JP2011142098A - 対称および／または同心円の無線周波数整合回路網のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な負荷のインピーダンスを電気的な信号発生器のインピーダンスに整合させるように適合された装置および方法の提供。
【解決手段】第１の縦軸を有する第１のコネクタ２０２と、第２の縦軸を有する第２のコネクタ２２８と、１つ以上のコンポーネント２０４を含むコンポーネントアセンブリと、を備え、コンポーネント２０４の少なくとも１つが、第１のコネクタ２０２に結合され、コンポーネント２０４の少なくとも１つが、第２のコネクタ２２８に結合され、１つ以上のコンポーネント２０４が、第３の軸を中心にして対称に配置され、さらに、冷却流体がコンポーネント２０４に均等に供給される、流体冷却手段２１８を備え、かつコンポーネント２０４がキャパシタである。
【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２００５年８月２９日に出願された発明の名称が「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＳＹＭＭＥＴＲＩＣＡＬ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＣＥＮＴＲＩＣ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＮＥＴＷＯＲＫＳ」である現時点において係属中の同一出願人による米国特許仮出願第６０／７１２，１９０号の優先権を主張するものであり、その明細書は、全ての目的のために参照として本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般的には、高周波または無線周波数の整合回路網に関し、より詳細には、プラズマ処理チャンバのための高出力整合回路網に関する。

発明の背景

図１を参照すると、プラズマ処理システムは、高周波または無線周波数（以下、「ＲＦ」と呼ぶ）の整合回路網１００、可変インピーダンス負荷（例えば、プラズマ処理チャンバ）１０２、ＲＦ発生器１０４、およびＲＦ供給システム１０６を含んでもよい。ＲＦ整合回路網１００は、ＲＦ供給システム１０６と可変インピーダンス負荷１０２との間に配置され、かつ、それらに電気的に結合される。ＲＦ供給システム１０６は、ＲＦ発生器１０４に電気的に結合される。ＲＦ整合回路網１００は、既知のまたは可変のインピーダンス値を有する電気的なコンポーネントを含んでもよい（例えば、可変のキャパシタおよび／またはインダクタ）。ＲＦ供給システム１０６は、高出力同軸ケーブルアセンブリおよびコネクタのような部品を含んでもよい。

ＲＦ発生器１０４は、ＲＦエネルギーをＲＦ供給システム１０６およびＲＦ整合回路網１００を介して可変インピーダンス負荷１０２に提供してもよい。ＲＦ整合回路網１００の機能は、可変インピーダンス負荷１０２のインピーダンスをＲＦ発生器１０４およびＲＦ供給システム１０６の出力インピーダンスに整合させることであってもよい。可変インピーダンス負荷１０２のインピーダンスをＲＦ発生器１０４およびＲＦ供給システム１０６の出力インピーダンスに整合させることによって、ＲＦエネルギーが可変インピーダンス負荷１０２から反射するのを減少させることができる。ＲＦエネルギーの反射を減少させることは、ＲＦ発生器１０４によって可変インピーダンス負荷１０２に提供されるＲＦエネルギーの量を効果的に増加させることができる。

ＲＦ整合の第１の技術は、可変インピーダンス負荷のインピーダンスがＲＦ発生器の出力インピーダンスに整合するまで、キャパシタおよび／またはインダクタの電気的なインピーダンスを変えることを含んでもよい。図２は、従来技術のＲＦ整合回路網１００を描いている、より詳細な概略図である。この図面は、同調コンポーネント１０８および負荷コンポーネント１１０からなるＲＦ整合回路網１００の非対称な配列を示す。さらに、ＲＦ整合回路網１００は、典型的には、同調コンポーネント１０８および負荷コンポーネント１１０の配列が非対称である。

可変インピーダンス負荷１０２のインピーダンスをＲＦ発生器１０４のインピーダンスに整合させる第２の技術は、可変周波数整合を利用してもよい。ＲＦ整合回路網１００によって可変ＲＦ周波数発生器１０４の出力に与えられるインピーダンスは、周波数とともに変化してもよい。ＲＦ発生器１０４から特定の周波数を出力することによって、可変インピーダンス負荷１０２は、ＲＦ発生器１０４およびＲＦ供給システム１０６のインピーダンスに整合してもよい。この技術は、可変周波数整合と呼ばれてもよい。可変周波数整合は、固定値の同調コンポーネント１０８および負荷コンポーネント１１０（例えば、固定値のキャパシタ、インダクタおよび／または抵抗）を含むＲＦ整合回路網１００を採用してもよい。同調コンポーネント１０８および負荷コンポーネント１１０の値は、ＲＦ発生器１０４のインピーダンスが可変インピーダンス負荷１０２のインピーダンスに整合することを保証するのを助けるように選択されてもよい。

