JP4861329B2 - 基板を処理するためのプラズマ処理システム - Google Patents
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Description
しかしながら、カバープレートの厚さは、単なる波長の部分、従って、電界の減衰深さのより小さい部分であるので、解の上記セットは、不完全である。例えば、カバープレートと、プラズマとの間の界面での付加的な反射は、起こり、x>qに対する異なる崩壊定数が存在する。伝搬定数が、共振器プレート、カバープレート、およびプラズマに対して同じでなければならないという理由から、新しいβが存在する。さらに重要なことに、新しいβは、共振器プレート、カバープレート、およびプラズマにまたがっている新しい位相速度に至る。
Claims (60)
- 基板を処理するためのプラズマ処理システムであって、
プラズマ空間を提供するために、第1のガスを受けるように構成された第1のチャンバ部分と、前記基板を処理するためのプロセス化学を有する処理空間を提供するために、第2のガスを受けるように構成された第2のチャンバ部分とを含む処理チャンバと;
前記処理チャンバの前記第2のチャンバ部分に結合され、前記処理空間に隣接して前記基板を支持するように構成された基板ホルダと;
前記処理チャンバの前記第1のチャンバ部分に結合され、前記プラズマ空間にプラズマを形成するように構成されたプラズマソースと;
前記プラズマ空間と、前記処理空間との間に位置づけられ、前記プロセスガスから前記プロセス化学を形成するために、前記プラズマ空間と、前記処理空間との間に前記プラズマの拡散を可能にするように構成されたガス注入グリッドとを具備し、
前記ガス注入グリッドは、前記第1のチャンバ部分に前記第1のガスを注入するように、および、前記第2のチャンバ部分に前記第2のガスを注入するように構成されている、プラズマ処理システム。 - 前記第1のチャンバ部分は、上部チャンバ部分であり、
前記第2のチャンバ部分は、下部チャンバ部分である請求項1のプラズマ処理システム。 - 前記処理チャンバは、エッチングプロセスを実行するように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記処理チャンバは、堆積プロセスを実行するように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマソースは、容量結合型プラズマソース、誘導結合型プラズマソース、マイクロ波プラズマソース、表面波プラズマソース、またはヘリコンプラズマソースのうちの少なくとも1つを含んでいる請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマソースは、表面波プラズマ(SWP)ソースを含んでいる請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記SWPソースは、
前記プラズマに隣接する電磁気(EM)波ラウンチャのプラズマ表面上に表面波を生成することによって所望のEM波モードのEMエネルギを前記プラズマに結合させるように構成された前記EM波ラウンチャと;
前記EM波ラウンチャに結合され、前記プラズマを形成するために前記EM波ラウンチャに前記EMエネルギを提供するように構成されたパワー結合システムとを備えている請求項6のプラズマ処理システム。 - 前記EM波ラウンチャの前記プラズマ表面に結合され、前記所望のEM波モードと、別のEM波モードとの間のモードジャンプを減少するように構成されたモードスクランブラを更に具備する請求項7のプラズマ処理システム。
- 前記EM波ラウンチャは、TM01モードとして前記所望のEM波モードを結合させるように構成されている請求項8のプラズマ処理システム。
- 前記モードスクランブラは、前記EM波ラウンチャの前記プラズマ表面に結合される1つ以上の穴を有している請求項8のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の穴は、そこを通じてガスが流れるように構成された1つ以上のガス穴を有している請求項10のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の穴は、1つ以上の止まり穴を含んでいる請求項10のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴のサイズ、ジオメトリ、数、または分配のうちの少なくとも1つは、前記プラズマを空間的に制御するように選ばれる請求項12のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴は、幅と、深さとによって特徴づけられる請求項12のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴の前記幅と、前記1つ以上の止まり穴の前記深さとは、実質的に同じである請求項14のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴の前記幅と、前記1つ以上の止まり穴の前記深さちは、1mm以下である請求項13のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴は、SiO2を含む材料で埋められる請求項12のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴は、SiO2よりも低い誘電率を有する低誘電率材料を含む材料で埋められる請求項12のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の止まり穴は、プラズマアレスタで埋められる請求項12のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマアレスタは、球状ペレットを含んでいる請求項19のプラズマ処理システム。
- 前記球状ペレットは、SiO2またはSiO2より低い誘電率を有する低誘電率材料を含んでいる請求項20のプラズマ処理システム。
- 前記パワー結合システムは、ラジオ周波数(RF)パワー結合システムを備えている請求項8のプラズマ処理システム。
- 前記パワー結合システムは、マイクロ波パワー結合システムを備えている請求項8のプラズマ処理システム。
- 前記マイクロ波パワー結合システムは、
2.45GHzでマイクロ波エネルギーを発生するように構成されたマイクロ波源と;
前記マイクロ波源の出口に結合された導波管と;
前記導波管に結合され、前記マイクロ波源へマイクロ波エネルギーの伝播を防止するように構成されたアイソレータと;
前記アイソレータに結合され、前記マイクロ波エネルギーを同軸フィードに結合させるように構成された同軸コンバータとを備え、
前記同軸フィードは、前記EM波ラウンチャに更に結合されている請求項23のプラズマ処理システム。 - 前記パワー結合システムは、EMエネルギを前記EM波ラウンチャに結合させるための同軸フィードを備え、
