JP2024530452A - 誘電体薄膜堆積のための変換器結合プラズマ源設計 - Google Patents

Abstract

装置であって、プロセスチャンバを備え、プロセスチャンバは、窓であって、無線周波数（ＲＦ）エネルギーに対して透過性である誘電体材料を含み、第１の側、および、第１の側とは反対の第２の側を有する、窓と、窓によって被覆される開口を有し、窓の第１の側を支持するカラーアセンブリと、窓の第２の側の上方に位置付けられている１つまたは複数のＲＦコイルであって、窓に垂直な第１の軸に沿って見たときに、第１の軸に垂直である第１の基準面と交差する、１つまたは複数のＲＦコイルの最外部分とカラーアセンブリの導電性部分の最内部分との間、および、窓の第１の側と１つまたは複数のＲＦコイルとの間の半径方向距離は、４０ｍｍ以上である、１つまたは複数のＲＦコイルと、を備える、装置。【選択図】図１

Description

参照による組み込み

本出願の一部として、ＰＣＴ願書が本明細書と同時に提出される。同時に提出されるＰＣＴ願書において特定される利益および優先権を本出願が主張する各出願が、参照によりその全体において、あらゆる目的において本明細書に組み込まれる。

背景

プラズマ源は、プロセスガスがそれらのプラズマ源に流入するときに、プロセスガスの中性粒子、イオン、および／またはラジカルを生成するプラズマを生成するために使用される。これらの粒子は、その後、関心物質と物理的および／または化学的に反応するために流され得る。プラズマを生成するために電場が使用され得、電場は、１つまたは複数のコイルから発生させされる。

本明細書に包含される背景および文脈の説明は、本開示の文脈を全般的に提示することのみを目的として与えられる。本開示の大部分は、本発明者らの研究を提示しており、単純に、そのような研究が、背景の節において説明されているか、または、本明細書の他の箇所において文脈として提示されているため、従来技術であると認められることを意味しない。

無線周波数（ＲＦ）発生器の設計および使用に関係するシステムおよび方法が、本明細書において開示される。本明細書における実施形態の１つの態様において、装置が提供され、装置は、プロセスチャンバを含み、プロセスチャンバは、窓であり、無線周波数（ＲＦ）エネルギーに対して透過性である誘電体材料を含み、第１の側、および、第１の側とは反対の第２の側を有する、窓と、窓によって被覆される開口を画定し、窓の第１の側を支持するカラーアセンブリと、窓の第２の側の上方に位置付けられている１つまたは複数のＲＦコイルであって、窓に垂直な第１の軸に沿って見たときに、第１の軸に垂直である第１の基準面と交差する、１つまたは複数のＲＦコイルの最外部分とカラーアセンブリの導電性部分の最内部分との間、および、窓の第１の側と１つまたは複数のＲＦコイルとの間の半径方向距離は、４０ｍｍ以上である、１つまたは複数のＲＦコイルと、を含む。

いくつかの実施形態において、誘電体材料は、１０未満の誘電率を有する。いくつかの実施形態において、誘電体材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、またはその両方である。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のコイルは、４以下の総ターン数を含む。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のコイルは、３以下の総ターン数を含む。いくつかの実施形態において、平坦な窓の直径は、３５０ｍｍ未満である。いくつかの実施形態において、カラーアセンブリに機械的に結合されているハウジングをさらに含み、１つまたは複数のＲＦコイルは、ハウジングの内部容積内にある。いくつかの実施形態において、カラーアセンブリは、周方向に連続していない環状構造を含む。いくつかの実施形態では、環状構造は、１つまたは複数の間隙を含む。いくつかの実施形態において、平坦な窓に向けて空気を方向付ける１つまたは複数の冷却構造をさらに含む。いくつかの実施形態において、窓は、２０ｍｍ～２５ｍｍの厚さを有する。いくつかの実施例において、開口は、３５０ｍｍ～４００ｍｍの直径を有する。

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサに接続されている１つまたは複数のメモリと、をさらに含み、１つまたは複数のメモリは、コンピュータ実行可能命令を記憶しており、コンピュータ実行可能命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、１つまたは複数のプロセッサを、水素ガスを含む第１のプロセスガスを窓の下方でプラズマボリューム内へと流入させ第１のプロセスガスを使用してプラズマを点火させるように制御し、プラズマは、１つまたは複数のＲＦコイルに電力を与えることによって生成される。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、第１のプロセスガスをプラズマボリューム内へと流入させ、第１のプロセスガスをヘリウム流が付随することなくプラズマボリューム内へと流入させるように１つまたは複数のプロセッサを制御する、コンピュータ実行可能命令。いくつかの実施形態において、プラズマは、誘導結合プラズマである。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のメモリは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、プラズマを、１０００Ｗ未満の１つまたは複数のＲＦコイルの電力において誘導結合プラズマに遷移させるように１つまたは複数のプロセッサを制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のメモリは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、１つまたは複数のプロセッサを、プロセスチャンバに、１トルよりも大きいプラズマボリュームの圧力を維持させるように制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のメモリは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、プロセスチャンバに、１トル～３トルのプラズマボリュームの圧力を維持させるように１つまたは複数のプロセッサを制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している。いくつかの実施形態において、プロセスチャンバは、窓の下方に位置付けられているシャワーヘッドをさらに含む。いくつかの実施形態において、プロセスチャンバは、基板を支持するように構成されている台座をさらに含む。

開示される実施形態のこれらのおよび他の特徴が、関連付けられる図面を参照して下記に詳細に説明される。

本明細書における様々な実施形態によるプラズマ生成器を提示する断面図である。

本明細書における様々な実施形態による方法のプロセスフローを提示する図である。

図１に描写されているプラズマ生成器システムの一部分を提示する拡大図である。

図１に描写されているプラズマ生成器システムの一部分の上面図である。

本明細書における様々な実施形態による代替的なコイル設計の図である。

本開示は、プラズマプロセスのための無線周波数（ＲＦ）源を有するプロセスチャンバに関する。プラズマは、加工片の表面を物理的および／または化学的に改変するための様々なプロセスに使用され得る。例えば、プラズマは、材料の層を加工片上に堆積させるかもしくは溶射し、望ましくない材料を加工片からエッチング除去もしくはスパッタリング除去し、または、加工片に対してアッシングもしくはストリッピングプロセスを実施するために使用され得る。プラズマは、プラズマ生成器システムによって生成することができる。プラズマ生成器システムは、電場を受けるプラズマボリューム内へとプロセスガスを流入させることができる。電場は、プロセスガスが、中性粒子、イオン、および／またはラジカルに解離するようにし、中性粒子、イオン、および／またはラジカルは、その後、加工片を化学的および／または物理的に改変するために、加工片へと流され得る。

