JP7511568B2 - シングルターンおよび積層壁誘導結合プラズマ源 - Google Patents

Description

本開示は、概して、遠隔プラズマ源に関する。具体的に、限定ではないが、本開示は、遠隔プラズマ源コイルとチャンバ内のプラズマとの間の容量結合を低減させるためのシステム、方法、および装置に関する。

図５は、典型的な円筒形遠隔プラズマ源チャンバを図示する。チャンバは、螺旋状コイルによって包囲された誘電性チャンバ壁を含む。コイルは、ＡＣ電力でバイアスされ、電力をチャンバ内のプラズマに誘導結合させる。プラズマは、チャンバ壁から自己絶縁するにつれて、正のＤＣ電位を確立する。螺旋状コイルの電圧は、ターン数に比例し、したがって、マルチターンコイルの一部が、近傍の構成要素（コイルの隣接するターンとエンクロージャまたはシャーシの電気的に接地された構成要素との両方）との有意な電位差を発生させる。電位差は、チャンバ壁を横断して電場を発生させる。イオンがプラズマの境界の近傍で半径方向に拡散するにつれて、それらの軌道が、ますます電場によって捕捉され、プラズマシースを通して壁に向かって加速される。これらの加速されたイオンは、特に、コイルの端部およびチャンバのフランジの近傍においてチャンバ壁と衝突し、それをスパッタ（浸食）する。この意図しない容量結合は、誘導結合プラズマ源の共通の問題であり、チャンバ壁の時期尚早な劣化につながる。この同じ課題は、平面状タイプコイルを使用する、遠隔プラズマ源にも認められる。

このチャンバ劣化を軽減させるための他の試みが、行われている（例えば、米国特許第９，８１８，５８４号（特許文献１））が、それらの解決策は、準最適である傾向にある。例えば、米国特許第９，８１８，５８４号は、コイル１１０とチャンバ壁１０２との間に配置されたファラデー遮蔽体１０８（これらの構成要素の３つの全ての間に空気を伴う）が、「源を損傷させ得る高電圧放電」を引き起こし得、遮蔽体１０８とチャンバ１０２との間の領域内でのアーク発生につながり得るので、望ましくないことを示唆する。この参考文献は、「プラズマチャンバとアンテナとの間にファラデー遮蔽体を設置することも、必然的に、アンテナがプラズマ容器からさらに離れて設置されることにつながり、それが、アンテナから遮蔽体へ、遮蔽体からプラズマへのアーク発生を含む併発を引き起こし得る。さらに、ファラデー遮蔽体は、追加の高電圧管理上の懸念を引き起こす鋭い縁を有し得る。」および「ファラデー遮蔽体は、冷却方法を複雑にさせ得る。」とも記載している。

別の例として、米国特許第６，９２４，４５５号（特許文献２）は、「ファラデー遮蔽体は、高静電場を遮蔽するために誘導結合プラズマ源内で使用されている。しかしながら、プラズマへの駆動コイル電流の比較的に弱い結合により、高い渦電流が、遮蔽体内に生じ、実質的な電力消散をもたらす。コスト、複雑性、および低減させられる電力効率が、ファラデー遮蔽体の使用を魅力のないものにする。」と述べている。

米国特許第８，６９２，２１７号（特許文献３）も、２つの主な理由：（１）ある程度の容量結合が、プラズマを点火するために要求されるとされており、分割されたファラデー遮蔽体の使用が、通常、プラズマを点火するために別の外部電源（例えば、テスラコイル）を要求すること、および、（２）分割されたファラデー遮蔽体は、典型的に、遮蔽体内で誘発される渦電流に起因してあるエネルギー損失をもたらし、したがって、平衡アンテナアプローチが、優れていることから、分割されたファラデー遮蔽体の使用を避けることを教示する。

遮蔽体の他の従来技術議論は、Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ－Ｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ－Ｃｏｕｐｌｅｄ ＲＦ Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅｓ． Ｌ． Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗａｙｎｅ． （１９９６）． １００－１４８． １０．１０１６／Ｂ９７８－０８１５５１３７７－３．５０００５－０を含む。チャンバ壁と誘導プラズマ源との間に配置されるファラデー遮蔽体の他の例が、Ｆａｒａｄａｙ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｏｎｅ－ｔｕｒｎ ｐｌａｎａｒ ＩＣＰ ａｎｔｅｎｎａｓ． Ｇａｎａｃｈｅｖ，ｅｔ ａｌ． ２０１６． ＩＥＥＥ． Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ （ＰＩＥＲＳ）およびＡ ｎｅｗ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｚｉｍｕｔｈａｌ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｍａｒｗａｎ Ｈ Ｋｈａｔｅｒ ａｎｄ Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｊ Ｏｖｅｒｚｅｔ． Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ９，Ｎｕｍｂｅｒ ４にも見られ得る。

他の従来技術の試みは、ファラデー遮蔽体をチャンバ内に設置する（例えば、Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ－ｏｆ－ＩＣＰ－ｉｏｎ－ｓｏｕｒｃｅ－Ｃ－１－ａｎｄ－Ｃ－２－ａｒｅ－ｔｈｅ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅ－ｍａｔｃｈｉｎｇ－ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ－Ｖ－ｅｘｔ＿ｆｉｇ３＿４６２７６０９７）。