従来技術のＲＦ整合回路網は、可変インピーダンス負荷によって反射されるエネルギーの量を減少させるのを助けることができる。しかしながら、本発明の発明者は、既存のＲＦ整合回路網は、ある環境において、問題を回避するほど十分には反射されるエネルギーの量を減少させないことがあることを確認している。したがって、必要とされていることは、ＲＦ整合のための改善された方法および装置である。

幾つかの態様において、本発明は、電気的な負荷のインピーダンスを電気的な信号発生器のインピーダンスに整合させるように適合された装置を提供する。装置は、電気的な負荷のインピーダンスを電気的な信号発生器のインピーダンスに集合的に整合させるように適合された複数の電気的なコンポーネントを含む。電気的なコンポーネントは、軸を中心にして対称かつ同心円状に配列される。さらに、装置は、電気的な信号発生器を電気的なコンポーネントに電気的に結合するように適合された第１のコネクタを含んでもよい。また、装置は、負荷を電気的なコンポーネントに電気的に結合するように適合された第２のコネクタを含んでもよい。

別の態様においては、本発明は、ＲＦ電力発生器と、電気的な負荷と、電気的な負荷および電力発生器に結合されたＲＦ整合回路網とを備えるシステムを提供し、ＲＦ整合回路網は、軸を中心にして対称に配置された１つ以上のコンポーネントを含む。

別の態様においては、本発明は、第１の軸を有する第１のコネクタによってＲＦエネルギーを受け取るステップと、第１のコネクタからのＲＦエネルギーを、第２の軸を中心にして対称に配置された１つ以上のコンポーネントを有するＲＦ整合回路網に結合するステップと、ＲＦ整合回路網からのＲＦエネルギーを、第３の軸を有する第２のコネクタに結合するステップと、第２のコネクタからＲＦエネルギーが反射されるのを防止するステップとを備える方法を提供し、第１の軸、第２の軸、および第３の軸は、実質的に同一の直線上にある。

以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から、本発明のその他の特徴および態様が、より十分に明らかとなる。

ＲＦ発生器、ＲＦ整合回路網、および可変負荷を備える従来技術によるＲＦ 電力システムのブロック図である。 図１の従来技術によるＲＦ整合回路網の細部を図示する概略図である。 本発明の幾つかの実施形態による対称および／または同心円のＲＦ整合回路 網の例としての第１の実施形態の斜視図である。 本発明の幾つかの実施形態による図３のＲＦ整合回路網の概略図を描いてい る図である。 本発明の幾つかの実施形態による対称および／または同心円のＲＦ整合回路 網の例としての第２の実施形態の斜視図である。 本発明の幾つかの実施形態による図５のＲＦ整合回路網の概略図を描いてい る図である。

プラズマ処理チャンバにおいて処理される基板は、より大きくなりつつある。したがって、技術の代々の世代ごとに、より大きな基板を収容するために、より大きなプラズマ処理チャンバが、製造されている。プラズマ処理チャンバの増大する大きさのために、必要なプロセスステップ（例えば、エッチング、堆積および／または打ち込み）を実行するのに必要とされる電力が、増加している。本発明の発明者は、必要とされるＲＦ電力の増加は既存のＲＦ整合回路網設計構造内において局部的に過大な電流濃度をもたし、それに続いて、既存のＲＦ整合回路網設計構造のコンポーネントおよび／または導体の局部的な加熱（しばしば、「ホットスポット」と呼ばれる）をもたらすことがあることを確認している。したがって、ホットスポットの形成を防止するために、改善されたＲＦ整合回路網が、必要とされる。

本発明によれば、固定値を有する１つのコンポーネントまたは複数のコンポーネントを含む新しいＲＦ整合回路網が提供される。固定値のコンポーネントは、縦軸を中心にして対称および／または同心円の配列で配置される。対称および／または同心円の配列は、同心円状に製造された単一コンポーネントを含んでもよい。あるいは、対称および／または同心円の配列は、同様に配列された複数の固定値コンポーネントを含んでもよい。整合回路網の効率は、縦軸を中心にして対称および／または同心円の配列によって改善される。
なぜなら、ＲＦ電流は、コンポーネントのそれぞれに均一に分配されるからである。これは、ホットスポットが発生する可能性を減少させ、それによって、より少ないかつそれほど高価ではないコンポーネントを含むことを可能にする。