図１は、本発明の例示的な実施例による、プラズマ生成器システム１００の単純化された断面図である。プラズマ生成器システム１００は、材料を堆積するか、または加工片１０２から除去するために使用することができるプラズマを生成するように構成されている。例えば、プラズマ生成器システム１００は、プラズマ化学気相成長、プラズマエッチング、プラズマストリッピングまたはアッシング、スパッタリング、プラズマ溶射などのような、様々なプラズマ処理技法に使用されるシステムまたは構成要素とともに使用されてもよい。したがって、加工片１０２は、上述のプロセスのうちの１つまたは複数を受け得る基板であってもよい。例えば、加工片１０２は、一実施形態において、相対的に純粋なケイ素、ゲルマニウム、窒化ガリウム、もしくは半導体産業で典型的に使用されている他の半導体材料、または、ゲルマニウム、炭素などのような１つもしくは複数の追加の元素と混合されているケイ素から作成されてもよい。別の実施形態において、加工片１０２は、従来の半導体作製プロセス中にその上に堆積されている層を有する半導体基板であってもよい。さらに別の実施形態において、加工片１０２は、プラズマ処理を受け得るガラス、セラミックまたは金属のシートなどの構成要素であってもよい。

プラズマ生成器システム１００は、遠隔装置であってもよく、または、プロセスチャンバなどの処理システム内に組み込まれている現場モジュールであってもよい。本発明の例示的な実施形態によれば、プラズマ生成器システム１００は、ハウジング１０１と、窓１０４と、コイル１０８と、エネルギー源１１０と、コントローラ１１１と、ガス流分配器１０６と、シャワーヘッド１１２と、を含む。いくつかの実施形態において、プラズマ生成器システム１００は、シャワーヘッド１１２がプロセスガスを基板１０２に向けて分配するように、プロセスチャンバ１０３の一部であってもよく、または、それに接続されてもよい。図１に示す実施形態において、基板１０２は、シャワーヘッド１１２の下方に位置し、可動台座１３０上に載置されて示されている。シャワーヘッド１１２は、任意の適切な形状を有してもよく、プロセスガスを基板１０２に分配するために、任意の適切な数および配置構成のポート１８６を有してもよいことが諒解されよう。図１は、シャワーヘッド１１２をプラズマ生成器システム１００の一部として示しているが、いくつかの実施形態において、シャワーヘッド１１２は、プロセスチャンバ１０３の一部であってもよく、または、省略されてもよい、すなわち、基板１０２は、基板１０２とプラズマとの間にシャワーヘッドがない状態でプラズマに暴露される。

窓１０４は、カラーアセンブリ１１６およびシャワーヘッド１１２とともに、加工片１０２上に材料を堆積させるか、または、加工片１０２から材料を除去するために、電子、イオン、および反応性ラジカルなどの種を含む、電場によってイオン化し、プラズマに変換することができる処理ガスを受け入れるように構成されているプラズマボリューム１１８を画定することができる。いくつかの実施形態において、窓１０４は、プラズマボリューム１１８に面している第１の側１５６と、第１の側１５６とは反対であり、コイル１０８に面している第２の側１５７と、を有することができる。これに関連して、窓１０４は、電場を透過することが可能である材料から作成される。例示的な実施形態によれば、窓１０４は、前述の特性を含む１つまたは複数の材料を含んでもよい。例えば、窓１０４は、限定ではないが、窒化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、または他のセラミックを含む誘電体材料などの絶縁材料から作成されてもよい。いくつかの実施形態において、窓１０４は、１０未満の誘電率を有する誘電体材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、窓は、２０ｍｍ厚、または２０ｍｍ～２５ｍｍ厚であってもよい。

いずれの場合においても、プラズマボリューム１１８内にプラズマを包含するために、カラーアセンブリ１１６は、側壁として作用し、プラズマボリューム１１８を部分的に画定する開口を画定することができる。カラーアセンブリ１１６は、プラズマボリューム１１８内にプラズマを包含するのに適しており、コイル１０８によって発生する電場と干渉しない任意の厚さを有することができる。例示的な実施形態において、カラーアセンブリ１１６は、４ｍｍ～６ｍｍの範囲内の厚さを有する。別の例示的な実施形態において、カラーアセンブリ１１６は、その軸方向長さ全体に沿って実質的に均一な厚さ（例えば、±０．５ｍｍ）を有する。さらに別の実施形態において、カラーアセンブリ１１６は、その軸方向長さに沿って変化する厚さを有する。いくつかの実施形態において、カラーアセンブリの開口は、３７０ｍｍの直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、カラーアセンブリの開口は、３５０ｍｍ～４００ｍｍの直径を有してもよい。

いくつかの実施形態において、カラーアセンブリ１１６は、環状構造１２１を含むことができる。環状構造は、プラズマ生成器システムの動作中に窓１０４をＯリング１３２とともに固定することができる。いくつかの実施形態において、環状構造は、３９０ｍｍの内径を有する連続的なリングであってもよい。いくつかの実施形態において、環状構造は、３８０ｍｍ～４００ｍｍの内径を有してもよい。下記にさらに論じられるように、いくつかの実施形態では、環状構造は、周方向に連続的ではなく、１つまたは複数の間隙を含んでもよい。

プラズマボリューム１１８内に電場を与えるために、１つまたは複数のコイル１０８が、窓１０４の上方に位置する。例示的な実施形態において、コイル１０８は、銅または銅合金などの、導電性材料から作成され、各コイルは、第１の端部および第２の端部を有することができる。第１の端部は、エネルギー源１１０に電気的に結合することができ、一方、第２の端部は、電気接地に電気的に結合することができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のコイル１０８は、窓１０４の上方３ｍｍにあってもよく、または、窓１０４の上方２ｍｍ～４ｍｍにあってもよい。これによって、例えば、空気の冷却ガスが、コイル１０８の下方および周りを流れることが可能になり得る。

