JP7416986B2 - コイル構造およびプラズマ処理装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年６月２３日に中国国家知識産権局（ＣＮＩＰＡ）に出願された中国特許出願第２０２０１０５７８８０５．Ｘ号の優先権を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、概して半導体技術分野に関し、より詳細には、コイル構造およびプラズマ処理装置に関する。

背景
集積回路製造技術の発展に伴い、エッチング環境の均一性に対する要求がますます高まっている。エッチングプロセスにおいて、上部電極は通常、プラズマを励起して発生させるように構成され、プラズマ分布の均一性がエッチングの均一性を決定する。このため、プラズマを発生させる上部電極構造、例えばコイル構造は、エッチングプロセスの均一性にとって非常に重要である。

既存の技術では、図１および図２に示すようなコイルが一般的に使用されている。図１において、コイルは、並列に接続された内側コイルセットと外側コイルセットとを含む。内側コイルセットおよび外側コイルセットは、平面構造である。内側コイルセットおよび外側コイルセットはそれぞれ、並列に接続された２つのコイルを含む。単一のコイルは、インボリュートまたは同心円状に巻回される。図２に示すように、単一のコイルは、１．５ターンのインボリュートで巻回される。図２に示すように、コイル巻線の幾何学的分布が不均一であるため、電磁場の左右分布が非対称となる。したがって、コイルは左右で異なる電流を有する。処理プロセス中、フリーラジカルおよびイオンの密度分布は非対称になる。すなわち、プラズマ分布が非対称になる。したがって、ウェハエッチングは非対称になり、エッチング品質または効率に悪影響を及ぼす。

概要
本開示によって解決される問題は、既存の技術において左右に非対称に分布するコイル構造の電磁場によって生成される不均一なプラズマに起因してエッチング品質またはエッチング効率が悪影響を受けることを含む。

上記課題を解決するために、本開示は、プラズマ処理装置に適用されるコイル構造を提供する。コイル構造は、少なくとも１つのコイルセットを含む。

コイルセットは、第１のコイルおよび第２のコイルを含む。第１のコイルおよび第２のコイルは、環状領域を形成するように巻回される。第１のコイルの第１の端部および第２のコイルの第１の端部は、環状領域の内側リングに近接し、第１のコイルの第２の端部および第２のコイルの第２の端部は、環状領域の外側リングに近接している。

第１のコイルの第１の端部は、第２のコイルの第１の端部に電気的に接続される。
第１のコイルは、コイル構造の軸方向に垂直な平面上に第１の突出部を形成する。第２のコイルは、コイル構造の軸方向に平行な平面上に第２の突出部を形成する。第１の突出部と第２の突出部とは、互いに鏡面対称である。

いくつかの実施形態では、コイル構造の軸方向に沿って、第１のコイルの第１の端部と第２のコイルの第１の端部とが上下方向に間隔を置いて配置され、第１のコイルの第２の端部と第２のコイルの第２の端部とが上下方向に間隔を置いて配置される。第１のコイルの第１の端部と第２のコイルの第１の端部との間の接続線は、コイル構造の軸に平行である。第１のコイルの第２の端部と第２のコイルの第２の端部との間の接続線は、コイル構造の軸に平行である。

いくつかの実施形態では、コイル構造は少なくとも２つのコイルセットを含み、少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第１の端部は第１の平面上にある。少なくとも２つのコイルセットの第２のコイルの第１の端部は、第２の平面上にある。少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第２の端部は、第３の平面上にある。少なくとも２つのコイルセットの第２のコイルの第２の端部は、第４の平面上にある。第１の平面と第２の平面との間、および第３の平面と第４の平面との間には所定の距離が存在する。

いくつかの実施形態では、所定の距離は１０ｍｍである。
いくつかの実施形態では、少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第１の端部は、コイル構造の円周方向に沿って均等に配置される。少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第２の端部は、コイル構造の円周方向に沿って均等に配置される。

いくつかの実施形態では、第１のコイルおよび第２のコイルの巻回軌跡はいずれもインボリュート形状である。

いくつかの実施形態では、第１のコイルおよび／または第２のコイルの各ターンの径方向半径変化量は、ａ＝６０ｍｍである。

いくつかの実施形態では、第１のコイルの巻き数および第２のコイルの巻き数は、いずれも０．５ターンの整数倍である。

いくつかの実施形態では、コイル構造は偶数個のコイルセットを含む。
本開示のコイル構造では、コイル構造の半径方向に垂直な面を投影面とする。単一のコイルセットを例にとる。コイルセットは、互いに電気的に接続された第１のコイルおよび第２のコイルを巻回することによって形成されてもよい。第１のコイルの第１の突出部と第２のコイルの第２の突出部とは、投影面上で互いに鏡面対称であってもよい。したがって、少なくとも１つのコイルセットを含むコイル構造の磁場および電場は鏡面対称である。例えば、磁場と電場は左右対称に分布していてもよい。すなわち、左磁場は右磁場と同じである。左右の電場は互いに反転して打ち消し合う。したがって、均一なプラズマが生成され、半導体プロセスのエッチング品質およびエッチング効率が効果的に改善される。

また、本開示は、プラズマ処理装置をさらに提供する。プラズマ処理装置は、ＲＦ源と、反応チャンバと、反応チャンバの上部に配置された誘電体部材と、上記コイル構造とを含む。コイル構造は、誘電体部材上に配置される。ＲＦ源は、コイル構造にＲＦ電力を供給するように構成される。

いくつかの実施形態では、プラズマ処理装置は接続構造をさらに備える。接続構造は、第１のコネクタと第２のコネクタとを含む。

各コイルセットの第１のコイルの第２の端部は、第１のコネクタに電気的に接続される。各コイルセットの第１のコイルの第２の端部は、第２のコネクタに電気的に接続される。

第１のコネクタおよび第２のコネクタのうちの一方は、ＲＦ電力を入力するように構成される。他方は接地されるように構成される。

いくつかの実施形態では、第１のコネクタおよび第２のコネクタはいずれも環状構造である。第１のコネクタおよび第２のコネクタは、コイル構造の軸方向に沿って間隔を置いて配置される。

いくつかの実施形態では、接続構造は、第３のコネクタおよび第４のコネクタをさらに含む。

第３のコネクタは、第１の接続バーを介して第１のコネクタと電気的に接続される。第４のコネクタは、第２の接続バーを介して第２のコネクタと電気的に接続される。

第３のコネクタおよび第４のコネクタのうちの一方はＲＦ電力を入力するように構成され、他方は接地されるように構成される。

いくつかの実施形態では、第３のコネクタおよび第４のコネクタはいずれも環状構造を有し、コイル構造の軸方向に沿って間隔を置いて配置される。

いくつかの実施形態では、複数の第１の接続バーおよび複数の第２の接続バーが設けられる。複数の第１の接続バーおよび複数の第２の接続バーは、コイル構造の円周方向に沿って均等に配置される。

いくつかの実施形態では、各コイルセットの第１のコイルの第２の端部は、入力端として使用される。各コイルセットの第２のコイルの第２の端部は、出力端として使用される。第１のコネクタは、第１の接続セグメントを含む。第１の接続セグメントは、入力端に接続される。各第１の接続セグメントは、少なくとも１つの数で入力端に接続される。

および／または第２のコネクタは、第２の接続セグメントを含む。第２の接続セグメントは、出力端に接続される。各第２の接続セグメントは、少なくとも１つの数で出力端に接続される。

いくつかの実施形態では、コイル構造は複数のコイルセットを含み、第１のコネクタは少なくとも２つの第１の接続セグメントを含む。少なくとも２つの第１の接続セグメントは、第１の輪郭を形成するように囲むように円周方向に沿って間隔を置いて配置される。コイルセットの数は、第１の接続セグメントの数の２倍である。各第１の接続セグメントに接続される入力端の数は２つである。第２のコネクタは、少なくとも２つの第２の接続セグメントを含む。少なくとも２つの第２の接続セグメントは、第２の輪郭を形成するように囲むように円周方向に沿って間隔を置いて配置される。コイルセットの数は、第２の接続セグメントの数の２倍である。各第２の接続セグメントに接続される出力端の数は２つである。

いくつかの実施形態では、第１の輪郭は環状であり、第２の輪郭は環状である。第１の輪郭および第２の輪郭は同軸である。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つの第１の接続セグメントのうちの任意の２つの隣接する第１の接続セグメント間の間隔は同じであり、および／または少なくとも２つの第２の接続セグメントのうちの任意の２つの隣接する第２の接続セグメント間の間隔は同じである。

いくつかの実施形態では、接続構造は、少なくとも２つの第１の接続バーをさらに含む。第１の接続バーの数は、第１の接続セグメントの数と同じである。第１の接続バーの第１の端部は、対応する第１の接続セグメントに接続される。第１の接続バーの第２の端部は、ＲＦ電力を入力するように構成される。