従来技術から、チャンバ壁に層を追加することが、コストおよび複雑性を増大させ、コイルをさらにプラズマから移動させ、それが、熱排気を減少させ、プラズマとの誘導結合を低減させることが、明確である。したがって、当技術分野では、より薄いチャンバ壁が好ましいことが、理解されている。

米国特許第９，８１８，５８４号明細書 米国特許第６，９２４，４５５号明細書 米国特許第８，６９２，２１７号明細書

以下は、本明細書に開示される１つ以上の側面および／または実施形態に関する簡略化された概要を提示する。したがって、以下の概要は、全ての考えられる側面および／または実施形態に関する広範囲にわたる概観と考慮されるべきではなく、以下の概要は、全ての考えられる側面および／または実施形態に関する肝要または重要となる要素を識別するためのもの、または任意の特定の側面および／または実施形態と関連付けられる範囲を境界するためのものと見なされるべきでもない。故に、以下の概要は、下記に提示される詳細な説明に先行するように、簡略化形態において本明細書に開示される機構に関する１つ以上の側面および／または実施形態に関するある概念を提示する目的のみを有する。

本開示のいくつかの実施形態は、処理チャンバに結合するために構成された長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバとして特徴付けられ得る。遠隔プラズマ源チャンバは、内側部分と、外側部分と、伝導性中間部分をと有する円筒形チャンバを含むことができる。内側部分および外側部分は、誘電体を含むことができ、内側部分と外側部分との間の伝導性中間部分は、１つ以上の磁場通過窓を画定することができる。内側部分および外側部分は、伝導性中間部分を包み込み、遠隔プラズマ源チャンバが動作しているとき、プラズマへの中間部分の暴露を排除することができる。これは、遠隔源と処理チャンバとの間の真空シールが、内側部分の内側表面において作製されるとき、最も適用可能である。しかしながら、真空シールが、外側部分の外側表面において作製される場合、中間部分の端部の包み込みは、必要とされない。伝導性コイルが、円筒形チャンバの外側において、それと接触して配置されることができ、第１の端部と、第２の端部とを含むことができ、第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成され、第２の端部は、交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成される。

本開示の他の実施形態は、チャンバの壁の低減させられた容量性スパッタリングに起因して長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバを製造する方法としても特徴付けられ得、チャンバは、処理チャンバに結合するために、およびそれにプラズマを提供するために構成される。方法は、このプロセスが、誘電体で形成された円筒形内側部分を提供することを含み得る円筒形チャンバを形成することを含むことができる。このプロセスは、次いで、内側部分の外側表面上に伝導性層を堆積させることであって、伝導性層は、伝導性層を通して誘電体をさらす１つ以上の窓を含む、ことを含むことができる。このプロセスは、さらされた内側部分および伝導性層の上を覆って第１の誘電性層を堆積させることをさらに含むことができる。このプロセスは、円筒形チャンバの外側において、それと接触して伝導性コイルを配置することであって、伝導性コイルは、第１の端部と第２の端部とを含み、第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成され、第２の端部は、交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成される、ことをさらに含むことができる。

本開示の他の実施形態は、従来的な誘電性チャンバ壁、または誘電性層間に挟まれる少なくとも１つの伝導性層を含む積層チャンバ壁のいずれかの周りに巻き付けられたシングルターンコイル（またはダブルまたはトリプルターンコイル）を有する誘導結合遠隔プラズマ源のためのシステムとして特徴付けられることができる。シングルターンコイルおよびチャンバは、その中にセラミック粒子を有する硬化性ポリマー、またはある他の硬化性熱伝達媒体中に浸漬されることができる。シングルターンコイルは、プラズマの維持中に誘導体制において動作させられることができ、プラズマを点火するために短期間にわたってより高い点火電圧にバイアスされ得る。代替として、または並行して、チャンバ壁内の随意の伝導性層が、高電圧にバイアスされ、プラズマへの容量結合を向上させ、プラズマを点火する、または点火することに役立つことができる。

本開示の他の実施形態は、誘電体を備えている内側部分と、誘電体を備えている外側部分と、１つ以上の磁場通過窓を画定する内側部分と外側部分との間の伝導性中間部分とを有する円筒形チャンバを含む遠隔プラズマ源システムとして特徴付けられることができる。同時に、内側部分および外側部分は、中間部分を包み込み、遠隔プラズマ源チャンバが動作しているとき、プラズマへの中間部分の暴露を排除することができる。最後に、伝導性コイルが、円筒形チャンバの外側において、それと接触して配置されることができる。伝導性コイルは、第１の端部と、第２の端部とを含むことができ、第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成されることができ、第２の端部は、交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されることができる。円筒形チャンバは、１つ以上のガス入口と、１つ以上のプラズマまたは化学種出口とをさらに含むことができる。円筒形チャンバは、電源と伝導性コイルとの間でインターフェースをとり得る電力接続を含むことができる。いくつかの実施形態において、システムは、上流源ではなく、下流システムであることができる。