いくつかの実施形態において、コイル１０８は、ある内径および外径を有する環状領域内に収まるかまたは内接するようなサイズにされてもよい。いくつかの実施形態において、コイルの内径は、１７０ｍｍ（すなわち、コイル１０８によって囲まれる円の直径）である。いくつかの実施形態において、コイルの内径は、１６０ｍｍ～１８０ｍｍである。内径は、ガス流分配器１０６および冷却構造１０９のためのスペースを確保するように規定することができる。ガス流分配器１０６は、窓１０４を通じて延在し、プラズマボリューム内へとプロセスガスを流すことができ、一方、冷却構造１０９は、窓１０４に対して下向きに冷却ガス１２７を流すことができ、その後、冷却ガス１２７は、窓１０４およびコイル１０８にわたって流れて、システムの動作中にコイル１０８および／または窓１０４を冷却することができる。

逆に、下記にさらに論じられるように、コイル１０８の外径は、コイル１０８と環状構造１２１またはカラーアセンブリ１１６との間の容量結合を低減するために制限することができる。いくつかの実施形態において、コイルの外径は、３００ｍｍ（すなわち、コイル１０８を囲む円の直径）である。いくつかの実施形態において、コイルの外径は、２９０ｍｍ～３１０ｍｍである。

いくつかの実施形態において、ハウジング１０１は、１つまたは複数のコイル、および、窓１０４の上方に位置し得る他の構成要素を被覆する。いくつかの実施形態において、ハウジング１０１は、様々な締結具によって環状構造に機械的に結合されてもよい。いくつかの実施形態において、ハウジングは、環状構造の一部であってもよく、例えば、ハウジングは、環状構造に溶接されるか、または、両方の要素が一体として作製される。いくつかの実施形態において、ハウジング１０１は、環状構造１２１を介してカラーアセンブリに結合されている。ハウジング１０１は、窓１０４とともに、内部容積を画定することができ、１つまたは複数のコイル、ならびに、弁およびプロセスガスのための配管などの様々な他の構成要素が、内部容積内に位置することができる。

エネルギー源１１０が動作する様態を制御するために、コントローラ１１１が、エネルギー源に動作可能に結合される。コントローラ１１１は、アナログコントローラ、個別論理コントローラ、プログラマブルアレイコントローラ（ＰＡＬ）、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、マイクロプロセッサ、後述する方法７００に概説されているイベントのシーケンスを実行することが可能なコンピュータまたは任意の他のデバイスであってもよい。１つの例示的な実施形態において、コントローラ１１１は、１つまたは複数のコイル１０８に供給される電力の大きさを決定し、エネルギー源１１０にコマンドを与える。エネルギー源１１０を制御することに加えて、コントローラ１１１はまた、処理ガス源１７７に動作可能に結合することができ、一定量の処理ガスをプラズマボリューム１１８に供給するために、処理ガス源にコマンドを与えることができる。コントローラ１１１、ガス源１７７、およびエネルギー源１１０はハウジング１０１内に示されているが、これらの構成要素は、ハウジングの外側に位置し、ハウジングの内側の構成要素（例えば、コイル１０８またはガス流分配器１０６）に接続されてもよいことは理解されたい。

処理ガス源１７７は、１つまたは複数のガス源および対応する１つまたは複数の弁または他の流量制御構成要素（例えば、マスフローコントローラまたは液体流量コントローラ）を含んでもよい。コントローラ１１１は、１つまたは複数の弁または他の流量制御構成要素に接続されて、それらに、状態を切り替えさせることができ、以て、異なるガスまたはガスの組み合わせが、異なる時点および／または流速において流されることを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のガス源は、プロセスガスを、ガス流分配器１０６に送達する前にブレンドおよび／または調節するために混合容器に流体的に接続することができる。

エネルギー源１１０は、無線周波数（ＲＦ）エネルギー源、または、コイル１０８に電力を供給し、活性化して電場を形成することが可能な他のエネルギー源であってもよい。例示的な実施形態において、エネルギー源１１０は、所望の周波数において動作し、コイル１０８に信号を供給する能力で選択されるＲＦ生成器を含む。例えば、ＲＦ生成器は、０．２ＭＨｚ～２０．０ＭＨｚの周波数範囲内で動作するように選択されてもよい。１つの例示的な実施形態において、ＲＦ生成器は、１３．５６ＭＨｚにおいて動作してもよい。例示的な実施形態において、エネルギー源１１０は、ＲＦ生成器とコイル１０８との間に配置されているマッチングネットワークを含むことができる。マッチングネットワークは、ＲＦ生成器のインピーダンスをコイル１０８のインピーダンスに対してマッチングするように構成されているインピーダンスマッチングネットワークであってもよい。これに関連して、マッチングネットワークは、位相角検出器および制御モータなどの構成要素の組み合わせから構成されてもよいが、他の実施形態において、他の構成要素も含まれてもよいことが諒解されよう。

処理ガスは、プラズマボリューム１１８内に注入される前にガス流分配器１０６内に拡散することができる。このように、ガスは、プラズマボリューム１１８内へと実質的に均一に分配することができる。いくつかの実施形態において、窓１０４は、ガスがプラズマボリューム１１８内へと流入することを可能にする、プラズマボリューム１１８への入口１４８を含むことができる。いくつかの実施形態において、ガス流分配器１０６は、プラズマボリューム入口１４８内に配置される。１つの例示的な実施形態によれば、ガス流分配器１０６は、非導電性であり、処理ガスに暴露される際の腐食に耐えることが可能である材料から構成される。適切な材料は、例えば、二酸化ケイ素などの誘電体材料を含む。

