DD04
2G084DD25
2G084DD32
2G084DD34
2G084DD38
2G084DD61
2G084HH27
5F004AA01
5F004BA04
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB23
5F004CA03
5F004CA06
5F045AA08
5F045BB02
5F045DP03
5F045EH02
5F045EH11
5F045EH12
5F045EH19
(57)【要約】
【解決手段】プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムが提供されている。システムは、エッジリングと、エッジリングに結合されている複数のアンテナ素子と、を備える。複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含む。第１アンテナ素子は、或る位相を有する高周波（ＲＦ）信号を受信し、第２アンテナ素子は、位相シフト信号を受信する。位相シフト信号は、プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを出力するためにＲＦ信号の位相に対してシフトされた位相を有する。
【選択図】図１Ａ－１
【選択図】図１Ａ－１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムであって、第１高周波（ＲＦ）信号を生成するよう構成されている第１電源と、
接続点を介して前記第１電源に接続されている複数の位相シフト回路であって、前記複数の位相シフト回路は、第１位相シフト回路および第２位相シフト回路を含み、前記接続点は、前記第１ＲＦ信号を複数の入力信号に分割するよう構成され、前記複数の入力信号は、第１入力信号および第２入力信号を含み、前記第１位相シフト回路は、前記第１入力信号を受信して前記第１入力信号を出力するよう構成され、前記第２位相シフト回路は、前記第２入力信号を受信して前記第２入力信号の位相を変調し、位相シフト信号を出力するよう構成されている、複数の位相シフト回路と、
前記複数の位相シフト回路に接続されている複数のアンテナ素子であって、前記複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含み、前記プラズマチャンバ内の前記ギャップに向かって或る角度に方法付けられる前記主ビームを形成するために、前記第１アンテナ素子は、前記第１位相シフト回路から前記第１入力信号を受信するよう構成され、前記第２アンテナ素子は、前記第２位相シフト回路から前記位相シフト信号を受信するよう構成されている、複数のアンテナ素子と、
を備える、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのエッジリングの底面に結合されている、システム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのピナクルの外面に結合されている、システム。
【請求項4】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのＣ－シュラウドの外面に結合されている、システム。
【請求項5】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１電源は、ギガヘルツ電源である、システム。
【請求項6】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、前記第１電源および前記複数の位相シフト回路に接続されているコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１ＲＦ信号の電力レベルおよび周波数レベルを前記第１電源に提供するよう構成され、前記コントローラは、前記第１入力信号の位相に対して前記第２入力信号の前記位相をシフトさせるように前記第２位相シフト回路を制御するよう構成されている、システム。
【請求項7】
請求項１に記載のシステムであって、さらに、エッジリングであって、前記複数のアンテナ素子は、前記エッジリングに結合されている、エッジリングと、
前記エッジリングに隣接して配置されている基板支持体と、
整合器を介して前記基板支持体に接続されている第２電源であって、前記第２電源は、第２ＲＦ信号を生成して、前記第２ＲＦ信号を前記整合器に送信するよう構成され、前記整合器は、前記第２ＲＦ信号のインピーダンスを変調して変調信号を出力し、前記変調信号を前記基板支持体に提供するよう構成されている、第２電源と、
を備える、システム。
【請求項8】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１アンテナ素子は、第１環状リングであり、前記第２アンテナ素子は、第２環状リングである、システム。
【請求項9】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子は、マトリクスの一部である、システム。
【請求項10】
プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムであって、第１高周波（ＲＦ）信号を生成するよう構成されている第１電源と、
接続点を介して前記第１電源に接続されている複数の減衰素子であって、前記複数の減衰素子は、第１減衰素子および第２減衰素子を含み、前記接続点は、前記第１ＲＦ信号を複数の入力信号に分割するよう構成され、前記複数の入力信号は、第１入力信号および第２入力信号を含み、前記第１減衰素子は、前記第１入力信号を受信して第１減衰信号を出力するよう構成され、前記第２減衰素子は、前記第２入力信号を受信して第２減衰信号を出力するよう構成されている、複数の減衰素子と、
前記複数の減衰素子に接続されている複数の位相シフト回路であって、前記複数の位相シフト回路は、第１位相シフト回路および第２位相シフト回路を含み、前記第１位相シフト回路は、前記第１減衰信号を受信して前記第１減衰信号を出力するよう構成され、前記第２位相シフト回路は、前記第２減衰信号を受信して前記第２減衰信号の位相を変調し、位相シフト信号を出力するよう構成されている、複数の位相シフト回路と、
前記複数の位相シフト回路に接続されている複数のアンテナ素子であって、前記複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含み、前記プラズマチャンバ内の前記ギャップに向かって或る角度に方法付けられる前記主ビームを形成するために、前記第１アンテナ素子は、前記第１位相シフト回路から前記第１減衰信号を受信するよう構成され、前記第２アンテナ素子は、前記第２位相シフト回路から前記位相シフト信号を受信するよう構成されている、複数のアンテナ素子と、
を備える、システム。
【請求項11】
請求項１０に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのエッジリングの底面に結合されている、システム。
【請求項12】
請求項１０に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのピナクルの外面に結合されている、システム。
【請求項13】
請求項１０に記載のシステムであって、前記複数のアンテナ素子は、前記プラズマチャンバのＣ－シュラウドの外面に結合されている、システム。
【請求項14】
請求項１０に記載のシステムであって、前記第１電源は、ギガヘルツ電源である、システム。
【請求項15】
請求項１０に記載のシステムであって、さらに、前記第１電源、前記複数の位相シフト回路、および、前記複数の減衰素子に接続されているコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１ＲＦ信号の電力レベルおよび周波数レベルを前記第１電源に提供するよう構成され、前記コントローラは、前記第１入力信号に適用される減衰量を変更するように前記第１減衰素子を制御するよう構成され、前記コントローラは、前記第２入力信号に適用される減衰量を変更するように、前記第２減衰素子を制御するよう構成され、前記コントローラは、前記第１減衰信号の位相に対して前記第２減衰信号の前記位相をシフトさせるように前記第２位相シフト回路を制御するよう構成されている、システム。
【請求項16】
請求項１０に記載のシステムであって、さらに、エッジリングであって、前記複数のアンテナ素子は、前記エッジリングに結合されている、エッジリングと、
前記エッジリングに隣接して配置されている基板支持体と、
前記基板支持体に接続されている第２電源であって、前記第２電源は、第２ＲＦ信号を生成して、前記第２ＲＦ信号を前記第２電源に送信するよう構成されている、第２電源と、
を備える、システム。
【請求項17】
請求項１０に記載のシステムであって、前記第１アンテナ素子は、第１環状リングであり、前記第２アンテナ素子は、第２環状リングである、システム。
【請求項18】
請求項１０に記載のシステムであって、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子は、マトリクスの一部である、システム。
【請求項19】
プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムであって、エッジリングと、
前記エッジリングに結合されている複数のアンテナ素子であって、前記複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含み、前記第１アンテナ素子は、或る位相を有する高周波（ＲＦ）信号を受信するよう構成され、前記第２アンテナ素子は、位相シフト信号を受信するよう構成され、前記位相シフト信号は、前記プラズマチャンバ内の前記ギャップに向かって前記主ビームを出力するために前記ＲＦ信号の前記位相に対してシフトされた位相を有する、複数のアンテナ素子と、
を備える、システム。
【請求項20】
請求項１９に記載のシステムであって、前記エッジリングは、底面を有し、前記複数のアンテナ素子は、前記エッジリングの前記底面に結合されている、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示に記載されている実施形態は、基板を処理する際の均一性を制御するためのフェーズドアレイアンテナおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【0003】
１または複数の高周波（ＲＦ）発生器が、１または複数のＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号をプラズマリアクタへ供給する。プラズマリアクタは、１または複数のＲＦ信号が供給されてエッチャントガスがプラズマリアクタに供給された時にエッチングされる半導体ウエハを有する。しかしながら、半導体ウエハを処理する際の均一性の限界に達している。また、１または複数のＲＦ信号が供給された時、半導体ウエハのエッジで傾斜が見られる。傾斜は、半導体ウエハのエッジでのプラズマシースの屈曲、または、半導体ウエハと半導体ウエハの周りのプラズマリアクタの部品との間の不連続性によって生成される。プラズマシースは、プラズマリアクタ内の１または複数の構成要素の腐食の結果として時間と共に屈曲する。屈曲は、１または複数の構成要素の腐食の結果として生じるので、屈曲および傾斜は、或る期間にわたって連続的にドリフトする。
【0004】
本開示に記載の実施形態は、このような文脈で生まれたものである。
【発明の概要】
【0005】
本開示の実施形態は、基板を処理する際の均一性を制御するためのフェーズドアレイシステム、方法、および、コンピュータプログラムを提供している。本実施形態は、処理、装置、システム、ハードウェア、または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録された方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下に、いくつかの実施形態を記載する。
【0006】
いくつかの実施形態において、プラズマチャンバ（誘電体エッチング（ＤＥ）チャンバまたは導体エッチング（ＣＥ）チャンバなど）の複数の部品に取り付けられたフェーズドアレイシステムが記載されている。例えば、エッジリングの下にあるまたはエッジリング内に埋め込まれているフェーズドアレイアンテナ素子のための高周波数（ＨＦ）高周波（ＲＦ）搬送路と、エッジリングの変形例が記載されている。その例において、フェーズドアレイアンテナ素子がエッジリング内に埋め込まれている場合、フェーズドアレイアンテナ素子への電気接続は、エッジリングの底面に提供される。別の例として、壁（ピナクル（登録商標）またはＣ－シュラウドなど）に結合されたフェーズドアレイアンテナのためのＨＦ ＲＦ搬送路が記載されている。また、さらに別の例として、ＨＦ電源およびそのコントローラが、電力レベルと、アンテナ素子の間の位相または遅延とを調整するために提供される。
【0007】
一実施形態において、フェーズドアレイアンテナは、アンテナ素子の各々から出力された放射パターンがアンテナ素子の内の近くの素子から出力された放射パターンと建設的に組み合わさることでＨＦ電力ビームまたは主ビームと呼ばれる効果的な放射パターンを形成するように組み立てられた一群のアンテナ素子である。ＨＦ電力ビームは、所望の位置に放射エネルギを伝送し、一方、フェーズドアレイアンテナは、望ましくない方向にナルおよびサイドローブを形成する信号と相殺的に干渉する。
【0008】
一実施形態において、フェーズドアンテナアレイは、ＨＦ電力ビームで放射されるエネルギを最大化しつつ、サイドローブで放射されるエネルギを許容可能なレベルまで低減する。ＨＦ電力ビームの方向は、アンテナ素子の各々に供給される信号の位相を変えることによって操作されうる。また、フェーズドアンテナアレイのパラメータ（フェーズドアンテナアレイの長さ、アンテナ素子の間のギャップ、アンテナ素子の配列、ＨＦ電力ビームの特性を規定するために用いられる周波数、および、アンテナ素子によって受信される信号の間の位相差、など）が、ステアリング特性を規定するために制御される。ステアリング特性の例は、ＨＦ電力ビームの幅および角度を含む。ＨＦ電力ビームのステアリング特性を制御することにより、プラズマチャンバ内のプラズマのインピーダンスが、局所的に調整される。プラズマ体積全体が照射されるのではなく、プラズマチャンバ内の特定の領域または体積が調整される。ビームは、プラズマチャンバ内の特定の領域または体積に結合して、特定の領域または体積の中でプラズマを点火する。
【0009】
一実施形態において、アンテナ素子から出力されるＲＦ波形の間の位相は、スイッチを備えたバトラーマトリクスを用いて、アナログに制御される。スイッチを有するバトラーマトリクスは、アンテナ素子に印加される信号の位相を変調するための異なる経路を規定する。
【0010】
一実施形態において、アンテナ素子アンテナ素子に印加される信号の間の位相が、電子コントローラ（フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡなど）と、高速制御ＲＦ位相シフタおよび増幅器とによってデジタル制御される。
【0011】
一実施形態において、アンテナ素子は、プラズマチャンバ内のエッジ領域におけるプラズマを調整するために、エッジリングに接続されている。
【0012】
一実施形態において、アンテナ素子は、壁に結合されている。
【0013】
一実施形態において、プラズマチャンバ内のプラズマおよびエッジ領域をより良好に制御するために、アンテナ素子の第１セットがエッジリングに接続され、アンテナ素子の第２セットが壁に接続されている。
【0014】
一実施形態において、フェーズドアレイアンテナは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に加工され、したがって、反復可能である。また、フェーズドアンテナアレイは反復可能であるため、２つの別個のフェーズドアンテナアレイの間の任意の差異が、デジタル減衰器および位相シフタを用いて電子的に調整されうる。
【0015】
一実施形態において、アンテナ素子およびアンテナ素子への接続（導電線など）が真性遅延を持たないことを確認するために、基板を処理する前に較正が実行される。真性遅延が存在する場合、適用される位相が実際の位相であることを確実にするために補償される。
【0016】
一実施形態において、デジタル減衰器または別の減衰器（アナログ減衰器）は、狭く集束されたＨＦ電力ビームを生成するために、アンテナ素子の各々がアンテナ素子の内の別の素子と実質的に同じ量の電力を放射することを確実にするように較正される。狭いＨＦ電力ビームは、ＨＦ電力ビームにおける所望の建設的干渉とＨＦ電力ビームの外の所望の相殺的パターンとを有することによって生成される。
【0017】
一実施形態において、プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムが記載されている。システムは、第１ＲＦ信号を生成する第１電源を備える。システムは、さらに、接続点を介して第１電源に接続されている複数の位相シフト回路を備える。複数の位相シフト回路は、第１位相シフト回路および第２位相シフト回路を含む。接続点は、第１ＲＦ信号を複数の入力信号に分割する。複数の入力信号は、第１入力信号および第２入力信号を含む。第１位相シフト回路は、第１入力信号を受信して第１入力信号を出力する。第２位相シフト回路は、第２入力信号を受信して第２入力信号の位相を変調し、位相シフト信号を出力する。システムは、複数の位相シフト回路に接続されている複数のアンテナ素子を備える。複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含む。プラズマチャンバ内のギャップに向かって或る角度に方法付けられる主ビームを形成するために、第１アンテナ素子は、第１位相シフト回路から第１入力信号を受信し、第２アンテナ素子は、第２位相シフト回路から位相シフト信号を受信する。
【0018】
一実施形態において、プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムが記載されている。システムは、第１ＲＦ信号を生成する第１電源を備える。システムは、さらに、接続点を介して第１電源に接続されている複数の減衰素子を備える。複数の減衰素子は、第１減衰素子および第２減衰素子を含む。接続点は、第１ＲＦ信号を複数の入力信号に分割する。複数の入力信号は、第１入力信号および第２入力信号を含む。第１減衰素子は、第１入力信号を受信して第１減衰信号を出力し、第２減衰素子は、第２入力信号を受信して第２減衰信号を出力する。システムは、さらに、複数の減衰素子に接続されている複数の位相シフト回路を備える。複数の位相シフト回路は、第１位相シフト回路および第２位相シフト回路を含む。第１位相シフト回路は、第１減衰信号を受信して第１減衰信号を出力する。第２位相シフト回路は、第２減衰信号を受信して第２減衰信号の位相を変調し、位相シフト信号を出力する。システムは、複数の位相シフト回路に接続されている複数のアンテナ素子を備える。複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含む。プラズマチャンバ内のギャップに向かって或る角度に方法付けられる主ビームを形成するために、第１アンテナ素子は、第１位相シフト回路から第１減衰信号を受信し、第２アンテナ素子は、第２位相シフト回路から位相シフト信号を受信する。
【0019】
一実施形態において、プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを方向付けるためのシステムが提供されている。システムは、エッジリングと、エッジリングに結合されている複数のアンテナ素子と、を備える。複数のアンテナ素子は、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子を含む。第１アンテナ素子は、或る位相を有する高周波（ＲＦ）信号を受信し、第２アンテナ素子は、位相シフト信号を受信する。位相シフト信号は、プラズマチャンバ内のギャップに向かって主ビームを出力するためにＲＦ信号の位相に対してシフトされた位相を有する。
【0020】
基板を処理する際の均一性を制御するための本明細書に記載のフェーズドアレイアンテナおよび方法のいくつかの利点は、基板のエッジにおけるプラズマ均一性またはシース屈曲を調整、補償、または、増大させるためのフェーズドアレイシステムを提供することである。プラズマ均一性は、プラズマチャンバ内のプラズマの特性を修正するための方向に操作できるＨＦ電力ビームを用いて調整される。コントローラは、ＨＦ電力ビームを特定の位置のプラズマと結合させるためのＨＦ電力ビームの角度を達成するように電力または位相またはそれらの組み合わせを適用するために設定点を提供する。
【0021】
本明細書に記載のシステムおよび方法のさらなる利点は、多くのレシピおよび応用例（専用レシピなど）に対して調整または修正を行うことを含む。ＨＦ電力ビームの方向性は、プラズマチャンバ内ですべての方向にＲＦ電力を放射する別のエッジリングと比べて、レシピおよび応用例を達成することを容易にする。別のエッジリングは、フェーズドアンテナアレイに接続されていない。さらなる利点は、すべての方向に放射するために別のエッジリングに供給される電力量よりも、ＨＦ電力ビームを生成するために用いられる電力量が少ないことを含む。全方向に散逸される代わりに、すべての電力が集束されて方向付けられるため、利用される電力量が少なくなる。ＨＦ電力ビームのさらなる利点は、プラズマチャンバのエッジ領域におけるプラズマシースを基板の中央外径まで曲げることを含む。本明細書に記載のＨＦ電力ビームのさらなる利点は、基板の中央外径におけるプラズマシースを曲げずに、プラズマチャンバのエッジ領域のみでプラズマシースを曲げることを含む。