本開示の他の実施形態において、先行する段落に記載される遠隔プラズマ源システムは、プラズマ処理システムの一部であることができる。該システムは、処理チャンバに結合された前述の遠隔プラズマ源システムを含むことができる。処理チャンバは、基板ホルダと、基板ホルダのためのバイアスとを含むことができる。処理チャンバは、ガス／プラズマ出口導管と、出口導管を介してガス／プラズマを除去するように構成されたポンプとを含むことができる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
処理チャンバに結合するために構成された長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバであって、前記遠隔プラズマ源チャンバは、
円筒形チャンバであって、前記円筒形チャンバは、
誘電体を備えている内側部分と、
誘電体を備えている外側部分と、
前記内側部分と前記外側部分との間の伝導性中間部分と
を有し、前記伝導性中間部分は、１つ以上の磁場通過窓を画定する、円筒形チャンバと、
前記円筒形チャンバの外側において、それと接触して配置された伝導性コイルと
を備え、
前記伝導性コイルは、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成され、前記第２の端部は、前記交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されている、遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目２）
前記伝導性中間部分は、プラズマ処理法の動作の異なる期間中の接地、バイアス、または両方のための電気接続を有する、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目３）
前記伝導性中間部分は、電気的に絶縁された構成要素に分離され、これらの構成要素の各々は、プラズマ処理法の動作の異なる期間中の接地、バイアス、または両方のためのそれ自体の電気接続を有する、項目２に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目４）
前記伝導性中間部分は、前記内側部分より薄い、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目５）
前記内側部分および外側部分は、前記中間部分が誘電体によって完全に封入されるように、直接接触している、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目６）
前記伝導性中間部分は、各々が誘電性層によって分離された２つ以上の伝導性層を備えている、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目７）
前記誘電体は、電気絶縁性かつ熱伝導性である、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目８）
前記伝導性コイルは、平面状コイルである、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目９）
前記１つ以上の磁場通過窓は、前記円筒形チャンバの長手方向軸に沿って細長い、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目１０）
前記伝導性コイルは、前記円筒形チャンバの周囲にシングルターンを作製する、項目１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目１１）
前記伝導性コイルは、螺旋状経路ではなく、前記円筒形チャンバの周囲の円周方向経路を辿る、項目１０に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目１２）
前記伝導性コイルは、前記円筒形チャンバの長手方向寸法に沿って測定された半径方向断面より広い断面を有する、項目１１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
（項目１３）
遠隔プラズマ源チャンバを製造する方法であって、前記チャンバは、前記チャンバの壁の低減させられた容量性スパッタリングに起因して長寿命を有し、前記チャンバは、処理チャンバに結合し、それにプラズマを提供するために構成され、
前記方法は、
円筒形チャンバを形成することであって、前記形成することは、
誘電体で形成された円筒形内側部分を提供することと、
前記内側部分の外側表面上に伝導性層を堆積させることであって、前記伝導性層は、前記伝導性層を通して前記誘電体をさらす１つ以上の窓を含む、ことと、
前記さらされた内側部分と前記伝導性層との上を覆って第１の誘電性層を堆積させることと
を含む、ことと、
前記円筒形チャンバの外側において、それと接触して伝導性コイルを配置することと
を含み、
前記伝導性コイルは、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成され、前記第２の端部は、前記交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されている、方法。
（項目１４）
前記誘電性層の外側表面上に第２の伝導性層を堆積させることであって、前記第２の伝導性層は、前記第２の伝導性層を通して前記第１の誘電性層をさらす１つ以上の窓を含む、ことと、
前記さらされた第１の誘電性層と前記第２の伝導性層との上を覆って第２の誘電性層を堆積させることと
をさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記伝導性層は、１０～２０μｍの厚さである、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記伝導性コイルは、前記チャンバの長手方向軸に対して平行な寸法において、半径方向寸法におけるよりも長く、前記チャンバの周囲に１回転未満のターンを作製する、項目１３に記載の方法。
（項目１７）
熱輸送媒体内に前記伝導性コイルの表面の少なくとも６０％を包み込むことをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１８）
前記熱輸送媒体は、２５重量％を上回る濃度における伝導性または誘電性粒子を含むポリマーであり、前記方法は、
前記ポリマー内に前記伝導性コイルの表面の少なくとも６０％を包み込むことと、
硬化を介して前記ポリマーを固化させることと
をさらに含む、項目１７に記載の方法。

本開示の種々の目的および利点およびより完全な理解が、付随の図面と併せて以下の詳細な説明および添付の請求項を参照することによって、明白となり、より容易に理解される。