引き続き図１を参照して、エネルギー源１１０がコイル１０８を活性化すると、プラズマボリューム１１８の選択された部分内に電場が形成され、以て、そこを通じて流れることができる処理ガスがイオン化されてイオン化ガスが形成される。本明細書において使用される場合、「イオン化ガス」という用語は、限定ではないが、荷電粒子、イオン、電子、中性種、励起種、反応性ラジカル、解離ラジカル、および、処理ガスが電場を通じて流れるときに発生し得る任意の他の種を含んでもよい。加工片１０２にわたるイオン化ガスの分散を制御するために、プラズマボリュームと加工片との間にシャワーヘッド１１２を位置付けることができる。１つの例示的な実施形態において、シャワーヘッド１１２は、窒化アルミニウム、アルミナ、または他のセラミックなどの、プラズマに対して相対的に不活性である任意の適切な材料から作成されてもよい。概して、シャワーヘッドは、加工片１０２の全体にわたってガスを分配するようなサイズにされ、したがって、対応する適切な直径を有する。

シャワーヘッド１１２は、ガスがそれを通過することを可能にする貫通孔を有することができる。特に、シャワーヘッド１１２は、イオン化ガスを加工片１０２にわたって実質的に均一に分散させるのに適切なサイズにされており、そのように離間されている貫通孔１８６を含む。１つの例示的な実施形態において、貫通孔１８６は、２ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の直径を有する。付加的に、貫通孔１８６は、１つの例示的な実施形態においては、シャワーヘッド１１２上で実質的に均一なパターンに配置されるが、別の例示的な実施形態においては、貫通孔１８６は、例えば、中心に集中する孔の分布または縁部に集中する孔の分布の、不均一なパターンに配置される。

本発明の例示的な実施形態において、シャワーヘッド１１２は、図１に示すように、カラーアセンブリ１１６に直接的に結合されてもよい。例えば、シャワーヘッド１１２は、ボルト、クランプ、接着剤または他の締結メカニズムを介してカラーアセンブリ１１６に結合されてもよい。別の実施形態において、シャワーヘッド１１２は、カラーアセンブリ１１６と一体的であってもよい。

図１は、一定の構成要素を含むプラズマ生成器システム１００の実施形態を示しているが、追加の構成要素または図１に示すものとは異なる形状の構成要素が、代替的に利用されてもよいことが諒解されよう。

図２は、システム１００およびコントローラ１１１などのコントローラとともに使用することができ、システム１００に、方法７００の１つまたは複数のステップを実施させるように適合することができる、例示的な実施形態による、プラズマを形成する方法２００の流れ図を提示する。例えば、コントローラは、下記の様々なステップを実施するためのコマンドを、エネルギー源１１０などのエネルギー源に提供するように適合されてもよく、および／または、コントローラは、下記の様々なステップのうちの１つまたは複数を実施するためのコマンドを、処理ガス源１７７などの処理ガス源に提供するように適合されてもよい。例示的な実施形態において、第１のプラズマが、プラズマボリューム内に形成される（ステップ２０２）。

いくつかの実施形態において、ステップ２０２は、電場を形成すること（ステップ２０６）の前、後、またはそれと同時に、プラズマボリューム内へとプロセスガスを流すこと（ステップ２０４）を含むことができる。処理ガスは、入口１４８および／またはガス流分配器１０６を通じてプラズマボリューム内へと注入することができる。いくつかの実施形態において、ガス流分配器は、プラズマボリューム全体を通じてプロセスガスを分配するための複数の開口部を有することができる。

処理ガスとして選択される特定のガスは、プラズマが使用され得る特定のプロセスに依存し得る。例示的な実施形態において、処理ガスは、フッ素含有ガスを含む。使用するのに適したフッ素含有ガスの例は、三フッ化窒素（ＮＦ₃）、六フッ化硫黄（ＳＦ₆）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ₂Ｆ₆）、テトラフルオロメタン（ＣＦ₄）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ₃）、ジフルオロメタン（ＣＨ₂Ｆ₂）、オクトフルオロプロパン（Ｃ₃Ｆ₈）、オクトフルオロシクロブタン（Ｃ₄Ｆ₈）、オクトフルオロ［１－］ブタン（Ｃ₄Ｆ₈）、オクトフルオロ［２－］ブタン（Ｃ₄Ｆ₈）、オクトフルオロイソブチレン（Ｃ₄Ｆ₈）、フッ素（Ｆ₂）などを含む。別の実施形態において、処理ガスは、Ｈ₂などの水素含有ガスを含んでもよい。別の実施形態において、処理ガスは、酸素含有ガスを含んでもよい。例えば、酸素含有ガスは、限定ではないが、酸素（Ｏ₂）およびＮ₂Ｏを含んでもよい。他の実施形態において、処理ガスは、付加的に、例えば、窒素（Ｎ₂）、ヘリウム、アルゴンなどのような、不活性ガスを含んでもよい。他の実施形態において、異なるガスおよび異なる比が使用されてもよい。いくつかの実施形態において、プロセスガスは、不活性ガスなしで、例えば、ヘリウムガスを流すことなく流されてもよい。

いくつかの実施形態において、方法２００は、真空圧において実施されてもよい。いくつかの実施形態において、圧力は、０．５トル～１０トル、または１トル～３トルであってもよい。

別の例示的な実施形態によれば、ステップ２０２は、第１のプラズマを形成するためにプラズマボリューム内に電場を形成すること（ステップ２０６）をさらに含むことができる。プラズマ生成器システム１００の動作中、エネルギー源１１０は、各コイルに接続され、電場を形成するためにコイルに電力を与える。本発明の例示的な実施形態によれば、ステップ２０６は、電場を形成するために電力の第１の大きさをシステムのコイルに供給することを含むことができる。一実施形態において、電力の第１の大きさは、システムに、システムが初期容量モードから遷移する誘導モードにおいて動作させるのに十分である大きさである。このように、電力の第１の大きさは、下限を有する範囲内の値であってもよく、下限は、システムを容量モードから誘導モードに遷移させるのに適している電力の大きさである。

動作中、２つの異なる電場構成、すなわち、容量結合電場（容量成分）および誘導結合電場（誘導成分）が生成される。容量結合電場は、コイルの隣接するターンの間に延在し、窓の表面に垂直である成分を有する電気力線によって規定される。誘導結合電場は、コイル内の電流が窓を貫通するＲＦ磁場を生成し、ファラデーの法則によって説明されているように電場を誘導するときに、生成される。誘導結合電場は、典型的には、チャンバの表面に垂直な成分を有しない電気力線を有する。