図３に戻ると、新しいＲＦ整合回路網３００の斜視図が描かれている。固定値を有するコンポーネントは、対称および／または同心円の配列で配置される。この実施形態においては、固定値を有する負荷キャパシタ２０４が、入力接地フランジ２０６と入力コア２０２との間に配置され、かつ、それらを結合する。入力コア２０２は、キャパシタ極板２２０に結合される。出力ディスク２２８が、可変インピーダンス負荷３０２に結合される。
さらに、同調キャパシタ２２２が、入力コア２０２と出力ディスク２２８との間に配置され、かつ、それらを結合する。入力コア２０２は、ＲＦ供給システム３０５の電気的に励振される導体に結合される。入力接地フランジ２０６は、ＲＦ供給システムの接地された部分に結合される。さらに、この図面には、冷却液の入力および出力が描かれ、それらの入力および出力は、外部流体チャンネル２１８Ａ〜２１８Ｄ（６つのうち４つしか示されない）に結合される。

図４に戻ると、図３のＲＦ整合回路網の細部が、概略的に図示されている。入力コア２０２は、ＲＦ供給システム３０５の電気的に励振される導体を介して、ＲＦ発生器３０４に接続される。入力コア２０２は、ＲＦ整合回路網３００の負荷キャパシタ２０４に結合される。負荷キャパシタ２０４は、負荷キャパシタボルト２０８Ａを用いて、入力接地フランジ２０６に結合される。入力接地フランジ２０６と負荷キャパシタ２０４との間に配置されるのは、同心円のばね２１０Ａであり、それらの同心円のばね２１０Ａは、負荷キャパシタ２０４の周りを一周する。入力接地フランジ２０６とキャパシタボルト２０８Ａとの間には、Ｏ−リング２１２Ａが存在する。さらに、Ｏ−リング２１２Ｂが、負荷キャパシタ２０４と入力接地フランジ２０６との間に介装される。それぞれの負荷キャパシタ２０４ごとのＯ−リング２１２Ａおよび２１２Ｂは、それぞれの負荷キャパシタ２０４の近くに流体貯蔵器２１４Ａを形成する。流体貯蔵器２１４Ａは、流体チャンネル２１６（１つしか示さない）を介して、お互いに接続される。さらに、貯蔵器２１４Ａのうち少なくとも２つ（１つの入力および１つの出力）は、外部流体チャンネル２１８（１つしか示さない）を介して、流体の外部供給源（図示しない）に接続される。さらにまた、キャパシタ極板２２０および出力ディスク２２８は、この実施形態において、同様に、流体チャンネル２１６および外部流体チャンネル２１８を含む。

入力コア２０２は、さらに、キャパシタ極板２２０に結合される。入力コア２０２は、負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２の両方にねじ込まれたねじ込みボルト２２４の圧縮力によって、同調キャパシタ極板２２０に結合される。入力コア２０２のキャパシタ極板２２０への結合は、位置合わせピン２２６によって助けられる。また、キャパシタ極板２２０は、同心円のばね２１０Ｂを介して、同調キャパシタ２２２に結合される。さらに、同調キャパシタ２２２とキャパシタ極板２２０との間に介装されるのは、Ｏ−リング２１２Ｄである。上述したように、同調キャパシタ２２２とキャパシタ極板２２０との間に配置されたＯ−リング２１２Ｄは、負荷キャパシタ２０４と入力コア２０２との間のＯ−リング２１２Ｃとともに、それぞれの同調キャパシタ２２２の近くに流体貯蔵器２１４Ｂを形成する。同調キャパシタ２２２は、ボルト２０８Ｂによって、出力ディスク２２８に結合される。上述したように、同調キャパシタ２２２と出力ディスク２２８との間に介装されたＯ−リング２１２Ｅは、ボルト２０８と出力リング２２８との間に介装されたＯ−リング２１２Ｆとともに、それぞれの同調キャパシタ２２２の端部の近くに流体貯蔵器２１４Ｃを形成する。また、同調キャパシタ２２２は、同心円のばね２１０Ｃを介して、出力ディスク２２８に結合される。さらに、出力ディスク２２８は、可変インピーダンス負荷３０２（例えば、処理チャンバ）に結合される。