および／または接続構造は、少なくとも２つの第２の接続バーをさらに含む。第２の接続バーの数は、第２の接続セグメントの数と同じである。第２の接続バーの第１の端部は、対応する第２の接続セグメントに接続される。第２の接続バーの第２の端部は、接地されるように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの第１の接続バーの第２の端部は第１の点に接続され、第１の点は、ＲＦ電力を入力するように構成される電力入力端として使用され、および／または少なくとも２つの第２の接続バーの第２の端部は第２の点に接続され、第２の点は、接地されるように構成される接地端として使用される。

いくつかの実施形態では、第１の接続セグメントの２つの端部は、それぞれ入力端に電気的に接続される。第１の接続バーと第１の接続セグメントとの接続位置は、長さ方向に沿って第１の接続セグメントの中間位置にある。

および／または第２の接続セグメントの２つの端部は、それぞれ出力端に電気的に接続される。第２の接続バーと第２の接続セグメントとの接続位置は、長さ方向に沿って第２の接続セグメントの中間位置にある。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つのコイル構造が提供される。少なくとも２つのコイル構造は、半径方向に間隔を置いてスリーブが付けられ、または少なくとも２つのコイル構造は、軸方向に沿って間隔を置いて配置され、軸方向に沿って、少なくとも２つのコイル構造の半径方向寸法は、徐々に増加または減少する。

本開示の実施形態のプラズマ処理装置に適用されるコイル構造では、コイル構造の軸方向に垂直な面を投影面とし、単一のコイルセットを例にとると、コイルセットは、互いに電気的に接続された第１のコイルおよび第２のコイルを巻回することによって形成される。第１のコイルの第１の突出部と第２のコイルの第２の突出部とは、同じ突出部上で互いに鏡面対称であってもよい。コイルセットを含むコイル構造によって形成される磁場および電場分布は鏡面対称であり、例えば、磁場および電場は左右対称に分布する。すなわち、左右の磁場は同じであり、左右の電場は互いに反対方向に打ち消し合う。したがって、均一に分布したプラズマが生成され、半導体プロセスのエッチング品質およびエッチング効率が効果的に改善される。

図面の簡単な説明
本開示の実施形態の技術的解決策または背景技術をより明確に説明するために、以下で、実施形態の説明または背景技術で使用される添付の図面を簡単に紹介する。明らかに、以下に説明される図面は、本開示のいくつかの実施形態にすぎない。当業者にとって、創造的な努力なしにこれらの図面に従って他の図面を得ることもできる。

既存の技術におけるコイルの概略構造図である。 既存技術におけるコイル構造における単一のコイルの磁場の概略分布図である。 本開示のいくつかの実施形態によるコイル構造のコイルセットの概略斜視図である。 図３の概略上面図であって、磁場分布を概略的に示す。 ６つのコイルセットを含むコイル構造の概略上面図である。 図５のコイル構造における６つの第１のコイルの概略上面図である。 図５のコイル構造における６つの第２のコイルの概略上面図である。 ８つのコイルセットを含むコイル構造の概略上面図である。 図８のコイル構造における８つの第１のコイルの概略上面図である。 図８のコイル構造における８つの第２のコイルの概略上面図である。 ４つのコイルセットを含むコイル構造の概略上面図である。 図１１のコイル構造における４つの第１のコイルの概略上面図である。 図１１のコイル構造における４つの第２のコイルの概略上面図である。 本開示のいくつかの実施形態によるコイル構造の別のコイルセットの概略図である。 図１４の概略上面図であり、磁気分布図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、第１のコイルおよび第２のコイルの両方が０．５ターンを有する場合の、６つのコイルセットを含むコイル構造の概略上面図である。 図１６のコイル構造における６つの第１のコイルの概略上面図である。 図１６のコイル構造における６つの第１のコイルの概略上面図である。 本開示のいくつかの実施形態による接続構造およびコイル構造を備えるプラズマ処理装置の第１の概略図である。 本開示のいくつかの実施形態による、２つの接続構造と半径方向に沿って間隔を置いてスリーブが付けられた２つのコイル構造とを備えるプラズマ処理装置の第２の概略図である。 本開示のいくつかの実施形態による、２つの接続構造と軸方向に沿って間隔を置いて配置された２つのコイル構造とを備えるプラズマ処理装置の第３の概略図である。 本開示のいくつかの実施形態による、接続構造のコネクタが閉じたリングである場合のコイル構造の概略斜視図である。 図２２の概略上面図である。 図２２の概略要部図である。 本開示のいくつかの実施形態による、図２２の接続構造を採用したコイル構造の全体組立の概略上面図である。 本開示のいくつかの実施形態による、接続構造の第１のコネクタが閉じたリングであり、第１の接続バーの第２の端部が点に接続されている場合のコイル構造の概略図である。 接続構造の第１のコネクタおよび第２のコネクタは閉じたリングである、図１９のプラズマ処理装置のコイルの磁場分布の概略図である。 図２７のプラズマ処理装置における磁気振幅値分布の概略図である。 ２つの接続構造の第１のコネクタおよび第２のコネクタは閉じたリングである、図２０のプラズマ処理装置の磁場分布の概略図である。 図２９のプラズマ処理装置における磁場振幅値分布を示す模式図である。 図２９のコイル磁場分布を示す概略上面図である。 本開示のいくつかの実施形態による、接続構造のコネクタが接続セグメントである場合のコイル構造の概略斜視構造図である。 図３２の概略要部図である。 本開示のいくつかの実施形態による、接続構造の第１のコネクタが接続セグメントであり、第１の接続バーの第２の端部が点に接続されている場合のコイル構造の概略図である。 図１７の上層コイルと図３４の第１のコネクタとの接続を示す概略図である。 接続構造の第１のコネクタおよび第２のコネクタが接続セグメントである場合の図１９のプラズマ処理装置のコイル磁場分布を示す概略図である。 図３６のプラズマ処理装置における磁場振幅値分布を示す模式図である。 接続構造の第１のコネクタおよび第２のコネクタが接続セグメントである場合の図２０のプラズマ処理装置のコイル磁場分布を示す概略図である。 図３８のプラズマ処理装置の磁場振幅値分布を示す概略図である。 図３８のコイル磁場分布を示す概略上面図である。

参照番号：
１０ コイル構造
１００ コイルセット
１１０ 第１のコイル
１２０ 第２のコイル
１３０ 垂直接続バー
１４０ 外部コイルセット
１５０ 内部コイルセット
１１１ 第１のコイルの第１の端部
１１２ 第１のコイルの第２の端部
１２１ 第２のコイルの第１の端部
１２２ 第２のコイルの第２の端部
２００ 接続構造
２１０ 第１のコネクタ
２２０ 第２のコネクタ
２３０ 第３のコネクタ
２４０ 第４のコネクタ
２５０ 第１の接続バー
２６０ 第２の接続バー
２７０ 電力入力端
２８０ 接地端
２０１ 外部接続構造
２０２ 内部接続構造
２１１ 第１の電線コネクタ
２１２ 第１の接続セグメント
２１３ 第１の輪郭
２２１ 第２の電線コネクタ
２２２ 第２の接続セグメント
２２３ 第２の輪郭
３００ 反応チャンバ
３１０ 内側ライナ
３２０ 支持ベース
３３０ チャンバ縁
３４０ 連続磁場
４００ 誘電体部材
５００ シールドカバー
６００ 整合部
７００ 高周波源
９１０ 外側リングアセンブリ
９２０ 内側リングアセンブリ
９３０ 内側リング磁場
９４０ 外側リング磁場
実施形態の詳細な説明
本開示の上記の目的、特徴および利点をより明確に理解させるために、本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本明細書に記載の特定の実施形態は、本開示を説明するためにのみ使用され、本開示を限定するものではないことを理解されたい。

本開示の実施形態は、プラズマ処理装置内に構成されたコイル構造、例えば、図１９に示すコイル構造１０を提供する。プラズマ処理装置は、ウェハなどの半導体ワークピースに対してエッチング処理を実行するように構成されてもよい。コイル構造１０は、プラズマを励起して発生させるための上部電極として使用されてもよい。

コイル構造１０は、少なくとも１つのコイルセット１００を含む。図３および図４に示すように、コイルセット１００は、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０を含む。第１のコイル１１０および第２のコイル１２０は、環状領域を形成するように巻回されている。第１のコイルの第１の端部１１１および第２のコイルの第１の端部１２１は、環状領域の内側リングに徐々に接近する。第１のコイルの第２の端部１１２および第２のコイルの第２の端部１２２は、環状領域の外側内側リングに徐々に接近する。第１のコイルの第１の端部１１１は、第２のコイルの第１の端部１２１に電気的に接続されてもよい。第１のコイル１１０は、コイル構造１０の軸方向に垂直な平面上に第１の突出部を形成してもよい。第２のコイル１２０は、コイル構造１０の軸方向に垂直な平面上に第２の突出部を形成してもよい。第１の突出部と第２の突出部とは、互いに鏡面対称であってもよい。