システムが電源投入され、電力が最初にコイルに供給されると、容量成分の電場の相対強度は、誘導成分のものよりも大きい。そのような場合、システムは、「容量モード」にある。電力が増大されると、容量結合電場の相対強度が低減するため、誘導結合電場の強度は、増大する。これは、プラズマによって吸収される電力が増大し、結果として、荷電粒子の数が増大してコイル内の電流の大きさが増大し、より大きい割合の電力が誘導構成要素に結合されることになることの結果であり得る。一定の電力レベルにおいて、システムは、誘導成分の急速な増大が、関連付けられる容量成分の急速な低減とともに発生し得るモード遷移（当該技術分野において「モードジャンプ」として知られている）を経験し得る。そのような場合、システムは、「誘導モード」にある。

容量モードから誘導モードへと遷移するのに適した電力の特定の大きさは、システム設計に依存し得る。具体的には、容量および／または誘導モードを生成するのに必要な特定の電流、電圧、および電力は、窓、プラズマボリューム、およびコイルの構成および寸法、プロセス化学、ならびにプロセスパラメータに大きく依存する。

例示的な実施形態によれば、システムは、図１と同様に構成されてもよい。そのような場合、システムは、電力の第１の大きさが、システムを容量モードから誘導モードに遷移させるために利用することができる、６００ワットまたは１０００ワットの下限を有するように設計され得る。

第１のプラズマが形成された後、第１のプラズマは、プラズマが加工片の表面を改変するために利用され得る様々なプロセスに使用され得る（ステップ２０８）。例示的な実施形態によれば、処理ガスの連続供給が、プラズマボリューム内へと供給され得、第１のプラズマとともに、電場を通じて循環することを可能にされ得、ＲＦ電流がコイルに連続的に供給され、その結果、誘導モードが、チャンバ内にＲＦ電場を発生させる。処理ガスが循環すると、プラズマを構成する荷電粒子がプラズマボリューム内で加速されて、処理ガスの少なくとも一部分が、反応性ラジカルに解離され、反応性ラジカルは、プラズマボリュームのシャワーヘッドの下方に配置されている加工片へと流され得る。例えば、処理ガスがフッ素含有ガスを含む実施形態において、フッ素含有ガスの一部分がイオン化して、電子、フッ素イオンおよび反応性フッ素ラジカルを形成する。本発明の例示的な実施形態において、反応性フッ素ラジカルの一部が、プラズマボリュームからシャワーヘッドを通じて流れることができ、加工片上に堆積することができ、一方、反応性フッ素ラジカルの別の部分は、加工片上に堆積される前にプラズマボリューム内で再循環することができる。加工片が処理された後、加工片は、システムの別の部分へと移動させることができる。

上記で言及したように、様々な実施形態において、図２のプロセス中に使用されるプロセスガスは、ヘリウムなどの不活性ガスを含んでもよい。ヘリウムは、電子供与ガス（すなわち、イオン化エネルギーが低い種）であることによって、プラズマを安定させるように作用することができる。いくつかの実施形態において、ヘリウムは、プロセスガスの一部でなくてもよい。そのような実施形態において、プラズマは、特に、Ｈ₂またはＮＦ₃を含むプロセスガスから形成されるプラズマの場合、増大したエッチング特性を有し得る。そのような実施形態において、窓１０４は、ヘリウムを含むプロセスガスからのプラズマと比較して、プラズマから追加の腐食を受け、窓１０４の寿命が低減する場合がある。いくつかの実施形態において、窓１０４は、窒化アルミニウムなどの、ＲＦエネルギーに対して透過性でもありながら、Ｈ₂またはＮＦ₃プラズマによる腐食に対して耐性である材料を含む。

さらに、様々な実施形態において、方法２００は、ＲＦ生成器が、例えば３０００Ｗ以上の高い電力において動作する場合に実施され得る。いくつかの実施形態において、高電力動作は、プラズマボリュームに面する窓の温度を増大させ、プラズマに面する側と、冷却構造１０９によって冷却されている反対側との間で、窓１０４内のより顕著な熱勾配を引き起こす。いくつかの実施形態において、窓１０４は、窓１０４の不均等な加熱から生じる、窓１０４にわたる熱応力の結果生じる窓１０４内の熱応力亀裂の危険性を低減するために、高い熱伝導率を有する材料を含む。例えば、窓１０４は、３０００ＷのＲＦ電力において方法２を動作させながら、２００℃未満の温度を有する熱伝導性材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、熱伝導性材料は、窒化アルミニウムを含んでもよい。

上記で言及したように、コイルの構成および寸法は、システムに、容量モードと誘導モードとの間で遷移させるのに必要な電力に影響を及ぼし得る。図３は、図１の一部分の拡大図を提示する。プラズマ生成器システム１００の動作中、電力が、電場を形成するためにコイルに与えられ、モードジャンプを引き起こすための電力の第１の大きさは、少なくとも部分的に、コイルの構成によって統制され得る。いくつかの実施形態において、特に、純粋なＨ₂プロセスガスまたはヘリウムを有しないプロセスガスを使用する実施形態において、第１の大きさの電力は、例えば、１０００Ｗ以上に増大し、これは、より高い電力における動作が、様々な構成要素に対する損耗を増大させ、したがって、構成要素の寿命を低減し、プラズマ生成器システムの効率を低減し、また、電力消費の増大に起因してコストもよりかかるため、望ましくない。本発明者らは、プラズマ生成器システムの効率を改善するための、特に、そのようなシステムにおいてモードジャンプに必要な電力閾値を低下させるための、複数のコイル設計を試験した。典型的には、コイルの数を増大させることによって、コイルによって生成されるインダクタンスが増大し、これによって、第１の大きさの電力の下限、すなわち、システムを容量モードから誘導モードに遷移させるための閾電力が低減する。さらに、コイル間の間隔を低減することによっても、インダクタンスが増大し、したがって、第１の大きさの電力が低減し得る。しかしながら、コイル間にアーク放電が発生し、コイルを短絡させる可能性があるか、または、浮遊容量が、コイルによって引き起こされるインダクタンスを阻害し、モードジャンプを引き起こすのに必要な電力を増大させる可能性があるため、そのような間隔には下限がある。

