JP2023166424A - モノリシックモジュラー高周波プラズマ源 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ均一性を向上させるアプリケータを構成するため、モノリシックソースアレイを構成する。【解決手段】本明細書で開示される実施形態は、モノリシックソースアレイを含む。一実施形態では、モノリシックソースアレイ１５０は、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する誘電体板を備える。モノリシックソースアレイは、誘電体板の第１の表面から外に延びる複数の突出部であって、複数の突出部および誘電体板が、モノリシック構造である、複数の突出部をさらに備え得る。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１９年９月２７日に出願された、米国非仮出願第１６／５８６，４６２号の優先権を主張する。

実施形態は、半導体製造の分野に関し、特に、高周波プラズマ源のためのモノリシックソースアレイに関する。

高周波プラズマ源には、誘電体板中の開口を通過するアプリケータを含むものがある。誘電体板を通る開口は、アプリケータ（たとえば、誘電体キャビティ共振器）がプラズマ環境に曝露されることを可能にする。しかしながら、プラズマは、アプリケータを取り囲む空間中の誘電体板中の開口においても生成されることが示されている。これは、処理チャンバ内でプラズマ非均一性を生成する可能性を有する。その上、プラズマ環境にアプリケータを曝露することは、アプリケータのより急速な劣化につながり得る。

いくつかの実施形態では、アプリケータは、誘電体板の上に、または誘電体板の中への（しかし誘電体板を貫かない）キャビティ内に位置決めされる。そのような構成は、チャンバの内部との低減された結合を有し、それゆえ、最適なプラズマ生成を提供しない。高周波電磁放射線の、チャンバの内部との結合は、部分的には、高周波電磁放射線がそれにわたって伝搬する必要がある、誘電体板とアプリケータとの間の追加のインターフェースにより減少される。加えて、各アプリケータにおける、および異なる処理ツールにわたるインターフェース（たとえば、アプリケータの位置決め、アプリケータおよび／または誘電体板の表面粗さ、誘電体板に対するアプリケータの角度など）の変動は、プラズマ非均一性を生じ得る。

とりわけ、アプリケータが、誘電体板とは個別の構成要素であるとき、（単一の処理チャンバ内の、および／または異なる処理チャンバにわたる（たとえば、チャンバマッチング））プラズマ非均一性は、より起こりやすい。たとえば、個別の構成要素の場合、小さい変動（たとえば、組立、機械加工公差などの変動）は、チャンバ内の処理状況に悪影響を及ぼすプラズマ非均一性を生じることがある。

本明細書で開示される実施形態は、モノリシックソースアレイを含む。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する誘電体板を備える。モノリシックソースアレイは、誘電体板の第１の表面から外に延びる複数の突出部であって、複数の突出部および誘電体板が、モノリシック構造である、複数の突出部をさらに備え得る。

追加の実施形態は、処理ツールのためのアセンブリを含み得る。一実施形態では、アセンブリは、モノリシックソースアレイとハウジングとを備える。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、誘電体板と、誘電体板の表面から上向きに延びる複数の突出部とを備える。一実施形態では、ハウジングは、突出部の各々を受け入れるようにサイズ決定された複数の開口を備える。

本明細書で開示される追加の実施形態は、処理ツールを備える。一実施形態では、処理ツールは、チャンバと、チャンバとインターフェースするアセンブリとを備える。一実施形態では、アセンブリは、モノリシックソースアレイとハウジングとを備える。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する誘電体板を備える。一実施形態では、第２の表面は、チャンバの内部空間に曝露され、第２の表面は、外部環境に曝露される。モノリシックソースアレイは、誘電体板の第１の表面から外に延びる複数の突出部をさらに備え得る。一実施形態では、複数の突出部および誘電体板が、モノリシック構造である。一実施形態では、ハウジングは、導電性本体と、導電性本体を通る複数の開口とを備える。一実施形態では、各開口は、突出部のうちの１つを取り囲むようにサイズ決定される。

一実施形態による、複数のアプリケータを備えるモノリシックソースアレイをもつモジュラー高周波放出源を備える処理ツールの概略図である。 一実施形態による、モジュラー高周波放出モジュールのブロック図である。 一実施形態による、複数のアプリケータと誘電体板とを備えるモノリシックソースアレイの斜視図である。 一実施形態による、ラインＢ－Ｂ’に沿った図３Ａ中のモノリシックソースアレイの断面図である。 一実施形態による、誘電体板の表面の上のパッシベーション層をもつモノリシックソースアレイの断面図である。 一実施形態による、１つまたは複数の表面の上の導電層をもつモノリシックソースアレイの断面図である。 一実施形態による、形状が六角形である複数のアプリケータをもつモノリシックソースアレイの平面図である。 一実施形態による、モノリシックソースアレイと、アセンブリを形成するためにモノリシックソースアレイとインターフェースするハウジングとの斜視図である。 一実施形態による、モノリシックソースアレイとハウジングとがともにかみ合った後のアセンブリの断面図である。 一実施形態による、アセンブリからの構成要素を備えるアプリケータの断面図である。 一実施形態による、モノリシックソースアレイとハウジングとを含むアセンブリを備える処理ツールの断面図である。 一実施形態による、高周波プラズマツールと連携して使用され得る例示的なコンピュータシステムのブロック図である。