【0022】
添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明から、いくつかの別の態様が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
実施形態は、添付の図面に関連して行う以下の説明を参照することによって理解される。
【0024】
【図1A-1】主ビームの生成を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0025】
【図1A-2】コントローラ、高周波数電源（ＨＦＰＳ）、位相シフタ、および、アンテナアレイの動作を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0026】
【図1B】プラズマチャンバ内の主ビームおよびエッジリングを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0027】
【図1C】垂直軸に対して負の角度－θを形成する主ビームの形成を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0028】
【図1D】主ローブがプラズマシースに印加される前のプラズマシースの一実施形態を示す図。
【0029】
【図1E】主ビームがプラズマシースに印加された後のプラズマシースの一実施形態を示す図。
【0030】
【図1F】主ローブがプラズマシースに印加される前のプラズマシースの一実施形態を示す図。
【0031】
【図1G】主ビームがプラズマシースに印加された後のプラズマシースの一実施形態を示す図。
【0032】
【図2】基板支持体と共にアンテナアレイの利用を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0033】
【図3A-1】減衰器アレイを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0034】
【0035】
【図3B】制御信号によって示されるゲイン量に基づいた減衰器の抵抗の変化を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0036】
【図4A】位相シフト回路の一実施形態を示す回路図。
【0037】
【図4B】別の位相シフト回路の一実施形態を示す回路図。
【0038】
【図4C】さらに別の位相シフト回路の一実施形態を示す回路図。
【0039】
【図4D】別の位相シフト回路の一実施形態を示す回路図。
【0040】
【図4E】さらに別の位相シフト回路の一実施形態を示す回路図。
【0041】
【図5A】２つの隣接する位相シフト回路の間のスイッチを用いた複数の位相シフト回路の制御を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0042】
【図5B】２つの隣接する位相シフト回路の間の接続を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0043】
【図6A】主ビームおよび別の主ビームの生成を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0044】
【図6B】誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバのピナクルと共にアンテナアレイの利用を説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0045】
【図7A】主ビームのオンおよびオフならびに別の主ビームの同時オンおよびオフを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0046】
【図7B】主ビームのオンおよびオフならびに別の主ビームの同時オンおよびオフを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0047】
【図8A】複数のアンテナ素子がエッジリングに埋め込まれている様子を説明するためにエッジリングの一実施形態を示す図。
【0048】
【図8B】別のエッジリングと、アンテナアレイを有するサブエッジリングとを備えたエッジリングの一実施形態を示す図。
【0049】
【図8C】エッジリング内に埋め込まれたアンテナアレイを説明するためにエッジリングの一実施形態を示す図。
【0050】
【図9】アンテナアレイの一実施形態を示す等角図。
【0051】
【図10】アンテナ素子のマトリクスを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【0052】
【図11】セグメント化されたアンテナアレイとアンテナアレイの制御とを説明するためにシステムの一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下の実施形態は、基板を処理する際の均一性を制御するためのフェーズドアレイアンテナおよび方法を記載するものである。本実施形態は、これらの具体的な詳細事項の一部またはすべてがなくとも実施可能であることが明らかである。また、本実施形態が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の詳細な説明は省略した。
【0054】
図１Ａ－１は、主ビームＭＢ１の生成を説明するためにシステム１００の一実施形態を示す図である。システム１００は、高周波電源（ＨＦＰＳ）１０２、エッジリング（ＥＲ）１０４、コントローラ１０６、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０を備える。コントローラ１０６の一例は、プロセッサおよびメモリデバイスを備える。プロセッサは、メモリデバイスに接続されている。コントローラ１０６の他の例は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）およびプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）を含む。高周波電源１０２の一例は、ギガヘルツの周波数を有する高周波（ＲＦ）信号を生成するギガヘルツ（ＧＨｚ）ＲＦ電源（オシレータなど）を含む。具体例として、ＨＦＰＳ１０２は、１５ＧＨｚ～５０ＧＨｚの間の範囲の動作周波数を有する。さらなる具体例として、ＨＦＰＳ１０２は、２５ＧＨｚ～３０ＧＨｚの間の範囲の動作周波数を有する。別のさらなる具体例として、ＨＦＰＳ１０２は、２８ＧＨｚの動作周波数を有する。別の具体例として、ＨＦＰＳ１０２の動作周波数は、プラズマチャンバ（誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）チャンバまたは容量結合プラズマ（ＣＣＰ）チャンバなど）内で形成されるプラズマの周波数より大きい。これは、主ビームＭＢ１が、プラズマからエッジリング１０４に向かって反射されるのではなく、プラズマを貫通することを可能にする。
【0055】
位相シフタ１０８は、複数の位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図１Ａ－２）を備える。一例として、各位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５は、デジタル回路またはアナログ回路である。具体例として、デジタル回路は、プリント回路基板（ＰＣＢ）内に実装される。さらなる具体例として、デジタル回路は、ＰＬＤまたはＡＳＩＣである。
【0056】
アンテナアレイ１１０は、複数のアンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５（図１Ａ－２）を含む。一例として、本明細書に記載されている各アンテナ素子は、ＩＣＰチャンバのＲＦコイルを製造するために用いられるのと同じ材料から製造されている。具体例として、各アンテナ素子は、ワイヤのケーブルから製造され、各ワイヤは、導電性金属（銅など）から製造される。その例において、各ワイヤは、導電性であり、電気絶縁材料のシースによって取り囲まれる。別の例として、各アンテナ素子は、フェライト磁心から製造される。
【0057】
エッジリング１０４は、シリコン、または、ホウ素ドープ単結晶シリコン、または、アルミナ、または、炭化シリコン、または、アルミナ層の上の炭化シリコン、または、シリコンの合金、もしくは、それらの組み合わせ、などの導電性材料から製造されている。別の例として、エッジリング１０４は、石英から製造される。一例として、エッジリング１０４は、環状形状を有する。エッジリング１０４は、底面ＢＳ１、側面ＳＳ１、上面ＴＳ１、および、別の側面ＳＳ２を有する。側面ＳＳ２は、内側面であり、側面ＳＳ１は外側面である。エッジリング１０４は、内側面から外側面まで、および、上面ＴＳ１から底面ＢＳ１まで伸びている。上面ＴＳ１は、プラズマチャンバ内で形成されるプラズマに対向し、底面ＢＳ１は、プラズマから離れる方向に向いている。例えば、底面ＢＳ１は、支持リングに隣接して配置され、支持リングは、エッジリング１０４の下に配置されている。
【0058】
コントローラ１０６は、ＨＦＰＳ１０２と、位相シフタ１０８とに接続されている。ＨＦＰＳ１０２は、接続点ＣＰ１を介して位相シフタ１０８に接続されている。本明細書で用いられる接続点の例は、導電性ビアまたは導電性コネクタまたは導電性はんだもしくは２以上のそれらの組み合わせである。位相シフタ１０８の各位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内の対応する１つに接続されている。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、アンテナ素子ＰＳ１に接続され、位相シフト回路ＰＳ２は、アンテナ素子ＡＥ２に接続され、以下同様に続いて、位相シフト回路ＰＳ５は、アンテナ素子ＡＥ５に接続されている。
【0059】
アンテナアレイ１１０は、エッジリング１０４に結合されている。例えば、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、エッジリング１０４の底面ＢＳ１に結合されている。例として、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、底面ＢＳ１に取り付けられている（例えば、固定されている）。さらなる例として、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、底面ＢＳ１にネジ止めおよび／またははんだ付けおよび／または接着されている。
【0060】
一実施形態において、位相シフタ１０８は、任意の他の数（例えば、４または６または１０など）の位相シフト回路を備える。また、その実施形態において、アンテナアレイ１１０は、位相シフト回路の数と同じ数のアンテナ素子を備える。
【0061】
一実施形態において、エッジリング１０４は、ＨＦＰＳ１０２以外の任意の他の電源（キロヘルツ（ｋＨｚ）ＲＦ発生器またはメガヘルツ（ＭＨｚ）ＲＦ発生器など）には接続されていない。これは、プラズマチャンバ内での全方向へのＲＦ波形またはＲＦ波面の生成を回避する。
【0062】
図１Ａ－２は、コントローラ１０６、ＨＦＰＳ１０２、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０の動作を説明するためにシステム１２２の一実施形態を示す図である。コントローラ１０６は、別個の接続を介して位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５のそれぞれに接続されている。例えば、コントローラ１０６は、接続１２６Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１に、接続１２６Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に、接続１２６Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に、接続１２６Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に、接続１２６Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５に、接続されている。本明細書に記載されている接続の例は、ワイヤまたは配線またはビアまたは導電線もしくはそれらの２以上の組み合わせなどの導体を含む。
【0063】
ＨＦＰＳ１０２は、接続１２８を介して接続点ＣＰ１に接続されている。接続点ＣＰ１は、別個の接続を介して位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５のそれぞれに接続されている。例えば、接続点ＣＰ１は、接続１３０Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１に、接続１３０Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に、接続１３０Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に、接続１３０Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に、接続１３０Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５に、接続されている。
【0064】
また、各位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５は、それぞれの接続を介してアンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内のそれぞれ対応する１つに接続されている。例えば、位相シフト回路１３２Ａは、接続１３２Ａを介してアンテナ素子ＡＥ１へ接続され、位相シフト回路１３２Ｂは、接続１３２Ｂを介してアンテナ素子ＡＥ２へ接続され、位相シフト回路１３２Ｃは、接続１３２Ｃを介してアンテナ素子ＡＥ３へ接続され、位相シフト回路１３２Ｄは、接続１３２Ｄを介してアンテナ素子ＡＥ４へ接続され、位相シフト回路１３２Ｅは、接続１３２Ｅを介してアンテナ素子ＡＥ５へ接続されている。
【0065】
コントローラ１０６は、周波数レベル（動作周波数など）および電力レベルをＨＦＰＳ１０２へ提供する。一例として、周波数レベルは、ＨＦＰＳ１０２によって生成されるＲＦ信号１２０の周波数の統計値（平均値または中央値など）である。例として、周波数レベルは、ＨＦＰＳ１０２の動作周波数である。別の例として、電力レベルは、ＨＦＰＳ１０２によって生成されるＲＦ信号１２０の電力値の振幅（ピークツーピーク値またはゼロツーピーク値など）である。周波数レベルおよび電力レベルがコントローラ１０６によって受信された後、ＨＦＰＳ１０２は、その周波数レベルおよび電力レベルを有するＲＦ信号１２０を生成し、接続１２８を介して接続点ＣＰ１へＲＦ信号１２０を送信する。
【0066】
接続点ＣＰ１において、ＲＦ信号１２０は、複数の入力信号１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、および、１２２Ｅに分割される。各入力信号１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、および、１２２Ｅは、ＲＦ信号であり、所定の量から所定の範囲内にある電力量を有する。例えば、各入力信号１２２Ａ～１２２Ｅは、等しいまたは同じ電力量を有する。
【0067】
コントローラ１０６は、接続１２６Ａ～１２６Ｅのそれぞれを介して、適用されるそれぞれの位相シフト量を位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の内のそれぞれ対応する１つへ提供する。それぞれの位相シフト量が、入力信号１２２Ａ～１２２Ｅのそれぞれに適用される。例えば、コントローラ１０６は、入力信号１２２Ａの位相Φ１をシフトさせないよう、接続１２６Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１へ制御信号を送信する。この例において、コントローラ１０６は、入力信号１２２Ａの位相に対して第１所定量ΔΦだけ入力信号１２２Ｂの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に制御信号を送信し、入力信号１２２Ａの位相に対して第２所定量だけ入力信号１２２Ｃの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に制御信号を送信し、入力信号１２２Ａの位相に対して第３所定量だけ入力信号１２２Ｄの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に制御信号を送信し、入力信号１２２Ａの位相に対して第４所定量だけ入力信号１２２Ｅの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５に制御信号を送信する。例として、第２所定量は、第１所定量の２倍であり、第３所定量は、第１所定量の３倍であり、第４所定量は、第１所定量の４倍である。
【0068】
一例として、第１信号の位相は、第１信号が第２信号に対して遅延され、または、第２信号が第１信号に対して遅延された場合、第２信号の位相に対してシフトする。例として、第１信号は、時刻ｔ１に電力振幅Ｐ１ａおよび時刻ｔ２に電力振幅Ｐ１ｂを有し、第２信号は、時刻ｔ１に電力振幅Ｐ２ａおよび時刻ｔ２に電力振幅Ｐ２ｂを有する。時刻ｔ２は、時刻ｔ１の後の時刻である。この例において、第２信号に対して第１信号の位相をシフトさせた後、第１信号の電力振幅Ｐ１ａは、時刻ｔ１ではなく時刻ｔ２に発生し、または、第２信号の電力振幅Ｐ２ａは、時刻ｔ１ではなく時刻ｔ２に発生する。
【0069】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、コントローラ１０６から受信された位相シフト量の内のそれぞれ対応する量だけ入力信号１２２Ａ～１２２Ｅの内のそれぞれ対応する信号の位相をシフトさせて、位相シフト信号１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、および、１２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を出力する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、入力信号１２２Ａの位相をシフトさせずに位相シフト信号１２４Ａを出力し、位相シフト回路ＰＳ２は、入力信号１２２Ａの位相に対して第１所定量だけ入力信号１２２Ｂの位相をシフトさせて位相シフト信号１２４Ｂを出力し、位相シフト回路ＰＳ３は、入力信号１２２Ａの位相に対して第２所定量だけ入力信号１２２Ｃの位相をシフトさせて位相シフト信号１２４Ｃを出力する。また、この例において、位相シフト信号１２４Ａは、入力信号１２２Ａと同じ位相を有する。この例において、位相シフト回路ＰＳ４は、入力信号１２２Ａの位相に対して第３所定量だけ入力信号１２２Ｄの位相をシフトさせて位相シフト信号１２４Ｅを出力し、位相シフト回路ＰＳ５は、入力信号１２２Ａの位相に対して第４所定量だけ入力信号１２２Ｅの位相をシフトさせて位相シフト信号１２４Ｅを出力する。
【0070】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、位相シフト信号１２４Ａ～１２４Ｅの内のそれぞれ対応する１つをアンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内のそれぞれ対応する１つに提供する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、位相シフト信号１２４Ａをアンテナ素子ＡＥ１に提供し、位相シフト回路ＰＳ２は、位相シフト信号１２４Ｂをアンテナ素子ＡＥ２に提供し、位相シフト回路ＰＳ３は、位相シフト信号１２４Ｃをアンテナ素子ＡＥ３に提供し、位相シフト回路ＰＳ４は、位相シフト信号１２４Ｄをアンテナ素子ＡＥ４に提供し、位相シフト回路ＰＳ５は、位相シフト信号１２４Ｅをアンテナ素子ＡＥ５に提供する。
【0071】
位相シフト信号１２４Ａ～１２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、エッジリング１０４を介してＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号１２４Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、エッジリング１０４に向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号１２４Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、エッジリング１０４に向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、エッジリング１０４に向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号１２４Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、エッジリング１０４に向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、エッジリング１０４に向かって第５ＲＦ波形を出力する。
【0072】