本発明の第１の態様において、対称および／または同心円の構成を有する新規のＲＦ整合回路３００は、可変周波数回路網を提供される。この実施形態において、同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４は、対称および／または同心円の構成で配列される。同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４は、ＲＦ整合回路３００を構成する電気的な回路内に配列された不変のキャパシタである。同調キャパシタ２２２は、可変インピーダンス負荷と直列である。負荷キャパシタ２０４は、ＲＦ発生器のインピーダンスに整合させられるべき可変インピーダンス負荷と並列である。この実施形態において、ＲＦ電流は、同軸ケーブルのコア導体を介して、新規のＲＦ整合回路網３００の入力コア２０２に供給される。入力コア２０２は、ＲＦ整合回路網３００の第１のコネクタとして採用されてもよい。入力コア２０２の縦軸は、ＲＦ整合回路３００の縦軸とほぼ同一の直線上にあるように位置付けられ、ＲＦ整合回路網の同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４を対称および／または同心円状に配列するのを容易にする。入力コア２０２は、複数の同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４に電気的に結合されたロッドおよびディスクを含む。負荷キャパシタ２０４は、アースへの高周波結合であり、対称および／または同心円の構成で配列され、入力接地フランジ２０６に「逆戻り」し、それによって、アースへの電気的な結合を形成する。入力接地フランジ２０６は、ＲＦ供給システムに電気的に結合されることによって、電気的なアースに保持され、あるいは、電気的なアースの近傍に保持される。この対称および／または同心円の「逆戻り」構成は、等しい容量値の負荷キャパシタ２０４をＲＦ整合回路網３００の軸を中心にして等距離に置くことによって実現される。電気的には、負荷キャパシタ２０４は、並列であり、したがって、近似回路分析に使用することのできる電気的に等価な集中容量値を生成する。集中容量値は近似値であり、設計構造の電気的特性を完璧に分析するために、電磁気的な周波数領域および時間領域分析を施されてもよい。あるいは、負荷コンポーネントまたは同調コンポーネントの異なる配列から利益を得るような用途においては、負荷キャパシタ２０４および／または同調キャパシタ２２２の代わりに、あるいは、それらと直列に、あるいは、それらと並列に配列された抵抗および／またはインダクタが、存在してもよい。あるいは、例えば、キャパシタと同心円状に交互に現れるインダクタのように、あるいは、インダクタまたはキャパシタによって取り囲まれた幾つかの抵抗からなる内部リングのように、異なる物理的な配列が、対称および／または同心円の配列に使用されてもよい。一部の実施形態では、単一のキャパシタ、インダクタ、抵抗が、対称および／または同心円状に形成または製造されてもよく、それによって、受動コンポーネントおよび／または抵抗からなる対称および／または同心円の配列が、生成される。さらに、ＲＦ整合回路網３００の様々な用途に最適な解決方法を提供するために、不変または可変のコンポーネントからなる様々な組み合わせの対称および／または同心円の構成が、可変周波数発生器の有無にかかわらず採用されてもよい。例えば、可変周波数発生器と組み合わせて可変キャパシタおよび／またはインダクタを組み合わせ、それによって、類似するインピーダンス特性を有さない複数の異なるプロセスまたはチャンバにおいて単一整合回路網を使用するのを可能にすることによって、利益が得られる。一般的には、可変周波数整合回路網は、ほとんど変動のない負荷とともに使用される。可変コンポーネントは、より広い窓のインピーダンスを有する用途において採用されてもよい。コンポーネントの対称および／または同心円の配列は、整合回路網に限定されるのではなく、コンポーネントの対称および／または同心円の構成から利益を得るあらゆる回路に適用されてもよいことに注意されたい。幾つかの実施形態によっては、ダイオードまたはトランジスタのような能動コンポーネントが、高出力増幅器回路網に使用されてもよい。

図４の実施形態に戻ると、同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４の対称および／または同心円の構成は、入力コア２０２と入力接地フランジ２０６とを備えるディスク状の噛み合い表面を使用することによって、容易に実現される。これらのディスク状の噛み合い表面は、以下で説明するように、熱を放散し、かつ冷却をさらに容易にするように生成されたへこみを収容するほど十分に平坦かつ厚いものであってもよい。しかしながら、さらなる実施形態は、例えば、同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４の近くに流体を循環させるのを容易にするハブとスポークの形態のようなその他の支持構造体の配列を含んでもよい。さらに、より薄いおよび／またはより長い構造体から利益を得る用途の場合、コンポーネントを対称および／または同心円の構成で配列するがＲＦ整合回路網３００の軸に沿って非対称に配列する支持構造体が、採用されてもよい。