環状領域は、図３および図４に示すように、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０が巻回されて形成され、少なくとも１つのコイルセットを含むコイル構造１０全体が位置する領域である。具体的には、図５～図１３、図１６～図１８および図２５の点線で示す領域に示すように、上記コイル構造では、図５（６つのコイルセットを含むコイル構造１０）、図８（８つのコイルセットを含むコイル構造１０）、図１６（６つのコイルセットを含むコイル構造１０）、および図１１（４つのコイルセットを含む）の点線で示す領域のように、複数の第１のコイル１１０および複数の第２のコイル１２０が巻回されて環状領域を形成している。第１のコイル１１０の第１の端部１１１および第２のコイルの第１の端部１２１は、環状領域の内側リングに徐々に接近する。第１のコイル１１０の第２の端部１１２および第２のコイル１２０の第２の端部１２２は、環状領域の外側リングに徐々に接近する。

本開示の実施形態で使用されるコイル構造１０では、コイル構造１０の軸方向に垂直な面を投影面として使用することができる。単一のコイルセット１００を例にとると、コイルセット１００は、互いに電気的に接続された第１のコイル１１０および第２のコイル１２０を巻回することによって形成されてもよい。第１のコイル１１０の投影面への第１の投影と、第２のコイル１２０の投影面への第２の投影とは、投影面上で互いに鏡面対称であってもよい。したがって、コイルセット１００によって形成される磁場および電場の分布は、鏡面対称であり得る。例えば、磁場と電場は左右対称に分布していてもよい。すなわち、左右の磁場は同じであってもよく、左右の電場は互いに反対方向に打ち消し合う。したがって、均一なプラズマを生成することができ、これは、既存の技術における不均一なプラズマ分布によって引き起こされる半導体のエッチング品質およびエッチング効率に対する悪影響を低減または排除する。したがって、半導体のエッチング品質およびエッチング効率を効果的に改善することができる。

図３では、一例として、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の両方が一巻きで巻回されている。本開示はこれに限定されない。好ましくは、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻き数は、いずれも０．５ターンの整数倍である。０．５ターンの整数倍で巻かれるターンの数は、処理を容易にし、巻き方をより便利で柔軟にし、磁場と電場の対称分布を実現するのにより有益であり得る。具体的には、図１４に示すように、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻き数は、いずれも０．５ターンである。

本開示では、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻回軌跡は、種々の態様であってもよく、例えば、図３～図１８に示すように、渦螺旋状であってもインボリュート状であってもよい。コイルセット１００が巻回された後に形成される環状領域は、円形リング、楕円形リング、長方形リング、多角形リングなどとすることができる。巻回プロセス中の第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の軸方向位置変化に起因して、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻回によって形成される環状領域は、軸方向に沿って一定の厚さを有し得る。軸方向に沿った平面上の投影は、環状であってもよい。

また、第１のコイル１１０の両端が環状領域の内側および外側リングに徐々に接近し、第２のコイル１２０の両端が環状領域の内側および外側リングに徐々に接近するため、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０は、環状領域の軸心を中心とした可変径コイルであることが分かる。このような配置により、コイル構造１０が並列に接続された複数セットのコイルセット１００を含む場合に、コイルセット同士の干渉を防止することができる。

具体的には、図４に示すように、コイルセット１００において、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻回軌跡は、いずれもインボリュート形状である。第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の各ターンの半径変化量は、径方向（すなわち、２つのターン間の半径方向距離）にａ＝６０ｍｍに設定され、コイル幅はｂ＝４ｍｍに設定されてもよい。図中の十字記号は、ある時間における磁場方向および相対的なサイズおよび分布を表すことができ、これは左右対称に分布する。半径方向の電場分布は、図中の矢印によって示されており、これは、等しいサイズおよび反対方向に互いに打ち消し合う。

本開示の実施形態では、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との間の電気的接続位置について、第１のコイルの第１の端部１１１と第２のコイルの第１の端部１２１との間の上記の電気的接続に加えて、第１のコイルの第２の端部１１２を第２のコイルの第２の端部１２２に電気的に接続してもよいことに留意されたい。

本開示の実施形態では、コイルセット１００の第１のコイル１１０および第２のコイル１２０は、上下方向に間隔を置いて配置されてもよい。このような配置により、コイルの上層と下層との間の容量結合を低減することができる。また、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０とを間隔を置いて配置することで、単一のコイルセット１００の巻回を容易にするだけでなく、複数のコイルセット１００の巻回を容易にして、コイルセット同士の干渉を回避することができる。このような配置は、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との電気的な接続を容易にするだけでなく、周波数供給位置および接地位置の設定を容易にすることができる。

図３および図１４を参照すると、本開示の実施形態では、コイル構造１０の軸方向に沿って、コイルセット１００において、第１のコイルの第１の端部１１１および第２のコイルの第１の端部１２１は、上下方向に間隔を置いて配置されている。第１のコイルの第２の端部１１２と第２のコイルの第２の端部１２２とは、上下方向に間隔を置いて配置されている。第１のコイルの第１の端部１１１と第２のコイルの第１の端部１２１との接続線は、コイル構造１０の軸に平行であってもよい。第１のコイルの第２の端部１１２と第２のコイルの第２の端部１２２との接続線は、コイル構造１０の軸に平行であってもよい。具体的には、本開示の実施形態では、図３および図１４に示すように、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との間の接続方法は、第１のコイルの第１の端部１１１と第２のコイルの第１の端部１２１とが垂直接続バー１３０によって接続されることである。垂直接続バー１３０は、コイル構造１０の軸方向に平行であってもよい。したがって、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との電気的接続を実現することができ、接続方法は、接続が簡単で効果的であるという利点を有し得る。

本開示の実施形態では、上下方向における第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との間の軸方向距離は調整可能であってもよい。具体的には、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との間の垂直接続バー１３０の有効接続長さを変更することにより、第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との上下方向における軸方向距離を変更してもよい。したがって、コイルの上層と下層との間の容量結合を調整して、コイルセット１００間の干渉をさらに低減することができる。

本開示の実施形態では、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０はいずれも螺旋状コイルであり、いずれもコイルセット１００の軸方向に沿って上方または下方に螺旋状に巻回されている。すなわち、第１のコイル１１０が巻回された後、第１のコイル１１０の両端は異なる平面上にあり、第２のコイル１２０が巻回された後、第２のコイル１２０の両端は異なる平面上にあってもよい。具体的には、図５～図１３、図１６～図１８および図２５に示すように、コイル構造１０は、少なくとも２つのコイルセット１００を含む。少なくとも２つのコイルセット１００の第１のコイルの第１の端部１１１は、いずれも第１の平面上にある。少なくとも２つのコイルセットの第２のコイルの第１の端部１２１は、いずれも第２の平面上にある。少なくとも２つのコイルセット１００の第１のコイルの第２の端部１１２は、いずれも第３の平面上にある。少なくとも２つのコイルセット１００の第２のコイルの第２の端部１２２は、いずれも第４の平面上にある。第１の平面と第２の平面との間に所定の距離が存在してもよい（図３に示すように、ｈは所定の距離である）。所定の距離は、第３の平面と第４の平面との間にも存在してもよい。所定の距離は、コイルセット１００の第１のコイル１１０と第２のコイル１２０との間の距離であってもよい。所定の距離を設定することにより、２つのコイル層間の容量結合を低減することができる。好ましくは、所定の距離は、図３に示すように、１０ｍｍに設定されてもよく、ｈ＝１０ｍｍである。

図３を参照すると、コイルセット１００の第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻き数は１ターンである。第１のコイル１１０は、第１の端部から第２の端部まで螺旋状に下降している。第２のコイル１２０も、第１の端部から第２の端部まで螺旋状に下降している。第１のコイルの第１の端部１１１と第２のコイルの第１の端部１２１とは、垂直接続バー１３０を介して電気的に接続されてもよい。垂直接続バー１３０、および第１のコイルの第２の端部１１２と第２のコイルの第２の端部１２２との間の接続線は、コイル構造１０の軸方向に平行であってもよい。第１のコイルの第１の端部１１１は、第１の平面上に位置してもよい。第２のコイルの第２の端部１１２は、第３の平面上に位置してもよい。第２のコイルの第１の端部１２１は、第２の平面上に位置してもよい。第２のコイルの第２の端部１２２は、第４の平面上に位置してもよい。４つの平面は、異なる位置に位置する。第１の平面と第３の平面との間の距離（すなわち、所定の距離）は、第２の平面と第４の平面との間の距離に等しくてもよい。