本明細書で説明されるシステムは、高周波プラズマ源のためのモノリシックソースアレイを含む。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることが、当業者には明らかであろう。他の事例では、よく知られている態様は、実施形態を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明されない。その上、添付の図面中に示されている様々な実施形態は、例示的表現であり、必ずしも一定の縮尺で描画されているとは限らないことを理解されたい。

上述のように、個別のアプリケータをもつ高周波プラズマ源は、チャンバ内のプラズマ非均一性を、およびチャンバの中への高周波電磁放射線の非最適注入を生じ得る。プラズマにおける非均一性は、組立問題、製造公差、劣化など、異なる理由のために起こり得る。チャンバの中への高周波電磁放射線の非最適注入は、（部分的には）アプリケータと誘電体板との間のインターフェースから生じ得る。

したがって、本明細書で開示される実施形態は、モノリシックソースアレイを含む。一実施形態では、モノリシックソースアレイは、誘電体板と、誘電体板の表面から上向きに延びる複数の突出部とを備える。とりわけ、突出部および誘電体板は、モノリシック部分を形成する。すなわち、突出部および誘電体板は、材料の単一のブロックから作製される。突出部は、アプリケータとして使用されるのに好適な寸法を有する。たとえば、モノポールアンテナを収容する、突出部の中への孔が、作製され得る。突出部は、それゆえ、誘電体キャビティ共振器として機能し得る。

モノリシック部分としてソースアレイを実装することは、数個の優位性を有する。１つの利点は、タイトな機械加工公差が、部品の間の高度の均一性を提供するために維持され得ることである。個別のアプリケータが、組立を必要とするのに対して、モノリシックソースアレイは、起こり得る組立ばらつきを回避する。加えて、モノリシックソースアレイの使用は、アプリケータと誘電体板との間の物理的インターフェースがもはやないので、チャンバの中への高周波電磁放射線の改善された注入を提供する。

モノリシックソースアレイは、チャンバ中の改善されたプラズマ均一性をも提供する。とりわけ、プラズマに曝露される誘電体板の表面は、アプリケータを収容するための間隙を含まない。その上、突出部と誘電体板との間に物理的インターフェースがないことは、誘電体板中で広がる横方向の電界を改善する。

次に図１を参照すると、一実施形態による、プラズマ処理ツール１００の断面図が示されている。いくつかの実施形態では、処理ツール１００は、プラズマを利用する任意のタイプの処理動作に好適な処理ツールであり得る。たとえば、処理ツール１００は、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、プラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、エッチおよび選択的除去プロセス、ならびにプラズマ洗浄のために使用される処理ツールであり得る。追加の実施形態は、プラズマの生成を伴わない高周波電磁放射線（たとえば、マイクロ波加熱など）を利用する処理ツール１００を含み得る。本明細書で使用される、「高周波」電磁放射線は、無線周波数放射線、超短波放射線、極超短波放射線、およびマイクロ波放射線を含む。「高周波」は、０．１ＭＨｚと３００ＧＨｚとの間の周波数を指すことがある。

概して、実施形態は、チャンバ１７８を含む処理ツール１００を含む。処理ツール１００において、チャンバ１７８は真空チャンバであり得る。真空チャンバは、所望の真空を提供するためにチャンバからガスを取り除くためのポンプ（図示せず）を含み得る。追加の実施形態は、チャンバ１７８の中に処理ガスを提供するための１つまたは複数のガスライン１７０と、チャンバ１７８から副産物を取り除くための排気ライン１７２とを含むチャンバ１７８を含み得る。示されていないが、ガスはまた、基板１７４の上で処理ガスを均等に分配するための（たとえば、シャワーヘッドとしての）モノリシックソースアレイ１５０を通ってチャンバ１７８の中に注入され得ることを諒解されたい。

一実施形態では、基板１７４は、チャック１７６上で支持され得る。たとえば、チャック１７６は、静電チャックなど、任意の好適なチャックであり得る。チャック１７６は、処理中に基板１７４に温度制御を提供するために、冷却ラインおよび／またはヒータをも含み得る。本明細書で説明される高周波放出モジュールのモジュラー構成により、実施形態は、処理ツール１００が任意のサイズの基板１７４を収容することを可能にする。たとえば、基板１７４は、半導体ウエハ（たとえば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ以上）であり得る。代替実施形態は、半導体ウエハ以外の基板１７４をも含む。たとえば、実施形態は、（たとえば、ディスプレイ技術のために）ガラス基板を処理するために構成された処理ツール１００を含み得る。

一実施形態によれば、処理ツール１００は、モジュラー高周波放出源１０４を含む。モジュラー高周波放出源１０４は、高周波放出モジュール１０５のアレイを備え得る。一実施形態では、各高周波放出モジュール１０５は、発振器モジュール１０６、増幅モジュール１３０、およびアプリケータ１４２を含み得る。示されているように、アプリケータ１４２は、モノリシックソースアレイ１５０に統合されているものとして概略的に示されている。しかしながら、モノリシックソースアレイ１５０は、アプリケータ１４２の１つまたは複数の部分（たとえば、誘電体共振体）と、チャンバ１７８の内部に対向する誘電体板とを備えるモノリシック構造であり得ることを諒解されたい。