さらに、図４の実施形態において、負荷キャパシタ２０４は、一端（例えば、ＲＦ端部またはホット端部）を入力コア２０２および入力接地フランジ２０６に機械的に結合される。機械的な結合または締結は、ボルト２２４を置くことによって実現され、そのボルト２２４は、入力コア２０２の孔の内径よりもかなり小さい外径を備え（それによって、ボルト２２４と入力コア２０２またはキャパシタ極板２２０とは接触しない）、入力コア２０２のその孔から、ボルトが、負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２のねじ込み孔の中に置かれる。変形においては、溶接、リベット結合、および／または、それらに類似するもののような、結合または締結のその他の手段が、採用されてもよい。

さらに、図４の実施形態においては、負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２の入力接地フランジ２０６およびキャパシタ極板２２０への電気的な結合は、傾斜型コイルばね２１０Ａ〜２１０Ｃを、入力コア２０２、出力ディスク２２８、および／または、キャパシタ極板２２０のえぐられたへこみ（dishes）２３０Ａ〜２３０Ｃの中に置くことによって、実現されてもよい。へこみ２３０Ａ〜２３０Ｃは、機械的に安定したプラットフォームを提供し、そのプラットフォームによって、周りを一周するコイルばね２１０Ａ〜２１０Ｃおよびキャパシタ２０４および２２２を置き、キャパシタ２０４および２２２の中心に配置された構成を保証する。さらに、へこみ２３０Ａ〜２３０Ｃは、負荷キャパシタ２０４、同調キャパシタ２２２、キャパシタ極板２２０、および入力コア２０２の間に同心円のかつ信頼性のある電気的な接続をもたらし、それによって、電気的なノードを形成する。さらに、へこみ２３０Ａ〜２３０Ｃは、以下で論じるように、えぐられた形状を提供してもよく、そのえぐられた形状は、その中に置かれたＯ−リング２１２Ａ〜２１２Ｆが負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２を冷却するための流体貯蔵器２１４Ａ〜２１４Ｃを形成する空間を画成するのを可能にする。へこみ２３０Ａ〜２３０Ｃの配列および寸法は、負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２および電気的および機械的な結合をもたらすその他のコンポーネントの配列および寸法に依存する。

前述したように、図４の実施形態においては、配列は、ＲＦ整合回路３００を冷却するように提供され、それによって、発生し得る何らかの加熱を防止してもよい。冷却することは、ボルト２０８Ａ、負荷キャパシタ２０４、へこみ２３０Ａ、およびＯ−リング２１２Ａおよび２１２Ｂの本体で流体貯蔵器２１４Ａを形成することによって、提供されてもよい。Ｏ−リング２１２Ａおよび２１２Ｂは、ボルトのシャフトおよびキャパシタを中心にして同心円状に配列される。ボルト２０８Ａをしっかりと締めることによって、Ｏ−リング２１２Ａおよび２１２Ｂは、それによって、押しつけられ、流体シールを形成する。
ボルト２０８Ａの外径は、入力接地フランジ２０６または入力コア２０２の貫通孔よりもかなり小さい寸法を有するので、流体貯蔵器２１４Ａが、形成される。さらに、同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４の端部は、キャパシタのそれぞれの端部にへこみを提供することによって、流体循環のためのさらなる空間を作ってもよい。あるいは、Ｏ−リング２１２Ａ〜２１２Ｆは、ボルトがしっかりと締められているときにＯ−リングを所定の場所に保持するように形成された溝の中に設置されてもよい。平坦なチェムレッツ型（ｃｈｅｍｒｅｚ）Ｏ−リング、ニッケル黄銅単一圧縮ディスク、または、その他のこのような実施形態のような別の形態のシーリングが、シールを形成するのに採用されてもよい。それぞれの負荷キャパシタ２０４の近くの流体貯蔵器２１４Ａは、入力接地フランジの中に機械加工または形成されてもよい流体チャンネル２１６を介して、お互いに流体連絡する状態にある。流体チャンネル２１６は、それぞれの流体貯蔵器２１４Ａ、２１４Ｂ、または、２１４Ｃを連絡するように配列され、冷却流体がすべてのキャパシタに均等に供給されることを保証し、それによって、ホットスポットの形成を防止する。この実施形態における配列は、すべての流体貯蔵器２１４Ａまたは２１４Ｂまたは２１４Ｃを接続する流体チャンネル２１６からなる同心円のループである。流体チャンネルからなるスポークおよび車輪の配列のような、あるいは、それぞれの流体貯蔵器または貯蔵器のそれぞれの組を接続する銅管のような入力コアまたは入力接地フランジの外に存在するその他の連絡チャンネルのような、代替の配列が実施されてもよい。あるいは、流体貯蔵器は、同心円状および／または対称に配列された冷却ループと置き換えられてもよく、その冷却ループは、入力コア２０２および入力接地フランジ２０６に取り付けられてもよい。そのような実施形態は、はんだ付け、接着剤、その他のそのような接続および／または接着方法のような技術を使用することによって、整合アセンブリのコストを減少させることができる。あるいは、ＲＦ整合回路３００を冷却するために、入力コア２０２および入力接地フランジ２０６からなるハブ構造およびスポーク構造の組み合わせが、空気を流し込むことまたはその他の非内蔵流体に浸けることとともに採用され、それによって、コストを減少させてもよい。内蔵流体および非内蔵流体の様々な組み合わせが、コストと設計目標とを最適に譲歩させるのに採用されてもよい。脱イオン水が、冷却流体として使用される。
しかしながら、その他の流体が、採用されてもよい。脱イオン水のアースとの高いインピーダンスのために、脱イオン水が選択されてもよく、それによって、回路の電気的に励起された部分が、流体連絡によって、入力接地フランジ２０６のようなアースから電気的に分離された状態のままであることを保証する。