エッジリング１０４は、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて（例えば、重ね合わせて）、プラズマチャンバで形成されるプラズマに向かって垂直方向に主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）を出力する。主ビームＭＢ１は、ローブである。主ビームＭＢ１は、アンテナ素子ＡＥ３の重心を通過する垂直軸１３４に対して角度＋θ（図１Ａ－１）に方向付けられる。
【0073】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５によって入力信号１２２Ａ～１２２Ｅの内のそれぞれ対応する１つへ適用される位相シフトの量を制御することにより、垂直軸１３４に対する主ビームＭＢ１の角度＋θが制御（増大または減少など）される。例えば、位相シフトの第３所定量が、入力信号１２２Ａの位相の２倍ではなく入力信号１２２Ａの位相の３倍である場合、主ビームＭＢ１の角度＋θは、図１Ａ－１に示すよりもさらに左に移動することによって垂直軸１３４に対して増大する。別の例として、位相シフトの第３所定量が、入力信号１２２Ａの位相の２倍ではなく入力信号１２２Ａの位相の１．５倍である場合、主ビームＭＢ１の角度＋θは、図１Ａ－１に示すよりもさらに右に移動することによって垂直軸１３４に対して減少する。
【0074】
一実施形態において、所定量から所定の範囲内の量の電力が位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の内のそれぞれ対応する１つによって接続点ＣＰ１から受信されることを可能にするために、接続１３０Ａ～１３０Ｅの各々の長さが較正動作中に較正される。例えば、接続１３０Ａは第１長さを有し、接続１３０Ｂは第２長さを有し、第１長さおよび第２長さは、接続点ＣＰ１から接続１３０Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１へ入力信号１２２Ａの第１量の電力を伝送し、接続点ＣＰ２から接続１３０Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２へ入力信号１２２Ｂの第２量の電力を伝送することを可能にするように、較正される。第１量は、第２量と等しい。接続１３０Ａ～１３０Ｅの長さは、プラズマチャンバ内で基板Ｓを処理する前に較正される。
【0075】
一実施形態において、接続１３０Ａ～１３０Ｅの長さは、電力センサから受信された測定値に基づいて較正および決定される。例えば、較正動作中、各位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の入力が、それぞれ対応する電力センサに接続される。例として、第１電力センサが、位相シフト回路ＰＳ１の第１入力に接続され、第２電力センサが位相シフト回路ＰＳ２の第２入力に接続される。その例において、第１入力は、接続１３０Ａに接続され、第２入力は、接続１３０Ｂに接続されている。また、その例において、接続点ＣＰ１は、第１長さの接続１３０Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１の第１入力に接続され、接続点ＣＰ２は、第２長さの接続１３０Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２の第２入力に接続されている。その例において、コントローラ１０６は、第１および第２電力センサに接続される。さらに、その例において、コントローラ１０６は、電力センサの内のそれぞれから受信した電力量が所定の量から所定の範囲内にあるか否かを判定する。さらなる例として、コントローラ１０６は、第１電力センサから受信した第１電力量が第２電力センサから受信した第２電力量と等しいか否かを判定する。さらなる例において、第１電力量が第２電力量と等しいと判定すると、コントローラ１０６は、接続１３０Ａが第１長さを有し、接続１３０Ｂが第２長さを有することを決定する。
【0076】
一実施形態において、主ビームに加えて、複数の二次ビームが生成される。二次ビームは、主ビームのローブと比べて小さいローブを有する。
【0077】
図１Ｂは、プラズマチャンバ内の主ビームＭＢ１およびエッジリング１０４を説明するためにシステム１４０の一実施形態を示す図である。システム１４０は、エッジリング１０４、ＨＦＰＳ１０２、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０を備える。エッジリング１０４は形状が環状であり、したがって、エッジリング１０４の断面図を見ると、エッジリング１０４の２つの部分１０４Ａおよび１０４Ｂが見えることに注意されたい。部分１０４Ａは、図１Ｂにおいて左エッジリング１０４として示され、第２部分１０４Ｂは、図１Ｂにおいて右エッジリング１０４として示されている。例えば、エッジリング１０４は、中心軸１４２に関して対称である。この例において、中心軸１４２は、エッジリング１０４の側面ＳＳ１によって形成された円の中心またはエッジリング１０４の側面ＳＳ２によって形成された円の中心に位置する。また、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、形状が環状である。一例として、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、貫通孔を備えたリングの形状を有する。
【0078】
ＲＦ信号１２０が生成されて供給されると、主ビームＭＢ１が生成される。主ビームＭＢ１は、エッジリング１０４全体にわたって垂直軸に対して角度＋θを形成する。例えば、主ビームＭＢ１は、形状が環状である。さらなる例として、主ビームＭＢ１は、ｙ軸の垂直方向に伸び、エッジリング１０４の外周に沿って水平に広がる。この例において、複数の垂直軸（垂直軸１３４など）が、エッジリング１０４の外周に沿って伸びることで、エッジリング１０４の外周に沿って垂直平面を形成する。さらに、この例において、垂直軸１３４は、部分１０４Ａ上の点１４４Ａを通過し、垂直軸１３４は、部分１０４Ｂ上の点１４４Ｂを通過している。この例において、点１４４Ａおよび１４４Ｂの各々は、垂直軸１４２から半分の距離に位置する。また、この例において、半分の距離は、エッジリング１０４の外径とエッジリング１０４の内径との間の距離の半分の距離である。さらに、この例において、内径は、垂直軸１４２から測定した側面ＳＳ２の半径の２倍であり、外径は、垂直軸１４２から測定した側面ＳＳ１の半径の２倍である。この例において、各点１４４Ａおよび１４４Ｂにおいて、主ビームＭＢ１は、垂直軸１３４に対して角度＋θを形成する。
【0079】
図１Ｃは、垂直軸１３４に対して負の角度－θを形成する主ビームＭＢ２の形成を説明するためにシステム１４０の一実施形態を示す図である。コントローラ１０６は、接続１２６Ａ～１２６Ｅのそれぞれを介して（図１Ａ－２）、入力信号１２２Ａ～１２２Ｅの内のそれぞれ対応する１つに適用される位相シフト量を位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の内のそれぞれ対応する１つへ提供する。例えば、コントローラ１０６は、入力信号１２２Ｅの位相Φ２をシフトさせないよう、接続１２６Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５へ制御信号を送信する。この例において、コントローラ１０６は、入力信号１２２Ｅの位相に対して第１所定量ΔΦだけ入力信号１２２Ｄの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に制御信号を送信し、入力信号１２２Ｅの位相に対して第２所定量だけ入力信号１２２Ｃの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に制御信号を送信し、入力信号１２２Ｅの位相に対して第３所定量だけ入力信号１２２Ｂの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に制御信号を送信し、入力信号１２２Ｅの位相に対して第４所定量だけ入力信号１２２Ａの位相をシフトさせるように、接続１２６Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１に制御信号を送信する。例として、第２所定量は、第１所定量の２倍であり、第３所定量は、第１所定量の３倍であり、第４所定量は、第１所定量の４倍である。
【0080】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、コントローラ１０６から受信された位相シフト量の内のそれぞれ対応する量だけ入力信号１２２Ａ～１２２Ｅの内のそれぞれ対応する信号の位相をシフトさせて、位相シフト信号１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃ、１５２Ｄ、および、１５２Ｅの内のそれぞれ対応する信号を出力する。例えば、位相シフト回路ＰＳ５は、入力信号１２２Ｅの位相をシフトさせずに位相シフト信号１５２Ｅを出力し、位相シフト回路ＰＳ４は、入力信号１２２Ａの位相に対して第１所定量だけ入力信号１２２Ｄの位相をシフトさせて位相シフト信号１５２Ｄを出力し、位相シフト回路ＰＳ３は、入力信号１２２Ａの位相に対して第２所定量だけ入力信号１２２Ｃの位相をシフトさせて位相シフト信号１５２Ｃを出力する。また、この例において、位相シフト信号１５２Ｅは、入力信号１２２Ｅと同じ位相を有する。この例において、位相シフト回路ＰＳ２は、入力信号１２２Ａの位相に対して第３所定量だけ入力信号１２２Ｂの位相をシフトさせて位相シフト信号１５２Ｂを出力し、位相シフト回路ＰＳ１は、入力信号１２２Ｅの位相に対して第４所定量だけ入力信号１２２Ａの位相をシフトさせて位相シフト信号１５２Ａを出力する。
【0081】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、位相シフト信号１５２Ａ～１５２Ｅの内のそれぞれ対応する１つをアンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内のそれぞれ対応する１つに提供する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、位相シフト信号１５２Ａをアンテナ素子ＡＥ１に提供し、位相シフト回路ＰＳ２は、位相シフト信号１５２Ｂをアンテナ素子ＡＥ２に提供し、位相シフト回路ＰＳ３は、位相シフト信号１５２Ｃをアンテナ素子ＡＥ３に提供し、位相シフト回路ＰＳ４は、位相シフト信号１５２Ｄをアンテナ素子ＡＥ４に提供し、位相シフト回路ＰＳ５は、位相シフト信号１５２Ｅをアンテナ素子ＡＥ５に提供する。
【0082】
位相シフト信号１５２Ａ～１５２Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、エッジリング１０４を介してＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号１５２Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、エッジリング１０４に向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号１５２Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、エッジリング１０４に向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１５２Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、エッジリング１０４に向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号１５２Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、エッジリング１０４に向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１５２Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、エッジリング１０４に向かって第５ＲＦ波形を出力する。この例において、エッジリング１０４は、第１～第５ＲＦ波形を組み合わせて、プラズマチャンバ内で形成されるプラズマに向かって主ビームＭＢ２を出力する。主ビームＭＢ２は、ローブであり、垂直軸１３４に対して角度－θに方向付けられる。角度－θは、ｘ軸の負のｘ方向と逆向きの正のｘ方向へｙ軸に対して形成される。角度＋θは、負のｘ方向へｙ軸に対して形成される。ｘ軸は、ｙ軸と垂直である。ｘ軸およびｙ軸の各々は、ｚ軸と垂直である。
【0083】
図１Ｄは、主ローブがプラズマシース１６２に印加される前のプラズマシース１６２の一実施形態を示す図である。プラズマシース１６２は、凸型の形状であり、中央部に高電圧（Ｖ）および縁部に低電圧を有する。高電圧は、低電圧よりも高い。
【0084】
図１Ｅは、主ビームＭＢ１が印加された後のプラズマシース１６４の一実施形態を示す図である。主ビームＭＢ１は、プラズマシース１６２の縁部における低電圧を高電圧に増大させてプラズマシース１６２の均一性を高めるために、プラズマシース１６２の縁部に向かって方向付けられる。プラズマシース１６２の均一性の増大に伴って、プラズマシース１６４が、プラズマチャンバ内で生成され、基板Ｓは、プラズマシース１６４で均一に処理される。例えば、基板Ｓのフィーチャにおける傾斜が、主ビームＭＢ１をプラズマへ方向付けることによって低減される。この例において、傾斜は、主ビームＭＢ１の印加のない場合のプラズマによって生成される。
【0085】
図１Ｆは、主ローブがプラズマシース１６６に印加される前のプラズマシース１６６の一実施形態を示す図である。プラズマシース１６６は、凹型の形状であり、縁部に高電圧および中央部に低電圧を有する。
【0086】
図１Ｇは、主ビームＭＢ１が印加された後のプラズマシース１６８の一実施形態を示す図である。主ビームＭＢ１は、プラズマシース１６６の中央部における低電圧を高電圧に増大させてプラズマシース１６６の均一性を高めるために、プラズマシース１６６の中央部に向かって方向付けられる。プラズマシース１６６の均一性の増大に伴って、プラズマシース１６８が、プラズマチャンバ内で生成され、基板Ｓは、プラズマシース１６８で均一に処理される。
【0087】
図２は、基板支持体２０６と共にアンテナアレイ１１０の利用を説明するためにシステム２００の一実施形態を示す図である。システム２００は、基板支持体２０６、エッジリング１０４、ＨＦＰＳ１０２、ＲＦ発生器（ＲＦＧ）２０２、および、整合器２０４を備える。
【0088】
基板支持体２０６の一例は、静電チャック（ＥＳＣ）などのチャックを含む。基板支持体２０６の中には、下側電極が埋め込まれており、下側電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属から加工されている。基板支持体２０６は、側面２１４、上面２１６、および、底面２１８を有する。上面２１６は、プラズマチャンバ内で形成されるプラズマに対向し、底面２１８は、プラズマから離れる方向に向いている。側面２１４は、上面２１６と底面２１８との間にある。
【0089】
ＲＦＧ２０２の一例は、キロヘルツ（ｋＨｚ）範囲またはメガヘルツ（ＭＨｚ）範囲の動作周波数を有する発生器である。例えば、ＲＦＧは、４００ｋＨｚまたは２ＭＨｚまたは２７ＭＨｚまたは６０ＭＨｚの動作周波数を有する。
【0090】
整合器２０４は、入力２０８Ａおよび出力２０８Ｂを有する。本明細書で用いられる整合器は、インダクタ、キャパシタ、および、抵抗器などの回路素子のネットワークである。例えば、整合器は、１または複数のシャント回路と、１または複数の直列回路と、を備える。各シャント回路は、回路素子の内の１または複数を有しており、各直列回路もそうである。整合器の分岐回路が、１または複数のシャント回路もしくは１または複数の直列回路もしくはそれらの組み合わせを含んでおり、入力２０８Ａと出力２０８Ｂとの間に接続されている。
【0091】
ＲＦＧ２０２は、ＲＦケーブル２１０を介して整合器２０４の入力２０８Ａに接続されている。また、整合２０４の出力２０８Ｂは、ＲＦ伝送線路２１２を介して基板支持体２０６の下側電極に接続されている。本明細書で用いられるＲＦ伝送線路の一例は、絶縁材料で取り囲まれたＲＦロッドを備えており、絶縁材料は、ＲＦシースに取り囲まれている。別の例として、ＲＦ伝送線路は、ＲＦシースによって取り囲まれたＲＦロッドを備えており、ＲＦロッドは、ＲＦシリンダに接続されている。この例において、ＲＦシリンダは、基板支持体２０６の下側電極に接続されている。さらに別の例として、ＲＦ伝送線路は、ＲＦシースによって取り囲まれたＲＦロッドを備えており、ＲＦロッドは、ＲＦストラップを介してＲＦシリンダに接続されている。この例において、ＲＦシリンダは、基板支持体２０６の下側電極に接続されている。さらに、この例において、ＲＦロッドは、ＲＦストラップを介して整合器２０４の出力２０８Ｂに接続されている。
【0092】
エッジリング１０４は、基板支持体２０６を取り囲んでいる。例えば、側面ＳＳｓは、基板支持体２０６の側面２１４に隣接しており、したがって、エッジリング１０４は、基板支持体２０６に隣接している。例えば、側面ＳＳ２の直径は、側面２１４の直径よりも大きい。側面２１４の直径は、基板支持体２０６の直径である。別の例として、基板支持体２０６とエッジリング１０４との間に導電リングが存在しない。さらなる例として、基板支持体２０６とエッジリング１０４との間に誘電リングが存在するが、導電性のリングは存在しない。エッジリング１０４の上面ＴＳ１のｘ軸に沿った水平レベルは、基板支持体２０６の上面２１６のｘ軸に沿った水平レベルよりも低い。
【0093】
ＲＦ発生器２０２は、ＲＦ信号２２０を生成し、そのＲＦ信号２２０を入力２０８Ａへ送信する。整合器２０４は、ＲＦ信号２２０を受信し、負荷のインピーダンスをソースのインピーダンスと整合させて、ＲＦ信号２２０のインピーダンスを変調する。負荷の例は、ＲＦ伝送線路２１２と、基板支持体２０６、エッジリング１０４、および、アンテナアレイ１１０を有するプラズマチャンバとを含む。ソースの例は、ＲＦケーブル２１０およびＲＦ発生器２０２を含む。ＲＦ信号２２０のインピーダンスは、変調ＲＦ信号２２２を出力するために変調される。変調ＲＦ信号２２２は、出力２０８ＢおよびＲＦ伝送線路２１２を介して基板支持体２０６の下側電極へ送信される。
【0094】
基板Ｓが基板支持体２０６の上面２１６上に配置された後、１または複数の処理ガス（酸素含有ガス、金属含有ガス、窒素含有ガス、または、それらの組み合わせ、など）がプラズマチャンバに供給される。１または複数の処理ガスが変調ＲＦ信号２２２に加えて供給されると、プラズマが、プラズマチャンバ内で点火または維持される。変調ＲＦ信号２２２の供給に加えて、主ビーム（主ビームＭＢ１またはＭＢ２など）が、プラズマチャンバ内で生成され、均一性を達成するためにエッジリング１０４から基板Ｓに向かって方向付けられる。
【0095】
一実施形態において、アンテナアレイ１１０は、エッジリング１０４の代わりに基板支持体２０６（図２）に結合（取り付けまたは固定または埋め込み、など）されている。例えば、アンテナアレイ１１０は、ネジまたは接着剤またははんだ付けまたはそれらの組み合わせによって、基板支持体２０６に固定されている。その実施形態において、整合器２０４およびＲＦＧ３０３は、基板支持体２０６から切り離されている。基板支持体２０６へのｋＨｚまたはＭＨｚＲＦ信号の供給はない。
【0096】
一実施形態において、別のアンテナアレイ（アンテナアレイ１１０と同じ構造および機能を有する）が、基板支持体２０６に接続されている。また、別の位相シフタ（位相シフタ１０８と同じ構造および機能を有する）が、上記の別のアンテナアレイに接続されている。一実施形態において、別のＨＰＦＳ（ＨＦＰＳ１０２と同じ構造および機能を有する）が、上記の別の位相シフタに接続されている。また、その実施形態において、アンテナアレイ１１０は、エッジリング１０４に接続されている。その実施形態において、２つの主ビーム（第１主ビームおよび第２主ビームなど）が生成される。第１主ビームは、上記の別のアンテナアレイによって生成され、第２主ビームは、アンテナアレイ１１０によって生成される。その実施形態において、上記の別の位相シフタは、位相シフタ１０８と同じ方法で制御される。上記の別の位相シフタは、第１および第２主ビームが互いに同相になるように、位相シフタ１０８と同期されるよう、位相シフタ１０８と同じ方法で制御される。第１および第２主ビームが互いに同相である時、基板Ｓのフィーチャ（チャネルなど）における傾斜は、おおよそゼロまたはゼロまで低減される。また、上記の別の位相シフタと位相シフタ１０８との間に同期がない時、フィーチャの平均傾斜は、ゼロまたはおおよそゼロであり、フィーチャの各々はより幅広くなる。フィーチャの各々は、上記の別の位相シフタが位相シフタ１０８と同じ方法で制御された時に達成されるフィーチャの各々の幅と比較して直径が広い。
【0097】
図３Ａ－１は、減衰器アレイ３０２を説明するためにシステム３００の一実施形態を示す図である。システム３００は、コントローラ１０６、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２、位相シフタ１０８、アンテナアレイ１１０、および、エッジリング１０４を備える。
【0098】
ＨＦＰＳ１０２は、接続点ＣＰ１を介して減衰器アレイ３０２に接続されている。減衰アレイ３０２は、位相アレイ１０８に接続されている。また、コントローラ１０６は、減衰アレイ３０２に接続されている。
【0099】