図１４を参照すると、コイルセット１００の第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の巻き数は、いずれも０．５ターンである。第１のコイル１１０は、第１の端部から第２の端部まで螺旋状に下降している。第２のコイル１２０は、第１の端部から第２の端部まで螺旋状に上昇している。第１のコイルの第１の端部１１１と第２のコイルの第１の端部１２１とは、垂直接続バー１３０を介して電気的に接続されてもよい。垂直接続バー１３０、および第１のコイルの第２の端部１１２と第２のコイルの第２の端部１２２との間の接続線は、コイル構造１０の軸方向に平行であってもよい。第１のコイルの第１の端部１１１は、第１の平面上に位置している。第１のコイルの第２の端部１１２は、第３の平面上に位置している。第２のコイルの第１の端部１２１は、第２の平面上に位置している。第２のコイルの第２の端部１２２は、第４の平面上に位置している。第１の平面および第４の平面は同一平面上にある。第２の平面および第３の平面は同一平面上にある。したがって、第１の平面と第３の平面との間の所定の距離は、第２の平面と第４の平面との間の所定の距離に等しい。図１５は、コイルセット１００の概略上面図および磁場分布図である。

コイル構造１０における異なるコイルセットの第１の端部および第２の端部がそれぞれ第１の平面および第２の平面上に位置することに加えて、コイル構造１０が少なくとも２つの並列接続されたコイルセット１００を含む場合、少なくとも２つのコイルセット１００は、コイル構造１０の軸方向に沿って間隔を置いて配置されてもよい。異なるコイルセット１００の第１の端部は、軸方向に異なる高さに位置してもよく、第２の端部は、軸方向に異なる高さに位置してもよい。したがって、異なるコイル間の容量結合を低減することができ、異なるコイルセット１００の巻回プロセスによって形成される干渉を低減することができる。具体的には、コイル構造１０の軸方向に沿って、隣接するコイルセット間の軸方向距離は調整可能であってもよい。複数のコイルセットの第１のコイルと第２のコイルとの間に分布容量が存在してもよい。容量値は、２つのコイル層の間の距離に関連し得る。第１のコイルおよび第２のコイルは、調整可能な距離に設定されてもよい。２つの層の距離を調整することにより、分布容量を調整することができる。したがって、コイル構造１０のコイル共振周波数およびコイルインダクタンス値を調整することができる。加えて、巻回プロセス中に、コイルセットの軸方向距離は、容量結合要件ならびにコイルセットおよび接続構造の接続位置要件に従って調整することができる。したがって、コイル構造１０の適用性を改善することができる。

本開示の実施形態では、図５～図１３、図１６～図１８、および図２５に示すように、コイル構造１０の少なくとも２つのコイルセット１００において、コイルセット１００の第１のコイルの第１の端部１１１は、コイル構造１０の円周方向に沿って均等に配置される。コイルセット１００の第１のコイルの第２の端部１１２は、コイル構造１０の円周方向に沿って均等に配置される。コイル構造１０において、第２のコイル１２０の第１の端部は、第１のコイル１１０の第１の端部に接続される。第２のコイルの第１の端部１２１および第２のコイルの第２の端部１２２も、コイル構造１０によって生成されるプラズマ分布の角度対称性を保証するために、コイル構造１０の円周方向に沿って均等に配置される。コイルセット１００が多いほど、プラズマ分布の角度対称性が良く、プラズマ分布が均一になる。好ましくは、コイル構造１０は、偶数のコイルセット、具体的には、４セット（図１１～図１３に示すように）、６セット（図５～図７、図１６～図１８、図２５に示すように）、または８セット（図８～図１０に示すように）のコイルセット１００を含むことができる。

コイル構造１０は、４つのコイルセットを含んでもよい。図１１～図１３に示すように、コイル構造１０は、４つのコイルセット１００を電気的に並列に接続して形成され、巻回されている。４つの第１のコイル１１０が含まれ、９０°の角度対称である。４つの第２のコイル１２０が含まれ、９０°の角度対称である。コイル構造１０は、６つのコイルセットを含む。図５～図７、図１６～図１８、図２５に示すように、コイル構造１０は、６つのコイルセットを電気的に並列に接続して形成され、巻回されている。６つの第１のコイル１１０が含まれ、６０°で角度対称である。６つの第２のコイル１２０が設けられ、６０°の角度対称である。コイル構造１０は、８つのコイルセットを含んでもよい。図８～図１０に示すように、コイル構造１０は、８つのコイルセット１００を電気的に並列に接続して形成されている。８つの第１のコイル１１０は、４５°の角度対称で設けられている。８つの第２のコイル１２０は、４５°の角度対称で設けられている。上記全てのコイル構造１０において、コイル構造１０の軸方向に垂直な投影面において、第１のコイル１１０の第１の投影像は、コイルセット１００の第２のコイル１２０の第２の投影像と鏡面対称である。したがって、コイルセット１００の磁場および電場は、左右で対称に分布することが保証され得る。コイル構造１０の円周方向に沿って、６つのコイルセット１００を６０°間隔で均等に配置してもよい。したがって、複数のコイルセット１００の磁場および電場は、コイル構造１０の円周方向に沿って均一に分布し得る。したがって、コイル構造１０によって生成されたプラズマを均一に分布させることを保証することができる。

具体的には、本開示の実施形態では、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の長手方向断面形状は矩形として選択されてもよい。加えて、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０の長手方向断面形状は、リングまたは円、すなわち中空コイルまたは中実コイルとして選択されてもよく、本開示では限定されない。コイルは、材料の入手が容易であり、適用性が強いという利点を有する。

本開示の実施形態は、プラズマ処理装置をさらに提供する。図１９に示すように、プラズマ処理装置は、高周波（ＲＦ）源７００と、反応チャンバ３００と、反応チャンバ３００の上部に配置された誘電体部材４００と、上記実施形態のコイル構造１０とを含む。少なくとも１つのコイルセット１００を含むコイル構造１０は、誘電体部材４００上に配置されてもよい。高周波源７００は、コイル構造１０にＲＦ電力を供給するように構成されてもよい。プラズマ処理装置は上述のコイル構造１０を有するため、プラズマ処理装置は、上述のコイル構造１０の全ての有益な効果を有することができ、ここでは繰り返さない。

任意選択で、本開示の実施形態では、図１９～図２５に示すように、プラズマ処理装置は接続構造２００をさらに含む。接続構造２００は、第１の接続部材２１０と、第２の接続部材２２０とを含む。各コイルセット１００内の第１のコイル１１０の第２の端部１１２は、第１のコネクタ２１０に電気的に接続されてもよい。各コイルセット１００内の第２のコイル１２０の第２の端部１２２は、第２のコネクタ２２０に電気的に接続されてもよい。第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０のうちの一方は、ＲＦ電力を入力するように構成されてもよい。他方は、接地されるように構成されてもよい。このような構成により、完全な回路経路を形成してプラズマ生成プロセスを完了することができる。具体的には、第１のコネクタ２１０は、第１のコイル１１０の第２の端部１１２とＲＦ源７００との間に接続されてもよい。第２のコネクタ２２０は、第２のコイルの第２の端部１２２と接地との間に接続されてもよい。ＲＦ源は、第１のコネクタ２１０を介してコイル構造１０にＲＦエネルギーを供給するように構成されてもよい。コイル構造１０によって反応チャンバ内にコイル磁場（コイル構造１０が形成する誘導磁場）を発生させてプラズマを生成してもよい。

本開示の実施形態のプラズマ処理装置では、少なくとも２つのコイル構造１００が設けられてもよい。接続構造２００の数は、コイル構造１０の数に等しくてもよい。接続構造２００は、コイル構造１０の１つに電気的に接続されてもよい。図２０に示すように、少なくとも２つのコイル構造１０は、半径方向に沿って間隔を置いてスリーブが付けられてもよい。すなわち、単一のコイル構造１０の全てのコイルセットが完全なコイルを形成することができる。異なるコイル構造１０の完全なコイルは、ほぼ同じ高さにあってもよく、順番にスリーブが付けられる。あるいは、図２１に示すように、少なくとも２つのコイル構造１０は、軸方向に沿って間隔を置いて配置される。軸方向に沿って、少なくとも２つのコイル構造１０の半径方向寸法は、徐々に増加または減少する。単一のコイル構造１０の全てのコイルセットは、完全なコイルを形成することができる。異なるコイル構造１０の完全なコイルは、ほぼ同軸に配置されてもよく、異なる高さに配置される。軸方向に沿って、完全なコイルの半径方向寸法は、徐々に増加または徐々に減少して、ほぼ円錐形状の構造を形成することができる。処理プロセス中、接続構造２００は、コイル構造１０に一対一で対応して接続されてもよい。ＲＦ源７００は、複数の接続構造２００を介して複数の完全なコイルにＲＦエネルギーを供給することができる。したがって、複数の完全なコイルによって生成されたコイル磁場を結合して、より高い磁場振幅およびより大きな磁気半径方向連続分布範囲を有する結合誘導磁場を得ることができる。これにより、反応チャンバ３００内で発生するプラズマの密度および分布の均一性をさらに改善することができる。これに対応して、製品に処理を行うためにプラズマを使用する生産性および均一性をさらに改善することができる。加えて、間隔を置いて半径方向または円周方向に沿った配置方法を使用することによって、隣接するコイル構造１０間の干渉を効果的に低減して、複数のコイル構造１０の配置を保証することができる。具体的には、２つまたは３つのコイル構造１０が設けられてもよい。対応する接続構造の数は、コイル構造１０の数と同じであってもよい。配置方法は、対応するコイル構造１０の形状に応じて調整することができる。したがって、ＲＦが均等に供給されることを保証することができ、複数のコイル構造１０を並列に接続することができる。各コイル構造１０の複数のコイルセットは、並列に接続されてもよい。したがって、コイル構造１０の結合によって生成される電磁場の均一性をさらに改善することができる。