一実施形態では、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０は、固体電気部品である電気部品を備え得る。一実施形態では、複数の発振器モジュール１０６の各々は、異なる増幅モジュール１３０に通信可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、発振器モジュール１０６と増幅モジュール１３０との間の１：１の比があり得る。たとえば、各発振器モジュール１０６は、単一の増幅モジュール１３０に電気的に結合され得る。一実施形態では、複数の発振器モジュール１０６は、インコヒーレント電磁放射線を生成し得る。したがって、チャンバ１７８中で誘起された電磁放射線は、望ましくない干渉縞を生じるという様式で相互作用しない。

一実施形態では、各発振器モジュール１０６は、増幅モジュール１３０に伝えられる高周波電磁放射線を生成する。増幅モジュール１３０による処理の後に、電磁放射線は、アプリケータ１４２に伝えられる。一実施形態では、アプリケータ１４２は、各々、チャンバ１７８の中に電磁放射線を放出する。いくつかの実施形態では、アプリケータ１４２は、プラズマをもたらすために、チャンバ１７８中で処理ガスに電磁放射線を結合する。

次に図２を参照すると、一実施形態による、固体高周波放出モジュール１０５の概略図が示されている。一実施形態では、高周波放出モジュール１０５は、発振器モジュール１０６を備える。発振器モジュール１０６は、所望の周波数において高周波電磁放射線をもたらすために、電圧制御発振器２２０に入力電圧を提供するための電圧制御回路２１０を含み得る。実施形態は、約１Ｖ ＤＣと約１０Ｖ ＤＣとの間の入力電圧を含み得る。電圧制御発振器２２０は、それの発振周波数が入力電圧によって制御される電子発振器である。一実施形態によれば、電圧制御回路２１０からの入力電圧は、電圧制御発振器２２０が所望の周波数において発振することを生じる。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約０．１ＭＨｚと約３０ＭＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約３０ＭＨｚと約３００ＭＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約３００ＭＨｚと約１ＧＨｚとの間の周波数を有し得る。一実施形態では、高周波電磁放射線は、約１ＧＨｚと約３００ＧＨｚとの間の周波数を有し得る。

一実施形態によれば、電磁放射線は、電圧制御発振器２２０から増幅モジュール１３０に伝えられる。増幅モジュール１３０は、ドライバ／前置増幅器２３４と、各々が電源２３９に結合された主電力増幅器２３６とを含み得る。一実施形態によれば、増幅モジュール１３０は、パルスモードで動作し得る。たとえば、増幅モジュール１３０は、１％と９９％との間のデューティサイクルを有し得る。より詳細な実施形態では、増幅モジュール１３０は、約１５％と約５０％との間のデューティサイクルを有し得る。

一実施形態では、電磁放射線は、増幅モジュール１３０によって処理された後に、熱遮蔽体２４９およびアプリケータ１４２に伝えられ得る。しかしながら、熱遮蔽体２４９に伝えられた電力の一部分は、出力インピーダンスの不整合により反射し戻され得る。したがって、いくつかの実施形態は、順方向電力２８３および反射電力２８２のレベルが、検知され、制御回路モジュール２２１にフィードバックされることを可能にする検出器モジュール２８１を含む。検出器モジュール２８１は、（たとえば、サーキュレータ２３８と熱遮蔽体２４９との間の）システムにおける１つまたは複数の異なるロケーションに配置され得ることを諒解されたい。一実施形態では、制御回路モジュール２２１は、順方向電力２８３および反射電力２８２を解釈し、発振器モジュール１０６に通信可能に結合された制御信号２８５のレベルと、増幅モジュール１３０に通信可能に結合された制御信号２８６のレベルとを決定する。一実施形態では、制御信号２８５は、増幅モジュール１３０に結合される高周波放射線を最適化するように発振器モジュール１０６を調節する。一実施形態では、制御信号２８６は、熱遮蔽体２４９を通ってアプリケータ１４２に結合される出力電力を最適化するように増幅モジュール１３０を調節する。一実施形態では、熱遮蔽体２４９におけるインピーダンス整合の調整に加えて、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０のフィードバック制御は、反射電力のレベルが順方向電力の約５％未満であることを可能にし得る。いくつかの実施形態では、発振器モジュール１０６および増幅モジュール１３０のフィードバック制御は、反射電力のレベルが順方向電力の約２％未満であることを可能にし得る。

したがって、実施形態は、順方向電力の増加された割合が結合されて処理チャンバ１７８の中に入ることを可能にし、プラズマに結合される利用可能な電力を増加させる。その上、フィードバック制御を使用するインピーダンス同調は、一般的なスロット板アンテナにおけるインピーダンス同調より優れている。スロット板アンテナにおいて、インピーダンス同調は、アプリケータ中に形成された２つの誘電体スラグを移動させることを伴う。これは、アプリケータの複雑さを増加させる、アプリケータ中の２つの別個の構成要素の機械的な動きを伴う。その上、機械的な動きは、電圧制御発振器２２０によって提供され得る周波数の変化ほど正確ではないことがある。

次に図３Ａを参照すると、一実施形態による、モノリシックソースアレイ３５０の斜視図が示されている。一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０は、誘電体板３６０と、誘電体板３６０から上向きに延びる複数の突出部３６６とを備える。一実施形態では、誘電体板３６０および複数の突出部３６６は、モノリシック構造である。すなわち、突出部３６６の底部と誘電体板３６０の第１の表面３６１との間に物理的インターフェースはない。本明細書で使用される、「物理的インターフェース」は、第２の個別の物体の第２の表面に接触する第１の個別の物体の第１の表面を指す。