しかしながら、本発明者らが、図１の例に示すものなどのシステムの文脈において、コイルの数を、例えば６の総ターン数に増大させたとき、モードジャンプは追加の電力を必要とした。さらに、本発明者らが、コイル間結合を低減するために、コイル間の間隔を増大させたとき、モードジャンプ電力閾値は、依然として低減せず、増大することもあった。そうではなく、本発明者らは、コイルの数を低減することおよび／またはコイルの外径を低減することによって、遷移電力閾値が低減したと判断した。

理論に縛られることなく、動作中、コイルは、環状構造および／またはカラーアセンブリと誘導結合し得、そうでなければプラズマ生成に使用されるはずの電力をそらす渦電流が発生する。渦電流損失を埋め合わせし、プラズマに対する所望の量の電力送達を達成するために、追加の電力が必要とされ、モードジャンプに対するＲＦ電力閾値が増大する。上記で言及したように、コイル１０８の内径は、例えば、ガス流分配器１０６または冷却構造１０９の、システム１００の中心近くに位置する構成要素によって制限され得る。したがって、コイルの数またはコイル間の間隔を増大させることによって（コイル幅／厚さは同じままにしながら）、コイル１０８と環状構造１１３またはカラーアセンブリ１１６（典型的にはアルミニウムなどの導電性金属を含んでもよい）との間の半径方向距離１２２が低減され得る。半径方向距離が低減することによって、それらの要素のうちの一方または両方における渦電流形成が増大し、モードジャンプを引き起こすためのＲＦ電力要件が増大する。さらに、いくつかの実施形態において、渦電流は、窓１０４の下方にあるカラーアセンブリ１１６の部分においてより少ない（または、より低い影響を有する）。したがって、カラーアセンブリ１１６の一部の部分が環状構造１２１の任意の部分よりもコイル１０８に近くなり得る間、環状構造１２１（または、窓１０４の第１の側１５６の上方にある任意の要素）とコイル１０８との間の距離が増大すると、プラズマを容量モードから誘導モードへと遷移させるためのＲＦ電力閾値が著しく低減し得る。

したがって、いくつかの実施形態において、半径方向距離１２２は、コイル１０８と環状構造１２１の内縁（破線によって示すような）との間である。いくつかの実施形態において、半径方向距離１２２は、窓１０４の第１の側１５６の上方にある基準面１１３と交差する、１つまたは複数のコイル１０８の最外部分１４４（コイル１０８を囲む破線の円によって示されているような）とカラーアセンブリ１１６の導電性部分の最内部分１４６（環状構造１２１を含み、破線によって示されている）との間、または、窓１０４の第１の側とコイル１０８との間の半径方向距離である。図３に戻って、基準面１１３は、環状構造１２１の上面および窓１０４の第２の側１５７と一致するが、他の実施形態においては、環状構造１２１の上面は、窓１０４の第２の側１５７の上方または下方にあってもよい。いくつかの実施形態において、基準面１１３は、窓１０４の第１の側の上方にある。いくつかの実施形態において、基準面１１３は、窓１０４の上面に垂直である第１の軸１１４に垂直であってもよい。いくつかの実施形態において、半径方向距離１２２は、第１の軸１１４に交差し、および／または、基準面１１３と一致する線に沿って測定される。

様々な実施形態において、半径方向距離１２２は、少なくとも４０ｍｍ、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、４０ｍｍ～６０ｍｍ、または６０ｍｍであってもよい。概して、コイル１０８の外径が小さくなるほど、半径方向距離１２２は大きくなる。

図４は、プラズマ生成器システム１００の上面図を提示する。図３に関して上記で言及したように、半径方向距離１２２は、コイル１０８の最外部分と環状構造１２１との間に存在する。いくつかの実施形態において、環状構造内の渦電流の形成を低減するために、環状構造は、不連続なリングであってもよい。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の間隙１２４が、環状構造１２１内に存在する。図４は、１つの間隙を示しているが、２つ以上の間隙が存在してもよい。いくつかの実施形態において、複数の間隙が、環状構造１２１の周囲に均等に離間されてもよい。間隙は、環状構造の周りで電流の流れを阻害することによって、渦電流形成を低減することができる。いくつかの実施形態において、間隙は、環状構造の導電性部分内にある。いくつかの実施形態において、間隙は、空気であってもよく、一方、他の実施形態においては、間隙は、例えば、電流の流れを阻害するプラスチック絶縁体または誘電体で充填されている電気的間隙であってもよい。いくつかの実施形態において、ハウジング１０１が、環状構造と同様の間隙、すなわち、空気間隙または電気的間隙を有してもよい。

上記で言及したように、１つまたは複数のコイル１０８が、窓１０４の上方に位置し、電場を形成するために活性化され得る。図４の実施形態においては、第１のコイル１４０ａおよび第２のコイル１４０ｂが存在するが、より多いかまたはより少ないコイルが、様々な実施形態において存在してもよい。各コイルは、第１の端部１３６ａおよび１３６ｂならびに第２の端部１３７ａおよび１３７ｂを有することができる。第１の端部１３６ａ～ｂは、エネルギー源１１０に電気的に結合することができる。第２の端部１３７ａ～ｂは、電気接地に電気的に結合し、コイルを終端させることができる。他の構成の接続部が本開示の範囲内にあることは理解されたい。

各コイルは、中心軸（図１に示す軸１１４など）の周りにループ状になる。コイルによる中心軸を中心とした各実質的に完全なループ（ただし、ループの端部は半径方向間隙によって分離されている）を、１ターンと考えることができる。したがって、図４の例において、コイル１３６ａおよび１３６ｂの各々は、２ターンを有する。様々な実施形態において、１つまたは複数のコイルによる総ターン数は、各コイルのターンの合計を含むことができる（したがって、図４においては、コイル１０８は、４総ターン数を有することができる）。図４に示すコイルは、中心軸に関して実質的に対象であるが、他の実施形態においては、それらは、非対称であってもよい。例えば、複数のコイルを実装する実施形態において、第１のコイルは、第２のコイルよりも多いかまたは少ないターンを有してもよく、例えば、総ターン数は、奇数であってもよい（例えば、１ターンを有する第１のコイルおよび２ターンを有する第２のコイルは、３の総ターン数を有することができる）。いくつかの実施形態において、コイルは、図４に示すものなどの、実質的にらせん状の形状を有してもよい。