図１ａは、円筒形チャンバの周囲にシングルターンコイルを有する上流誘導結合遠隔プラズマ源を伴うプラズマ処理システムを示す。

図１ｂは、円筒形チャンバの周囲にマルチターンコイルを有する上流誘導結合遠隔プラズマ源を伴うプラズマ処理システムを示す。

図２ａは、円筒形チャンバの周囲にシングルターンコイルを有する下流誘導結合遠隔プラズマ源を伴うプラズマ処理システムを示す。

図２ｂは、円筒形チャンバの周囲にシングルターンコイルを有する下流誘導結合遠隔プラズマ源を伴うプラズマ処理システムを示す。

図３ａは、ある長さのシングルターンコイルの第１の実施形態を示す。

図３ｂは、ある長さのシングルターンコイルの第２の実施形態を示す。

図３ｃは、複数の完全に同様にバイアスされた部分に分割されたシングルターンコイルの変形例を示す。

図４ａは、図３ｃに示されるバイアス回路網の第１の状態を示す。図４ｂは、図３ｃに示されるバイアス回路網の第２の状態を示す。

図５は、典型的な円筒形遠隔プラズマ源チャンバを図示する。

図６は、図１に示される遠隔プラズマ源の断面図を図示する。

図７は、図６の断面であるが、２つの伝導性層と、これらの間に配置された誘電性層とを伴うものを図示する。

図８は、２つの異なる磁場通過窓パターンを示す。

図９は、一方の層が主に遮蔽のためのものであり、他方が主に熱拡散のためのものである２つの異なる磁場通過窓パターンを示す。

図１０は、一方の層が主に遮蔽のためのものであり、他方が主に熱拡散のためのものである２つの異なる磁場通過窓パターンを示す。

図１１は、一方の層が主に遮蔽のためのものであり、他方が主に熱拡散のためのものである２つの異なる磁場通過窓パターンを示す。

図１２は、各々が異なるバイアスを伴う２つの絶縁された遮蔽領域を示す。

図１３は、内側部分と、第１の伝導性層と、誘電性層と、第２の伝導性層と、外側部分と、外側部分と接触し、それを囲むシングルターンコイルまたはマルチターンコイルとを有する遠隔プラズマ源の断面を図示する。

図１４は、マルチターンコイルと、誘電性層間に伝導性層を含む積層チャンバ壁とを有する遠隔プラズマ源の断面を示す。

図１５は、遠隔プラズマ源を動作させる方法を図示する。

図１６は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルを伴う積層遠隔プラズマ源チャンバを製作する方法を図示する。

図１７は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルと、少なくとも２つの伝導性層とを伴う積層遠隔プラズマ源を製作する方法を図示する。

図１８は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルのいずれかを伴う積層遠隔プラズマ源チャンバに硬化性熱輸送媒体を適用する方法を図示する。

図１９は、付加プロセスを介して形成されるシングルターンコイルを伴う遠隔プラズマ源チャンバを製作する別の方法を図示する。

図２０は、熱輸送媒体の傾注に備えてその中に遠隔プラズマ源が設置され得る筐体を図示する。

図２１は、図２０の筐体であるが、随意の煙突管の追加を伴うものの断面を図示する。

図２２は、例示的実施形態に従って開示される本明細書における遠隔プラズマ源を動作させる、または製造するためのデバイスを実現するために利用され得る物理的構成要素を描写するブロック図を示す。

単語「例示的」は、本明細書において、「例、事例、または例証としての役割を果たす」を意味するために使用される。「例示的」であるものとして本明細書に説明されるいかなる実施形態も、必ずしも、他の実施形態より好ましい、または有利であるものとして解釈されるべきではない。

予備注記：以下の図のフローチャートおよびブロック図は、本発明の種々の実施形態による、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、および動作を図示する。この点について、これらのフローチャートまたはブロック図におけるいくつかのブロックは、規定される論理機能を実装するための１つ以上の実行可能命令を含むコードのモジュール、セグメント、または一部を表し得る。いくつかの代替実装では、ブロックに記載される機能が図に記載される順序外で発生し得ることにも留意されたい。例えば、関わる機能性に応じて、連続して示される２つのブロックは、事実上、実質的に同時に実行され得る、またはブロックは、時として、逆の順序で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャート図示のブロックの各々、およびブロック図および／またはフローチャート図示内のブロックの組み合わせが規定される機能または行為を実施する特殊目的ハードウェアベースのシステムまたは特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装され得ることにも留意されたい。

本開示の目的のために、付加プロセスは、導体または誘電体の１つ以上の層を基板または先行層に追加する任意の方法を含む。付加プロセスは、限定ではないが、化学蒸着、物理蒸着、スパッタリング、電気鍍着、動的金属化、粉末コーティング、および溶射（例えば、プラズマ溶射、爆裂溶射、溶線式アーク溶射、火炎溶射、高速酸素燃料溶射、高速空気燃料溶射、冷間溶射、温間溶射等）を含む種々のコーティングプロセスを含むことができる。付加層は、数ミクロン～数千ミクロンの厚さに及ぶことができる。

