JP2019046805A - トロイダルプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
プラズマ処理装置であって、
a)真空チャンバであって、導管、プロセスチャンバ、ガスを前記真空チャンバの中に導入するための第1のガス入力ポート、およびガスを前記真空チャンバから排気するためのポンプポートを備える、真空チャンバと、
b)前記導管を囲繞する磁気コアと、
c)前記磁気コアに電気的に接続される出力を有する、RF電力供給源であって、前記磁気コアを励起し、それによって、トロイダルプラズマループ放電を前記真空チャンバ内に形成する、RF電力供給源と、
d)前記プロセスチャンバ内に位置付けられる、プラズマ処理の間、ワークピースを支持する、取付盤と、
を備える、プラズマ処理装置。
(項目2)
前記真空チャンバは、絶縁材料を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目3)
前記真空チャンバは、伝導性材料を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目4)
前記プロセスチャンバの断面積は、前記導管の断面積より大きい、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目5)
前記ワークピースに近接して位置付けられる、第2のガス入力ポートをさらに備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目6)
第2のポンプポートをさらに備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目7)
前記導管は、前記プロセスチャンバに近接して変化する、断面積を有する、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目8)
前記導管は、溶融シリカ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、複合材材料、およびサファイアから成る群から選定される、誘電材料を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目9)
前記導管は、アルミニウム、鋼鉄、銅、ニッケル、タングステン、モリブデン、ならびにアルミニウム、鋼鉄、銅、ニッケル、タングステン、およびモリブデンの合金から成る群から選定される、伝導性材料を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目10)
前記プロセスチャンバの内側表面は、電気アーク放電、腐食、およびプロセス汚染のうちの少なくとも1つを阻止する、電気絶縁コーティングを備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目11)
前記導管は、それらが接続される前記チャンバに対する電気短絡を防止する、絶縁カラーとともに搭載される、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目12)
前記導管は、内部流体冷却チャネルを備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目13)
前記RF電力供給源によって発生される信号の周波数は、20KHz〜14MHzの範囲内である、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目14)
前記真空チャンバは、流体冷却チャネルを備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目15)
前記取付盤は、前記ワークピースを前記プラズマループに対して平行移動させる、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目16)
前記取付盤は、可動式ウェブ基質取付盤を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目17)
前記取付盤は、前記プラズマループに近接して位置付けられる、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目18)
前記取付盤は、前記プラズマループから変位されるように位置付けられる、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目19)
前記取付盤は、前記プラズマループの中心から0.1cm〜5cmであるように位置付けられる、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目20)
前記取付盤は、内部流体冷却チャネルを備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目21)
前記真空チャンバは、第2の導管を備える、項目1に記載のプラズマ処理装置。
(項目22)
プラズマ処理装置であって、
a)真空チャンバであって、第1および第2の導管、プロセスチャンバ、およびプロセスガスを前記真空チャンバの中に導入するための第1のガス入力ポートを備える、真空チャンバと、
b)前記第1および第2の導管のうちの一方を囲繞する、磁気コアと、
c)前記磁気コアに電気的に接続される出力を有する、RF電力供給源であって、前記磁気コアを励起し、それによって、トロイダルプラズマループ放電を前記真空チャンバ内に形成する、RF電力供給源と、
d)前記プロセスチャンバ内に位置付けられる少なくとも1つのワークピースを支持する、取付盤であって、前記プラズマループの第1の区分からの反応性種に暴露される第1の区分および前記プラズマループの第2の区分からの反応性種に暴露される第2の区分を有する、取付盤と、
を備える、プラズマ処理装置。
(項目23)
前記プラズマループの区分からの反応性種に暴露される、第2の取付盤をさらに備える、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目24)