様々な実施形態において、コイルのワイヤの間には、コイル間間隔１２９が存在する。コイルのターンが互いに近すぎる場合、コイル間にアーク放電または浮遊容量が発生する可能性があり、これは、コイルを短絡させるか、または、他の様態で、コイルによって生成されるインダクタンスを低減する。最小のコイル間間隔は、これらの効果を阻害することができ、そのようなコイル間間隔は、コイルに接続されているＲＦ源の周波数に依存し得る。いくつかの実施形態において、コイル間間隔は、少なくとも６ｍｍである。

いくつかの実施形態において、コイルの一部分は、例えば、直線部分が介在する弓状部分の、らせんに従わない経路に従ってもよい。図５は、直線部分５０９を有するコイル５０８を提示する。そのような実施形態において、複数の直線部分が存在してもよく、各直線部分は、別の直線部分からの１８０度の回転において発生する。いくつかの実施形態において、コイルは、らせん形状を有しなくてもよい。複数のコイルを使用するいくつかの実施形態において、１つのコイルは、「外側コイル」の内径よりも小さい外径を有する「内側コイル」であってもよく、結果、内側コイルは、外側コイルよりも中心軸に近い。さらに、いくつかの実施形態において、各コイルは、完全な回転またはターンを達成しなくてもよい。例えば、２つのコイルが、各々１．５回転を達成し、各々１．５ターンを有し、総ターン数は３になってもよい。他の実施形態が、本開示の範囲内に入る。上記で言及したように、１つまたは複数のコイル、例えば、２つのコイルまたは３つのコイルが存在してもよい。

上記で言及したように、いくつかの実施態様において、コントローラ１１１は、システムの一部であり、これは、上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数の処理チャンバ、処理のための１つ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（ウェハ台座、ガスフローシステムなど）を含む、半導体処理機器を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウェハまたは基板の処理の前、最中、および後のそれらの動作を制御するための電子機器と統合されてもよい。電子機器は、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御することができる「コントローラ」として参照され得る。コントローラ１１１は、システムの処理要件および／またはタイプに応じて、処理ガスの送達、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、一部のシステムにおける無線周波数（ＲＦ）生成器設定、ＲＦマッチング回路設定、周波数設定、流速設定、流体送達設定、位置および動作設定、ツールならびに特定のシステムに接続されているかまたはそれとインターフェースされている他の移載ツールおよび／またはロードロックの内外へのウェハ移載を含む、本明細書において開示されているプロセスのいずれかを制御するようにプログラムすることができる。

手短に言えば、コントローラは、命令を受信すること、命令を発行すること、動作を制御すること、クリーニング動作を有効化すること、エンドポイント測定を有効化することなどを行う様々な集積回路、論理、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することができる。集積回路は、プログラム命令を記憶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、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つもしくは複数のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、半導体ウェハに対するもしくは半導体ウェハのための、または、システムへの特定のプロセスを実行するための動作パラメータを定義する、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通信される命令であってもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウェハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはダイの作製中に１つまたは複数の処理ステップを遂行するために工程技師によって定義されるレシピの一部であってもよい。

コントローラは、いくつかの実施態様において、システムと統合されるか、システムに結合されるか、他の様態でシステムにネットワーク接続されるか、またはそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であってもよく、または、当該コンピュータに結合されてもよい。例えば、コントローラは、ウェハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる「クラウド」またはファブホストコンピュータシステムの全部もしくは一部の中にあってもよい。コンピュータは、作製動作の現在の進行を監視し、過去の作製動作の履歴を調査し、複数の作製動作から傾向もしくは性能測定基準を調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に従うように処理ステップを設定し、または、新たなプロセスを開始するために、システムへの遠隔アクセスを可能にすることができる。いくつかの例において、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）が、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでもよいネットワークを介して、システムにプロセスレシピを提供することができる。遠隔コンピュータは、その後、遠隔コンピュータからシステムに通信されるパラメータおよび／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含むことができる。いくつかの例において、コントローラは、１つまたは複数の動作中に実施される処理ステップの各々のパラメータを指定する、データの形態の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、および、コントローラがインターフェースされるかまたは制御するように構成されているツールのタイプに特有であり得ることは理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、共にネットワーク接続され、本明細書に記載されているプロセスおよび制御などの共通の目的に向けて機能している１つまたは複数の離散コントローラを含むことなどによって、分散させることができる。そのような目的のための分散コントローラの一例は、組み合わさってチャンバ上のプロセスを制御する、遠隔に位置する（プラットフォームレベルにあるかまたは遠隔コンピュータの一部としてなど）１つまたは複数の集積回路と通信するチャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。

限定することなく、例示的なシステムは、プラズマエッチチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、斜縁エッチチャンバまたはモジュール、物理気相成長（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチ（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、および、半導体ウェハの作製および／または製造と関連付けられるかまたはそこで使用され得る任意の他の半導体処理システムを含んでもよい。

上記で言及したように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、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、近傍のツール、工場全体を通じて位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または、ツールロケーションおよび／もしくは半導体製造工場内のロードポートへと、および、そこからウェハのコンテナを運ぶ材料輸送に使用されるツールのうちの１つまたは複数と通信してもよい。

結論
従来のシステムにまさる改善されたプラズマ生成機能を提供するシステムおよび方法が、ここで提供されている。上述したプラズマ生成器システムは、従来のシステムと比較して、プラズマ生成プロセス間の低減された休止時間を経験し、周囲のシステム構成要素の高電力量への暴露を低減しながら、休止時間が低減される。結果として、改善されたプラズマ生成器システムは、ここで、従来のプラズマ生成器システムの構成要素と比較して改善された耐用寿命を有する、ＲＦ構成要素、ガス流分配器およびチューブなどの構成要素を含む。付加的に、システムのメンテナンスコストも低減される。