図４の実施形態をさらに参照すると、負荷キャパシタ２０４および同調キャパシタ２２２は、ねじ込みボルト２２４によってお互いに取り付けられる。ねじ込みボルト２２４の外径は、スタッドが挿入されるキャパシタ極板２２０および入力コア２０２の孔の内径よりもかなり小さい。ねじ込みボルト２２４を入力コア２０２およびキャパシタ極板２２０の孔から負荷キャパシタ２０４の一端にねじ込み、それに続いて、同調キャパシタ２２２をねじ込みボルト２２４の他端にねじ込むことによって、キャパシタ極板２２０および入力コア２０２は、同調キャパシタ２２２および負荷キャパシタ２０４に機械的に結合される。同調キャパシタ２２２、負荷キャパシタ２０４、キャパシタ極板２２０、および入力コア２０２間の電気的な接続は、ＲＦエネルギーによる「ホットな」または「励起された」単一の電気的なノードと考えることができる。

図４の実施形態をさらに参照すると、出力ディスク２２８は、同調キャパシタ２２２に結合される。上述した機械的な結合の場合と同様に、出力ディスク２２８は、キャパシタ極板２２０および入力コア２０２に関係して先に記載した配列に類似する形で配列されたねじ込みボルト２０８Ｂによって、同調キャパシタ２２２に機械的に結合される。出力ディスク２２８は、ＲＦ整合回路網３００のための第２のコネクタとして採用されてもよい。出力ディスク２２８の縦軸は、ＲＦ整合回路網３００の縦軸とほぼ同一の直線上にある。さらに、出力ディスク２２８は、入力コア２０２およびキャパシタ極板２２０に類似する形で、流体貯蔵器２１４Ｃ、チャンネル２１６に類似するチャンネル、および／または、チャンネル２１８に類似する供給源チャンネルをもたらすように形成されてもよい。また、キャパシタ極板２２０および入力コア２０２の場合に、先に記載したように、冷却および電気的な接続の変形が、出力ディスク２２８に施されてもよい。

処理チャンバへの電気的な接続は、可変インピーダンス負荷３０２（例えば、チャンバの内部）に結合するように延びるバスバー２２９（図５）によって、実現されてもよい。
同軸ケーブルへの同軸接続または出力ディスク２２８にボルトで留められた単純な銅ケーブルのようなその他の接続手段が採用されてもよい。出力ディスク２２８は、可変インピーダンス負荷３０２に接続されるので、ＲＦ整合回路網３００のＲＦ発生器側においては有益である電気的な対称性を提供するために、対称な形状を維持しなくてもよい。しかしながら、出力ディスク２２８に接続する方法は、大きな接触面およびしっかりとした締結を提供するほどに堅牢なものであってもよい。なぜなら、処理チャンバへの電流経路は、このコネクタを流れるように制限されるからである。さらに、この接続を冷却する方法が、提供されてもよい。