前記EM波ラウンチャは、前記同軸フィードの内部導体に結合された一方の端部と、前記同軸フィードの外部導体に結合された他方の端部とを有するスロットアンテナを備え、
前記スロットアンテナは前記内部導体と、前記外部導体との間の前記スロットアンテナより上に第1の領域から、前記スロットアンテナの下の第2の領域に、前記EMエネルギを結合させるように構成された1つ以上のスロットを有している請求項24のプラズマ処理システム。 - 前記EM波ラウンチャは、
前記第1の領域に置かれ、自由空間の波長に対して前記EMエネルギの実効波長を減少するように構成された低速波長板と;
前記第2の領域に置かれ、前記EM波ラウンチャの前記プラズマ表面を含む下面を有する共振器プレートとを更に備えている請求項25のプラズマ処理システム。 - 前記低速波長板と、前記共振器プレートとは、実質的に同じ材料組成である請求項26のプラズマ処理システム。
- 前記低速波長板と、前記共振器プレートとは、異なる材料組成である請求項26のプラズマ処理システム。
- 前記低速波長板と、前記共振器プレートとは、主として石英からなる請求項27のプラズマ処理システム。
- 前記共振器プレートは、プラズマの空間均一性を改良するように構成された少なくとも1つの同一中心の溝を備えている請求項29のプラズマ処理システム。
- 前記共振器プレートは、4の値より大きい誘電率を有する高誘電率(high−k)材料である請求項26のプラズマ処理システム。
- 前記共振器プレートは、石英、内在性の結晶シリコン、アルミナ、およびサファイヤの1つ以上を備えている請求項26のプラズマ処理システム。
- 前記EM波ラウンチャに結合され、前記SWPソースを前記プラズマから保護するように構成されたカバープレートを更に具備する請求項8のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートは、交換可能であるように構成されている請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートは、厚さ5mm以下の薄い材料のシートである請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートの厚さは、電磁的に重要でない請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートの厚さは、ほぼ1mmから5mmまでの範囲である請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートの厚さは、ほぼ1mmから3mmまでの範囲である請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記カバープレートは、SiO2を含んでいる請求項33のプラズマ処理システム。
- 前記共振器プレートのジオメトリは、前記プラズマ空間の前記プラズマに前記EMエネルギの結合を容易にするために設計されている請求項32のプラズマ処理システム。
- 前記スロットアンテナの前記1つ以上のスロットの数、前記スロットアンテナの前記1つ以上のスロットの分配、または前記スロットアンテナの前記1つ以上のスロットのサイズのうちの少なくとも1つは、前記プラズマ空間の前記プラズマの空間的な均一性を制御するように選択される請求項25のプラズマ処理システム。
- 前記第1のチャンバ部分は、前記第1のガスとしてプラズマ形成ガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第1のチャンバ部分は、前記第1のガスとして不活性ガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第1のチャンバ部分は、前記第1のガスとして希ガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第2のチャンバ部分は、前記第2のガスとしてプロセスガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第2のチャンバ部分は、前記第2のガスとしてハロゲン含有ガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第2のチャンバ部分は、前記第2のガスとしてxおよびyが1以上の整数であるCxFy含有ガスを受けるように構成されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記第2のガスは、不活性ガスを更に含んでいる請求項47のプラズマ処理システム。
- 前記グリッドは、前記プラズマ空間を前記処理空間に結合させるための1つ以上の通路を有している請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の通路は、矩形パターンを形成する請求項49のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の通路は、円形パターンを形成する請求項49のプラズマ処理システム。
- 前記グリッドは、前記グリッドの温度を制御するように構成された温度制御システムに接続されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記温度制御システムは、熱伝達流体を流すように構成された前記グリッドに1つ以上の流体チャンネルを有している請求項52のプラズマ処理システム。
- 前記1つ以上の流体チャンネルは、前記処理システムにて実行される前記プロセスの均一性を制御するために、前記グリッドの空間温度コントロールを提供するように構成された複数の流体チャンネルを含んでいる請求項53のプラズマ処理システム。
- 前記グリッドは、前記グリッドに電気的にバイアスをかけるように構成された電位コントロールシステムに結合されている請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記電位コントロールシステムは、直流(DC)電源または交流(AC)電源のうちの少なくとも1つを含んでいる請求項55のプラズマ処理システム。
- 前記グリッドは、前記第1のガスまたは前記第2のガスのうちの少なくとも1つを注入するように構成されたガス注入グリッドを含んでいる請求項1のプラズマ処理システム。
- 前記ガス注入グリッドは、前記処理システムにて実行される前記プロセスのを均一性を制御するように前記第1のガスを注入するための複数のゾーンを前記プラズマ空間に提供するように構成された第1のガスチャンネルアレイを含んでいる請求項57のプラズマ処理システム。
- 前記ガス注入グリッドは、前記処理システムにて実行される前記プロセスのを均一性を制御するように前記第1のガスを注入するための複数のゾーンを提供するように構成された第1のガスチャンネルアレイを含んでいる請求項57のプラズマ処理システム。
- 前記基板ホルダは、クランピングシステム、基板裏面ガス供給システム、ラジオ周波数(RF)バイアス電極、または温度制御システムの1つ以上を含んでいる請求項1のプラズマ処理システム
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