図３Ａ－２は、減衰器アレイ３０２の動作の詳細を説明するためにシステム３１０の一実施形態を示す図である。システム３１０は、コントローラ１０６、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２、位相アレイ１０８、および、アンテナアレイ１１０を備える。減衰器アレイ３０２は、複数の減衰器ＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３、ＡＴ４、および、ＡＴ５を含む。減衰器の例は、抵抗器または抵抗器のグループを含む。例として、抵抗器のグループは、互いに直列に接続された２以上の抵抗器を含む。別の例として、抵抗器のグループは、互いに並列に接続された２以上の抵抗器を含む。さらに別の例として、抵抗器のグループは、互いに直列に接続された２以上の抵抗器の第１セットと、互いに並列に接続された２以上の抵抗器の第２セットと、を含む。その例において、第１セットは、第２セットに接続されている。本明細書で用いられる抵抗器の例は、固定抵抗器および可変抵抗器を含む。
【0100】
コントローラ１０６は、別個の接続を介して減衰器ＡＴ１～ＡＴ５のそれぞれに接続されている。例えば、コントローラ１０６は、接続３１２Ａを介して減衰器ＡＴ１に接続され、接続３１２Ｂを介して減衰器ＡＴ２に接続され、接続３１２Ｃを介して減衰器ＡＴ３に接続され、接続３１２Ｄを介して減衰器ＡＴ４に接続され、接続３１２Ｅを介して減衰器ＡＴ５に接続されている。
【0101】
接続点ＣＰ１は、別個の接続を介して減衰器ＡＴ１～ＡＴ５のそれぞれに接続されている。例えば、接続点ＣＰ１は、接続１３０Ａを介して減衰器ＡＴ１に接続され、接続１３０Ｂを介して減衰器ＡＴ２に接続され、接続１３０Ｃを介して減衰器ＡＴ３に接続され、接続１３０Ｄを介して減衰器ＡＴ４に接続され、接続１３０Ｅを介して減衰器ＡＴ５に接続されている。
【0102】
減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の各々は、別個の接続を介して位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５のそれぞれ対応する１つに接続されている。例えば、減衰器ＡＴ１は、接続３１６Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１に接続され、減衰器ＡＴ２は、接続３１６Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に接続され、減衰器ＡＴ３は、接続３１６Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に接続され、減衰器ＡＴ４は、接続３１６Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に接続され、減衰器ＡＴ５は、接続３１６Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５に接続されている。
【0103】
ＨＦＰＳ１２０は、接続１２８を介して接続点ＣＰ１へＲＦ信号１２０を供給する。接続点ＣＰ１において、ＲＦ信号１２０は、入力信号１２２Ａ～１２２Ｅに分割される。
【0104】
コントローラ１０６は、入力信号１２２Ａ～１２２Ｅの内のそれぞれ対応する１つに適用される振幅のゲインを達成するためのそれぞれの制御信号を、接続３１２Ａ～３１２Ｅの内のそれぞれ対応する１つを介して送信する。それぞれの制御信号は、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の内のそれぞれ対応する１つに適用される。例えば、コントローラ１０６は、入力信号１２２Ａの振幅にゲインＧ１を適用するために接続３１２Ａを介して減衰器ＡＴ１へ制御信号３１８Ａを送信し、入力信号１２２Ｂの振幅にゲインＧ２を適用するために接続３１２Ｂを介して減衰器ＡＴ２へ制御信号３１８Ｂを送信し、入力信号１２２Ｃの振幅にゲインＧ３を適用するために接続３１２Ｃを介して減衰器ＡＴ３へ制御信号３１８Ｃを送信し、入力信号１２２Ｄの振幅にゲインＧ４を適用するために接続３１２Ｄを介して減衰器ＡＴ４へ制御信号３１８Ｄを送信し、入力信号１２２Ｅの振幅にゲインＧ５を適用するために接続３１２Ｅを介して減衰器ＡＴ５へ制御信号３１８Ｅを送信する。信号の振幅の例は、ピークツーピーク振幅またはゼロツーピーク振幅である。一例として、減衰器によって適用されるゲインは、減衰器を通る信号の電力の振幅の低減である。例として、ゲインは、減衰器を通過する信号の電力の振幅の減衰である。さらなる例として、ゲインは、所定の量に従って電力を低減するために或る抵抗量が信号の電力に適用される際に基づく負の値である。そのさらなる例において、所定の量は、負の値である。別の例として、制御信号３１８Ａ～３１８Ｅの各々は、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の内のそれぞれ対応する１つのそれぞれの抵抗量に基づいて生成される。減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の内のそれぞれ対応する１つの抵抗に基づいて、ゲインＧ１～Ｇ５の内の１つが達成される。
【0105】
減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の各々は、それぞれの抵抗量を適用してゲインＧ１～Ｇ５の内のそれぞれ対応する１つを達成することで、複数の減衰信号３２２Ａ、３２２Ｂ、３２２Ｃ、３２２Ｄ、および、３２２Ｅの内のそれぞれ対応する１つをさらに出力する。例えば、減衰器ＡＴ１は、第１抵抗を適用してゲインＧ１を達成することで、減衰信号３２２Ａをさらに出力し、減衰器ＡＴ１は、第２抵抗を適用してゲインＧ２を達成することで、減衰信号３２２Ｂをさらに出力する。例として、減衰器ＡＴ１は、第１量の抵抗を入力信号１２２Ａに適用して減衰信号３２２Ａを出力し、第２量の抵抗を入力信号１２２Ｂに適用して減衰信号３２２Ｂを出力する。
【0106】
さらに、コントローラ１０６は、接続１２６Ａ～１２６Ｅ（図１Ａ－２）のそれぞれを介して、減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅの内のそれぞれ対応する１つに適用される位相シフトの量を提供する。位相シフトの量は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の内の対応する１つに提供される。例えば、コントローラ１０６は、減衰信号３２２Ａの位相Φ１をシフトさせないよう、接続１２６Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１へ制御信号を送信する。この例において、コントローラ１０６は、減衰信号３２２Ａの位相に対して第１所定量ΔΦだけ減衰信号３２２Ｂの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に制御信号を送信し、減衰信号３２２Ａの位相に対して第２所定量だけ減衰信号３２２Ｃの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｃを介して位相シフト回路ＰＳ３に制御信号を送信し、減衰信号３２２Ａの位相に対して第３所定量だけ減衰信号３２２Ｄの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｄを介して位相シフト回路ＰＳ４に制御信号を送信し、入力信号３２２Ａの位相に対して第４所定量だけ減衰信号３２２Ｅの位相をシフトさせるように、接続１２６Ｅを介して位相シフト回路ＰＳ５に制御信号を送信する。
【0107】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、コントローラ１０６から受信された位相シフト量の内のそれぞれ対応する量だけ減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅの内のそれぞれ対応する信号の位相をシフトさせて、位相シフト信号３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｄ、および、３２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を出力する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、減衰信号３２２Ａの位相をシフトさせずに位相シフト信号３２４Ａを出力し、位相シフト回路ＰＳ２は、減衰信号３２２Ａの位相に対して第１所定量だけ減衰信号３２２Ｂの位相をシフトさせて位相シフト信号３２４Ｂを出力し、位相シフト回路ＰＳ３は、減衰信号３２２Ａの位相に対して第２所定量だけ減衰信号３２２Ｃの位相をシフトさせて位相シフト信号３２４Ｃを出力する。また、この例において、位相シフト信号３２４Ａは、減衰信号３２２Ａと同じ位相を有する。この例において、位相シフト回路ＰＳ４は、減衰信号３２２Ａの位相に対して第３所定量だけ減衰信号３２２Ｄの位相をシフトさせて位相シフト信号３２４Ｅを出力し、位相シフト回路ＰＳ５は、減衰信号１２２Ａの位相に対して第４所定量だけ減衰信号３２２Ｅの位相をシフトさせて位相シフト信号３２４Ｅを出力する。
【0108】
位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の各々は、位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅの内のそれぞれ対応する１つをアンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内のそれぞれ対応する１つに提供する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１は、位相シフト信号３２４Ａをアンテナ素子ＡＥ１に提供し、位相シフト回路ＰＳ２は、位相シフト信号３２４Ｂをアンテナ素子ＡＥ２に提供し、位相シフト回路ＰＳ３は、位相シフト信号３２４Ｃをアンテナ素子ＡＥ３に提供し、位相シフト回路ＰＳ４は、位相シフト信号３２４Ｄをアンテナ素子ＡＥ４に提供し、位相シフト回路ＰＳ５は、位相シフト信号３２４Ｅをアンテナ素子ＡＥ５に提供する。
【0109】
位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、エッジリング１０４を介してＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号３２４Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、エッジリング１０４に向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号３２４Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、エッジリング１０４に向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号３２４Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、エッジリング１０４に向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号３２４Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、エッジリング１０４に向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号３２４Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、エッジリング１０４に向かって第５ＲＦ波形を出力する。
【0110】
一実施形態において、減衰器および減衰素子という用語は、本明細書では交換可能に用いられる。例えば、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の各々は、減衰素子である。
【0111】
一実施形態において、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の各々の位置は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５の内のそれぞれ対応する１つに対して切り替えられる。例えば、位相シフタ１０８がアンテナアレイ１１０に接続される代わりに、減衰器アレイ３０２は、アンテナアレイ１１０に接続され、位相シフタ１０８は、接続点ＣＰ１に接続される。例えば、接続点ＣＰ１は、接続１３０Ａを介して位相シフト回路ＰＳ１に接続され、位相シフト回路ＰＳ１は、接続３１６Ａを介して減衰器ＡＴ１に接続される。さらに、この例において、減衰器ＡＴ１は、接続１３２Ａを介してアンテナ素子ＡＥ１に接続される。別の例として、接続点ＣＰ２は、接続１３０Ｂを介して位相シフト回路ＰＳ２に接続され、位相シフト回路ＰＳ２は、接続３１６Ｂを介して減衰器ＡＴ２に接続される。さらに、この例において、減衰器ＡＴ２は、接続１３２Ｂを介してアンテナ素子ＡＥ２に接続される。
【0112】
一実施形態において、接続１３０Ａ～１３０Ｅの各々は、所定量から所定の範囲内の量の電力が減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の内のそれぞれ対応する１つによって受信されることを可能にするために、較正動作中に較正された長さを有する。例えば、接続１３０Ａは第１長さを有し、接続１３０Ｂは第２長さを有し、第１長さおよび第２長さは、接続点ＣＰ１から接続１３０Ａを介して減衰器ＡＴ１へ入力信号１２２Ａの第１量の電力を伝送し、接続点ＣＰ２から接続１３０Ｂを介して減衰器ＡＴ２へ入力信号１２２Ｂの第２量の電力を伝送することを可能にするように、較正（調整など）される。第１量は、第２量と等しい。接続１３０Ａ～１３０Ｅの長さは、基板Ｓを処理する前に較正動作中に較正される。
【0113】
一実施形態において、接続１３０Ａ～１３０Ｅの長さは、電力センサから受信された測定値に基づいて較正および決定される。例えば、較正中、各減衰器ＡＴ１～ＡＴ５の入力が、それぞれ対応する電力センサに接続される。例として、第１電力センサは、接続１３０Ａに接続されている減衰器ＡＴ１の第１入力に接続され、第２電力センサは、接続１３０Ｂに接続されている減衰器ＡＴ２の第２入力に接続される。また、その例において、接続点ＣＰ１は、第１長さの接続１３０Ａと第１入力とを介して減衰器ＡＴ１に接続され、接続点ＣＰ２は、第２長さの接続１３０Ｂと第２入力とを介して減衰器ＡＴ２に接続される。その例において、コントローラ１０６は、第１および第２電力センサに接続される。さらに、その例において、コントローラ１０６は、第１および第２電力センサのそれぞれから受信した電力量が所定の量から所定の範囲内にあるか否かを判定する。さらなる例として、コントローラ１０６は、減衰器ＡＴ１の入力に接続された第１電力センサから受信した第１電力量が減衰器ＡＴ２の入力に接続された第２電力センサから受信した第２電力量と等しいか否かを判定する。さらなる例において、第１電力量が第２電力量と等しいと判定すると、コントローラ１０６は、接続１３０Ａが第１長さを有し、接続１３０Ｂが第２長さを有することを決定する。
【0114】
一実施形態において、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５のそれぞれから出力される電力の量が所定の範囲内になるまで、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５のそれぞれによって適用される抵抗が決定または較正される。例えば、較正動作中、電力センサが、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５のそれぞれの出力に接続される。具体例として、第１電力センサが、減衰器ＡＴ１の第１出力に接続され、第２電力センサが、減衰器ＡＴ２の第２出力に接続される。その具体例において、第１および第２電力センサは、コントローラ１０６に接続される。さらなる具体例として、第１電力センサは、接続３１６Ａに接続されている第１出力に接続され、第２電力センサは、接続３１６Ｂに接続されている第２出力に接続される。さらに、その具体例において、較正動作中、第１電力量がコントローラ１０６によって第１センサから受信され、第２電力量がコントローラ１０６によって第２センサから受信される。続けてその具体例において、コントローラ１０６は、第１電力量が所定の範囲内にあるか否か、および、第２電力量が所定の範囲内にあるか否かを判定する。さらなる具体例として、コントローラ１０６は、第１電力量が第２電力量と等しいか否かを判定する。さらに、そのさらなる具体例において、第１電力量が所定の範囲内にあり、第２電力量が所定の範囲内にないと判定すると、コントローラ１０６は、減衰器ＡＴ２の抵抗を調整し（例えば、増大または減少させ）、減衰器ＡＴ１の抵抗を調整しない。そのさらなる具体例において、コントローラ１０６は、減衰器ＡＴ２の抵抗を変更するために、制御信号を減衰器ＡＴ２へ送信する。この例において、減衰器ＡＴ２の抵抗が調整された後、コントローラ１０６は、第２センサから別の電力測定値を受信し、電力測定値が所定の範囲内にあるか否かを判定する。このように、そのさらなる具体例において、コントローラ１０６は、第２センサから受信した電力量が所定の範囲内になるまで、減衰器ＡＴ２の抵抗を修正し続ける。そのさらなる具体例において、第２センサから受信した電力量が所定の範囲内にある場合、コントローラ１０６は、第２センサから受信した電力量が所定の範囲内にある時の減衰器ＡＴ２の第１抵抗値を記憶する。また、そのさらなる具体例において、コントローラ１０６は、第１センサから受信した電力量が所定の範囲内にある時の減衰器ＡＴ１の抵抗値を記憶する。続けてその実施形態およびさらなる具体例において、基板Ｓの処理中、コントローラ１０６は、第１抵抗値を有する制御信号３１８Ｂを減衰器ＡＴ２へ送信し、第２抵抗値を有する制御信号３１８Ａを減衰器ＡＴ１へ送信する。このように、基板Ｓの処理中、減衰信号３２２Ａの電力量は、所定の範囲内にあり、減衰信号３２２Ｂの電力量は、所定の範囲内にある。
【0115】
図３Ｂは、制御信号３５４によって示される抵抗量に基づいた減衰器３５２の抵抗の変化を説明するためにシステム３５０の一実施形態を示す図である。減衰器３５２は、減衰器ＡＴ１～ＡＴ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。制御信号３５４は、制御信号３１８Ａ～３１８Ｅ（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。例えば、減衰器３５２が減衰器ＡＴ１である場合、制御信号３５４は、制御信号３１８Ａの一例であり、減衰器３５２が減衰器ＡＴ２である場合、制御信号３５４は、制御信号３１８Ｂの一例である。
【0116】
減衰器３５２は、複数の抵抗器Ｒ１、Ｒ２、および、Ｒ３を有しており、各抵抗器は、異なる抵抗値を有する。コントローラ１０６は、スイッチＳＷ１（トランジスタまたはトランジスタのグループなど）を介して減衰器３５２に接続されている。制御信号３５４が第１抵抗値を有する時、スイッチＳＷ１は、第１抵抗値を有する抵抗器Ｒ１にスイッチＳＷ１を接続するための位置にある。制御信号３５４が第２抵抗値を有する場合、スイッチＳＷ１は、第２抵抗値を有する抵抗器Ｒ２にスイッチＳＷ１を接続するための位置にある。また、制御信号３５４が第３抵抗値を有する場合、スイッチＳＷ１は、第３抵抗値を有する抵抗器Ｒ３にスイッチＳＷ１を接続するための位置にある。このように、減衰器３５２の抵抗は、スイッチ３５２の位置に伴って変化する。
【0117】
図４Ａは、位相シフト回路４００の一実施形態を示す回路図である。位相シフト回路４００は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。位相シフト回路４００は、上部入力４１０、下部入力４１２、上部出力４０６、および、下部出力４０８を有する。
【0118】
位相シフト回路４００は、インダクタンスＬ／２を有する上部インダクタと、インダクタンスＬ／２を有する下部インダクタと、を備える。また、位相シフト回路４００は、静電容量Ｃ／２を有する左キャパシタと、静電電気容量Ｃ／２を有する右キャパシタと、を備える。位相シフト回路４００の上部インダクタは、位相シフト回路４００の左キャパシタと右キャパシタとに接続されている。また、位相シフト回路４００の下部インダクタも、位相シフト回路４００の左キャパシタと右キャパシタとに接続されている。さらに、位相シフト回路４００の上部インダクタは、上部入力４１０と上部出力４０６とに接続されている。また、位相シフト回路４００の下部インダクタは、下部入力４１２と下部出力４０８とに接続されている。
【0119】
位相シフト回路４００の上部入力４１０は、上部入力信号４１４を受信し、位相シフト回路４００の下部入力４１２は、下部入力信号４１６を受信する。位相シフト回路４００は、下部入力信号４１６の位相に対して上部入力信号４１４の位相をシフトさせて（例えば、変化させて）、上部出力４０６において上部出力信号４１８および下部出力４０８において下部出力信号４２０を出力する。上部出力信号４１８の位相は、下部出力信号４２０の位相に対して量Δａだけシフトされる。量Δａの一例が、以下のように提供される。
Δａ＝ｃｏｓ－１（１－（ω２ＬＣ／２））・・・（１）
ここで、ωは、２πｆに等しい角周波数であり、ｆは、ＨＦＰＳ１０２の動作周波数である。位相シフト量Δａは、位相シフトΔΦの一例である。
Δａ＝ｃｏｓ－１（１－（ω２ＬＣ／２））・・・（１）
ここで、ωは、２πｆに等しい角周波数であり、ｆは、ＨＦＰＳ１０２の動作周波数である。位相シフト量Δａは、位相シフトΔΦの一例である。
【0120】