図５および図６に戻ると、第２の実施形態のＲＦ整合回路網５００が描かれている。ＲＦ供給システム３０５の内部導体は、入力コア２０２’に結合される。入力コア２０２’は、ねじ込みボルト２２４（図６）によって、負荷キャパシタ２０４に結合される。また、入力コア２０２’は、ねじ込みボルト２２４（図６）によって、同調キャパシタ２２２に結合される。入力コア２０２’は、入力コア２０２’を冷却する銅管３３０Ｂを含む。
負荷キャパシタ２０４は、ボルト２０８Ａ（図６）によって、入力接地フランジ２０６’に接続される。入力接地フランジ２０６’は、アースに直接に結合することによって、電気的なアースであってもよく、あるいは、ＲＦ供給システムの接地されたコネクタを介して、電気的なアースの近傍に存在してもよい。同調キャパシタ２２２は、ボルト２０８Ｂによって、出力ディスク２２８’に接続される。出力ディスク２２８’は、電気的に励起されてもよく、ＲＦ電流をＲＦ整合回路網５００からバスバー２２９を介して可変インピーダンス負荷へ流す。

図６を詳細に参照すると、図５の第２の実施形態の概略図が描かれている。入力コア２０２’は、ＲＦ供給システム３０５の励起される導体に接続されるように示される。入力コア２０２’は、ねじ込みボルト２２４によって、負荷キャパシタ２０４に接続される。
負荷キャパシタ２０４は、ボルト２０８Ｂによって、入力接地フランジ２０６’に結合される。入力コア２０２は、ねじ込みボルト２２４によって、同調キャパシタ２２２に結合される。同調キャパシタ２２２は、ボルト２０８Ｂによって、出力ディスク２２８’に結合される。出力ディスク２２８は、バスバー接続２２９（図５）によって、可変インピーダンス負荷（例えば、処理チャンバ）に結合される。

図５および図６の実施形態において、入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａが、例えば、入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａを入力接地フランジ２０６’にはんだ付けすることによって、入力接地フランジ２０６’に結合されてもよい。同様に、入力コア冷却ループ３３０Ｂが、はんだを使用して、入力コア２０２’に結合されてもよい。さらに、出力冷却ループ３３０Ｃが、はんだを使用して、出力ディスク２２８’に結合されてもよい。
入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａ、入力コア冷却ループ３３０Ｂ、および出力ディスク冷却ループ３３０Ｃは、冷却流体（例えば、脱イオン水）の外部供給源に接続されてもよい。それぞれは、それぞれの冷却ループごとの２つのコネクタを介して、冷却流体（例えば、脱イオン水）の供給源および排出路に個々に接続されてもよい。入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａは、コネクタ３２０Ａおよび３２０Ｅによって接続されてもよい。入力コア冷却ループ３３０Ｂは、コネクタ３２０Ｆおよび３２０Ｄによって接続されてもよく、また、出力ディスク冷却３３０Ｃは、コネクタ３２０Ｂおよび３２０Ｃによって接続されてもよい。コネクタ対における２つのコネクタのうち一方は、冷却流体を供給するためのものである。他方のコネクタは、冷却流体を戻すためのものである。それによって、流体をそれぞれの入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａ、入力コア冷却ループ３３０Ｂ、および出力ディスク冷却ループ３３０Ｃに循環させることができる。この実施例としての実施形態においては、入力接地フランジ冷却ループ３３０Ａ、入力コア冷却ループ３３０Ｂ、および出力ディスク冷却ループ３３０Ｃに使用される材料は、銅であってもよい。しかしながら、実施可能ないかなる材料も、冷却流体を循環させることのできる内蔵経路を提供するのに使用することができる。そのような材料は、例えば、ステンレス鋼またはアルミニウムを含んでもよい。さらに、アレイ状の管または機械加工された表面におけるサンドイッチ格子状の孔のような様々な材料およびジオメトリーが、冷却ループに採用されてもよい。

このように、本発明は、その例示的な実施形態に関連して、開示されたが、その他の実施形態は、特許請求の範囲に規定される本発明の精神および範囲の中に存在することを理解すべきである。