チャンバの外部において配置されるファラデー遮蔽体に対する従来技術の反対を所与として、本開示は、チャンバ壁の中に積層されるファラデー遮蔽体を伴う遠隔プラズマ源の３つの主な実施形態に焦点を当てる。これらの３つの実施形態は、チャンバと液体冷却されるコイルとの間の熱輸送が妨げられないように、層を互いに分子的に結合するための付加製造方法または融合方法を使用する。これらの３つの実施形態は、以下を含む：（１）積層チャンバ壁と、チャンバ壁を囲む螺旋状コイルとを使用するもの、（２）積層チャンバ壁と、チャンバ壁を囲むシングルターンコイルとを使用するもの、および（３）チャンバ壁を囲むシングルターンコイルを使用するもの。図１ａ、１ｂ、２ａ、および２ｂは、処理チャンバの上流における遠隔プラズマ源（図１ａおよび１ｂ）および処理チャンバの下流におけるもの（図２ａおよび２ｂ参照）として実装されている、これらの異なる実施形態のシステムレベル図を示す。図１ａでは、遠隔プラズマ源１０２は、円筒形チャンバ１０４の円周の大部分の周りにその外側表面と接触して巻き付けられるシングルターンコイル１０６を有する円筒形チャンバ１０４を含む。シングルターンコイル１０６は、コイル１０６の２つの端部間に間隙を伴って円筒形チャンバ１０４の円周のほぼ９８％の周りに巻き付くことができ、各端部は、異なる電位にバイアスされることができる。他の実施形態において、シングルターンコイルは、１－ｔ／（ＩＤ＋２×ｔ）、すなわち、１－ｔ／ＯＤの周りに巻き付くことができる（式中、ＩＤは、円筒形チャンバ１０４の内径であり、ｔは、チャンバ壁厚であり、ＯＤは、チャンバ壁の外径である（例えば、ＯＤ＝ＩＤ＋２×ｔである））。換言すると、シングルターンコイル１０６は、端部間の間隙が、シングルターンコイル１０６の厚さ以下になるように円筒形チャンバ１０４の周りに巻き付くべきである。この好ましい厚さの範囲は、シングルターンコイル１０６の半径方向厚を通した有害な熱勾配を回避することを意図している。電力供給源１０８が、これらの２つの端部に結合され、シングルターンコイル１０６にＡＣ電力を提供することができ、それによって、コイルを通して円筒形チャンバ１０４の周囲を通過する交流が、円筒形チャンバ１０４内にプラズマを発生させ、および／または、プラズマを維持する。円筒形チャンバ１０４は、ガス入口１１０を含むことができ、１つ以上のガスが、円筒形チャンバ１０４に提供され、円筒形チャンバ１０４内のプラズマによって修飾され、（例えば、遊離基の発生によって）プラズマ修飾された化学物質を形成し、次いで、処理チャンバ１１２の中に通され得る。随意の減衰領域１１４が、円筒形チャンバ１０４と処理チャンバ１１２との間に配置され、プラズマ修飾された化学物質の通過を可能にしながら、円筒形チャンバ１０４内で発生させられる任意の磁場の減衰も引き起こすことができる。円筒形チャンバ１０４は、誘電体、または、少なくとも内側部分（例えば、誘電体）と伝導性中間部分（例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ＭｏＭｎ）と外側部分（例えば、誘電体）とを備えている積層から形成されることができる。いくつかの実施形態において、さらなる伝導性部分が追加されることができ（各伝導性部分が誘電性部分によって隣接する伝導性部分から分離される限り）、さらなる誘電性部分が、最終外側層として含まれる。

図１ｂは、同じシステムであるが、円筒形チャンバ１０４の周囲にマルチターンコイル１１６を伴うものを示す。本実施形態において、マルチターンコイル１１６は、マルチターンコイル１１６の両端において電力供給源１０８に結合されることができる。両方の実施形態において、コイルは、円筒形チャンバ１０４の長さの少なくとも２５％～円筒形チャンバ１０４の長さの最高１００％に沿って、または円筒形チャンバ１０４の長さの少なくとも７５％～円筒形チャンバの長さの最高９０％に沿って延びていることができる。

図２は、例えば、遠隔プラズマチャンバ２０２が、処理チャンバ２１２と真空ポンプ２１４との間に配置され、プラズマを発生させ、処理チャンバ２１２退出口におけるガスの化学物質を修飾する（例えば、高い地球温暖化の可能性を伴うＰＦＣガスの排除）下流用途において使用されている遠隔プラズマ源の実施形態を図示する。より具体的に、誘導結合された遠隔プラズマ源は、プラズマチャンバ２０２の下流において配置されることができ、水蒸気が触媒として使用され、ＳＦ_ｘおよびＣＦ_ｘ等の排ガスを「排除」する。これは、不揮発性であり、大気中への放出のためにより安全である修飾された副産物化学物質をもたらす。