図１Ａ－２を参照すると、上部入力信号４１４の例は、入力信号１２２Ｂまたは１２２Ｃまたは１２２Ｄまたは１２２Ｅであり、下部入力信号４１６の例は、入力信号１２２Ａまたは１２２Ｂまたは１２２Ｃまたは１２２Ｄである。具体例として、下部入力信号４１６が入力信号１２２Ａである時、上部入力信号４１４は、入力信号１２２Ｂである。別の具体例として、下部入力信号４１６が入力信号１２２Ｂである時、上部入力信号４１４は、入力信号１２２Ｃである。
【0121】
図１Ａ－２を参照すると、上部出力信号４１８の例は、位相シフト信号１２４Ｂまたは１２２Ｃまたは１２２Ｄまたは１２２Ｅであり、下部出力信号４２０の例は、位相シフト信号１２４Ａまたは１２４Ｂまたは１２２Ｃまたは１２２Ｄである。具体例として、下部出力信号４２０が位相シフト信号１２４Ａである時、上部出力信号４１８は、位相シフト信号１２４Ｂである。別の具体例として、下部出力信号４２０が位相シフト信号１２４Ｂである時、上部出力信号４１８は、位相シフト信号１２４Ｃである。
【0122】
図３Ａ－２を参照すると、上部入力信号４１４の例は、減衰信号３２２Ｂまたは３２２Ｃまたは３２２Ｄまたは３２２Ｅであり、下部入力信号４１６の例は、減衰信号３２２Ａまたは３２２Ｂまたは３２２Ｃまたは３２２Ｄである。具体例として、下部入力信号４１６が減衰信号３２２Ａである時、上部入力信号４１４は、減衰信号３２２Ｂである。別の具体例として、下部入力信号４１６が減衰信号３２２Ｂである時、上部入力信号４１４は、減衰信号３２２Ｃである。
【0123】
図３Ａ－２を参照すると、上部出力信号４１８の例は、位相シフト信号３２４Ｂまたは３２４Ｃまたは３２４Ｄまたは３２４Ｅであり、下部出力信号４２０の例は、位相シフト信号３２４Ａまたは３２４Ｂまたは３２４Ｃまたは３２４Ｄである。具体例として、下部出力信号４２０が位相シフト信号３２４Ａである時、上部出力信号４１８は、位相シフト信号３２４Ｂである。別の具体例として、下部出力信号４２０が位相シフト信号３２４Ｂである時、上部出力信号４１８は、位相シフト信号３２４Ｃである。
【0124】
図４Ｂは、位相シフト回路４２２の一実施形態を示す回路図である。位相シフト回路４２２は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。位相シフト回路４２２は、上部入力４１０、下部入力４１２、上部出力４０６、および、下部出力４０８を有する。
【0125】
位相シフト回路４２２は、インダクタンスＬを有するインダクタと、抵抗Ｒを有する抵抗器と、を備える。また、位相シフト回路４２２のインダクタは、位相シフト回路４２２の上部入力４１０と上部出力４０６とに接続されている。さらに、位相シフト回路４２２の抵抗器は、位相シフト回路４２２のインダクタと、位相シフト回路４２２の上部出力４０６と、下部入力４１２と、下部出力４０８とに接続されている。
【0126】
位相シフト回路４２２の上部入力４１０は、上部入力信号４１４を受信し、位相シフト回路４２２の下部入力４１２は、下部入力信号４１６を受信する。位相シフト回路４２２は、下部入力信号４１６の位相に対して上部入力信号４１４の位相をシフトさせて（例えば、変化させて）、上部出力４０６において上部出力信号４１８および下部出力４０８において下部出力信号４２０を出力する。上部出力信号４１８の位相は、下部出力信号４２０の位相に対して量Δｂだけシフトされる。量Δｂの一例が、以下のように提供される。
Δｂ＝－ａｒｃｈｔａｎ（ωＬ／Ｒ）・・・（２）
位相シフトΔｂは、位相シフトΔΦの別の例である。
Δｂ＝－ａｒｃｈｔａｎ（ωＬ／Ｒ）・・・（２）
位相シフトΔｂは、位相シフトΔΦの別の例である。
【0127】
図４Ｃは、位相シフト回路４２４の一実施形態を示す回路図である。位相シフト回路４２４は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。位相シフト回路４２４は、上部入力４１０、下部入力４１２、上部出力４０６、および、下部出力４０８を有する。
【0128】
位相シフト回路４２４は、インダクタンスＬを有するインダクタと、抵抗Ｒを有する抵抗器と、を備える。また、位相シフト回路４２４の抵抗器は、位相シフト回路４２４の上部入力４１０と上部出力４０６とに接続されている。さらに、位相シフト回路４２４のインダクタは、位相シフト回路４２４の抵抗と、位相シフト回路４２４の上部出力４０６と、下部入力４１２と、下部出力４０８とに接続されている。
【0129】
位相シフト回路４２４の上部入力４１０は、上部入力信号４１４を受信し、位相シフト回路４２４の下部入力４１２は、下部入力信号４１６を受信する。位相シフト回路４２４は、下部入力信号４１６の位相に対して上部入力信号４１４の位相をシフトさせて（例えば、変化させて）、上部出力４０６において上部出力信号４１８および下部出力４０８において下部出力信号４２０を出力する。上部出力信号４１８の位相は、下部出力信号４２０の位相に対して量Δｃだけシフトされる。量Δｃの一例が、以下のように提供される。
Δｃ＝ａｒｃｈｔａｎ（Ｒ／ωＬ）・・・（３）
位相シフトΔｃは、位相シフトΔΦのさらに別の例である。
Δｃ＝ａｒｃｈｔａｎ（Ｒ／ωＬ）・・・（３）
位相シフトΔｃは、位相シフトΔΦのさらに別の例である。
【0130】
図４Ｄは、位相シフト回路４２６の一実施形態を示す回路図である。位相シフト回路４２６は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。位相シフト回路４２６は、上部入力４１０、下部入力４１２、上部出力４０６、および、下部出力４０８を有する。
【0131】
位相シフト回路４２６は、静電容量Ｃを有するキャパシタと、抵抗Ｒを有する抵抗器と、を備える。また、位相シフト回路４２６のキャパシタは、位相シフト回路４２６の上部入力４１０と上部出力４０６とに接続されている。さらに、位相シフト回路４２６の抵抗器は、位相シフト回路４２６のキャパシタと、位相シフト回路４２６の上部出力４０６と、下部入力４１２と、下部出力４０８とに接続されている。
【0132】
位相シフト回路４２６の上部入力４１０は、上部入力信号４１４を受信し、位相シフト回路４２２の下部入力４１２は、下部入力信号４１６を受信する。位相シフト回路４２６は、下部入力信号４１６の位相に対して上部入力信号４１４の位相をシフトさせて（例えば、変化させて）、上部出力４０６において上部出力信号４１８および下部出力４０８において下部出力信号４２０を出力する。上部出力信号４１８の位相は、下部出力信号４２０の位相に対して量Δｄだけシフトされる。量Δｄの一例が、以下のように提供される。
Δｄ＝ａｒｃｈｔａｎ（１／ωＲＣ）・・・（４）
位相シフトΔｄは、位相シフトΔΦの別の例である。
Δｄ＝ａｒｃｈｔａｎ（１／ωＲＣ）・・・（４）
位相シフトΔｄは、位相シフトΔΦの別の例である。
【0133】
図４Ｅは、位相シフト回路４２８の一実施形態を示す回路図である。位相シフト回路４２８は、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図３Ａ－２）のいずれかの一例である。位相シフト回路４２８は、上部入力４１０、下部入力４１２、上部出力４０６、および、下部出力４０８を有する。
【0134】
位相シフト回路４２８は、インダクタンスＣを有するキャパシタと、抵抗Ｒを有する抵抗器と、を備える。また、位相シフト回路４２８の抵抗器は、位相シフト回路４２８の上部入力４１０と上部出力４０６とに接続されている。さらに、位相シフト回路４２８のキャパシタは、位相シフト回路４２８の抵抗器Ｒと、上部出力４０６と、下部入力４１２と、下部出力４０８とに接続されている。
【0135】
位相シフト回路４２８の上部入力４１０は、上部入力信号４１４を受信し、位相シフト回路４２８の下部入力４１２は、下部入力信号４１６を受信する。位相シフト回路４２８は、下部入力信号４１６の位相に対して上部入力信号４１４の位相をシフトさせて（例えば、変化させて）、上部出力４０６において上部出力信号４１８および下部出力４０８において下部出力信号４２０を出力する。上部出力信号４１８の位相は、下部出力信号４２０の位相に対して量Δｅだけシフトされる。量Δｅの一例が、以下のように提供される。
Δｅ＝－ａｒｃｈｔａｎ（ωＲＣ）・・・（５）
位相シフトΔｅは、位相シフトΔΦのさらに別の例である。
Δｅ＝－ａｒｃｈｔａｎ（ωＲＣ）・・・（５）
位相シフトΔｅは、位相シフトΔΦのさらに別の例である。
【0136】
図５Ａは、２つの隣接する位相シフト回路の間のスイッチを用いた複数の位相シフト回路の制御を説明するためにシステム５００の一実施形態を示す図である。システム５００の一例は、Ｂｕｔｌｅｒ（商標）マトリクスである。システム５００において、より大きいボックスは位相シフト回路を示し、より小さいボックスはスイッチを示している。システム５００は、位相シフト回路のアレイと、スイッチのアレイと、を備える。
【0137】
任意の２つの隣接する位相シフト回路が、位相シフト回路の間のスイッチを介して互いに接続されうる。３つの経路５０２、５０４、および、５０６が、３つの異なる位相シフトを達成するために、スイッチを介して複数の位相シフト回路を接続することによって形成されうる。例えば、経路５０２は、位相シフト回路Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、および、Ｈ１を互いに接続することによって形成される。具体例として、ゼロより大きい位相シフトΔΦを達成するために、位相シフト回路Ａ１は、スイッチＳＷ１を介して位相シフト回路Ｂ１に接続され、位相シフト回路Ｂ１は、スイッチＳＷ２を介して位相シフト回路Ｃ１に接続され、位相シフト回路Ｃ１は、スイッチＳＷ３を介して位相シフト回路Ｄ１に接続され、位相シフト回路Ｄ１は、スイッチＳＷ４を介して位相シフト回路Ｅ１に接続され、位相シフト回路Ｅ１は、スイッチＳＷ５を介して位相シフト回路Ｆ１に接続され、位相シフト回路Ｆ１は、スイッチＳＷ６を介して位相シフト回路Ｇ１に接続され、位相シフト回路Ｇ１は、スイッチＳＷ７を介して位相シフト回路Ｈ１に接続される。同様に、ゼロに等しい位相シフトΔΦを達成するために、システム５００の別のセットの位相シフト回路が、システム５００の別のセットのスイッチを介して互いに接続される。また、ゼロよりも大きい位相シフトΔΦを達成するために、システム５００のさらに別のセットの位相シフト回路が、システム５００の別のセットのスイッチを介して互いに接続される。
【0138】
図５Ｂは、２つの隣接する位相シフト回路の間の接続を説明するためにシステム５５０の一実施形態を示す図である。システム５００は、位相シフト回路５５２、位相シフト回路５５４、および、位相シフト回路５５６を備える。位相シフト回路５５２は、位相シフト回路（図５Ａに示した位相シフト回路Ａ１～Ｈ１など）のいずれかの一例である。位相シフト回路５５４は、位相シフト回路（図５Ａに示した位相シフト回路Ａ１～Ｈ１など）のいずれかの一例である。また、位相シフト回路５５６は、位相シフト回路（図５Ａに示した位相シフト回路Ａ１～Ｈ１など）のいずれかの一例である。
【0139】
システム５５０は、さらに、スイッチ５５８および別のスイッチ５６０を備える。一例として、各スイッチ５５８および５６０は、トランジスタである。スイッチ５５８は、図５Ａのシステム５００のスイッチＳＷ１～ＳＷ７のいずれかの一例である。同様に、スイッチ５６０は、システム５００のスイッチＳＷ１～ＳＷ７のいずれかの一例である。
【0140】
位相シフト回路４００、４２２、４２４，４２６、および、４２８はいずれも、位相シフト回路５５２の例である。位相シフト回路４００、４２２、４２４，４２６、および、４２８はいずれも、位相シフト回路５５４の例である。また、位相シフト回路４００、４２２、４２４，４２６、および、４２８はいずれも、位相シフト回路５５６の例である。
【0141】
位相シフト回路５５４は、位相シフト回路５５２に隣接している。例えば、位相シフト回路５５２と５５４との間には位相シフト回路がなく、位相シフト回路５５２と５５４との間にスイッチ５５８がある。同様に、位相シフト回路５５６は、位相シフト回路５５４に隣接している。
【0142】
コントローラ１０６は、スイッチ５５８およびスイッチ５６０に接続されている。コントローラ１０６は、スイッチ５５８をオンにするための接続信号５６２をスイッチ５５８に送信する。スイッチ５５８がオンにされると、位相シフト回路５５２を位相シフト回路５５４と接続するために、上部出力信号が、位相シフト回路５５２から位相シフト回路５５４へ伝送され、下部出力信号が、位相シフト回路５５２から位相シフト回路５５４へ伝送される。その一方で、コントローラ１０６は、スイッチ５５８をオフにするための切断信号５６４をスイッチ５５８に送信する。スイッチ５５８がオフにされると、位相シフト回路５５４を位相シフト回路５５２から切り離すために、上部出力信号は、位相シフト回路５５２から位相シフト回路５５４へ伝送されず、下部出力信号は、位相シフト回路５５２から位相シフト回路５５４へ伝送されない。同様に、コントローラ１０６は、位相シフト回路５５４を位相シフト回路５５６に接続するための接続信号をスイッチ５６０に送信し、位相シフト回路５５６を位相シフト回路５５６から切り離すための切断信号をスイッチ５６０に送信する。
【0143】
図６Ａは、主ビームＭＢ３および別の主ビームＭＢ４の生成を説明するためにシステム６００の一実施形態を示す図である。システム６００は、ＣＣＰチャンバを備える。ＣＣＰチャンバは、さらに、Ｃ－シュラウド６０２、上側電極（Ｕ．Ｅ．）６０４、上側電極延長部（Ｕ．Ｅ．Ｅ）６０６、基板支持体２０６、および、エッジリング１０４を備える。
【0144】
Ｃ－シュラウド６０２は、ＣＣＰチャンバ内の圧力を制御するために用いられるスロット６０８Ａ、６０８Ｂ、および、６０８Ｃを備える。例えば、スロット６０８Ａ、６０８Ｂ、および、６０８Ｃは、スロットを通るガス流を増大させることでＣＣＰチャンバのギャップ６１０内のガス圧を減少させるために開かれる。一例として、ガス圧は、１または複数の処理ガスの流れによって掛けられる。ギャップ６１０は、基板支持体２０６と上側電極６０４との間に形成されている。スロット６０８Ａ、６０８Ｂ、および、６０８Ｃは、流量を減少させることでギャップ内のガス圧を増大させるために閉じられる。Ｃ－シュラウド６０２の底部延長部６３０が、ギャップ６１０内に形成されたプラズマ、もしくは、プラズマの残り、もしくは、１または複数の処理ガスの出口として、スロット６０８Ａ、６０８Ｂ、および、６０８Ｃを有する。
【0145】
一例として、上側電極６０４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属製である。また、一例として、上側電極延長部６０６は、半導体または導体から製造されている。さらに、一例として、Ｃ－シュラウド６０２は、半導体または導体から製造されている。
【0146】
上側電極延長部６０６は、上側電極６０４を取り囲んでいる。例えば、上側電極延長部６０６は、上側電極６０４を取り囲む環状リングである。Ｃ－シュラウド６０２は、左部分６０２Ａおよび右部分６０２Ｂを有する。左部分６０２Ａの断面はＣ字型を表し、右部分６０２Ｂの断面はＣ字型の鏡像を表している。また、Ｃ－シュラウド６０２の底部延長部６３０は、エッジリング１０４を取り囲んでいる。ギャップ６１０は、Ｃ－シュラウド６０２、上側電極延長部６６０、上側電極６０４、エッジリング１０４、および、基板支持体２０６によって囲まれ、または、包囲されている。
【0147】
システム６００は、さらに、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、および、アンテナアレイ６１６を備える。減衰器アレイ６１２の一例は、減衰器アレイ３０２（図３Ａ－１）である。具体例として、減衰器アレイ６１２は、減衰器アレイ３０２と同様の構造および機能を有する。位相シフタ６１４の一例は、位相シフタ１０８（図１Ａ－１）である。具体例として、位相シフタ６１４は、位相シフタ１０８と同様の構造および機能を有する。また、アンテナアレイ６１６の一例は、アンテナアレイ１１０（図１Ａ－１）である。具体例として、アンテナアレイ６１６は、アンテナアレイ１１０と同様の構造および機能を有する。
【0148】
さらに、システム６００は、減衰器アレイ６１８、位相シフタ６２０、および、アンテナアレイ６２２を備える。減衰器アレイ６１８の一例は、減衰器アレイ３０２（図３Ａ－１）である。具体例として、減衰器アレイ６１８は、減衰器アレイ３０２と同様の構造および機能を有する。位相シフタ６２０の一例は、位相シフタ１０８（図１Ａ－１）である。具体例として、位相シフタ６２０は、位相シフタ１０８と同様の構造および機能を有する。また、アンテナアレイ６２２の一例は、アンテナアレイ１１０（図１Ａ－１）である。具体例として、アンテナアレイ６２２は、アンテナアレイ１１０と同様の構造および機能を有する。
【0149】
システム６００は、ＨＦＰＳ６２４を備える。ＨＦＰＳ６２４の一例は、ＨＦＰＳ１０２（１Ａ－１）である。具体例として、ＨＦＰＳ６２４は、ＨＦＰＳ１０２と同様の構造および機能を有する。さらなる具体例として、ＨＦＰＳ６２４は、ＧＨｚ範囲の動作周波数を有するＧＨｚ電源であり、その例は、ＨＦＰＳ１０２に関してすでに提供されている。
【0150】
ＨＰＦＳ６２４は、接続６２６および接続点ＣＰ２を介して減衰器アレイ６１２に接続され、別の接続６２８および接続点ＣＰ３を介して減衰器アレイ６１８に接続されている。例えば、ＨＦＰＳ６２４は、ＨＦＰＳ１０２が接続１２８および接続点ＣＰ１を介して減衰器アレイ３０２に接続されている（図３Ａ－２）のと同じ方法で、減衰器アレイ６１２または減衰器アレイ６１８に接続されている。
【0151】
減衰器アレイ６１２は、位相シフタ６１４に接続されており、位相シフタ６１４は、アンテナアレイ６１６に接続されている。例えば、減衰器アレイ６１２は、減衰器アレイ３０２が位相シフタ１０８に接続されるのと同じ方法で、位相シフタ６１４に接続されている。さらに、この例において、位相シフタ６１４は、位相シフタ１０８がアンテナアレイ１１０に接続されるのと同じ方法で、アンテナアレイ６１６に接続されている。
【0152】
底部延長部６３０は、左底部延長部分６３０Ａおよび右底部延長部分６３０Ｂを有する。Ｃ－シュラウド６０２は、さらに、本体６３２および上部延長部６３４を備える。本体６３２は、左本体部分６３２Ａおよび右本体部分６３２Ｂを備える。また、上部延長部６３４は、左上部延長部分６３４Ａおよび右上部延長部分６３４Ｂを備える。
【0153】
Ｃ－シュラウド６０２の左部分６０２Ａは、左底部延長部分６３０Ａ、左本体部分６３２Ａ、および、左上部延長部分６３４Ａを含む。同様に、Ｃ－シュラウド６０２の右部分６０２Ｂは、右底部延長部分６３０Ｂ、右本体部分６３２Ｂ、および、右上部延長部分６３４Ｂを含む。
【0154】
左底部延長部分６３０Ａおよび左上部延長部分６３４Ａは、左本体部分６３２Ａから右部分６０２Ｂに向かって伸びている。同様に、右底部延長部分６３０Ｂおよび右上部延長部分６３４Ｂは、右本体部分６３２Ｂから左部分６０２Ａに向かって伸びている。
【0155】
アンテナアレイ６１６は、複数のアンテナ素子を有しており、それらのアンテナ素子は、Ｃ－シュラウド６０２の左本体部分６０２Ａに結合されている。例えば、アンテナアレイ６１６のアンテナ素子は、アンテナアレイ１０８がエッジリング１０４に取り付けられているのと同じ方法で、左本体部分６０２Ａの外面６３６に取り付けられている。外面６３６は、ギャップ６１０から離れる方向に向いている。外面６３６は、左本体部分６３２Ａの内面６３８と反対の方向に向けられている。例えば、外面６３６は、右部分６０２Ｂから離れる方向に向いている。内面６３８は、ギャップ６１０および右部分６０２Ｂの方を向いている。
【0156】
同様に、減衰器アレイ６１８は、位相シフタ６２０に接続されており、位相シフタ６２０は、アンテナアレイ６２２に接続されている。例えば、減衰器アレイ６１８は、減衰器アレイ３０２が位相シフタ１０８に接続されるのと同じ方法で、位相シフタ６２０に接続されている。さらに、この例において、位相シフタ６２０は、位相シフタ１０８がアンテナアレイ１１０に接続されるのと同じ方法で、アンテナアレイ６２２に接続されている。
【0157】
アンテナアレイ６２２は、複数のアンテナ素子を有しており、それらのアンテナ素子は、Ｃ－シュラウド６０２の右部分６０２Ｂに結合されている。例えば、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子は、アンテナアレイ１０８がエッジリング１０４に取り付けられているのと同じ方法で、右本体部分６３２Ｂの外面６４０に取り付けられている。外面６４０は、ギャップ６１０から離れる方向に向いている。外面６４０は、右本体部分６３２Ｂの内面６４２と反対の方向に向けられている。例えば、外面６４０は、左部分６０２Ａから離れる方向に向いている。内面６４２は、ギャップ６１０および左部分６０２Ａの方を向いている。
【0158】
また、コントローラ１０６は、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、減衰器アレイ６１８、および、位相シフタ６２０に接続されている。例えば、コントローラ１０６は、コントローラ１０６が減衰器アレイ３０２に接続されるのと同じ方法で、減衰器アレイ６１２に接続されている。この例において、コントローラ１０６は、コントローラ１０６が減衰アレイ３０２に接続されるのと同じ方法で、減衰アレイ６１８に接続されている。さらに、この例において、コントローラ１０６は、コントローラ１０６が位相シフタ１０８に接続されるのと同じ方法で、位相シフタ６１４に接続されている。また、この例において、コントローラ１０６は、コントローラ１０６が位相シフタ１０８に接続されるのと同じ方法で、位相シフタ６２０に接続されている。
【0159】