図２２～図２５を参照すると、具体的には、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、いずれも一定の厚みを有する環状構造である。第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、コイル構造１０の軸方向に沿って間隔を置いて配置されてもよい。このような配置により、第１のコネクタ２１０を介して複数の第１の接続部材２１１が配置されてもよい。複数の第１の接続部材２１１は、複数のコイルセット１００内の第１のコイル１１０の第２の端部１１２に接続されてもよい。複数の第２の接続部材２２１は、第２のコネクタ２２０を介して配置されてもよい。複数のコイルセット１００内の第２のコイル１２０の第２の端部１２２を接続することにより、接続されてもよい。このように、第１のコイル１１０および第２のコイル１２０を含む複数のコイルセット１００は、並列に接続されてもよい。本開示の実施形態において、好ましくは、第１のコネクタ２１０に設けられる第１の接続部材２１１の数と、第２のコネクタ２２０に設けられる第２の接続部材２２１の数とは、コイルセットの数と同じであってもよい。図２５に示すように、コイル構造１０は、６つの第１のコイル１１０および６つの第２のコイル１２０を含む６つのコイルセットを含む。これに対応して、６つの第１の接続部材２１１が設けられてもよく、６つの第１のコイル１１０の第２の端部１１２に一対一で対応して電気的に接続されてもよい。６つの第２の接続部材２２１が設けられ、６つの第２のコイル１２０の第２の端部１２２に電気的に接続されてもよい。接続構造は、単純で、便利で、効果的であるという利点を有し得る。

なお、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０の半径方向の寸法は、等しくてもよいし、等しくなくてもよい。例えば、第１のコネクタ２１０の半径方向の寸法は、第２のコネクタ２２０の半径方向の寸法よりも大きくてもよい。第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０の半径方向の寸法が等しくない場合、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、同一平面内に位置してもよい。

図２２～図２５を参照すると、コイル構造１０において、接続構造２００は、第３のコネクタ２３０および第４のコネクタ２４０をさらに含む。第３のコネクタ２３０は、第１の接続バー２５０を介して第１のコネクタ２１０と電気的に接続されてもよい。第４のコネクタ２４０は、第２の接続バー２６０を介して第２のコネクタ２２０と電気的に接続されてもよい。第３のコネクタ２３０は、ＲＦ電力を入力するように構成された電力入力端２７０を含む。第４のコネクタ２４０は、接地されるように構成された接地端２８０を含む。このような構成により、完全な回路経路を形成することができる。これにより、プラズマ生成処理を完了させることができる。なお、電力入力端２７０を第３のコネクタ２３０に配置し、接地端２８０を第４のコネクタ２４０に配置することに加えて、電力入力端２７０も第４のコネクタ２４０に配置してもよい。接地端２８０は第３のコネクタ２３０上に配置されてもよく、これについては本明細書では限定されない。

具体的には、図２２～図２５に示すように、本開示の実施形態では、第３のコネクタ２３０および第４のコネクタ２４０はいずれも環状構造として配置される。第３のコネクタ２３０および第４のコネクタ２４０は、コイル構造１０の軸方向に沿って間隔を置いて配置されている。第３のコネクタ２３０および第４のコネクタは、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０の上方に位置してもよい。第３のコネクタ２３０は、第４のコネクタ２４０の上方に位置している。第１の接続バー２５０は、一端が第１のコネクタ２１０に電気的に接続され、他端が第３のコネクタ２３０に電気的に接続されている。これにより、第１のコネクタ２１０と第３のコネクタ２３０とを電気的に接続することができる。第２のコネクタ２２０には、一端が電気的に接続されてもよい。他端は、第４のコネクタ２４０に電気的に接続されてもよい。これにより、第２のコネクタ２２０と第４のコネクタ２４０との電気的な接続が実現され得る。このような配置により、図２２～図２５から分かるように、第２のコネクタ２２０、第２の接続バー２６０、および第４のコネクタ２４０は、第１のコネクタ２１０、第１の接続バー２５０、および第３のコネクタ２３０で囲まれた領域によって覆われていてもよい。したがって、例えばコネクタおよび接続バーに曲げ処理などを施す必要なく、コネクタと接続バーとの干渉を回避することができる。

本開示の実施形態では、複数の第１の接続バー２５０および複数の第２の接続バー２６０が設けられてもよいことに留意されたい。複数の第１の接続バー２５０および複数の第２の接続バー２６０は、コイル構造１０の円周方向に沿って均等に配置されてもよい。図２２～図２５に示すように、３つの第１の接続バー２５０および３つの第２の接続バー２６０が設けられている。すなわち、第１のコネクタ２１０または第２のコネクタ２２０の円周方向に沿って、隣接する接続バー間の角度は１２０°であってもよい。接続バーは、単純に曲げることによって得ることができる反転「Ｌ」形状であってもよく、単純な構造および低い製造コストの利点を有する。本開示の保護された解決策はこれに限定されない。上記接続バーの接続機能を有する限り、他の構成形態の接続バーを用いてもよく、接続バーは本開示の範囲内である。

任意選択的に、本開示の実施形態では、接続構造２００は、第３のコネクタ２３０および第４のコネクタ２４０を備えなくてもよい。図２５および図２６に示すように、複数の第１の接続バー２５０の一端は、第１のコネクタ２１０に電気的に接続され、他端は、ＲＦ電力を入力するように構成されている電力入力端２７０である点に接続されている。複数の第２の接続バー２５０の一端は、第２のコネクタ２２０に電気的に接続され、他端は、接地されるように構成された接地端２８０である点に接続されている。

上記の閉じたリングの形態に加えて、接続構造２００のコネクタは、接続セグメントの形態を採用することもできる。この接続構造は、図３２～図４０に示すように、プラズマ処理装置におけるコイルセット１００とＲＦ源７００および接地との電気的な接続に適用される。各コイルセット１００内の第１のコイルの第２の端部１１２を入力端としてもよい。第２のコイルの第２の端部１２２を出力端としてもよい。本開示の実施形態の第１のコネクタ２１０は、第１の接続セグメント２１２を含んでもよい。第１の接続セグメント２１２は入力端に接続されてもよい。各第１の接続セグメント２１２に接続される入力端の数は少なくとも１つであってもよい。第２のコネクタ２２０は、第２の接続セグメント２２２を含んでもよい。第２の接続セグメント２２２は出力端に接続されてもよい。各第２の接続セグメント２２２に接続される出力端の数は少なくとも１つであってもよい。このような接続形態の接続構造をプラズマ処理装置に適用してもよい。第１のコネクタ２１０の第１の接続セグメント２１２は、コイルセット１００の入力端とＲＦ源７００との間に接続されてもよい。第２のコネクタ２２０の第２の接続セグメント２２２は、コイルセット１００の出力端と接地との間に接続されてもよい。ＲＦ源７００は、第１の接続セグメント２１２を介してコイル構造１０にＲＦエネルギーを供給してもよい。コイル構造１０は、コイル磁場を生成することができる。第１の接続セグメント２１２および第２の接続セグメント２２２は両端が接続されていない状態であるため、第１の接続セグメント２１２および接続セグメント２２２に対応する第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、閉じていないリング状であってもよい。したがって、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、コイル磁場の作用下でコイル構造１０の電流方向とは反対の逆電流を発生させるように誘導されなくてもよい。これに対応して、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、コイル磁場を弱めることができる逆誘導磁場を発生させなくてもよく、コイル磁場を遮らなくてもよい。したがって、磁場振幅値および磁場の半径方向連続分布範囲を保証して、反応チャンバ３００内に生成されるプラズマの密度および均一性をさらに改善することができる。これに対応して、製品に処理を行うためにプラズマを使用する生産性および均一性が保証され得る。

もちろん、本開示の他の実施形態では、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０のうちの一方のみが接続セグメントの形態を有してもよい。ＲＦ源７００は、コネクタを介してコイル構造１０にＲＦエネルギーを供給してもよい。コネクタは、コイル構造１０の電流方向とは反対の逆電流を生成しなくてもよく、それに対応して、コイル磁場を弱めることがある逆誘導磁場を生成しなくてもよく、コイル磁場を遮断しなくてもよい。したがって、コイル磁場に対する接続構造の弱化効果が効果的に低減されてもよく、それに対応して、コイル磁場の磁気振幅値を改善して、反応チャンバ内のプラズマの密度をさらに改善することができる。