図６は、図１に示される遠隔プラズマ源１０２の断面図を図示する。マルチターンコイルが使用される図１ｂの実施形態が、左にあり、シングルターンコイルが使用される図１ａの実施形態が、右にある。両方の実施形態において、断面は、コイルに関することを除き、同じであることができ、シングルターンの変形例は、シングルターンコイルの端部間に間隙６１６を含む。シングルターンコイルが、使用される場合、コイルの断面は、０．５～４．０の厚さに対する幅（チャンバの長さに沿って長手方向に測定される）の比率を含むことができる。遠隔プラズマ源は、誘電体を備えている内側部分６０２と、誘電体または絶縁体を備えている外側部分６０６と、内側部分および外側部分６０２、６０６間の伝導性中間部分６０４とを含む円筒形チャンバ６２０を含むことができる。伝導性中間部分６０４は、例えば、図８－１２に見られるように、１つ以上の磁場通過窓を画定することができる。特に、図８は、２つの異なる磁場通過窓パターンを示すが、多くの他のものも、実装されることができる。内側部分および外側部分６０２、６０６は、伝導性中間部分６０４を包み込み、遠隔プラズマ源が動作しているとき、プラズマへの中間部分６０４の暴露を排除することができる。例えば、図１４の拡大図が、内側部分および外側部分６０２、６０６が、円筒形チャンバ６２０の端部において合流すること／接合することによって伝導性中間部分６０４を封入するように配置され得る方法を示す。

遠隔プラズマ源は、円筒形チャンバ６２０の外側においてであるが、それと接触して配置される伝導性コイル６２２も含むことができる。円筒形チャンバ６２０に厚さを追加することは、コイル６２２への熱輸送を減らし、したがって、革新が、熱輸送を向上させるために必要とされる。故に、熱伝達媒体６０８が、伝導性コイル６２２と円筒形チャンバ６２０との間に配置され、２つの構成要素間の任意の空隙を除去することができる。熱伝達媒体６０８は、ポリマーを含むことができ、ポリマーは、導電性または誘電性の熱伝導性粒子（ポリマーの中に分散されたセラミック粒を伴うシリコーン等）を含むことによって向上させられるその熱伝導性を伴う。例えば、熱輸送媒体６０８は、熱伝導性を向上させるために含まれるセラミック粒子を伴う２液型シリコーン系エラストマであることができる。熱輸送媒体は、コイル６２２とのその接触が隣接するコイルを短絡させないように、誘電体であることができる。より低い熱流束が効果を現す別の例では、シリコーン系ゲルまたは接着剤、ウレタン系接着剤等の非修飾ポリマーが、使用され得る。

いくつかの実施形態において、熱伝達媒体６０８は、伝導性コイル６２２の側面を包囲し、それによって、円筒形チャンバ６２０からの熱輸送が生じ得る（例えば、図１８参照）コイル６２２の表面積を増大させることができる。例えば、図１４は、熱伝達媒体１４０６が、伝導性コイル１４０２を包囲し、それによって、円筒形チャンバ１４０８から熱伝達を受け入れ可能な伝導性コイル１４０２の表面積を増大させるある実施形態を示す。熱輸送媒体６０８は、未硬化状態において適用されることができ、それによって、それは、伝導性コイル６２２の周囲で流動し、円筒形チャンバ６２０とコイル６２２との間の任意の空隙を充填する。熱輸送媒体６０８は、円筒形チャンバ６２０と伝導性コイル６２２とを包み込んでいるチャンバの中に流入し、次いで、硬化させられた熱輸送媒体６０８が伝導性コイル６２２の表面の少なくとも６０％を封入し得るように、硬化させられることができる。

伝導性コイル６２２は、第１の端部と、第２の端部とを含むことができ、第１の端部は、交流電源の第１のノードに結合するために構成され、第２の端部は、交流電源の第２のノードに結合するために構成される（例えば、図１－３参照）。

伝導性中間部分６０４は、ＭｏＭｎ、銀、銅、アルミニウム、または高熱伝導性を有する任意の他の導体から形成されることができる。ＭｏＭｎは、それが積層中に円筒形チャンバの内側に移行し、その結果、チャンバのプラズマ暴露表面を汚染する可能性が低いので、他の導体より好ましくあり得る。

伝導性中間部分６０４は、スパッタリングまたは溶射、または限定ではないが、ろう付け等、２つの構成要素を融合させる任意の方法等の任意の付加製造プロセスによって形成されることができる。好ましくは、伝導性中間部分６０４は、中間部分６０４が、電磁気的目的（すなわち、プラズマへの容量結合を遮蔽または促進すること）のみのために使用されるべき場合、１０～４０μｍの厚さである。代替として、中間部分６０４が、熱拡散のためにも使用されるべき場合、中間部分の厚さは、軸方向における６０４を通した熱抵抗が半径方向における誘電性チャンバ壁の同等体積（厚さ）の熱抵抗以下であるように、十分に厚くあるべきである。

内側部分６０２は、Ａｌ_２Ｏ_３またはＡｌ_２Ｏ_３ Ｙ_２Ｏ_３等の誘電体から形成されることができる。例えば、内側部分６０２は、電気絶縁性および熱伝導性の両方である誘電体（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）であることができる。

外側部分６０６は、Ａｌ_２Ｏ_３またはＡｌ_２Ｏ_３ Ｙ_２Ｏ_３等の誘電体から形成されることができる。例えば、外側部分６０６は、電気絶縁性および熱伝導性の両方である誘電体であることができる。外側部分６０６は、スパッタリングまたは溶射、またはろう付け等、２つの構成要素を融合させる任意の方法等の任意の付加製造方法によって形成されることができる。ある実施形態において、火炎溶射が、セラミックを外側部分６０６として適用するために使用されることができる。外側部分６０６は、１～１００μｍの厚さを有することができる。