突出部３６６の各々は、処理チャンバ１７８の中に高周波電磁放射線を注入するために使用されるアプリケータ１４２の一部分である。とりわけ、突出部３６６は、アプリケータ１４２の共振体として機能する。アプリケータ１４２の他の構成要素（たとえば、モノポールアンテナ、および共振体を取り囲む接地されたハウジング）は、モノリシックソースアレイ３５０とは個別の構成要素であり得、以下でより詳細に説明される。

誘電体板３６０は、第１の表面３６１と、第１の表面３６１とは反対側の第２の表面３６２とを備える。誘電体板は、第１の表面３６１と第２の表面３６２との間に第１の厚さＴ_１を有する。一実施形態では、第１の厚さＴ_１は、約３０ｍｍ未満、約２０ｍｍ未満、約１０ｍｍ未満、または約５ｍｍ未満である。特定の実施形態では、第１の厚さＴ_１は、約３ｍｍである。第１の厚さＴ_１を減少させることは、処理チャンバの中への高周波電磁放射線の改善された結合を提供する。しかしながら、第１の厚さＴ_１の増加は、改善された機械的支持体を提供し得、機械的故障（たとえば、誘電体板３６０のひび割れ）の可能性を減少させる。図示されている実施形態では、実質的に円形の形状をもつ誘電体板３６０が示されている。しかしながら、誘電体板３６０は、任意の所望の形状（たとえば、多角形、楕円形、くさび形など）を有し得ることを諒解されたい。

複数の突出部３６６は、誘電体板３６０の第１の表面３６１から上向きに延びる。たとえば、側壁３６４は、誘電体板３６０の第１の表面３６１に対して実質的に垂直に向けられる。突出部３６６は、第３の表面３６３をさらに備える。第３の表面３６３は、第１の表面３６１に実質的に平行であり得る。一実施形態では、孔３６５は、各突出部の第３の表面３６３の中に配設される。孔３６５は、アプリケータ１４２のモノポールアンテナを収容するようにサイズ決定される。一実施形態では、孔３６５は、突出部３６６の軸心に位置決めされる。

一実施形態では、突出部３６６は、第１の表面３６１と第３の表面３６３との間に第２の厚さＴ_２を有し得る。一実施形態では、第２の厚さＴ_２は、アプリケータに共振体を提供するように選定され得る。たとえば、突出部３６６の寸法は、考慮事項の中でも、少なくとも、モノリシックソースアレイの材料、誘電体板３６０の厚さ、所望の動作周波数に依存し得る。実施形態は、概して、誘電体板の第１の厚さＴ_１が増加するにつれて突出部の第２の厚さＴ_２を減少させることを含み得る。

一実施形態では、複数の突出部３６６は、アレイ中に配列される。図示されている実施形態では、複数の突出部３６６は稠密アレイ中に配列されるが、他の充填配列が可能である。その上、１９個の突出部３６６が示されているが、実施形態は、誘電体板３６０の第１の表面３６１から離れる方向に延びる１つまたは複数の突出部３６６を含み得ることを諒解されたい。図示されている実施形態では、突出部３６６の各々は、同じ寸法（たとえば、厚さＴ_２および幅Ｗ）を有する。他の実施形態では、突出部３６６の寸法は、非均一であり得る。

一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０は、誘電体材料を含む。たとえば、モノリシックソースアレイ３５０は、セラミック材料であり得る。一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０のために使用され得る１つの好適なセラミック材料は、Ａｌ２Ｏ３である。モノリシック構造は、材料の単一のブロックから作製され得る。他の一実施形態では、モノリシックソースアレイ３５０の大まかな形状が、成形プロセスを用いて形成され、その後、所望の寸法をもつ最終構造を提供するために機械加工され得る。たとえば、未加工状態機械加工および焼成が、モノリシックソースアレイ３５０の所望の形状を提供するために使用され得る。

次に図３Ｂを参照すると、一実施形態による、ラインＢ－Ｂ’に沿った図３Ａ中のモノリシックソースアレイ３５０の断面図が示されている。示されているように、突出部３６６の側壁表面３６４は、誘電体板３６０の第１の表面３６１と交差する。すなわち、突出部３６６の底部は、誘電体板３６０にシームレスに遷移し、突出部３６６と誘電体板３６０との間に物理的インターフェースはない。

図３Ｂは、突出部３６６の第３の表面３６３の中への孔３６５の深さＤをより明確に図示する。示されているように、孔３６５の深さＤは、突出部３６６の第２の厚さＴ_２未満である。そのような実施形態では、孔３６５は、モノリシックソースアレイ３５０の誘電体板３６０の中に下向きに延びない。他の実施形態では、（たとえば、より大きい第１の厚さＴ_１の場合）孔３６５は、突出部３６６の第２の厚さＴ_２よりも大きい深さＤを有し、モノリシックソースアレイ３５０の誘電体板３６０の中に延び得る。