基板Ｓは、基板Ｓの処理に向けて基板支持体２０６の上面２１６上に配置されている。基板Ｓの処理の例は、基板Ｓへの１または複数の材料の蒸着、基板Ｓのエッチング、および、基板Ｓの洗浄を含む。基板ＳがＣＣＰチャンバ内に配置された後、ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、および、アンテナアレイ６１６の動作は、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０の上述した動作と同じである。ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、および、アンテナアレイ６１６は、主ビームＭＢ３を生成するよう動作し、主ビームＭＢ３は、水平軸６４４に対して－θ１の角度を形成する。例えば、ＨＦＰＳ６２４は、或る電力レベルおよび或る周波数レベルを有するＲＦ信号６４６を生成する。この例において、ＲＦ信号６４６の周波数および電力レベルは、ＨＦＰＳ６２４によってコントローラ１０６から受信される。さらに、この例において、減衰器アレイ６１２は、ＲＦ信号６４６を受信し、減衰器アレイ３０２がＲＦ信号１２０に基づいて減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅを出力する（図３Ａ－１）のと同じ方法で、ＲＦ信号６４６に基づいて複数の減衰信号を出力する。また、この例において、位相シフタ６１４は、位相シフタ１０８が、減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅを減衰器アレイ３０２から受信し、減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅに基づいて位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを出力するのと同じ方法で、減衰信号を減衰器アレイ６１２から受信し、減衰信号に基づいて複数の位相シフト信号を出力する。さらに、この例において、アンテナアレイ６１６のアンテナ素子は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５が位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを位相シフタ１０８から受信し、エッジリング１０４を介して第５ＲＦ波形を出力するのと同じ方法で、位相シフト信号を位相シフタ６１４から受信し、左本体部分６３２Ａを介してＲＦ波形を出力する。この例において、左本体部分６３２Ａは、ギャップ６１０内でプラズマを点火または維持する目的でギャップ６１０に向かって水平方向に主ビームＭＢ３を生成するために、左本体部分６３２Ａを介して出力されたＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせる（例えば、重ね合わせる）。主ビームＭＢ３は、ローブである。また、この例において、主ビームＭＢ３は、アンテナアレイ６１６のアンテナ素子の重心を通過する水平軸６４４に対して角度－θ１に方向付けられる。主ビームＭＢ３は、基板Ｓの左エッジを処理するために、基板Ｓの左エッジに向かって方向付けられる。
【0160】
同様に、ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１８、位相シフタ６２０、および、アンテナアレイ６２２の動作は、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０の上述した動作と同じである。ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１８、位相シフタ６２０、および、アンテナアレイ６２２は、主ビームＭＢ４を生成するよう動作し、主ビームＭＢ４は、水平軸６４４に対して－θ２の角度を形成する。例えば、ＨＦＰＳ６２４は、或る電力レベルおよび或る周波数レベルを有するＲＦ信号６４８を生成する。この例において、ＲＦ信号６４８の周波数および電力レベルは、ＨＦＰＳ６２４によってコントローラ１０６から受信される。さらに、この例において、減衰器アレイ６１８は、ＲＦ信号６４８を受信し、減衰器アレイ３０２がＲＦ信号１２０に基づいて減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅを出力する（図３Ａ－１）のと同じ方法で、ＲＦ信号６４８に基づいて複数の減衰信号を出力する。また、この例において、位相シフタ６２０は、位相シフタ１０８が、減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅを減衰器アレイ３０２から受信し、減衰信号３２２Ａ～３２２Ｅに基づいて位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを出力するのと同じ方法で、減衰信号を減衰器アレイ６１８から受信し、減衰信号に基づいて複数の位相シフト信号を出力する。さらに、この例において、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５が位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを位相シフタ１０８から受信し、エッジリング１０４を介して第１から第５ＲＦ波形を出力するのと同じ方法で、位相シフト信号を位相シフタ６２０から受信し、右本体部分６３２Ｂを介してＲＦ波形を出力する。この例において、右本体部分６３２Ｂは、ギャップ６１０内でプラズマを点火または維持する目的でギャップ６１０に向かって水平方向に主ビームＭＢ４を生成するために、右本体部分６３２Ｂを介して出力されたＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせる（例えば、重ね合わせる）。主ビームＭＢ４は、ローブである。また、この例において、主ビームＭＢ４は、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子の重心を通過する水平軸６４４に対して角度－θ２に方向付けられる。主ビームＭＢ４は、基板Ｓの右エッジを処理するために、基板Ｓの右エッジに向かって方向付けられる。
【0161】
一実施形態において、システム６００は、減衰器アレイ６１８、もしくは、減衰器アレイ６１２、もしくは、減衰器６１２および６１８の両方を欠いている。一例として、ＨＦＰＳ６２４は、減衰器アレイ６１８に接続されることなしに、接続６２８を介して位相シフタ６２０に接続されている。別の例として、ＨＦＰＳ６２４は、減衰器アレイ６１２に接続されることなしに、接続６２６を介して位相シフタ６１４に接続されている。
【0162】
一実施形態において、上側電極６０４は、基準電位（接地電位など）に接続されている。
【0163】
一実施形態において、上側電極６０４は、整合器を介して１または複数のＲＦ発生器に接続されている。
【0164】
図６Ｂは、ＩＣＰチャンバのピナクル６５２と共にアンテナアレイ６１６および６２２の利用を説明するためにシステム６６０の一実施形態を示す図である。ピナクル６５２の一例は、ライナである。システム６６０は、ＩＣＰチャンバを備える。ＩＣＰチャンバは、さらに、ピナクル６５２、誘電体窓６６２、基板支持体２０６、プラズマ閉じ込めリング６６２、エッジリング１０４、ならびに、複数のＲＦコイル６７０および６７２を備える。一例として、ピナクル６５２は、導体または半導体から製造され、基準電位に接続されている。さらに、一例として、プラズマ閉じ込めリング６６２は、導体または半導体から製造されている。
【0165】
プラズマ閉じ込めリング６６２は、ＩＣＰチャンバ内に形成されたギャップ６６８内の圧力を制御するために用いられる開口部６６６Ａ、６６６Ｂ、および、６６６Ｃを備える。ギャップ６６８は、基板支持体２０６と誘電体窓６６２との間に形成されている。開口部６６６Ａ、６６６Ｂ、および、６６６Ｃは、ギャップ６６８内に形成されるプラズマ、もしくは、プラズマの残り、もしくは、１または複数の処理ガスがＩＣＰチャンバから出るための開口部である。
【0166】
ピナクル６５２は、誘電体窓６６２を支持している。ＲＦコイル６７０および６７２は、誘電体窓６６２の上部に配置されている。プラズマ閉じ込めリング６６２は、ピナクル６５２の下に隣接して配置されている。また、プラズマ閉じ込めリング６６２の直径は、エッジリング１０４の外径よりも大きい。プラズマ閉じ込めリング６６２は、エッジリング１０４の水平レベルより低い水平レベルに配置されている。本明細書で用いられる水平レベルは、ｘ軸に平行なレベルである。ギャップ６６８は、ピナクル６５２、誘電体窓６６２、プラズマ閉じ込めリング６６４、エッジリング１０４、および、基板支持体２０６に取り囲まれている。
【0167】
システム６６０は、さらに、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、および、アンテナアレイ６１６を備える。さらに、システム６６０は、減衰器アレイ６１８、位相シフタ６２０、および、アンテナアレイ６２２を備える。
【0168】
アンテナアレイ６１６は、アンテナ素子を有しており、アンテナ素子は、ピナクル６５２に結合され、ピナクル６５２は、左本体部分６５２Ａおよび右本体部分６５２Ｂを有する。左本体部分６５２Ａは、ギャップ６６８を介して右本体部分６５２Ｂと向かい合っている。
【0169】
アンテナアレイ６１６のアンテナ素子は、ピナクル６５２の左本体部分６５２Ａに結合されている。例えば、アンテナアレイ６１６のアンテナ素子は、アンテナアレイ１０８がエッジリング１０４に取り付けられているのと同じ方法で、左本体部分６５２Ａの外面６７４に取り付けられている。外面６７４は、ギャップ６６８から離れる方向に向いている。外面６７４は、左本体部分６５２Ａの内面６７６と反対の方向に向けられている。例えば、外面６７６は、右本体部分６５２Ｂから離れる方向に向いている。内面６７６は、ギャップ６１０および右本体部分６５２Ｂの方を向いている。
【0170】
同様に、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子は、ピナクル６５２の右本体部分６５２Ｂに結合されている。例えば、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子は、アンテナアレイ１０８がエッジリング１０４に取り付けられているのと同じ方法で、右本体部分６５２Ｂの外面６７８に取り付けられている。外面６７８は、ギャップ６６８から離れる方向に向いている。外面６７８は、右本体部分６５２Ｂの内面６８０と反対の方向に向けられている。例えば、外面６７８は、左本体部分６５２Ａから離れる方向に向いている。内面６８０は、ギャップ６６８および左本体部分６５２Ａの方を向いている。
【0171】
基板ＳがＩＣＰチャンバ内の基板支持体２０６の上面２１６上に配置された後、ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１２、位相シフタ６１４、および、アンテナアレイ６１６の動作は、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２（図３Ａ－２）、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０について図６Ａを参照して上述した主ビームＭＢ３を生成するための動作と同じであり、主ビームＭＢ３は、水平軸６４４に対して－θ１の角度を形成する。例えば、アンテナアレイ６１６のアンテナ素子は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５が位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを位相シフタ１０８から受信し、エッジリング１０４を介して第１から第５ＲＦ波形を出力するのと同じ方法で、位相シフト信号を位相シフタ６１４から受信し、左本体部分６５２Ａを介してＲＦ波形を出力する。この例において、左本体部分６５２Ａは、ギャップ６６８内で形成されたプラズマに向かって水平方向に主ビームＭＢ３を生成するために、左本体部分６３２Ａを介して出力されたＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせる（例えば、重ね合わせる）。
【0172】
同様に、ＨＦＰＳ６２４、減衰器アレイ６１８、位相シフタ６２０、および、アンテナアレイ６２２の動作は、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ３０２、位相シフタ１０８、および、アンテナアレイ１１０について図６Ａを参照して上述した主ビームＭＢ４を生成するための動作と同じであり、主ビームＭＢ４は、水平軸６４４に対して－θ２の角度を形成する。例えば、アンテナアレイ６２２のアンテナ素子は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５が位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅを位相シフタ１０８から受信し、エッジリング１０４を介して第１から第５ＲＦ波形を出力するのと同じ方法で、位相シフト信号を位相シフタ６２０から受信し、右本体部分６５２Ｂを介してＲＦ波形を出力する。この例において、右本体部分６５２Ｂは、ギャップ６６８内で形成されたプラズマに向かって水平方向に主ビームＭＢ４を生成するために、右本体部分６５２Ｂを介して出力されたＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせる（例えば、重ね合わせる）。
【0173】
一実施形態において、システム６６０は、減衰器アレイ６１８、もしくは、減衰器アレイ６１２、もしくは、減衰器６１２および６１８の両方を欠いている。一例として、ＨＦＰＳ６２４は、減衰器アレイ６１８に接続されることなしに、接続６２８を介して位相シフタ６２０に接続されている。別の例として、ＨＦＰＳ６２４は、減衰器アレイ６１２に接続されることなしに、接続６２６を介して位相シフタ６１４に接続されている。
【0174】
一実施形態において、ピナクル６５２は、ｙ軸と逆の方向にテーパされたテーパ構造を有する。
【0175】
図７Ａは、ＣＣＰチャンバにおける主ビームＭＢ２のオンおよびオフならびに主ビームＭＢ３または主ビームＭＢ４の同時オンおよびオフを説明するためにシステム７００の一実施形態を示す図である。システム７００は、ＣＣＰチャンバを備える。アンテナアレイ１１０は、エッジリング１１０に結合され、アンテナアレイ６１６は、Ｃ－シュラウド６０２の左部分６０２Ａに結合され、アンテナアレイ６２２は、Ｃ－シュラウド６０２の右部分６０２Ｂに結合されている。
【0176】
主ビームＭＢ２をオンにするために、コントローラ１０６は、ターンオン信号をＨＦＰＳ１０２（図１Ａ－１）に送信する。ターンオン信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成する。ＲＦ信号１２０が生成されると、主ビームＭＢ２が生成される。一方で、主ビームＭＢ２をオフにするために、コントローラ１０６は、ターンオフ信号をＨＦＰＳ１０２に送信する。ターンオフ信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成しない。ＲＦ信号１２０が生成されないと、主ビームＭＢ２は、エッジリング１０４から出力されない。
【0177】
同様に、主ビームＭＢ３をオンにするために、コントローラ１０６は、ターンオン信号をＨＦＰＳ６２４（図６Ａ）に送信する。ターンオン信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ６２４は、ＲＦ信号６４６（図６Ａ）を生成する。ＲＦ信号６４６が生成されると、主ビームＭＢ３が生成される。一方で、主ビームＭＢ３をオフにするために、コントローラ１０６は、ターンオフ信号をＨＦＰＳ６２４に送信する。ターンオフ信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ６２４は、ＲＦ信号６４６を生成しない。ＲＦ信号６４６が生成されないと、主ビームＭＢ３は、Ｃ－シュラウド６０２の左部分６０２Ａから出力されない。
【0178】
また、主ビームＭＢ４をオンにするために、コントローラ１０６は、ターンオン信号をＨＦＰＳ６２４（図６Ａ）に送信する。ターンオン信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ６２４は、ＲＦ信号６４８（図６Ａ）を生成する。ＲＦ信号６４８が生成されると、主ビームＭＢ４が生成される。一方で、主ビームＭＢ４をオフにするために、コントローラ１０６は、ターンオフ信号をＨＦＰＳ６２４に送信する。ターンオフ信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ６２４は、ＲＦ信号６４８を生成しない。ＲＦ信号６４８が生成されないと、主ビームＭＢ４は、Ｃ－シュラウド６０２の右部分６０２Ｂから出力されない。
【0179】
図７Ｂは、ＩＣＰチャンバにおける主ビームＭＢ２のオンおよびオフならびに主ビームＭＢ３または主ビームＭＢ４の同時オンおよびオフを説明するためにシステム７５０の一実施形態を示す図である。システム７５０は、ＩＣＰチャンバを備える。アンテナアレイ１１０は、エッジリング１１０に結合され、アンテナアレイ６１６は、ピナクル６５２の左本体部分６５２Ａに結合され、アンテナアレイ６２２は、ピナクル６５２の右本体部分６５２Ｂに結合されている。
【0180】
主ビームＭＢ２をオンおよびオフにする動作は、図７Ａを参照して上述したものと同じである。また、主ビームＭＢ３をオンおよびオフにする動作も、図７Ａを参照して上述したものと同じである。ＲＦ信号６４６が生成されると、主ビームＭＢ３が、ピナクル６５２の左本体部分６５２Ａから出力される。一方で、ＲＦ信号６４６が生成されないと、主ビームＭＢ３は、ピナクル６５２の左本体部分６５２Ａから出力されない。
【0181】
さらに、主ビームＭＢ４をオンおよびオフにする動作は、図７Ａを参照して上述したものと同じである。ＲＦ信号６４８が生成されると、主ビームＭＢ４が、ピナクル６５２の右本体部分６５２Ｂから出力される。一方で、ＲＦ信号６４８が生成されないと、主ビームＭＢ４は、ピナクル６５２の右本体部分６５２Ｂから出力されない。
【0182】
図７Ａおよび図７Ｂは、主ビームＭＢ２を参照して記載されているが、図７Ａおよび図７Ｂを参照して上述した主ビームＭＢ２をオンおよびオフにするための実施形態は、主ビームＭＢ１をオンおよびオフにすることにも同様に適用されることに注意されたい。例えば、ターンオン信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成する。ＲＦ信号１２０が生成されると、主ビームＭＢ１が生成される。一方で、主ビームＭＢ１をオフにするために、コントローラ１０６は、ターンオフ信号をＨＦＰＳ１０２に送信する。ターンオフ信号を受信したことに応じて、ＨＰＦＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成しない。ＲＦ信号１２０が生成されないと、主ビームＭＢ１は、エッジリング１０４から出力されない。
【0183】
図８Ａは、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５がエッジリング１０４に埋め込まれている様子を説明するためにエッジリング１０４の一実施形態を示す図である。複数のスロットＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、および、ＳＬ５が、エッジリング１０４内に形成されている。各スロットＳＬ１～ＳＬ５は、底面ＢＳ１からエッジリング１０４の中へ上面ＴＳ１に向かって伸びている。例えば、スロットＳＬ１の水平レベルＨＬ１は、底面ＢＳ１の水平レベルＨＬ２よりも高い。各水平レベルＨＬ１およびＨＬ２は、ｘ軸に沿って伸びている。別の例として、各スロットＳＬ１～ＳＬ５は、エッジリング１０４内で或る高さを有するように、エッジリング１０４の本体の中に伸びている。エッジリング１０４の本体は、底面ＢＳ１と上面ＴＳ１との間にある。高さは、底面ＢＳ１から測定される。
【0184】
各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、スロットＳＬ１～ＳＬ５の内の対応するスロット内に配置されている。例えば、アンテナ素子ＡＥ１は、スロットＳＬ１内に伸びるように配置され、アンテナ素子ＡＥ２は、スロットＳＬ２内に伸びるように配置され、アンテナ素子ＡＥ３は、スロットＳＬ３内に伸びるように配置され、アンテナ素子ＡＥ４は、スロットＳＬ４内に伸びるように配置され、アンテナ素子ＡＥ５は、スロットＳＬ５内に伸びるように配置されている。一例として、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部は、スロットＳＬ１～ＳＬ５の内のそれぞれ対応するスロットの外側に伸びていない。例えば、アンテナ素子ＡＥ１の底面は、水平レベルＨＬ２にあり、または、水平レベルＨＬ２の上方にある。別の例として、各アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の少しの部分が、スロットＳＬ１～ＳＬ５の内のそれぞれ対応するスロットの外側に伸びている。例えば、アンテナ素子ＡＥ１の半分未満が、水平レベルＨＬ２から水平レベルＨＬ２の下方の水平レベルまで伸びている。アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部がスロットＳＬ１～ＳＬ５の中へ伸びている場合、主要ローブＭＢ１またはＭＢ２で形成されうる任意のサイドローブが基板支持体２０６まで伸びる可能性が低減されることに注意されたい。したがって、サイドローブから基板支持体２０６への任意のダメージの可能性が低減される。