誘導結合型プラズマチャンバにおけるコイルへの熱輸送の重要性により、本発明者らは、最初に、層間に熱グリースを伴う一連の層を形成することを試みた。しかしながら、熱グリースは、許容可能であるより高い熱抵抗を提供した。代わりに、本発明者らは、層が、熱グリースによって分離されるのではなく、互いに分子的に接合または融合させられた（例えば、溶射、堆積、アティティブ法、ろう付け）、積層が、コイルへの十分な熱輸送を達成するための唯一の方法であることを発見した。

ある場合、コイルは、例えば、ろう付けフラックスを介して積層チャンバの外側にろう付けされることができる。しかしながら、熱グリースも、この１つの界面のために許容可能な結果を伴って使用されることができる。他の実施形態において、シングルターンまたはマルチターンコイルは、金属化、金属厚フィルム、または他の金属コーティングプロセスを介して円筒形チャンバ６２０に融合させられることができる。そのような融合が生じる場合、熱輸送媒体６０８は、なしですまされることができる。

いくつかの実施形態において、シングルターンコイルは、円筒形チャンバ６２０の外側表面に融合させられる、薄い伝導性層を備えていることができる。この層は、マルチターン実施形態においてより典型的であるように、内部流体通路を収容するには薄すぎるもともあるある。したがって、冷却流体パイプが、この薄い伝導性層の外側に融合または別様に接合され、熱冷却を提供することができる。代替として、流体のジャケットまたは薄膜、空冷、または薄い伝導性層上への他の流体衝突が、使用され、薄い伝導性層からの熱除去を遂行することができる。同時に、内部液体経路なしで、薄い伝導性層が、スパッタリング、溶射、堆積等の付加製造方法を介して適用されることができる。薄い伝導性層の２つの端部への電気接続が、いくつかの非限定的な例のみを挙げると、１つ以上のろう付けまたははんだ付けされた電力タップブロック、導電性ガスケットまたはばね、または、可撓性ストラップとして形成されることができる。

伝導性中間部分は、浮動要素として形成されることができるか、または、プラズマ処理法の動作の異なる期間中の接地、バイアス、または両方のための電気接続を伴って形成されることができる。例えば、伝導性中間部分は、プラズマ点火中に高電圧にバイアスされ、プラズマとの容量結合を向上させ、次いで、処理中に接地され、ファラデー遮蔽体としての機能を果たし、それによって、コイルとプラズマとの間の容量結合を低減させることができる。この機能性を可能にするために、伝導性中間部分６０４は、プラズマ処理法の動作の異なる期間中の接地、バイアス、または両方のための電気接続を含むことができる。例えば、電気接続は、伝導性中間部分６０４が、伝導性中間部分６０４を接地するか、または、点火が完了すると０Ｖバイアスを印加し得る電源に結合されることを可能にすることができる。しかしながら、容量結合が誘導結合されたプラズマ源の点火を向上させ得るプラズマ点火中、電源は、実際は、伝導性中間部分６０４とプラズマとの間の容量結合を増大させるバイアスを提供し得る。

この同じ目的のために、伝導性中間部分は、例えば、図１２に見られるような、複数の独立した部分を備えていることができる。この方式では、複数の独立した部分は、同時に異なる電位にバイアスされることができる。例えば、伝導性中間部分６０４の２つの部分１２０２、１２０４の各々は、異なる選択可能なバイアス１２０６、１２０８に結合されることができる。図１２は、２つの絶縁された領域と、２つの異なるバイアスとを示すが、しかしながら、他の実施形態において、３つ以上の絶縁された領域および／または３つ以上の異なるバイアスが、実装され得る。代替として、バイアスは、複数の独立した出力を可能にする回路網を有する単一の電力供給源によって提供され得る。さらに、磁場通過窓１２１０は、２つの領域１２０２、１２０４に関して同じであるが、他の実施形態において、領域１２０２、１２０４のうちの１つ以上のものが、異なる窓パターンを有し得る。

図６に戻ると、内側部分、外側部分、および伝導性中間部分６０２、６０４、６０６の各々は、同じまたは異なる厚さを有することができる。一実施形態において、内側部分および外側部分６０２、６０６は、伝導性中間部分６０４より厚い。別の実施形態において、内側部分６０２は、外側部分６０６より厚くあることができ、外側部分６０６は、伝導性中間部分６０４より厚くあることができる。別の実施形態において、内側部分６０２は、伝導性中間部分６０４より厚くあることができ、伝導性中間部分６０４は、外側部分６０６より厚くあることができる。