次に図３Ｃを参照すると、追加の実施形態による、モノリシックソースアレイ３５０の断面図が示されている。図３Ｃ中のモノリシックソースアレイ３５０は、誘電体層３６７がモノリシックソースアレイ３５０の１つまたは複数の表面の上に配設されたことを除き、図３Ｂ中のモノリシックソースアレイ３５０に実質的に類似し得る。図示されている実施形態では、誘電体層３６７は、誘電体板３６０の第２の表面３６２の上に配設される。しかしながら、誘電体層３６７は、モノリシックソースアレイ３５０の任意の数の表面の上に配設され得る。たとえば、誘電体層３６７は、第１の表面３６１、第３の表面３６３、側壁表面３６４の上に、または孔３６５内に配設され得る。一実施形態では、異なる誘電体層３６７が、異なる表面の上に配設され得る。たとえば、第１の組成をもつ第１の誘電体層３６７は、第１の表面３６１の上に配設され得、第２の組成をもつ第２の誘電体層３６７は、第２の表面３６２の上に配設され得る。

いくつかの実施形態では、誘電体層３６７は、場合によってはチャンバ内部に曝露される、モノリシックソースアレイ３５０の部分に保護を提供するために、化学的に不活性の誘電体層であり得る。たとえば、カバーされないままにされたとき、第２の表面３６２の部分は、プラズマ環境に曝露され、浸食または他の劣化をより受けやすくなり得る。一実施形態では、化学的に不活性の誘電体層３６７は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、遷移金属酸化物（たとえば、Ｙ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、またはＬａ_２Ｏ_３）、遷移金属窒化物、およびそれらの組合せのうちの１つまたは複数を含み得る。そのような化学的に不活性の誘電体層３６７は、フッ素（Ｆ）をさらに含み得る。実施形態は、元素のグループ（たとえば、アルミニウム－酸素－窒素（Ａｌ－Ｏ－Ｎ）、アルミニウム－ハフニウム－酸素－フッ素（Ａｌ－Ｈｆ－Ｏ－Ｆ）、イットリウム－酸素－フッ素－窒素（Ｙ－Ｏ－Ｆ－Ｎ）、またはハフニウム－ジルコニウム－酸素－フッ素－窒素（Ｈｆ－Ｚｒ－Ｏ－Ｆ－Ｎ））を含む組成物を含む不活性誘電体層３６７をも含み得る。

一実施形態では、不活性誘電体層３６７は、任意の好適な堆積プロセスを用いてモノリシックソースアレイ３５０の上に堆積され得る。たとえば、不活性誘電体層３６７は、プラズマスプレーコーティング、溶射コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、スパッタリング、原子層堆積（ＡＬＤ）、またはプラズマＡＬＤ（ＰＥ－ＡＬＤ）を使用して塗布され得る。

次に図３Ｄを参照すると、一実施形態による、ラインＢ－Ｂ’に沿った図３Ａ中のモノリシックソースアレイ３５０の断面図が示されている。図３Ｄ中のモノリシックソースアレイ３５０は、導電層３９１が１つまたは複数の表面の上に配設されたことを除き、図３Ｂ中のモノリシックソースアレイ３５０に実質的に類似し得る。たとえば、導電層３９１は、第１の表面３６１、第３の表面３６３、および突出部３６６の側壁３６４のうちの１つまたは複数の上に配設され得る。動作中に、導電層３９１は接地され得る。いくつかの実施形態では、第３の表面３６３は、導電層３９１によって完全にはカバーされないことがある。たとえば、孔３６５に近接した第３の表面３６３の部分は、導電層３９１と、孔３６５の中に挿入されたアンテナ（図示せず）との間のアーキングの可能性を低減するために曝露され得る。一実施形態では、導電層３９１は、任意の好適な導電層（たとえば、アルミニウム、チタンなど）であり得る。

次に図３Ｄを参照すると、追加の実施形態による、モノリシックソースアレイ３５０の平面図が示されている。モノリシックソースアレイ３５０は、突出部３６６が、第１の表面３６１に平行な平面に沿って見られたとき、異なる断面を有することを除き、図３Ａ中のモノリシックソースアレイ３５０に実質的に類似する。図３Ｄ中で、突出部３６６の輪郭は、図３Ａ中では円形であることと対比して、形状が実質的に六角形である。円形および六角形の断面の例が示されているが、突出部３６６は、多くの異なる断面を備え得ることを諒解されたい。たとえば、突出部３６６の断面は、中心対称である任意の形状を有し得る。

次に図４Ａを参照すると、一実施形態による、アセンブリ４７０の分解図が示されている。一実施形態では、アセンブリ４７０は、モノリシックソースアレイ４５０とハウジング４７２とを備える。モノリシックソースアレイ４５０は、上記で説明されたモノリシックソースアレイ３５０に実質的に類似し得る。たとえば、モノリシックソースアレイ４５０は、誘電体板４６０と、誘電体板４６０から上向きに延びる複数の突出部４６６とを備え得る。

一実施形態では、ハウジング４７２は、導電性本体４７３を備える。たとえば、導電性本体４７３は、アルミニウムなどであり得る。ハウジングは、複数の開口４７４を備える。開口４７４は、導電性本体４７３の厚さを完全に通過し得る。開口４７４は、突出部４６６を受け入れるようにサイズ決定され得る。たとえば、ハウジング４７２が、（矢印によって指し示されているように）モノリシックソースアレイ４５０に向かって変位されるにつれて、突出部４６６は、開口４７４の中に挿入される。