前記取付盤は、可動式ウェブ基質取付盤を備える、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目25)
前記プラズマループの第1の区分に近接して位置付けられる第2のガス入力ポートと、前記プラズマループの第2の区分に近接して位置付けられる第3のガス入力ポートとをさらに備える、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目26)
前記第1および第2の導管のうちの少なくとも1つは、前記プロセスチャンバに近接して変化する、断面積を有する、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目27)
第2のプロセスチャンバをさらに備える、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目28)
前記第1および第2の導管の他方を囲繞する、第2の磁気コアであって、前記第2の磁気コアを励起し、前記トロイダルプラズマループ放電を前記真空チャンバ内に形成するのを補助する、RF電力供給源に電気的に接続された出力を有する、RF電力供給源に電気的に接続される、第2の磁気コアをさらに備える、項目22に記載のプラズマ処理装置。
(項目29)
前記第2の磁気コアに電気的に接続されたRF電力供給源は、前記第1の磁気コアに電気的に接続されたRF電力供給源と同一である、項目28に記載のプラズマ処理装置。
(項目30)
プラズマ処理の方法であって、
a)第1および第2の導管ならびにプロセスチャンバを備える、真空チャンバを形成するステップと、
b)第1のガス入力ポートにおいて、第1のガスを前記真空チャンバの中に導入するステップと、
c)RF電磁場を前記第1および第2の導管のうちの少なくとも1つの周囲に位置付けられる磁気コアに印加し、トロイダルプラズマループ放電を前記真空チャンバ内に形成するステップと、
d)プラズマ処理のために、ワークピースを前記プロセスチャンバ内に位置付けるステップと、
e)第2のガス入力ポートにおいて、プロセスガスを前記ワークピースに近接して導入するステップと、
を含む、方法。
(項目31)
前記方法は、ダイヤモンド含有フィルムを堆積させる方法を含む、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記方法は、グラフェン含有フィルムを堆積させる方法を含む、項目30に記載の方法。
(項目33)
前記プロセスガスは、水素を含み、前記トロイダルプラズマループ放電は、原子水素を発生させる、項目30に記載の方法。
(項目34)
前記プロセスガスの部分的圧力は、少なくとも1トルである、項目30に記載の方法。(項目35)
吸収されるRF電力は、約10Wcm−3を上回る、項目30に記載の方法。
(項目36)
前記第1のガスは、アルゴンガスを含み、前記プロセスガスは、水素ガスを含む、項目30に記載の方法。
(項目37)
前記ワークピースに近接した前記プロセスチャンバ内のプロセスガスの部分的圧力は、1トル〜100トルの範囲内である、項目30に記載の方法。
(項目38)
前記プラズマ内の電力密度は、少なくとも100Wcm−3である、項目30に記載の方法。
(項目39)
前記ワークピースを前記プラズマに対して平行移動させ、前記プラズマ処理の均一性を改善するステップをさらに含む、項目30に記載の方法。
(項目40)
前記ワークピースを前記プラズマに対して回転させ、前記プラズマ処理の均一性を改善するステップをさらに含む、項目30に記載の方法。
(項目41)
前記ワークピースの表面における温度を制御するステップをさらに含む、項目30に記載の方法。
(項目42)
前記温度を制御するステップは、前記取付盤の温度を制御するステップを含む、項目41に記載の方法。
(項目43)
前記温度を制御するステップは、前記取付盤の位置を前記プラズマループに対して調節するステップを含む、項目41に記載の方法。
(項目44)
前記温度を制御するステップは、前記取付盤とワークピースとの間のガスの圧力を調節するステップを含む、項目41に記載の方法。
(項目45)
前記取付盤を電気的にバイアスし、前記ワークピースに近接する前記プラズマの形状を変化させるステップをさらに含む、項目41に記載の方法。
(項目46)
前記プロセスチャンバと前記導管との間に調節可能ガス流をさらに含む、項目30に記載の方法。
(項目47)
前記プロセスガスは、炭素を含む、項目30に記載の方法。
(項目48)
前記プロセスガスは、水素を含む、項目30に記載の方法。
(項目49)
前記ワークピースの温度を測定し、前記測定に応答して、前記RF電磁場のRF電力を調節するステップをさらに含む、項目30に記載の方法。
(項目50)
第1および第2の導管のうちの少なくとも1つの内側の圧力は、前記プロセスチャンバの内側の圧力と異なる、項目30に記載の方法。
(項目51)
前記プロセスガスは、水素を含み、前記ワークピースの表面上の原子水素の再結合は、前記ワークピースを所望の温度まで加熱する、項目30に記載の方法。
(項目52)
下流プラズマ処理装置であって、
a)真空チャンバであって、前記真空チャンバは、導管、反応チャンバ、不活性ガスを第1の場所において前記真空チャンバの中に導入するための第1のガス入力ポート、プロセスガスを第2の場所において導入するための第2のガス入力ポート、および前記反応チャンバ内で発生された反応性種を通過させるための出口を備え、前記プロセスチャンバ内の反応性ガスの圧力および濃度のうちの少なくとも1つは、前記導管内の前記圧力および濃度のうちの少なくとも1つと異なる、真空チャンバと、
前記導管を囲繞する磁気コアと、
b)前記磁気コアに電気的に接続される出力を有する、RF電力供給源であって、前記磁気コアを励起し、それによって、トロイダルプラズマループ放電を前記真空チャンバ内に形成し、下流処理のための反応性種を発生させる、RF電力供給源と、
を備える、下流プラズマ処理装置。
(均等物)
Claims (1)
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