２０２…入力コア、２０４…負荷キャパシタ、２０６…入力接地フランジ、２１８Ａ〜２１８Ｄ…外部流体チャンネル、２２０…キャパシタ極板、２２２…同調キャパシタ、２２８…出力ディスク、３００…ＲＦ整合回路網、３０２…可変インピーダンス負荷、３０４…ＲＦ発生器、３０５…ＲＦ供給システム。

Claims (25)

1. 装置であって、
   第１の縦軸を有する第１のコネクタと、
   第２の縦軸を有する第２のコネクタと、
   １つ以上のコンポーネントを含むコンポーネントアセンブリと、
   を備え、
   コンポーネントの少なくとも１つが、第１のコネクタに結合され、コンポーネントの少なくとも１つが、第２のコネクタに結合され、
   １つ以上のコンポーネントが、第３の軸を中心にして対称に配置された、
   装置。
2. 第３の軸が、第１の縦軸および第２の縦軸と実質的に同一の直線上にある、請求項１に記載の装置。
3. １つ以上のコンポーネントが、第３の軸を中心にして同心円状に配置された、請求項１に記載の装置。
4. １つ以上のコンポーネントが、第３の軸を中心にして等距離に配置された、請求項１に記載の装置。
5. コンポーネントが、ＲＦ整合回路網の同調コンポーネントおよび負荷コンポーネントである、請求項１に記載の装置。
6. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、キャパシタである、請求項１に記載の装置。
7. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、インダクタである、請求項１に記載の装置。
8. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、抵抗である、請求項１に記載の装置。
9. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、可変インピーダンスコンポーネントである、請求項１に記載の装置。
10. １つ以上のコンポーネントを含むコンポーネントアセンブリが、電流ホットスポットの形成を防止するように適合された、請求項１に記載の装置。
11. システムであって、
    ＲＦ電力発生器と、
    電気的な負荷と、
    電気的な負荷および電力発生器に結合されたＲＦ整合回路網と、
    を備え、
    ＲＦ整合回路網が、軸を中心にして対称に配置された１つ以上のコンポーネントを含む、
    システム。
12. １つ以上のコンポーネントが、軸を中心にして同心円状に配置された、請求項１１に記載のシステム。
13. １つ以上のコンポーネントが、軸を中心にして等距離に配置された、請求項１１に記載のシステム。
14. １つ以上のコンポーネントが、ＲＦ整合回路網の同調コンポーネントおよび負荷コンポーネントである、請求項１に記載のシステム。
15. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、キャパシタである、請求項１１に記載のシステム。
16. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、インダクタである、請求項１１に記載のシステム。
17. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、抵抗である、請求項１１に記載のシステム。
18. １つ以上のコンポーネントの少なくとも１つが、可変インピーダンスコンポーネントである、請求項１１に記載のシステム。
19. １つ以上のコンポーネントを含むＲＦ整合回路網が、電流ホットスポットの形成を防止するように配置された、請求項１１に記載のシステム。
20. 第１の軸を有する第１のコネクタにおいてＲＦエネルギーを受け取るステップと、
    第１のコネクタにおいて受け取られたＲＦエネルギーを、第２の軸を中心にして対称に配置された１つ以上のコンポーネントを有するＲＦ整合回路網に結合するステップと、
    ＲＦ整合回路網におけるＲＦエネルギーを、第３の軸を有する第２のコネクタに結合するステップと、 ＲＦエネルギーが第２のコネクタから反射されるのを防止するステップと、
    を備える方法。
21. ＲＦエネルギーの反射を防止するステップが、実質的に同一の直線上に配列された状態で第１の軸、第２の軸、および第３の軸を整列させる工程を含む、請求項２０に記載の方法。
22. 第２のコネクタからＲＦエネルギーが反射されるのを防止するステップが、ＲＦエネルギーの周波数を変える工程を含む、請求項２０に記載の方法。
23. 第２のコネクタからＲＦエネルギーが反射されるのを防止するステップが、１つ以上のコンポーネントの少なくとも１つのインピーダンスを変える工程を含む、請求項２０に記載の方法。
24. 第１のコネクタにおけるＲＦエネルギーを、第２の軸を中心にして対称に配置された１つ以上のコンポーネントを有するＲＦ整合回路網に結合するステップが、ホットスポットの形成を防止する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
25. ＲＦ整合回路網におけるＲＦエネルギーを第２のコネクタに結合するステップが、ホットスポットの形成を防止する工程を含む、請求項２０に記載の方法。

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