JP5183213B2 - 真空プラズマプロセッサ - Google Patents
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Description
Claims (45)
- 基準電位の壁および出口ポートを有する処理チャンバと、
前記壁および前記出口ポートから離間し、プラズマが中で励起されるようになっている前記処理チャンバ内の領域と、
前記プラズマを前記領域に閉じ込めるための前記処理チャンバ内の前記壁と前記領域との間に設置された絶縁体からなる閉じ込め構造と、
プラズマを形成するガスをガス供給源から前記領域に流入可能な前記処理チャンバ内の入口とを具備し、
前記領域は、前記入口を介して前記領域に流入するガスをプラズマに励起するように構成され、前記閉じ込め構造は、ガスが前記領域から前記出口ポートへ流れることを可能にするギャップを含み、
前記閉じ込め構造上で半径方向に離間して配置された電気導体に印加されるAC電場が前記電気導体間のギャップ内に存在するようにさせるAC電力源をさらに具備し、
前記AC電場は、前記AC電力源からの電力を前記閉じ込め構造上の前記電気導体へ電気結合しない状態で得られる閉じ込めに比べて、前記領域への前記プラズマのより良い閉じ込めをもたらす
真空プラズマプロセッサ。 - プラズマを形成するガスの供給源への接続のための入口、基準電位の壁および出口ポートを有する処理チャンバと、
前記壁および前記出口ポートから離間し、プラズマが中で励起されるようになっている前記処理チャンバ内の領域と、
前記プラズマを前記領域に閉じ込めるための前記処理チャンバ内の前記壁と前記領域との間に設置された絶縁体からなる閉じ込め構造とを具備し、
前記入口及び前記領域は、前記供給源からのガスが前記入口を介して前記領域に流入するように構成され、前記領域は、前記入口を介して前記領域に流入するガスをプラズマに励起するように構成され、前記閉じ込め構造は、ガスが前記領域から前記出口ポートまで流れるのを可能にするギャップを含み、
前記閉じ込め構造上で半径方向に離間して配置された電気導体のアレイと、
前記基準電位と異なる値を有する成分を常に含む多相を備え、前記電気導体のアレイに印加されるAC電場が前記ギャップ内に存在するようにさせる多相RF電力源とをさらに具備し、
前記多相RF電力源、前記電気導体のアレイおよび前記閉じ込め構造は、前記プラズマと前記閉じ込め構造との間にシースを形成するように構成され、前記印加されるAC電場は前記閉じ込め構造のプラズマ閉じ込めを増進させるためのプラズマを閉じ込める電場であり、
前記プラズマを閉じ込めるAC電場は、前記多相RF電力源が前記閉じ込め構造上の前記電気導体のアレイに接続されない状態で、前記プラズマと前記閉じ込め構造との間に形成される前記シースのサイズと比較して、前記閉じ込め構造内で前記シースのサイズを増加させる
真空プラズマプロセッサ。 - 前記多相RF電力源は、前記閉じ込め構造と前記壁との間の電荷キャリアがプラズマに形成されることを防止するように、前記閉じ込め構造に印加されるように構成されている周波数および電力レベルを有する
請求項2に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記周波数は4.0MHz未満のRF周波数である
請求項3に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電気導体のアレイに印加されるように構成される前記電力は、90°だけ位相変位した2相の電圧を含み、当該2相の電圧は前記電気導体のアレイの異なる電気導体に印加される
請求項2に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電気導体のアレイに印加されるように構成される前記電力は、120°だけ位相変位した3相の電圧を含み、当該3相の電圧は前記電気導体のアレイの異なる電気導体に印加される
請求項2に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電気導体は少なくとも3つの異なる電気導体を含み、
前記電気導体に印加されるように構成される前記電力は、RFであり、120°だけ位相変位した3相の電圧を含み、
前記AC電力源は、前記閉じ込め構造上の前記少なくとも3つの異なる電気導体に前記3相の電圧を同時に印加するように構成される
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電気導体は、少なくとも2つの異なる電気導体を含み、
前記電気導体に印加されるように構成される前記電力は、RFであり、90°だけ位相変位した2相の電圧を含み、
前記AC電力源は、前記閉じ込め構造上の前記少なくとも2つの異なる電気導体に前記2相の電圧を同時に印加するように構成される
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域を囲み、かつ、前記領域と同心の部材を含み、
前記部材は、前記領域と同心の第1、第2、および第3の電気導体を搭載し、
前記第3の電気導体は、前記第1および第2の電気導体を囲み、かつ、前記基準電位に接続され、
前記第1および第2の電気導体は前記2相の電圧に応答するように接続される
請求項8に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記部材は誘電体を含み、前記第1、第2、および第3の電気導体は誘電体で覆われる
請求項9に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は、前記電気導体のうちの少なくとも1つの電気導体を搭載する部材と積層関係にある1つのルーバを含み、
前記1つのルーバは、前記プラズマが中で励起されるようになっている領域を囲み、かつ、前記領域と同心である
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記部材および前記1つのルーバは前記領域に関して同軸のリングを備える
請求項11に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域を囲む少なくとも1つの部材を含み、