【0185】
図８Ｂは、エッジリング１０４と、アンテナアレイ１１０を埋め込まれたサブエッジリング８０４とを備えたエッジリング８００の一実施形態を示す図である。サブエッジリング８０４は、側面ＳＳ３を有しており、側面ＳＳ３は、外側面である。サブエッジリング８０４は、側面ＳＳ４も有しており、側面ＳＳ４は、内側面である。側面ＳＳ３の直径は、側面ＳＳ４の直径よりも大きい。サブエッジリング８０４は、その中に埋め込まれたアンテナアレイ１１０を有する。一例として、サブエッジリング８０４は、環状形状であり、基板支持体２０６の周りに伸びている。具体例として、側面ＳＳ３の直径は、基板支持体２０６の直径よりも大きい。
【0186】
サブエッジリング８０４は、上面ＴＳ２および底面ＢＳ２を有する。サブエッジリング８０４は、側面ＳＳ３から側面ＳＳ４へ、および、上面ＴＳ２から底面ＢＳ２へ伸びている。上面ＴＳ２は、エッジリング１０４の底面ＢＳ１に隣接している。底面ＢＳ２は、プラズマから離れる方向に向いている。例えば、底面ＢＳ２は、支持リングに隣接して配置され、支持リングは、サブエッジリング８０４の下に配置されている。
【0187】
サブエッジリング８０４は、エッジリング１０４を製造するために用いられるのと同じ材料から製造されている。サブエッジリング８０４は、エッジリング１０４に取り付けられている。例えば、サブエッジリング８０４の上面ＴＳ２は、取り付けメカニズム（ネジまたは接着剤またははんだ付けまたはそれらの組み合わせなど）によって、エッジリング１０４の底面ＢＳ１に固定されている。
【0188】
また、サブエッジリング８０４は、ｙ軸に沿って、垂直方向に、エッジリング１０４と整列されている。例えば、側面ＳＳ３は、側面ＳＳ１と垂直に整列され、側面ＳＳ４は、側面ＳＳ２と垂直に整列されている。具体例として、サブエッジリング８０４の幅は、エッジリング１０４の幅と等しい。その具体例において、サブエッジリング８０４の幅は、側面ＳＳ３およびＳＳ４の間の水平距離であり、エッジリング１０４の幅は、側面ＳＳ１およびＳＳ２の間の水平距離である。その具体例において、水平距離は、ｘ軸に沿った距離である。
【0189】
アンテナアレイ１１０は、エッジリング１０４内に配置される代わりに、サブエッジリング８０４内に埋め込まれている。例えば、サブエッジリング８０４は、第１部分８０４Ａ、第２部分８０４Ｂ、および、第３部分８０４Ｃを有する。この例において、第２部分８０４Ｂは、第１部分８０４Ａの下方かつ第３部分８０４Ｃの上方にある。さらに、この例において、第２部分８０４Ｂは、第１部分８０４Ａと第３部分８０４Ｃとの間に位置する。この例において、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、第２部分８０４Ｂ内に位置している。具体例として、第１部分８０４Ａの中にも第３部分８０４Ｃの中にも、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は一部も配置されていない。さらなる具体例として、第３部分８０４Ｃが最初に製造される。そのさらなる具体例において、第２部分８０４Ｂは、第３部分８０４Ｃの上部に重ねられる。そのさらなる具体例において、５つのスロットが、第２部分８０４Ｂ内に形成され、５つのスロットの各々は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内の対応する１つを収容する。そのさらなる具体例において、サブエッジリング８０４を製造するために、第２部分８０４Ｂは、第１部分８０４Ａと重ねられる。
【0190】
動作中、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、位相シフト信号１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、および、１２４Ｅ（図１Ａ－２）を受信する。位相シフト信号１２４Ａ～１２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａと、エッジリング１０４とを介して、ＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号１２４Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号１２４Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号１２４Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第５ＲＦ波形を出力する。サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４は、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内で形成されたプラズマに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0191】
一実施形態において、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、第３部分８０４Ｃに形成されたスロットに収容されている。例えば、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部が、底面ＢＳ２の水平レベルよりも下方に伸びている。具体例として、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部は、第３部分８０４Ｃから底面ＢＳ２の水平レベルよりも下方の水平レベルまで伸びている。別の例として、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部が、底面ＢＳ２の水平レベルよりも上方に伸びている。さらに別の例として、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の一部の水平レベルが、底面ＢＳ２の水平レベルと同じである。
【0192】
一実施形態において、サブエッジリング８０４は、エッジリング１０４の幅と比べて広い幅を有する。
【0193】
一実施形態において、エッジリング１０４は、サブエッジリング８０４の幅と比べて広い幅を有する。
【0194】
一実施形態において、動作中、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、位相シフト信号３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｄ、および、１２４Ｅ（図３）を受信する。位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とを介してＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号３２４Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号３２４Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号３２４Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号３２４Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号３２４Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第５ＲＦ波形を出力する。サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４は、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内のギャップに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0195】
一実施形態において、動作中、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、位相シフト信号３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｄ、および、３２４Ｅ（図３Ｂ）を受信する。位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、サブエッジリング８０４の第１部分８０４Ａとエッジリング１０４とに向かって第１～第５ＲＦ波形を出力する。第１部分８０４Ａおよびエッジリング１０４は、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内のギャップに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0196】
図８Ｃは、エッジリング１０４内に埋め込まれたアンテナアレイ１１０を説明するためにエッジリング１０４の一実施形態を示す図である。エッジリング１０４は、第１部分１０４Ａ、第２部分１０４Ｂ、および、第３部分１０４Ｃを有する。この例において、第２部分１０４Ｂは、第１部分１０４Ａの下方かつ第３部分１０４Ｃの上方にある。さらに、この例において、第２部分１０４Ｂは、第１部分１０４Ａと第３部分１０４Ｃとの間に位置する。この例において、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、第２部分１０４Ｂ内に位置している。具体例として、第１部分１０４Ａの中にも第３部分１０４Ｃの中にも、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は一部も配置されていない。さらなる具体例として、第３部分１０４Ｃが最初に製造される。そのさらなる具体例において、第２部分１０４Ｂは、第３部分１０４Ｃの上部に重ねられる。さらなる具体例において、第２部分１０４Ｂは、５つのスロットを備えており、各スロットは、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５の内の対応する１つを収容する。そのさらなる具体例において、エッジリング１０４を製造するために、第２部分１０４Ｂは、第１部分１０４Ａと重ねられる。
【0197】
動作中、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、位相シフト信号１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄ、および、１２４Ｅ（図１Ａ－２）を受信する。位相シフト信号１２４Ａ～１２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａを介してＲＦ波形を出力する。例えば、位相シフト信号１２４Ａを受信すると、アンテナ素子ＡＥ１は、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａに向かって第１ＲＦ波形を出力する。また、この例において、位相シフト信号１２４Ｂを受信すると、アンテナ素子ＡＥ２は、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａに向かって第２ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｃを受信すると、アンテナ素子ＡＥ３は、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａに向かって第３ＲＦ波形を出力する。この例において、位相シフト信号１２４Ｄを受信すると、アンテナ素子ＡＥ４は、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａに向かって第４ＲＦ波形を出力し、位相シフト信号１２４Ｅを受信すると、アンテナ素子ＡＥ５は、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａに向かって第５ＲＦ波形を出力する。エッジリング１０４の第１部分１０４Ａは、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内のギャップに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0198】
一実施形態において、動作中、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５は、位相シフト信号３２４Ａ、３２４Ｂ、３２４Ｃ、３２４Ｄ、および、３２４Ｅ（図３Ｂ）を受信する。位相シフト信号３２４Ａ～３２４Ｅの内のそれぞれ対応する信号を受信したことに応じて、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のそれぞれが、エッジリング１０４の第１部分１０４Ａを介して第１～第５ＲＦ波形を出力する。エッジリング１０４の第１部分１０４Ａは、第１～第５ＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内のギャップに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0199】
図９は、均一性制御（エッジ均一性制御など）に用いられるアンテナアレイ９００の一実施形態を示す等角図である。アンテナアレイ９００は、アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０を含む。アンテナ素子９０２は、アンテナ素子ＡＥ５の一例であり、アンテナ素子９０４は、アンテナ素子ＡＥ４の一例であり、アンテナ素子９０６は、アンテナ素子ＡＥ３の一例であり、アンテナ素子９０８は、アンテナ素子ＡＥ２の一例であり、アンテナ素子９１０は、アンテナ素子ＡＥ１の一例である。具体例として、アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０は、形状が環状であるリングである。
【0200】
アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０は、同心である。具体例として、アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０は、同じ中心を有する。アンテナ素子９０２～９１０は、ｙ軸に沿って測定された同じ高さを有する。例えば、アンテナ素子９０２～９１０は、同じ水平面内に位置し、水平面の底面から水平面の上面まで伸びている。
【0201】
アンテナ素子９０２～９１０の任意の２つの隣接する素子の間の距離は、ｄである。例えば、アンテナ素子９０２および９０４の間の距離はｄであり、アンテナ素子９０４および９０６の間の距離はｄである。距離ｄは、ｘ軸またはｚ軸に沿って測定される。一例として、距離ｄは、２ミリメートル（ｍｍ）～１０ｍｍの範囲である。具体例として、距離ｄは、５ｍｍ～８ｍｍの範囲である。別の例として、距離ｄは、ＲＦ信号１２０（図１Ａ－１）の波長λの半分に等しい。
【0202】
また、アンテナ素子９１０の内面９１２とアンテナ素子９０２の外面９１４との間の距離Ｄが存在する。例えば、内面９１２と外面９１４との間の距離Ｄは、４センチメートル（ｃｍ）～６ｃｍの範囲である。具体例として、距離Ｄは、５ｃｍである。別の例として、距離Ｄは、外面９１４の直径と内面９１２の直径との間の差である。内面９１２は、アンテナ素子９０２～９１０の各々の重心９１６に向かう方向に向いており、外面９１４は、重心９１６から離れる方向に向いている。
【0203】
一実施形態において、アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０は、同心ではない。例えば、アンテナ素子９０２～９１０の内の１つの重心が、アンテナ素子９０２～９１０の内の残りのものの重心と同じではない。具体例として、アンテナ素子９０２の重心は、アンテナ素子９１０の重心とは異なる。
【0204】
一実施形態において、アンテナ素子９０２、９０４、９０６、９０８、および、９１０は、異なる高さを有する。例えば、アンテナ素子９０２～９１０の内の１つが、アンテナ素子９０２～９１０の残りの内の１つよりも高いまたは低い。具体例として、アンテナ素子９０２は、アンテナ素子９１０よりも高い。
【0205】
一実施形態において、アンテナ素子９０２～９１０の内の任意の２つの隣接する素子の間の距離は、アンテナ素子９０２～９１０の残りの内の任意の２つの隣接する素子の間の距離とは異なる。例えば、アンテナ素子９０２および９０４の間の距離は、アンテナ素子９０４および９０６の間の距離ｄより長いまたは短い。
【0206】
一実施形態において、本明細書に記載の主ビーム（例えば、主ビームＭＢ１またはＭＢ２）によって形成される角度（＋θまたは－θなど）は、以下によって提供される。
角度＝ｓｉｎ－１（ΔΦ．λ／（２πｄ））・・・（５）
主ビームの角度を制御することによって、主ビームは、プラズマチャンバ内の特定の区域に方向付けられうることに注意されたい。プラズマ密度が、主ビームの方向で増大し、電子が、基板Ｓのフィーチャにおける傾斜を達成するためにプラズマシースを曲げるように、その方向で加熱される。
角度＝ｓｉｎ－１（ΔΦ．λ／（２πｄ））・・・（５）
主ビームの角度を制御することによって、主ビームは、プラズマチャンバ内の特定の区域に方向付けられうることに注意されたい。プラズマ密度が、主ビームの方向で増大し、電子が、基板Ｓのフィーチャにおける傾斜を達成するためにプラズマシースを曲げるように、その方向で加熱される。
【0207】
図１０は、アンテナ素子のマトリクス１００２を説明するためにシステム１０００の一実施形態を示す図である。マトリクス１００２は、エッジリング１０４に結合されている。例えば、マトリクス１００２は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５がエッジリング１０４内に埋め込まれるのと同じ方法で、エッジリング１０４（図１Ａ－１）内に埋め込まれている。具体例として、マトリクス１００２は、エッジリング１０４の側面ＳＳ１（図２）から側面ＳＳ２まで伸びている。
【0208】
マトリクス１００２は、複数のアンテナ素子ＡＥａ、ＡＥｂ、ＡＥｃ、ＡＥｄ、ＡＥｅ、ＡＥｆ、ＡＥｇ、ＡＥｈ、ＡＥｉ、ＡＥｊ、ＡＥｋ、ＡＥｌ、ＡＥｍ、ＡＥｎ、ＡＥｏ、および、ＡＥｐを含む。一例として、各アンテナ素子ＡＥａ～ＡＥｐは、長方形のブロックまたは正方形のブロックまたはピクセルなど、多角形のブロックである。アンテナ素子ＡＥａ～ＡＥｐの各々は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５（図１Ａ－１）いずれかが製造されるのと同じ材料から製造されている。また、アンテナ素子ＡＥａ～ＡＥｐの各々は、アンテナ素子ＡＥ１～ＡＥ５のいずれかと同じ構造および機能を有する。
【0209】
システム１０００は、ＨＦＰＳ１０２および位相シフタ１００４を備える。位相シフタ１００４は、複数の位相シフト回路ＰＳａ、ＰＳｂ、ＰＳｃ、ＰＳｄ、ＰＳｅ、ＰＳｆ、ＰＳｇ、ＰＳｈ、ＰＳｉ、ＰＳｊ、ＰＳｋ、ＰＳｌ、ＰＳｍ、ＰＳｎ、ＰＳｏ、および、ＰＳｐを備える。位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐのいずれかは、位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図１Ａ－２）のいずれかと同じ構造および機能を有する。
【0210】
ＨＦＰＳ１０２は、接続点ＣＰ４を介して位相シフタ１００４に接続されている。例えば、ＨＦＰＳ１０２は、接続１２８を介して接続点ＣＰ４に接続されている。この例において、接続点ＣＰ４は、それぞれの接続を介して位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐのそれぞれに接続されている。例えば、接続点ＣＰ４は、第１接続を介して位相シフト回路ＰＳａに接続され、第２接続を介して位相シフト回路ＰＳｐに接続されている。
【0211】
位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐの各々は、それぞれの接続を介してアンテナ素子ＡＥａ～ＡＥｐの内のそれぞれ対応する１つに接続されている。例えば、位相シフト回路ＰＳａは、第１接続を介してアンテナ素子ＡＥａに接続され、位相シフト回路ＰＳｐは、第２接続を介してアンテナ素子ＡＥｐに接続されている。
【0212】
ＨＦＰＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成し、接続１２８を介して接続点ＣＰ４へＲＦ信号１２０を送信する。ＲＦ信号１２０は、ｐ個の入力信号に分割され、この数は、接続点ＣＰ４と位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐとの間の接続の数と同じであり、ｐは、正の整数である。例えば、ＲＦ信号１２０のＲＦ電力は、ｐ個の部分に分割される。
【0213】
コントローラ１０６（図１Ａ－１）は、別個の接続を介して位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐの各々に接続されている。例えば、コントローラ１０６は、第１接続を介して位相シフト回路ＰＳａに接続され、第２接続を介して位相シフト回路ＰＳｐに接続されている。コントローラ１０６は、コントローラ１０６が位相シフト量を位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５に提供するのと同じ方法で、位相シフト量を位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐに提供する。