図示されている実施形態では、ハウジング４７２は、単一の導電性本体４７３として示されている。しかしながら、ハウジング４７２は、１つまたは複数の個別の導電性構成要素を備え得ることを諒解されたい。個別の構成要素は、個々に接地され得るか、または個別の構成要素は、単一の電気的な導電性本体４７３を形成するために、機械的にまたは任意の形式の金属ボンディングによって連結され得る。

次に図４Ｂを参照すると、一実施形態による、アセンブリ４７０の断面図が示されている。示されているように、ハウジング４７２の導電性本体４７３は、誘電体板４６０の第１の表面４６１によって支持される。図示されている実施形態では、導電性本体４７３は、第１の表面４６１によって直接的に支持されるが、熱インターフェース材料などが、導電性本体４７３を第１の表面４６１から分離してもよいことを諒解されたい。一実施形態では、誘電体板４６０の第２の表面４６２は、ハウジング４７２から反対側に面する。

一実施形態では、ハウジング４７２は、第３の厚さＴ_３を有する。ハウジング４７２の第３の厚さＴ_３は、突出部４６６の第２の厚さＴ_２に類似し得る。他の実施形態では、ハウジング４７２の第３の厚さＴ_３は、突出部４６６の第２の厚さＴ_２よりも大きいことも小さいこともある。

図示されている実施形態では、開口４７４は、突出部４６６の幅Ｗよりも大きい開口径Ｏを有する。寸法の差は、突出部４６６の側壁と、導電性本体４７３の側壁との間の間隙４７５を生じる。間隙４７５は、モノリシックソースアレイ４５０とハウジング４７２との間のセキュアな嵌合を依然として維持しながら、ある程度の熱膨張に対処するのに適していることがある。

以下でより詳細に示されるように、アセンブリ４７０の異なる表面は、異なる環境に曝露される。たとえば、第２の表面４６２は、チャンバ空間に曝露されるように構成される。アセンブリ４７０の反対側は、動作中に、大気、またはチャンバ空間のものよりも高い圧力（たとえば、約１．０ａｔｍ以上）をもつ他の環境に曝露されるように構成される。したがって、導電性本体４７３と突出部４６６との間の小さい間隙４７５は、プラズマを点火するのに好適な低圧環境を経験しない。

次に図４Ｃを参照すると、一実施形態による、アセンブリ４７０と統合されたアプリケータ４４２の断面図が示されている。一実施形態では、アプリケータ４４２は、突出部４６６と、突出部４６６を取り囲む導電性本体４７３と、孔４６５の中に延びるモノポールアンテナ４６８とを備える。一実施形態では、導電性板４７６は、突出部４６６の上面をもカバーし得る。したがって、アセンブリ４７０の部分は、アプリケータ４４２の構成要素として使用され得る。たとえば、突出部４６６は、モノリシックソースアレイ４５０の一部分であり、アプリケータ４４２の誘電体キャビティ共振器として機能し、導電性本体４７３は、ハウジングの一部分４７２であり、アプリケータ４４２のための誘電体キャビティ共振器を取り囲む接地平面として機能する。

モノポールアンテナ４６８は、アセンブリ４７０の上側のシールディング４６９によって取り囲まれ得、モノポールアンテナ４６８は、高周波電源（たとえば、高周波放出モジュール１０５など）に電気的に結合され得る。モノポールアンテナ４６８は、導電性板４７６を通過し、孔４６５の中に延びる。いくつかの実施形態では、孔４６５は、モノポールアンテナ４６８よりも深く突出部４６６の中に延びる。加えて、孔４６５の幅は、モノポールアンテナ４６８の幅よりも大きいことがある。したがって、熱膨張のための公差が、モノリシックソースアレイ４５０の損傷を防ぐためにいくつかの実施形態において提供される。導電性本体４７３の底面と、誘電体板４６０の第１の表面４６１との間の熱インターフェース材料４７７も、図４Ｃ中に示されている。熱インターフェース材料４７７は、アクティブ加熱または冷却が、アセンブリ４７０において実装されたとき、導電性本体４７３と誘電体板４６０との間の熱伝達を改善し得る。他の実施形態では、熱インターフェース材料４７７は、ボンディング層であるか、または熱インターフェース材料４７７およびボンディング層であり得る。

次に図５を参照すると、一実施形態による、アセンブリ５７０を含む処理ツール５００の断面図が示されている。一実施形態では、処理ツールは、アセンブリ５７０によって密封されたチャンバ５７８を備える。たとえば、アセンブリ５７０は、チャンバ５７８の内部空間５８３に真空シールを提供するために、１つまたは複数のＯリング５８１に対して静止し得る。他の一実施形態では、アセンブリ５７０は、チャンバ５７８とインターフェースし得る。すなわち、アセンブリ５７０は、チャンバ５７８を密封する蓋の一部分であり得る。一実施形態では、処理ツール５００は、（ともに流体的に結合され得る）複数の処理空間を備え得、各処理空間は、異なるアセンブリ５７０を有する。一実施形態では、チャック５７９などは、ワークピース５７４（たとえば、ウエハ、基板など）を支持し得る。