前記少なくとも1つの部材は、前記領域を完全に囲む第1、第2、第3、および第4の電気導体を搭載し、
前記第4の電気導体は、前記第1、第2、および第3の電気導体を完全に囲み、かつ、前記基準電位に接続され、
前記第1、第2、および第3の電気導体は、前記AC電力源の3相に応答するように接続される
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記少なくとも1つの部材は誘電体を含み、前記第1、第2、第3、および第4の電気導体は誘電体で覆われる
請求項13に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は、前記少なくとも1つの部材と積層関係の少なくとも1つのルーバを含み、
前記少なくとも1つのルーバは、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域を囲み、
前記少なくとも1つのルーバは、前記第1、第2、および第3の電気導体にキャパシティブに結合する
請求項13に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記少なくとも1つの部材および前記少なくとも1つのルーバは前記領域に関して同軸のリングを備える
請求項14に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記少なくとも1つの部材および前記第1、第2、第3、および第4の電気導体は前記領域と同心である
請求項13に記載の真空プラズマプロセッサ。 - (a)前記プラズマが中で励起されるようになっている領域は、前記領域内で前記プラズマに電気結合するように構成された第1および第2電極を含み、(b)前記領域および前記閉じ込め構造は、シースを前記閉じ込め構造と前記プラズマとの間に存在させるように構成され、前記シースは静電容量を有し、
前記プラズマをAC周波数に励起するための前記第1電極に接続されるさらなる電力源と、
前記第2電極と前記基準電位にある端子との間で電気接続される直列共振回路とをさらに具備し、
前記第2電極および前記直列共振回路は、前記第2電極と前記プラズマとの間の前記シースの静電容量が前記直列共振回路に含まれるように構成され、前記直列共振回路は、前記AC周波数にほぼ等しい共振周波数を有する
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 基準電位の壁および出口ポートを有する処理チャンバと、
前記壁および前記出口ポートから離間し、プラズマが中で励起されるようになっている前記処理チャンバ内の領域と、
前記プラズマを前記領域に閉じ込めるための前記処理チャンバ内の前記壁と前記領域との間に設置された絶縁体からなる閉じ込め構造と、
プラズマを形成するガスをガス供給源から前記領域に流入可能な前記処理チャンバ内の入口とを具備し、
前記閉じ込め構造は、ガスが前記領域から前記出口ポートへ流れることを可能にするギャップを含み、前記領域は、前記入口を介して前記領域に流入するガスをプラズマに励起するように構成され、
前記閉じ込め構造上で半径方向に離間して配置された電気導体に印加されるAC電場が前記ギャップ内に存在するようにさせる電力源を具備し、
前記閉じ込め構造および前記プラズマを閉じ込めるAC電場は前記領域にプラズマを閉じ込めるように構成され、
前記閉じ込め構造によるプラズマ閉じ込めの程度を効果的に監視する監視用配置構成と、
前記閉じ込め構造によるプラズマ閉じ込めの程度の指標に基づいて、前記プラズマを閉じ込めるAC電場に印加される前記電力源の電圧を制御するコントローラとをさらに具備する
真空プラズマプロセッサ。 - 前記ギャップの長さは、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域から前記出口ポートへの流体の流れを制御するために可変である
請求項19に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記監視用配置構成は、前記ギャップの前記長さの指標を生成するように構成される
請求項19に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記コントローラは、前記監視用配置構成に応答するように構成される
請求項19に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は前記ギャップが形成される第1および第2の離間した部材を含み、前記第1の部材と前記第2の部材との間の間隔は、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域から前記出口ポートへの流体の流れを制御するために可変である
請求項19に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 基準電位の壁および出口ポートを有する処理チャンバと、
前記壁および前記出口ポートから離間し、プラズマが中で励起されるようになっている前記処理チャンバ内の領域と、
前記プラズマを前記領域に閉じ込めるための前記処理チャンバ内の前記壁と前記領域との間に設置された絶縁体からなる閉じ込め構造と、
プラズマを形成するガスをガス供給源から前記領域に流入可能な前記処理チャンバ内の入口とを具備し、
前記閉じ込め構造は、ガスが前記領域から前記出口ポートへ流れることを可能にするギャップを含み、前記領域は、前記入口を介して前記領域に流入するガスをプラズマに励起するように構成され、
前記閉じ込め構造上で半径方向に離間して配置された電気導体に印加されるAC電場が前記ギャップ内に存在するようにさせるプラズマ閉じ込め電力源を具備し、
前記ギャップの長さは、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域から前記出口ポートへの流体の流れを制御するために可変であり、
前記ギャップの前記長さの指標を生成する供給源と、
前記閉じ込め構造上の電気導体に印加される前記電力源の電圧を制御するコントローラとをさらに具備する