【0214】
位相シフト回路ＰＳａ～ＰＳｐは、ｐ個の入力信号を受信し、Ｐ個の入力信号の位相をシフトさせて、ｐ個の位相シフト信号を出力する。例えば、位相シフト回路ＰＳａは、ｐ個の入力信号の内の第１信号の位相をシフトさせて、第１位相シフト信号を出力し、位相シフト回路ＰＳｐは、ｐ個の入力信号の内の第ｐ信号の位相をシフトさせて、第ｐ位相シフト信号を出力する。Ｐ個の入力信号の位相は、コントローラ１０６から受信された位相シフト量のとおりにシフトされる。
【0215】
アンテナ素子ＡＥａ～ＡＥｐは、ｐ個の位相シフト信号を受信し、エッジリング１０４を介してｐ個のＲＦ波形を出力する。例えば、アンテナ素子ＡＥａは、ｐ個の位相シフト信号の内の第１信号を受信して、ｐ個のＲＦ波形の内の第１ＲＦ波形を出力し、アンテナ素子ＡＥｐは、ｐ個の位相シフト信号の内の第ｐ信号を受信して、ｐ個のＲＦ波形の内の第ｐＲＦ波形を出力する。エッジリング１０４は、第ｐＲＦ波形の内の第１ＲＦ波形からｐ個のＲＦ波形の内の第ｐ波形までのＲＦ電力を組み合わせて、プラズマチャンバ内で形成されたプラズマに向かって垂直方向に主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）または主ビームＭＢ２（図１Ｃ）など）を出力する。
【0216】
一実施形態において、減衰器アレイが、接続点ＣＰ１とアンテナアレイ１００２との間に接続されている。例えば、減衰器アレイのｐ個の減衰器が、接続点ＣＰ４と位相シフタ１００４との間または位相シフタ１００４とアンテナアレイ１００２との間に接続されている。減衰器アレイは、ｐ個の減衰器の各々によって提供されるゲインの量を制御するために、コントローラ１０６に接続されている。
【0217】
一実施形態において、マトリクス１００２は、基板支持体２０６（図２）に、もしくは、Ｃ－シュラウド６０２の左部分６０２Ａ（図６Ａ）に、もしくは、Ｃ－シュラウド６０２の右部分６０２Ｂに、もしくは、ピナクル６５２の左本体部分６５２Ａに、もしくは、ピナクル６５２の右本体部分６５２Ｂ（図６Ｂ）に、結合（取り付けまたは固定または埋め込み、など）されている。例えば、マトリクス１００２は、ネジまたは接着剤またははんだ付けまたはそれらの組み合わせによって、基板支持体２０６に固定されている。
【0218】
一実施形態において、第１マトリクス（マトリクス１００２など）が、基板支持体２０６に結合され、または、第２マトリクス（マトリクス１００２など）が、左部分６０２Ａに結合され、または、第３マトリクス（マトリクス１００２など）が、部分６０２Ｂに結合され、または、第４マトリクス（マトリクス１００２など）が、左本体部分６５２Ａに結合され、または、第５マトリクス（マトリクス１００２など）が、右本体部分６５２Ｂに結合され、または、それらの２以上の組み合わせが、マトリクス１００２に加えて、エッジリング１０４に結合されている。
【0219】
図１１は、セグメント化されたアンテナアレイ１１０２とアンテナアレイ１１０２の制御とを説明するためにシステム１１００の一実施形態を示す図である。アンテナアレイ１１０２は、均一性制御（エッジまたは方位角方向の均一性制御など）に用いられる。アンテナアレイ１１０２は、複数のアンテナ素子（５個のアンテナ素子など）を含み、各アンテナ素子は、複数のセグメントに分割されている。例えば、アンテナアレイ１１０２の第１アンテナ素子は、複数のアンテナセグメントＡＥＳ１ａ、ＡＥＳ２ａ、ＡＥＳ３ａ、ＡＥＳ４ａ、ＡＥＳ５ａ、ＡＥＳ６ａ、ＡＥＳ７ａ、および、ＡＥＳ８ａに分割されている。
【0220】
第１アンテナ素子の任意の２つの隣接するアンテナセグメントＡＥＳ１ａ～ＡＥＳ８ａは、誘電体セグメントによって分離されている。例えば、セグメントＡＥＳ１ａは、誘電体セグメントＤＥＳ１によってセグメントＡＥＳ２ａから分離され、セグメントＡＥＳ２ａは、誘電体セグメントＤＥＳ２によってセグメントＡＥＳ３ａから分離されている。具体例として、アンテナセグメントＡＥＳ１ａおよびＡＥＳ２ａは、２つのアンテナセグメントＡＥＳ１ａおよびＡＥＳ２ａの間にアンテナセグメントがない場合、互いに隣接している。同様に、アンテナアレイ１１０２の第２アンテナ素子または第３アンテナ素子または第４アンテナ素子または第５アンテナ素子の任意の２つの隣接するアンテナセグメントが、誘電体セグメントによって分離されている。例えば、アンテナアレイ１１０２の第２アンテナ素子の任意の２つの隣接するアンテナセグメントは、誘電体セグメントＤＥＳ１によって分離されている。一例として、誘電体セグメントは、絶縁材料などの誘電体から製造されている。
【0221】
アンテナアレイ１１０２は、アンテナアレイ１１０（図１Ａ－１）がエッジリング１０４に結合されるのと同じ方法で、エッジリング１０４（図１Ａ－１）に結合されている。例えば、アンテナアレイ１１０２は、ネジまたは接着剤またははんだ付けまたはそれらの組み合わせによって、エッジリング１０４に取り付けられている。
【0222】
システム１１００は、さらに、コントローラ１０６、ＨＦＰＳ１０２、減衰器アレイ１１０４、および、位相シフタ１１０６を備える。減衰器アレイ１１０４は、複数の減衰器（ＡＴ１ａ、ＡＴ１ｂ、および、ＡＴ１ｃ、など）を備える。例えば、減衰器アレイ１１０４は、アンテナアレイ１１０２のアンテナセグメントの数と同じ数の減衰器を備える。
【0223】
また、位相シフタ１１０６は、複数の位相シフト回路（ＰＳ１ａ、ＰＳ１ｂ、および、ＰＳ１ｃ、など）を備える。例えば、位相シフタ１１０６は、減衰アレイ１１０４の減衰器の数と同じ数の位相シフト回路を備える。
【0224】
コントローラ１０６は、減衰器アレイ１１０４と、位相シフタ１１０６とに接続されている。例えば、コントローラ１０６は、別個の接続を介して減衰器アレイ１１０４の減衰器の各々に接続されている。具体例として、コントローラ１０６は、第１接続を介して減衰器ＡＴ１ａに、第２接続を介して減衰器ＡＴ１ｂに、第３接続を介して減衰器ＡＴ１ｃに接続されている。コントローラ１０６は、コントローラ１０６がゲインＧ１～Ｇ５を適用するよう減衰器ＡＴ１～ＡＴ５（図３Ａ－２）を制御するのと同じ方法で、ゲインを適用するよう減衰器アレイ１１０４の減衰器を制御する。例えば、コントローラ１０６は、第１抵抗を有する第１制御信号を第１接続を介して減衰器ＡＴ１ａに、第２抵抗を有する第２制御信号を第２接続を介して減衰器ＡＴ１ｂに、第３ゲイン量を有する第３制御信号を第３接続を介して減衰器ＡＴ１ｃに提供する。
【0225】
別の例として、コントローラ１０６は、別個の接続を介して位相シフタ１１０６の位相シフト回路の各々に接続されている。具体例として、コントローラ１０６は、第１接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ａに、第２接続を介して位相シフト回路ＰＳ２ａに、第３接続を介して位相シフト回路ＰＳ３ａに接続されている。コントローラ１０６は、コントローラ１０６が位相シフト量を位相シフト回路ＰＳ１～ＰＳ５（図１Ａ－２）に提供するのと同じ方法で、位相シフト量を位相シフタ１１０６の位相シフト回路に提供する。例えば、コントローラ１０６は、第１位相シフト量を第１接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ａに、第２位相シフト量を第２接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ｂに、第３位相シフト量を第３接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ｃに提供する。
【0226】
ＨＦＰＳ１０２は、接続１２８を介して接続点ＣＰ５に接続されている。接続点ＣＰ５は、別個の接続を介して減衰器アレイ１１０４の減衰器のそれぞれに接続されている。例えば、接続点ＣＰ５は、第１接続を介して減衰器ＡＴ１ａに、第２接続を介して減衰器ＡＴ１ｂに、第３接続を介して減衰器ＡＴ１ｃに接続されている。
【0227】
また、減衰器アレイ１１０４の各減衰器は、それぞれの接続を介して位相シフタ１１０６の位相シフト回路の内のそれぞれ対応する１つに接続されている。例えば、減衰器ＡＴ１ａは、第１接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ａに接続され、減衰器ＡＴ１ｂは、第２接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ｂに接続され、減衰器ＡＴ１ｃは、第３接続を介して位相シフト回路ＰＳ１ｃに接続されている。
【0228】
位相シフタ１１０６は、アンテナアレイ１１０２に接続されている。例えば、位相シフタ１１０６の位相シフト回路の各々は、別個の接続を介してアンテナアレイ１１０２のアンテナセグメントの内のそれぞれ対応する１つに接続されている。具体例として、位相シフト回路ＰＳ１ａは、第１接続を介してアンテナセグメントＡＥＳ１ａに接続され、位相シフト回路ＰＳ２ａは、第２接続を介してアンテナセグメントＡＥＳ２ａに接続され、位相シフト回路ＰＳ３ａは、第３接続を介してアンテナセグメントＡＥＳ３ａに接続されている。
【0229】
動作中、ＨＦＰＳ１０２は、ＲＦ信号１２０を生成し、接続１２８を介して接続点ＣＰ５へＲＦ信号１２０を送信する。ＲＦ信号１２０は、ｑ個の入力信号に分割され、この数は、接続点ＣＰ５と減衰器アレイ１１０４の減衰器との間の接続の数と同じであり、ｑは、正の整数である。例えば、ＲＦ信号１２０のＲＦ電力は、ｑ個の部分に分割される。
【0230】
コントローラ１０６から受信した抵抗値に基づいて、減衰器アレイ１１０４の減衰器は、抵抗値をｑ個の入力信号に適用して、さらに、ゲインをｑ個の入力信号に適用し、ｑ個の減衰信号を出力する。例えば、減衰器ＡＴＳ１ａは、ｑ個の入力信号の内の第１入力信号の電力量を減衰させて第１減衰信号を出力し、減衰器ＡＴＳ２ａは、ｑ個の入力信号の内の第２入力信号の電力量を減衰させて第２減衰信号を出力し、減衰器ＡＴＳ３ａは、ｑ個の入力信号の内の第３入力信号の電力量を減衰させて第３減衰信号を出力する。
【0231】
また、コントローラ１０６から受信した位相シフト量に基づいて、位相シフタ１１０６の位相シフト回路は、位相シフト量をｑ個の減衰信号に適用して、ｑ個の位相シフト信号を出力する。例えば、位相シフト回路ＰＳ１ａは、ｑ個の減衰信号の内の第１減衰信号の位相をシフトさせて第１位相シフト信号を出力し、位相シフト回路ＰＳ１ｂは、ｑ個の減衰信号の内の第２減衰信号の位相をシフトさせて第２位相シフト信号を出力し、位相シフト回路ＰＳ１ｃは、ｑ個の減衰信号の内の第３減衰信号の位相をシフトさせて第３位相シフト信号を出力する。
【0232】
アンテナアレイ１１０２のアンテナセグメントは、位相シフタ１１０６からｑ個の位相シフト信号を受信し、エッジリング１０４に向かってｑ個のＲＦ波形を出力する。エッジリング１０４は、ｑ個のＲＦ波形のＲＦ電力を組み合わせて、主ビーム（主ビームＭＢ１（図１Ａ－１）またはＭＢ２（図１Ｃ）またはＭＢ３（図６Ａ）またはＭＢ４（図６Ｂ）、など）を出力する。
【0233】
一実施形態において、アンテナアレイ１１０２の第２または第３または第４または第５アンテナ素子の任意の２つの隣接するアンテナセグメントは、第１誘電体セグメントによって分離されている。その実施形態において、アンテナアレイ１１０２の第１アンテナ素子の任意の２つの隣接するアンテナセグメントは、第２誘電体セグメントによって分離されている。
【0234】
【0235】
【0236】
一実施形態において、減衰器アレイ１１０４および位相シフタ１１０６の位置が入れ換えられる。ＨＦＰＳ１０２が、位相シフタ１１０６に接続され、位相シフタ１１０６は、減衰器アレイ１１０４を介してアンテナアレイ１１０２に接続される。例えば、位相シフタ１１０６は、減衰器アレイ１１０４に接続される。
【0237】
本明細書に記載の実施形態は、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなど、様々なコンピュータシステム構成で実施されてもよい。本明細書に記載の実施形態は、コンピュータネットワークを通して接続された遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施されてもよい。
【0238】
一部の実施形態において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。システムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備える。システムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化される。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、ＲＦ発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／またはシステムに接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の任意の処理を制御するようにプログラムされる。
【0239】
概して、様々な実施形態において、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義される。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、１または複数のマイクロプロセッサ、または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含む。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられる命令であり、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための処理を実行するための動作パラメータを定義する。動作パラメータは、一部の実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部である。
【0240】
コントローラは、一部の実施形態において、コンピュータの一部であるか、または、コンピュータに接続されており、かかるコンピュータは、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、または、それらの組み合わせでシステムに結合されている。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあるか、もしくは、ウエハ処理のためのリモートアクセスを可能にするファブホストコンピュータシステムの全部または一部である。コントローラは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べる。
【0241】
一部の実施形態では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、コンピュータネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含む）を介してシステムに処理レシピを提供する。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備え、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。一部の例において、コントローラは、ウエハを処理するための設定の形態で命令を受信する。設定は、ウエハに対して実行される処理のタイプ、ならびに、コントローラがインターフェースをとるまたは制御するツールのタイプに固有であることを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の遂行処理など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散される。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルで、または、リモートコンピュータの一部として、リモートに配置されている、など）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路を含む。
【0242】
限定はしないが、様々な実施形態において、本明細書に記載されているプラズマシステムは、プラズマエッチングチャンバ、蒸着チャンバ、スピンリンスチャンバ、金属メッキチャンバ、洗浄チャンバ、ベベルエッジエッチングチャンバ、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバ、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ、イオン注入チャンバ、トラックチャンバ、もしくは、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用される任意のその他の半導体処理システムを含む。
【0243】
上述の動作は、平行板プラズマチャンバ（例えば、容量結合プラズマチャンバなど）に関して説明されているが、一部の実施形態において、上述の動作は、その他のタイプのプラズマチャンバ、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタを備えたプラズマチャンバ、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）リアクタ、導体ツール、誘電体ツール、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクタを備えたプラズマチャンバなど、に適用されることにも注意されたい。例えば、ＸＭＨｚＲＦ発生器、ＹＭＨｚＲＦ発生器、および、ＺＭＨｚＲＦ発生器が、ＩＣＰプラズマチャンバ内のインダクタに接続される。
【0244】
上述のように、ツールによって実行される処理動作に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信する。
【0245】
上述の実施形態を念頭に置いて、実施形態の一部は、コンピュータシステムに格納されたデータを含め、コンピュータによって実行される様々な動作を用いることを理解されたい。コンピュータによって実行される動作は、物理量を扱う動作である。
【0246】
実施形態の一部は、さらに、これらの動作を実行するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ向けに特別に構成される。専用コンピュータとして規定された場合、コンピュータは、特定の目的に含まれない他の処理、プログラム実行、または、ルーチンを実行しつつ、特定の目的のために動作することができる。
【0247】
一部の実施形態において、本明細書に記載された動作は、コンピュータメモリに格納されたまたはコンピュータネットワークを介して取得された１または複数のコンピュータプログラムによって選択的にアクティベートまたは構成されたコンピュータで処理される。データがコンピュータネットワークを介して取得されると、そのデータは、コンピュータネットワーク（例えば、コンピューティングリソースのクラウド）上の他のコンピュータによって処理されてもよい。
【0248】
本明細書に記載の１または複数の実施形態は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にコンピュータ読み取り可能なコードとして製造されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、データを格納する任意のデータ記憶ハードウェアユニット（例えば、メモリデバイスなど）であり、データは、その後、コンピュータシステムによって読み出される。非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク－ＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ）、ＣＤ－レコーダブル（ＣＤ－Ｒ）、ＣＤ－リライタブル（ＣＤ－ＲＷ）、磁気テープ、および、その他の光学式および非光学式のデータ記憶ハードウェアユニットが挙げられる。一部の実施形態において、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続されたコンピュータシステム上に分散されたコンピュータ読み取り可能なタンジブル媒体を含む。
【0249】
上述したいくつかの方法動作は、特定の順序で提示されているが、様々な実施形態において、その他のハウスキーピング処理が方法動作の合間に実行される、もしくは、方法動作が、若干異なる時間に実行される、様々な間隔で方法動作が起きることを許容するシステムに方法動作が分散される、または、上述したのと異なる順序で実行されるように調整されることを理解されたい。
【0250】
さらに、一実施形態において、本開示に記載された様々な実施形態に記載された範囲を逸脱することなしに、本明細書に記載の任意の実施形態の１または複数の特徴が、任意の他の実施形態の１または複数の特徴と組み合わされることに注意されたい。
【0251】
理解を深めるために、本実施形態について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更および変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、実施形態は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
【図1A-1】
【図1A-2】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図2】
【図3A-1】
【図3A-2】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】