一実施形態では、アセンブリ５７０は、上記で説明されたアセンブリ４７０に実質的に類似し得る。たとえば、アセンブリ５７０は、モノリシックソースアレイ５５０、およびハウジング５７２を備える。モノリシックソースアレイ５５０は、誘電体板５６０と、誘電体板５６０の第１の表面５６１から上向きに延びる複数の突出部５６６とを備え得る。誘電体板５６０の第２の表面５６２は、チャンバ５７８の内部空間５８３に曝露され得る。ハウジング５７２は、突出部５６６を受け入れるようにサイズ決定された開口を有し得る。いくつかの実施形態では、間隙５７５が、熱膨張に対処するために、突出部５６６と、ハウジング５７２の導電性本体５７３との間に提供され得る。一実施形態では、モノポールアンテナ５６８は、突出部５６６中の孔５６５の中に延び得る。モノポールアンテナ５６８は、ハウジング５７２および突出部５６６の上の上板５７６を通過し得る。

一実施形態では、チャンバ空間５８３は、プラズマ５８２をストライクするのに好適であり得る。すなわち、チャンバ空間５８３は、真空チャンバであり得る。一実施形態では、（第２の表面５６２が、上記で説明されたものなど、誘電体層によってカバーされない場合）第２の表面５６２のみが、チャンバ空間５８３に曝露される。反対側の表面は、チャンバ空間積５８３の外側にあり、それゆえ、プラズマ５８２をストライクするために必要とされる低圧状況を経験しない。したがって、突出部５６６の側壁と導電性本体５７３との間の間隙５７５中に高電界があるときでも、生成されるプラズマはない。

次に図６を参照すると、一実施形態による、処理ツールの例示的なコンピュータシステム６６０のブロック図が図示されている。一実施形態では、コンピュータシステム６６０は、処理ツールに結合され、処理ツールにおける処理を制御する。コンピュータシステム６６０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、またはインターネットにおいて他のマシンに接続（たとえば、ネットワーク化）され得る。コンピュータシステム６６０は、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバまたはクライアントマシンの能力内で、あるいはピアツーピア（または分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作し得る。コンピュータシステム６６０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、セルラー電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはそのマシンによってとられるべきアクションを指定する（連続したまたはそれ以外の）命令のセットを実行することが可能な任意のマシンであり得る。さらに、単一のマシンのみがコンピュータシステム６６０のために図示されているが、「マシン」という用語は、本明細書で説明される方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実行するために、命令の１つのセット（または複数のセット）を個々にまたは一緒に実行するマシン（たとえば、コンピュータ）の任意の集合を含むとも解釈されるべきである。

コンピュータシステム６６０は、命令を記憶した非一時的マシン可読媒体を有するコンピュータプログラム製品またはソフトウェア６２２を含み得、これは、実施形態によるプロセスを実施するようにコンピュータシステム６６０（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る。マシン可読媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）によって可読な形式で情報を記憶または送信するための任意の機構を含む。たとえば、マシン可読（たとえば、コンピュータ可読）媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）可読ストレージ媒体（たとえば、読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイスなど）、マシン（たとえば、コンピュータ）可読伝送媒体（電気的、光学的、音響的または他の形式の伝播信号（たとえば、赤外線信号、デジタル信号など））などを含む。

一実施形態では、コンピュータシステム６６０は、バス６３０を介して互いと通信する、システムプロセッサ６０２、メインメモリ６０４（たとえば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）またはランバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）など）、スタティックメモリ６０６（たとえば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）など）、および２次メモリ６１８（たとえば、データストレージデバイス）を含む。

システムプロセッサ６０２は、マイクロシステムプロセッサ、中央処理ユニットなど、１つまたは複数の汎用処理デバイスを表す。より詳細には、システムプロセッサは、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロシステムプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロシステムプロセッサ、他の命令セットを実装するシステムプロセッサ、または命令セットの組合せを実装するシステムプロセッサであり得る。システムプロセッサ６０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号システムプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークシステムプロセッサなど、１つまたは複数の専用処理デバイスであり得る。システムプロセッサ６０２は、本明細書で説明される動作を実施するための処理論理６２６を実行するように構成される。

コンピュータシステム６６０は、他のデバイスまたはマシンと通信するためのシステムネットワークインターフェースデバイス６０８をさらに含み得る。コンピュータシステム６６０は、ビデオディスプレイユニット６１０（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、または陰極線管（ＣＲＴ））、英数字入力デバイス６１２（たとえば、キーボード）、カーソル制御デバイス６１４（たとえば、マウス）、および信号生成デバイス６１６（たとえば、スピーカー）をも含み得る。

２次メモリ６１８は、本明細書で説明される方法論または機能のうちのいずれか１つまたは複数を具現する１つまたは複数の命令のセット（たとえば、ソフトウェア６２２）が記憶される、マシンアクセス可能ストレージ媒体６３２（またはより具体的には、コンピュータ可読ストレージ媒体）を含み得る。ソフトウェア６２２はまた、コンピュータシステム６６０によるそれの実行中に、完全にまたは少なくとも部分的にメインメモリ６０４内におよび／またはシステムプロセッサ６０２内に常駐し得、メインメモリ６０４およびシステムプロセッサ６０２はマシン可読ストレージ媒体をもなす。ソフトウェア６２２はさらに、システムネットワークインターフェースデバイス６０８を介してネットワーク６２０上で送信または受信され得る。一実施形態では、ネットワークインターフェースデバイス６０８は、ＲＦ結合、光結合、音響結合、または誘導性結合を使用して動作し得る。