真空プラズマプロセッサ。 - 前記コントローラは、前記ギャップの前記長さの前記指標に応答するように構成される
請求項24に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記閉じ込め構造は、前記プラズマが中で励起されるようになっている前記領域を完全に囲み、
前記電気導体のうちの少なくとも1つの電気導体が前記領域を完全に囲っている
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 複数の前記電気導体が前記領域を完全に囲み、
前記複数の電気導体のうちの少なくとも1つの電気導体は前記基準電位にあり、かつ前記複数の電気導体のうちの別の電気導体は前記基準電位と異なる電圧にある
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記複数の電気導体のうちの第1および第2の電気導体は単一の絶縁部材に搭載される
請求項27に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記単一の絶縁部材は前記閉じ込め構造に固定式に機械接続される
請求項28に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 工作物を保持する保持構造をさらに具備し、
前記単一の絶縁部材は前記工作物を保持する保持構造に固定式に機械接続される
請求項28に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 工作物を保持する保持構造をさらに具備し、
前記単一の絶縁部材は、前記プラズマを閉じ込めるための、前記保持構造から離間し、かつ当該保持構造の上にあるルーバ上にある
請求項28に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記複数の電気導体のうちの第1および第2の電気導体は、それぞれ、第1および第2の絶縁部材上にある
請求項27に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 工作物を保持する保持構造をさらに具備し、
前記第1および第2の絶縁部材は、それぞれ、前記プラズマを閉じ込めるための、前記保持構造の上に異なる距離だけ離間した、第1および第2のルーバである
請求項32に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記複数の電気導体のうちの第1および第2の電気導体は前記領域の中心軸から半径方向にほぼ整列する
請求項33に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記複数の電気導体のうちの第1および第2の電気導体はそれぞれ、前記AC電力源の前記異なる端子のうちの第1および第2の端子の電圧に応答するように接続される
請求項34に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記第2の電気導体および前記第2の端子は前記基準電位にある
請求項35に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記第1の電気導体および前記第1の端子は前記AC電力源の第1位相に応答するように接続され、
前記第2の電気導体および前記第2の端子は前記AC電力源の第2位相に応答するように接続される
請求項35に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記複数の電気導体は第3および第4の電気導体を含み、
前記第1のルーバは前記第1の電気導体を完全に囲む前記第3の電気導体を含み、
前記第2のルーバは前記第2の電気導体を完全に囲む前記第4の電気導体を含み、
前記第3および第4の電気導体は前記基準電位に接続される
請求項37に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記第1の電気導体、第2の電気導体、および前記複数の電気導体のうちの第3の電気導体はそれぞれ、第1、第2、および第3の絶縁部材に搭載され、
工作物を保持する保持構造をさらに具備し、
前記第1、第2、および第3の絶縁部材はそれぞれ、前記プラズマを閉じ込めるための、前記保持構造から異なる距離だけ離間した第1、第2、および第3のルーバである
請求項28に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記第1、第2、および第3のルーバはそれぞれ、前記第1、第2、および第3の電気導体をそれぞれ囲む、第4、第5、および第6の電気導体を含む
請求項39に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記第1、第2、および第3の電気導体はそれぞれ、前記AC電力源に応答するように接続され、
前記第4、第5、および第6の電気導体は、前記基準電位にある
請求項40に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記AC電力源および前記閉じ込め構造は、前記閉じ込め構造を通過するガスの絶縁破壊が生じないように構成されている
請求項1に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記多相RF電力源および前記閉じ込め構造は、前記閉じ込め構造を通過するガスの絶縁破壊が生じないように構成されている
請求項2に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電力源および前記閉じ込め構造は、前記閉じ込め構造を通過するガスの絶縁破壊が生じないように構成されている
請求項19に記載の真空プラズマプロセッサ。 - 前記電力源および前記閉じ込め構造は、前記閉じ込め構造を通過するガスの絶縁破壊が生じないように構成されている
請求項24に記載の真空プラズマプロセッサ。
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