任意選択で、図３２および図３３に示すように、本開示の実施形態のプラズマ処理装置では、コイル構造１０は複数のコイルセット１００を含む。第１のコネクタ２１０は、少なくとも２つの第１の接続セグメント２１２を含む。少なくとも２つの第１の接続セグメント２１２は、第１の輪郭２１３を形成するように囲むように円周方向に沿って間隔を置いて配置される。コイルセット１００の数は、第１の接続セグメント２１２の数の２倍である。各第１の接続セグメント２１２に接続される入力端の数は２つである。第２のコネクタ２２０は、少なくとも２つの第２の接続セグメント２２２を含んでもよい。少なくとも２つの第２の接続セグメント２２２は、第２の輪郭２２３を形成するように円周方向に間隔を置いて配置される。コイルセット１００の数は、第２の接続セグメント２２２の数の２倍である。各第２の接続セグメント２２２に接続される出力端の数は２つである。接続構造２００は、複数の出力端と複数の入力端とを含むコイル構造１０に用いられてもよい。接続するとき、入力端は第１の接続セグメント２１２に接続される。各第１の接続セグメント２１２は、２つの入力端に接続されることが保証されてもよい。第１の接続セグメント２１２は、ＲＦ源７００に接続される。出力端は、第２の接続セグメント２２２に接続される。各第２のセグメント２２２は、２つの出力端に接続されるように保証されてもよい。第２の接続セグメント２２２は、接地に電気的に接続される。処理プロセス中、ＲＦ源７００は、第１の接続セグメント２１２を介してコイル構造１０にＲＦエネルギーを印加してもよい。コイル構造１０は、複数の誘導磁場を生成することができる。複数の誘導磁場を結合して、より高い磁場振幅値を有するコイル磁場を形成することができる。これに対応して、製品の処理能力がより高い反応チャンバ３００内に、より高密度のプラズマを生成することができる。

さらに、図３２に示すように、本開示の実施形態のプラズマ処理装置の接続構造２００において、第１の輪郭２１３は環状であり、第２の輪郭２２３は環状である。複数の第１の接続セグメント２１２は、第１の輪郭２１３の円周方向に沿って間隔を置いて配置される。複数の第２の接続セグメント２２２は、第２の輪郭２２３の円周方向に沿って間隔を置いて配置される。複数の入力端および複数の出力端を対応する接続セグメントに接続することによって引き起こされる干渉を低減することができる。具体的には、図３２～図３４に示すように、第１のコネクタ２１０は、間隔を置いて配置された３つの第１の接続セグメント２１２を含む。第２のコネクタ２２０は、間隔を置いて配置された３つの第２の接続セグメント２２２を含む。

図３２に示すように、本開示の実施形態は、プラズマ処理装置内に接続構造２００を提供する。第１の輪郭２１３および第２の輪郭２２３は同軸である。第１の輪郭２１３と第２の輪郭２２３とが同軸になるように設計することにより、接続構造２００は、コイル構造１０の結合によって生成されるコイル磁場の均一性をさらに改善するために、コイル構造１０に均一にエネルギーを供給することができる。これに対応して、反応チャンバ３００内に生成されたプラズマの均一性は、製品に対するプラズマの処理均一性を改善するためにより高くなり得る。

本開示の実施形態のプラズマ処理装置における接続構造２００において、第１の接続セグメント２１２の両端はそれぞれ入力端に電気的に接続される。第２の接続セグメント２２２の両端はそれぞれ出力端に電気的に接続される。複数の接続セグメント２１２のうちの任意の２つの隣接する第１の接続セグメント２１２間の間隔は等しくてもよい。複数の第２の接続セグメント２２２のうちの任意の２つの隣接する第２の接続セグメント２２２間の間隔は等しくてもよい。第１の接続セグメント２１２および第２の接続セグメント２２２がそれぞれ間隔を置いて第１の輪郭２１３および第２の輪郭２２３に沿って均等に配置される場合、円周方向に沿ってコイル構造１０に供給されるＲＦエネルギーの均一性が相応に改善され得る。したがって、コイル構造１０によって生成される磁場の均一性を改善することができる。したがって、反応チャンバ３００内のプラズマの均一性を改善することができ、それに対応して、プラズマによる製品処理の均一性を改善することができる。好ましくは、第１の接続セグメント２１２の弧長は、隣接する２つの第１の接続セグメント２１２の間隔の長さに等しくてもよい。第２の接続セグメント２２２の弧長は、隣接する２つの第２の接続セグメント２２２の間の距離に等しくてもよい。ＲＦエネルギーの供給位置および出力位置は、プラズマの配置の均一性をさらに改善し、プラズマによる製品処理の均一性を改善するために均一に配置されてもよい。

図３５に示すように、第１のコネクタ２１０は、３つの第１の接続セグメント２１２を含む。各２つの第１のコイルの第２の端部１１２は、これに対応して第１の接続セグメント２１２の２つの端部に接続される。

図３２に示すように、本開示の実施形態のプラズマ処理装置では、接続構造２００は、少なくとも２つの第１の接続バー２５０をさらに含む。第１の接続バー２５０の数は、第１の接続セグメント２１２の数と同じであってもよい。第１の接続バー２５０の第１の端部は、これに対応して１つの第１の接続セグメント２１２に接続される。第１の接続バー２５０の第２の端部は、ＲＦ電力を入力するためにＲＦ源７００に電気的に接続されるように構成される。接続構造２００は、少なくとも２つの第２の接続バー２６０をさらに含んでもよい。第２の接続バー２６０の数は、第２の接続セグメント２２２の数と同じであってもよい。第２の接続バー２６０の第１の端部は、これに対応して１つの第２の接続２２２に接続されてもよい。第２の接続バー２６０の第２の端部は、接地に電気的に接続されるように構成されてもよい。ここで、第１の接続セグメント２１２とＲＦ源７００との間および第２の接続セグメント２２２と接地との間の具体的な電気的接続形態について説明する。第１の接続バー２５０は、ＲＦ源７００と第１の接続セグメント２１２との間に接続される。第１の接続セグメント２１２とＲＦ源７００との間の電気的接続を実現することに基づいて、第１の接続セグメント２１２は、第１の輪郭２１３の円周方向に沿って配置されることが保証されてもよい。第２の接続セグメント２２２とＲＦ源７００との間の電気的接続による位置配置への影響が低減され得る。同様に、第２の接続バー２６０は、接地と第２の接続セグメント２２２との間に接続されてもよい。第２の接続セグメント２２２と接地との間の電気的接続を実現することに基づいて、第２の接続セグメント２２２は、第２の輪郭２２３の円周方向に沿って配置されるように保証されてもよい。第２の接続セグメント２２２と接地との電気的接続による位置配置への影響は低減される。

本開示の実施形態のプラズマ処理装置の接続構造２００では、図３２および図３４に示すように、少なくとも２つの第１の接続バー２５０の第２の端部は、いずれも第１の点に接続される。第１の点は、電力入力端２７０として使用され、ＲＦ源７００に電気的に接続されるように構成されてもよい。ＲＦ７００は、単一の電力入力端２７０に電気的に接続されてもよい。すなわち、ＲＦ源７００は、複数の第１の接続セグメント２１２に電気的に接続されてもよい。接続構造は単純であってもよく、異なる第１の接続バー２５０間にはほとんど干渉が存在しなくてもよい。同様に、少なくとも２つの第２のバー２６０の第２の端部は、第２の点に接続されてもよい。第２の点は、接地端２８０として使用され、接地に電気的に接続されるように構成されてもよい。接地は、単一の接地端２８０に電気的に接続されてもよい。すなわち、接地は、複数の第２の接続セグメント２２２に電気的に接続されてもよい。接続構造は単純であってもよい。異なる第２の接続バー２６０間には、ほとんど干渉が存在しなくてもよい。もちろん、接地端２８０は、コンデンサおよび／またはインダクタを介して接地に電気的に接続されてもよい。

本開示の実施形態は、プラズマ処理装置における接続構造２００を提供する。図３２および図３４に示すように、第１の接続セグメント２１２の両端は、それぞれ入力端に電気的に接続される。対応する第１の接続バー２５０と第１の接続セグメント２１２との接続位置は、第１の接続セグメント２１２の長さ方向の中間位置であってもよい。第２の接続セグメント２２２の２つの端部は、出力端に電気的に接続されてもよい。対応する第２の接続バー２６０と第２の接続セグメント２２２との接続位置は、第２の接続セグメント２２２の長さ方向に沿った中間位置であってもよい。ＲＦ源７００は、第１の接続バー２５０を介して第１の接続セグメント２１２の２つの端部の２つのコイルセットにＲＦエネルギーを供給してもよい。第１の接続バー２５０と第１の接続セグメント２１２の２つの端部との間の距離は同じであってもよく、第２の接続バー２６０と第１の接続セグメント２１２の２つの端部との間の距離も同じであってもよい。したがって、第１の接続セグメント２１２と第２の接続セグメント２２２とに接続されるコイルセットのコイルの実効長を同じにして、コイルのインダクタンスと電流値を同じにすることができる。これに対応して、コイル構造１０によって生成される磁場の均一性を改善することができる。これにより、コイル構造１０の結合により発生するコイル磁場の均一性が改善され、反応チャンバ内のプラズマの均一性が改善される。