マシンアクセス可能ストレージ媒体６３２は、単一の媒体であるように例示的な実施形態において示されているが、「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、１つまたは複数の命令のセットを記憶する、単一の媒体または複数の媒体（たとえば、集中または分散データベースならびに／あるいは関連付けられたキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、マシンによる実行のための命令のセットを記憶または符号化することが可能であり、マシンが方法論のうちのいずれか１つまたは複数を実施することを引き起こす任意の媒体を含むとも解釈されるべきである。「マシン可読ストレージ媒体」という用語は、したがって、限定されないが、固体メモリ、ならびに光学および磁気媒体を含むと解釈されるべきである。

上記の明細書では、具体的で例示的な実施形態が説明された。様々な変更が、以下の請求項の範囲から逸脱することなく実施形態になされ得ることは明白である。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく例示的な意味で顧慮されるべきである。

Claims (20)

1. 第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する誘電体板と、
   前記誘電体板の前記第１の表面から外に延びる複数の突出部とを備え、前記複数の突出部および前記誘電体板が、モノリシック構造である、モノリシックソースアレイ。
2. 各突出部が、側壁表面および第３の表面を備え、前記第３の表面が、前記第１の表面に平行である、請求項１に記載のモノリシックソースアレイ。
3. 各突出部が、前記第３の表面の中への孔をさらに備える、請求項２に記載のモノリシックソースアレイ。
4. 前記孔の深さが、前記第３の表面と前記第１の表面との間の前記突出部の厚さ未満である、請求項３に記載のモノリシックソースアレイ。
5. 前記複数の突出部の各突出部が、前記第１の表面に対して垂直な軸について中心対称である、請求項１に記載のモノリシックソースアレイ。
6. 前記第１の表面に平行な平面に沿った各突出部の断面が、円形である、請求項５に記載のモノリシックソースアレイ。
7. 前記第１の表面に平行な平面に沿った各突出部の断面が、多角形である、請求項５に記載のモノリシックソースアレイ。
8. 前記誘電体板が、約３０ｍｍ以下である、前記第１の表面と前記第２の表面との間の厚さを有する、請求項１に記載のモノリシックソースアレイ。
9. 前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記厚さが、約１０ｍｍ以下である、請求項８に記載のモノリシックソースアレイ。
10. 前記誘電体板が、前記第２の表面の上に不活性誘電体層を備える、請求項１に記載のモノリシックソースアレイ。
11. 前記不活性誘電体層が、ＡｌＮと、ＳｉＮと、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、遷移金属窒化物と、遷移金属酸化物と、Ａｌ、Ｏ、およびＮを含む組成物と、Ａｌ、Ｈｆ、Ｏ、およびＦを含む組成物と、Ｙ、Ｏ、Ｆ、およびＮを含む組成物と、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｏ、Ｆ、およびＮを含む組成物とのうちの１つまたは複数を含む、請求項１０に記載のモノリシックソースアレイ。
12. 前記誘電体板および前記突出部が、Ａｌ_２Ｏ_３を含む、請求項１に記載のモノリシックソースアレイ。
13. モノリシックソースアレイであって、前記モノリシックソースアレイが、誘電体板と、前記誘電体板の表面から上向きに延びる複数の突出部とを備える、モノリシックソースアレイと、
    前記モノリシックソースアレイの上のハウジングであって、前記ハウジングが、前記突出部の各々を受け入れるようにサイズ決定された複数の開口を備える、ハウジングと
    を備える、アセンブリ。
14. 前記ハウジングが、導電性材料である、請求項１３に記載のアセンブリ。
15. 前記ハウジングが、熱インターフェース材料によって前記誘電体板の前記表面から分離された、請求項１３に記載のアセンブリ。
16. 前記複数の開口が、前記ハウジングの厚さ全体を通過する、請求項１３に記載のアセンブリ。
17. チャンバと、
    前記チャンバとインターフェースするアセンブリであって、前記アセンブリは、
    モノリシックソースアレイであって、
    第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する誘電体板であって、前記第２の表面が、前記チャンバの内部空間に曝露され、前記第２の表面が、外部環境に曝露された、誘電体板と、
    前記誘電体板の前記第１の表面から外に延びる複数の突出部であって、前記複数の突出部および前記誘電体板が、モノリシック構造である、複数の突出部と
    を含む、モノリシックソースアレイと、
    ハウジングであって、前記ハウジングが、
    導電性本体と、
    前記導電性本体を通る複数の開口であって、各開口が、前記突出部のうちの１つを取り囲むようにサイズ決定された、複数の開口と
    を含む、ハウジングと
    を含む、アセンブリと
    を備える、処理ツール。
18. 各突出部が、孔を備え、モノポールアンテナが、各孔中に配設された、請求項１７に記載の処理ツール。
19. 各モノポールアンテナが、異なる高周波放出モジュールに結合された、請求項１８に記載の処理ツール。
20. 前記モノリシックソースアレイから反対側に面する前記ハウジングの表面の上のプレート
    をさらに備える、請求項１７に記載の処理ツール。

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