本開示に記載されている実施態様に対する様々な修正が、当業者には容易に認識され、本明細書において定義される一般的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用されることができる。したがって、特許請求の範囲は本明細書に示されている実施態様に限定されるようには意図されておらず、本開示、本明細書において開示されている原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲に合致するものである。

別個の実施態様の文脈において本明細書に記載されている一定の特徴はまた、単一の実施態様において組み合わせて実装することができる。逆に、単一の実施態様の文脈において記載されている様々な特徴はまた、複数の実施態様において別個にまたは任意の適切な部分組み合わせにおいて実装することができる。その上、特徴が、一定の組み合わせにおいて作用するものとして上記で記載されており、さらには初期にそのように特許請求されている場合があるが、特許請求されている組み合わせからの１つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組み合わせから削除することができ、特許請求されている組み合わせは、部分組み合わせまたは部分組み合わせの変形形態を対象とし得る。

同様に、動作は特定の順序において図面に描写されているが、これは、そのような動作が図示されている特定の順序もしくは順次的な順序において実施されること、または、望ましい結果を達成するためにすべての例示されている動作が実施されることを要求するものとして理解されるべきではない。さらに、図面は、もう１つの例示的なプロセスを流れ図の形態で概略的に描写している場合がある。しかしながら、描写されていない他の動作を、概略的に示されている例示的なプロセスに組み込むことができる。例えば、１つまたは複数の追加の動作は、図示されている動作のいずれかの前に、後に、同時に、または間に実施することができる。一定の環境状況において、マルチタスク処理および並列処理が有利である場合がある。さらに、上述した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてかかる分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、記載されたプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品内に共に一体化されてもよく、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化されてもよいことは理解されたい。付加的に、他の実施態様が、以下の特許請求項の範囲の範囲内にある。場合によっては、特許請求の範囲に記載されている作用は、異なる順序で実施することができ、依然として、所望の結果を達成することができる。

Claims (21)

1. 装置であって、
   プロセスチャンバを備え、前記プロセスチャンバは、
   窓であって、無線周波数（ＲＦ）エネルギーに対して透過性である誘電体材料を含み、第１の側、および、前記第１の側とは反対の第２の側を有する、窓と、
   前記窓によって被覆される開口を有し、前記窓の前記第１の側を支持するカラーアセンブリと、
   前記窓の前記第２の側の上方に位置付けられている１つまたは複数のＲＦコイルと、を備え、前記窓に垂直な第１の軸に沿って見たときに、前記第１の軸に垂直である第１の基準面と交差する、前記１つまたは複数のＲＦコイルの最外部分と前記カラーアセンブリの導電性部分の最内部分との間、および、前記窓の前記第１の側と前記１つまたは複数のＲＦコイルとの間の半径方向距離は、４０ｍｍ以上である、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記１つまたは複数のコイルは、４以下の総ターン数を含む、装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、前記１つまたは複数のコイルは、３以下の総ターン数を含む、装置。
4. 請求項１に記載の装置であって、前記平坦な窓の直径は、３５０ｍｍ未満である、装置。
5. 請求項１に記載の装置であって、前記カラーアセンブリに機械的に結合されているハウジングをさらに備え、前記１つまたは複数のＲＦコイルは、前記ハウジングの内部容積内にある、装置。
6. 請求項１に記載の装置であって、前記カラーアセンブリは、１つまたは複数の間隙を含む環状構造を含む、装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、前記１つまたは複数の間隙は、空気を含む、装置。
8. 請求項６に記載の装置であって、前記１つまたは複数の間隙は、誘電体材料を含む、装置。
9. 請求項１に記載の装置であって、前記平坦な窓に向かって空気を方向付ける１つまたは複数の冷却構造をさらに備える、装置。
10. 請求項１に記載の装置であって、前記窓は、２０ｍｍ～２５ｍｍの厚さを有する、装置。
11. 請求項１に記載の装置であって、前記開口は、３５０ｍｍ～４００ｍｍの直径を有する、装置。
12. 請求項１に記載の装置であって、前記誘電体材料は、１０未満の誘電率を有する、装置。
13. 請求項１に記載の装置であって、前記誘電体材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、またはその両方である、装置。
14. 請求項１に記載の装置であって、前記プロセスチャンバは、前記窓の下方に位置付けられているシャワーヘッドをさらに備える、装置。
15. 請求項１に記載の装置であって、前記プロセスチャンバは、基板を支持するように構成されている台座をさらに備える、装置。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置であって、１つまたは複数のプロセッサと、前記１つまたは複数のプロセッサに接続されている１つまたは複数のメモリと、をさらに備え、前記１つまたは複数のメモリは、コンピュータ実行可能命令を記憶しており、前記コンピュータ実行可能命令は、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、
    水素ガスを含む第１のプロセスガスを前記窓の下方でプラズマボリューム内へと流入させ、
    前記第１のプロセスガスを使用してプラズマを点火させるように、前記１つまたは複数のプロセッサを制御し、前記プラズマは、前記１つまたは複数のＲＦコイルに電力を与えることによって生成される、装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記第１のプロセスガスを前記プラズマボリューム内へと流入させ、前記第１のプロセスガスをヘリウム流が付随することなく前記プラズマボリューム内へと流入させるように前記１つまたは複数のプロセッサを制御する、コンピュータ実行可能命令。
18. 請求項１６に記載の装置であって、前記プラズマは、誘導結合プラズマである、装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記１つまたは複数のメモリは、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記プラズマを、１０００Ｗ未満の前記１つまたは複数のＲＦコイルの電力において誘導結合プラズマに遷移させるように前記１つまたは複数のプロセッサを制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している、装置。
20. 請求項１６に記載の装置であって、前記１つまたは複数のメモリは、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記プロセスチャンバに、１トルよりも大きい前記プラズマボリュームの圧力を維持させるように前記１つまたは複数のプロセッサを制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している、装置。
21. 請求項１６に記載の装置であって、前記１つまたは複数のメモリは、前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記プロセスチャンバに、１トル～３トルの前記プラズマボリュームの圧力を維持させるように前記１つまたは複数のプロセッサを制御するさらなるコンピュータ実行可能命令を記憶している、装置。

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