図２７および図２８を参照すると、プラズマ処理装置はコイル構造１０を含む。接続構造２００のコネクタは、図２６に示すように、全て閉じたリングである。処理プロセス中に、閉じたリングを接続構造として使用することができ、これはコイル磁場における誘導を通じて逆電流を生成することができる。逆電流によって生成された逆インダクタンス磁場は、コイル磁場を打ち消したり弱めたりすることができる。これにより、磁場振幅値Ｈｒを小さくすることができる。これに対応して、反応チャンバ内のプラズマの密度を減少させることができる。また、接続構造２００の第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０が発生させる逆電流および逆誘導磁場が、円周方向に沿ったコイル磁場を遮ることがある。コイル磁場は、内側リング領域に分布してもよい。磁場は、接続構造２００の外側リング領域に分布しなくてもよい。これに対応して、反応チャンバ３００内の接続構造２００の内側リング領域におけるプラズマの密度は比較的大きくてもよい。反応チャンバ３００内の接続構造２００の外側リング領域におけるプラズマの密度は比較的小さくてもよい。そのため、反応チャンバ３００内のプラズマの密度が小さく、分布均一性が比較的悪い場合がある。そのため、製品処理の生産性や均一性が悪い場合がある。

図３６および図３７を参照すると、プラズマ処理装置と図２７および図２８におけるプラズマ処理装置との相違点は、接続構造２００の第１のコネクタ２１０が、２つの端部が接続されていない形態の第１の接続セグメント２１２を採用していることを含む。第２のコネクタ２１０も、２つの端部が接続されていない形態の第２の接続セグメント２２２を採用してもよい。処理プロセス中、第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、逆電流を生成しなくてもよい。したがって、磁場振幅値Ｈｒを減少させることができず、コイル磁場を遮ることができない。反応チャンバ３００内に発生するコイル磁場の磁場振幅値Ｈｒは、比較的大きくてもよい。コイル磁場の半径方向境界は、反応チャンバ３００のチャンバ縁部３３０であってもよい。したがって、反応チャンバ３００内の内側コイル磁場の磁場振幅値および磁場半径方向連続分布範囲を改善することができる。これに対応して、反応チャンバはプラズマで満たされてもよい。プラズマは、密度が大きくてもよい。これにより、プラズマを用いた製品処理の生産性および均一性を改善することができる。

図２９および図３０を参照すると、プラズマ処理装置には、２つのコイル構造１０および２つの接続構造２００が配置されている。２つの接続構造２００の第１のコネクタ２１０および第２のコネクタ２２０は、閉じたリングである。２つのコイル構造１０は、それぞれ内側コイルセット１５０および外側コイルセット１４０とすることができる。内側コイルセット１５０に接続される接続構造２００は、内側リングセット９２０である。外側コイルセット１４０に接続される接続構造２００は、外側リングセット９１０である。内側コイルセット１５０は、外側コイルセット１４０の内側リングに位置する。処理プロセス中に、内側コイルセット１５０および外側コイルセット１４０を結合して、結合誘導磁性膜を形成することができる。図３１に示すように、内側リングセット９２０の閉じたリングおよび外側リングセット９１０の閉じたリングが逆電流を生成することができるため、結合誘導磁場の磁場振幅値Ｈｒを小さくすることができる。さらに、内側リングセット９２０および外側リングセット９１０のいずれも、結合誘導磁場を遮ることができる。内側リングセット９２０および外側リングセット９１０は、外側リング磁場９３０および外側リング磁場９４０への結合誘導磁場を遮ることができる。さらに、内側リング磁場９３０は、内側リングセット９２０の内側リング領域に分布してもよい。外側リング磁場９４０は、内側リングセット９２０および外側リングセット９１０によって囲まれた環状領域に分布してもよい。磁場は、外側リングセット９１０とチャンバ境界３３０との間の領域に分布しなくてもよい。したがって、反応チャンバ３００内のプラズマは、磁場に対応することができ、外側リングセット９１０において間隔を置いて分布することができる。半径方向領域は、外側リングセット９１０の内側リングに配置されてもよい。密度、均一性、および半径方向分布面積は、比較的小さくてもよい。したがって、対応する製品の生産性、均一性、および処理範囲が悪い場合がある。

図３２、図３３および図３８～図４０を参照すると、このプラズマ処理装置と図２９および図３０のプラズマ処理装置との相違点は、２つの接続構造２００の第１のコネクタ２１０のいずれも、２つの端部が接続されていない形態の第１の接続セグメント２１２を採用し、２つの接続構造２００の第２のコネクタ２２０が、２つの端部が接続されていない形態の第２の接続セグメント２２２を採用し、外側コイルセット１４０に接続された接続構造２００が外側接続構造２０１であり、内側コイルセット１５０に接続された接続構造２００が内側接続構造２０２であることを含む。処理プロセス中、内側接続構造２０２も外側接続構造２０１も逆電流を生成しなくてもよい。したがって、内側コイルグループ１５０および外側コイルグループ１４０によって生成された結合誘導磁場は、それに対応して弱められず、結合誘導磁場は遮られなくてもよい。内側コイルセット１５０および外側コイルセット１４０は、反応チャンバ３００内に比較的大きな磁場振幅値Ｈｒを有する連続磁場３４０を生成することができる。図４０に示すように、連続磁場３４０の半径方向境界は、反応チャンバ３００のチャンバ境界３３０である。連続磁場３４０は、反応チャンバ３００内に連続的に分布している。これにより、反応チャンバ３００内はプラズマで満たされる。プラズマは、連続的に配置され、高密度を有してもよい。したがって、製品の生産性および均一性は比較的高く、処理範囲が比較的大きくなり得る。

具体的には、本開示の実施形態のプラズマ処理装置における誘電体部材４００は、誘電体バレルまたは誘電体窓を含むことができる。

さらに、支持ベース３２０および支持ベース３２０の周りに配置されたライナ３１０を反応チャンバ３００内に配置することができる。支持ベース３２０は、処理対象ワークピース（例えば、ウエハ）を担持するように構成されてもよい。ライナ３１０は、反応チャンバ３００の内壁を保護するように構成されてもよい。誘電体部材４０は、反応チャンバ３００の上部に配置されてもよい。プラズマ処理装置はまた、誘電体部材４００の高さを調整するように、より正確には、処理対象ワークピースに対する誘電体部材４００の高さを調整するように構成された調整ブラケットを含むことができる。

プラズマ処理装置は、シールドカバー５００および整合装置６００をさらに含んでもよい。シールドカバー５００は、誘電体部材４００の上方に配置されてもよい。コイル構造１０および接続構造２００は、いずれもシールドカバー５００に配置されてもよい。ＲＦ源７００は、整合装置６００を介してＲＦ電力を入力するように構成された接続構造１０のコネクタに接続することができる。

第１のコネクタ２１０と、第２のコネクタ２２０と、第３のコネクタ２３０と、第４のコネクタ２４０と、接続バーとの間の接続形態により、コイル構造１０内のコイルセットの電力を均一に分配して、本開示のコイル構造１０によって生成される均一に分配された電磁場をさらに実現することができ、これは、エッチングを確実にするために反応チャンバ３００内に均一なプラズマを生成するのに有益である。

なお、本開示の接地電気接続において、第２のコネクタ２２０は、コイルセット１００および接地に電気的に接続されるように構成されてもよい。第２のコネクタ２２０と接地との接続方式は、本開示によって限定されない。本開示の実施形態の図１９～図２１、図２７～図３０、および図３６～図３９において、第２のコネクタ２２０が整合装置６００上の接地電気接続端を介して接地に電気的に接続されることは、第２のコネクタ２２０が整合装置のハウジングを介して接地されることを含み、これはここでは単に例示的に説明されているにすぎない。接地されるように構成された接続構造１０のコネクタも、接地されている限り、シールドカバー５００や反応チャンバの外壁等、どのような方法で接地されていてもよい。

以上、本開示を開示したが、本開示はこれに限定されるものではない。当業者は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができる。したがって、本開示の保護範囲は、特許請求の範囲によって定義される範囲に基づくべきである。

最後に、本明細書では、第１および第２などの関係用語は、１つのエンティティまたは動作を別のエンティティまたは動作と区別するためにのみ使用され、これらのエンティティまたは動作の間にそのような実際の関係または順序があることを必ずしも必要とせず、または意味しないことにも留意されたい。さらに、「備える」、「含む」という用語、またはそれらの任意の他の変形は、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置がそれらの要素を含むだけでなく、明示的に列挙されていない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の要素も含むように、非排他的な包含を包むことを意図している。さらに限定するものではないが、「．．．を含む」という語句に関連付けられた要素は、その要素を含むプロセス、方法、物品、または装置における追加の同一の要素の存在を排除するものではない。

開示された実施形態の上記の説明は、当業者が本開示を作成または使用することを可能にする。これらの実施形態に対する様々な変更が当業者には明らかであり、本明細書で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形態で実施されてもよい。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図するものではなく、本出願に開示される原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲に適合する。

Claims (22)

1. プラズマ処理装置に適用されるコイル構造であって、前記コイル構造は、少なくとも１つのコイルセットを含み、
   前記少なくとも１つのコイルセットは、第１のコイルおよび第２のコイルを含み、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、環状領域を形成するように巻回され、前記第１のコイルの第１の端部および前記第２のコイルの第１の端部は、前記環状領域の内側リングに近接し、前記第１のコイルの第２の端部および前記第２のコイルの第２の端部は、前記環状領域の外側リングに近接しており、
   前記第１のコイルの前記第１の端部は、前記第２のコイルの前記第１の端部に電気的に接続され、
   前記第１のコイルは、前記コイル構造の軸方向に垂直な平面上に第１の突出部を形成し、前記第２のコイルは、前記コイル構造の前記軸方向に垂直な前記平面上に第２の突出部を形成し、前記第１の突出部と前記第２の突出部とは、互いに鏡面対称であり、
   前記コイル構造の前記軸方向に沿って、前記第１のコイルの前記第１の端部と前記第２のコイルの前記第１の端部とは上下方向に間隔を置いて配置され、前記第１のコイルの前記第２の端部と前記第２のコイルの前記第２の端部とは前記上下方向に間隔を置いて配置され、前記第１のコイルの前記第１の端部と前記第２のコイルの前記第１の端部との接続線は、前記コイル構造の軸と平行であり、前記第１のコイルの前記第２の端部と前記第２のコイルの前記第２の端部との接続線は、前記コイル構造の前記軸と平行である、コイル構造。
2. 前記コイル構造は、少なくとも２つのコイルセットを含み、前記少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第１の端部は第１の平面上にあり、前記少なくとも２つのコイルセットの第２のコイルの第１の端部は第２の平面上にあり、前記少なくとも２つのコイルセットの第１のコイルの第２の端部は第３の平面上にあり、前記少なくとも２つのコイルセットの第２のコイルの第２の端部は第４の平面上にあり、前記第１の平面と前記第２の平面との間、および前記第３の平面と前記第４の平面との間に所定の距離が存在する、請求項１に記載のコイル構造。
3. 前記所定の距離は１０ｍｍである、請求項２に記載のコイル構造。
4. 前記少なくとも２つのコイルセットの前記第１のコイルの前記第１の端部は、前記コイル構造の円周方向に沿って均等に配置され、前記少なくとも２つのコイルセットの前記第１のコイルの前記第２の端部は、前記コイル構造の前記円周方向に沿って均等に配置される、請求項２に記載のコイル構造。
5. 前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの巻回軌跡は、いずれもインボリュート形状である、請求項１に記載のコイル構造。
6. 前記第１のコイルおよび／または前記第２のコイルの各ターンの径方向半径変化量は、ａ＝６０ｍｍである、請求項５に記載のコイル構造。
7. 前記第１のコイルの巻き数および前記第２のコイルの巻き数は、いずれも０．５ターンの整数倍である、請求項１に記載のコイル構造。
8. 前記コイル構造は、偶数個のコイルセットを含む、請求項１に記載のコイル構造。
9. 高周波（ＲＦ）源と、反応チャンバと、前記反応チャンバの上部に配置された誘電体部材（４００）と、請求項１～８のいずれか１項に記載のコイル構造とを備えるプラズマ処理装置であって、前記コイル構造は前記誘電体部材（４００）上に配置され、前記ＲＦ源は、前記コイル構造にＲＦ電力を供給するように構成される、プラズマ処理装置。
10. 前記プラズマ処理装置は接続構造をさらに備え、前記接続構造は、第１のコネクタおよび第２のコネクタを含み、
    各コイルセットの前記第１のコイルの前記第２の端部は、前記第１のコネクタに電気的に接続され、各コイルセットの前記第１のコイルの前記第２の端部は、前記第２のコネクタに電気的に接続され、
    前記第１のコネクタおよび前記第２のコネクタのうちの一方はＲＦ電力を入力するように構成され、他方は接地されるように構成される、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記第１のコネクタおよび前記第２のコネクタは、いずれも環状構造であり、前記第１のコネクタおよび前記第２のコネクタは、前記コイル構造の前記軸方向に沿って間隔を置いて配置される、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記接続構造は、第３のコネクタおよび第４のコネクタをさらに含み、
    前記第３のコネクタは、第１の接続バーを介して前記第１のコネクタに電気的に接続され、前記第４のコネクタは、第２の接続バーを介して前記第２のコネクタに電気的に接続され、
    前記第３のコネクタおよび前記第４のコネクタのうちの一方はＲＦ電力を入力するように構成され、他方は接地されるように構成される、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
13. 前記第３のコネクタおよび前記第４のコネクタは、いずれも環状構造を有し、前記コイル構造の前記軸方向に沿って間隔を置いて配置される、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
14. 複数の第１の接続バーおよび複数の第２の接続バーが設けられ、前記複数の第１の接続バーおよび前記複数の第２の接続バーは、前記コイル構造の円周方向に沿って均等に配置される、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
15. 各コイルセットの前記第１のコイルの前記第２の端部は入力端として使用され、各コイルセットの前記第２のコイルの前記第２の端部は出力端として使用され、前記第１のコネクタは第１の接続セグメントを含み、前記第１の接続セグメントは前記入力端に接続され、各第１の接続セグメントは少なくとも１つの数で前記入力端に接続され、および／または
    前記第２のコネクタは第２の接続セグメントを含み、前記第２の接続セグメントは前記出力端に接続され、各第２の接続セグメントは少なくとも１つの数で前記出力端に接続される、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
16. 前記コイル構造は、複数のコイルセットを含み、前記第１のコネクタは、少なくとも２つの第１の接続セグメントを含み、前記少なくとも２つの第１の接続セグメントは、第１の輪郭を形成するように囲むように前記コイル構造の円周方向に沿って間隔を置いて配置され、コイルセットの数は、第１の接続セグメントの数の２倍であり、各第１の接続セグメントに接続される入力端の数は２つであり、前記第２のコネクタは、少なくとも２つの第２の接続セグメントを含み、少なくとも２つの第２の接続セグメントは、第２の輪郭を形成するように囲むように前記コイル構造の前記円周方向に沿って間隔を置いて配置され、コイルセットの数は、第２の接続セグメントの数の２倍であり、各第２の接続セグメントに接続される出力端の数は２つである、請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
17. 前記第１の輪郭は環状であり、前記第２の輪郭は環状であり、前記第１の輪郭と前記第２の輪郭とは同軸である、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
18. 前記少なくとも２つの第１の接続セグメントのうちの任意の２つの隣接する第１の接続セグメント間の間隔は同じであり、および／または、前記少なくとも２つの第２の接続セグメントのうちの任意の２つの隣接する第２の接続セグメント間の間隔は同じである、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
19. 前記接続構造は、少なくとも２つの第１の接続バーをさらに含み、前記第１の接続バーの数は、前記第１の接続セグメントの前記数と同じであり、前記第１の接続バーの前記第１の端部は、対応する第１の接続セグメントに接続され、前記第１の接続バーの前記第２の端部は、ＲＦ電力を入力するように構成され、および／または
    前記接続構造は、少なくとも２つの第２の接続バーをさらに含み、前記第２の接続バーの数は、第２の接続セグメントの前記数と同じであり、前記第２の接続バーの前記第１の端部は、前記第２の接続セグメントの対応するセグメントに接続され、前記第２の接続バーの前記第２の端部は、接地されるように構成される、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
20. 前記少なくとも２つの第１の接続バーの第２の端部は第１の点に接続され、前記第１の点はＲＦ電力を入力するように構成される電力入力端として使用され、および／または前記少なくとも２つの第２の接続バーの第２の端部は第２の点に接続され、前記第２の点は、接地されるように構成される接地端として使用される、請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
21. 前記第１の接続セグメントの２つの端部はそれぞれ前記入力端に電気的に接続され、前記第１の接続バーと前記第１の接続セグメントとの接続位置は、長さ方向に沿って前記第１の接続セグメントの中間位置にあり、および／または
    前記第２の接続セグメントの２つの端部はそれぞれ前記出力端に電気的に接続され、前記第２の接続バーと前記第２の接続セグメントとの接続位置は、前記長さ方向に沿って前記第２の接続セグメントの中間位置にある、請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
22. 少なくとも２つのコイル構造が設けられ、前記少なくとも２つのコイル構造は半径方向に間隔を置いてスリーブが付けられ、または前記少なくとも２つのコイル構造は、前記軸方向に沿って前記間隔を置いて配置され、前記軸方向に沿って、前記少なくとも２つのコイル構造の半径方向寸法は徐々に増加または減少する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。

Images