内側部分および外側部分６０２、６０６は、円筒形チャンバ６２０の端部において（図１４の詳細参照）、および磁場通過窓を通して互いに接合または融合させられることができる。これは、真空シールが外側部分６０６の外側表面において作製される場合、望ましくあり得る。しかしながら、真空シールが内側部分６０２の内側表面において作製される場合、端部において中間部分６０４を包み込むことは、必要ではない。このように、内側部分および外側部分６０２、６０６は、伝導性中間部分６０４を誘電体で完全に封入し、プラズマおよびインダクタコイルの両方が、伝導性中間部分６０４と相互作用することを防止する。例えば、図１４では、単一の伝導性中間部分１４０４が内側部分１４１０および外側部分１４１２によって封入された円筒形チャンバの内部が、見られ得る。図１４の右上の角における詳細図は、伝導性中間部分１４０４が、内側部分１４１０の端部に到達しないように形成され得る方法を示す。結果として、外側部分１４１２は、積層に追加されると、伝導性中間部分１４０４の端部における間隙を充填し、それによって、伝導性中間部分１４０４を封入し、プラズマからそれを保護することができる。

他の実施形態において、伝導性中間部分は、各々が、追加の誘電性層によって分離される、２つ以上の層を含むことができる。例えば、図７は、図６の断面であるが、２つの伝導性層７０４、７０８と、これらの間に配置された誘電性層７０６とを伴うものを図示する。２つ以上の伝導性層７０４、７０８の各々間の誘電性層７０６は、伝導性層７０４、７０８より薄い、または厚くあることができる。図７では、この層７０６は、包囲伝導性層７０４、７０８より薄いが、他の実施形態において、これは、そうである必要はない。

図６の実施形態のように、円筒形チャンバ７２０は、内側部分７０２と、外側部分７１０と、熱輸送媒体７１２と、１つ以上の伝導性コイル７２２とを含むことができる。伝導性中間部分は、２つの部分、すなわち、第１の伝導性層７０４と、第２の伝導性層７０８とを備えている。これらの２つの伝導性層は、誘電性層７０６によって分離されることができる。ある実施形態において、プラズマにより近接する第１の伝導性層７０４は、主に、伝導性コイル７２２とプラズマとの間の容量結合を低減させるために設計されることができる一方、コイル７２２により近接する第２の伝導性層７０８は、主に、熱を輸送するために設計されることができる。例えば、第２の伝導性層７０８は、第１の伝導性層７０４より厚くあることができる。誘電性層７０６は、伝導性層７０４、７０８のうちのいずれかより薄くあることができる。熱輸送媒体７１２は、シングルターンコイル７２２が付加プロセスを介して形成される薄い伝導性層から形成される場合、なしですまされ得る。

２つ以上の伝導性層が所望され得る１つの理由は、一方がファラデー遮蔽体として、またはコイルとプラズマとの間の容量結合を軽減させるために使用される一方、他方の伝導性層が、熱輸送を向上させ、熱勾配を低減させるように構成される場合である。そのような状況では、磁場通過窓は、２つ以上の伝導性層のための異なる設計を有し得る。例えば、図９－１１は、異なる伝導性層上に実装され得る磁場通過窓の変形例を示す。同様の考え方に沿って、主に熱輸送のために使用される任意の伝導性層が、主にファラデー遮蔽体として使用される層より厚くあることができる。

図１３は、内側部分１３０２と、第１の伝導性層１３０４と、誘電性層１３０６と、第２の伝導性層１３０８と、外側部分１３１０と、外側部分１３１０と接触し、それを囲む、シングルターンまたはマルチターンコイルとを有する遠隔プラズマ源の断面を図示する。これらの層または部分の各々は、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、またはＤ５と示される厚さを有する。大部分の実施形態において、追加の層／部分が、基板としての機能を果たす円筒形チャンバの上に付加プロセスを介して製作されるので、Ｄ１は、他の厚さの全てを上回る。ある実施形態において、Ｄ１＞Ｄ４＞Ｄ５＞Ｄ３＞Ｄ２である。ある実施形態において、Ｄ１＞Ｄ４であり、Ｄ１＞Ｄ５である（式中、Ｄ４＝Ｄ５であり、Ｄ４＞Ｄ２である）。ある実施形態において、Ｄ１＞Ｄ４＞Ｄ５であり、Ｄ４＞Ｄ２である。

本開示に示される磁場通過窓のうちの多くは、長手方向に配置される。これは、長手方向における熱輸送を向上させることを所望する場合に好ましくあり得る。例えば、プラズマは、典型的に、円筒形チャンバの中間に向かって最大の密度と、熱とを有するため、大きい熱勾配が、円筒形チャンバの中心から端部に向かって形成され得、この勾配は、チャンバを劣化させ得る。開示される長手方向窓は、非積層円筒形チャンバには見られない長手方向の伝導性経路を可能にし、したがって、円筒形チャンバの中間と端部との間の熱輸送を向上させる。図１３は、２つの伝導性層および比較的により厚いコイルのみを示すが、いくつかの実施形態において、３つ以上の伝導性層が、使用され得、より薄いコイル（例えば、伝導性層のうちの一方のものに類似する厚さを有するもの）が、使用され得る。

図６に戻ると、伝導性コイル６２２は、螺旋状であることができ、長方形の断面または円形または卵形の断面を有することができ、例えば、とりわけ、図１４を参照されたい。例えば、外側部分６０６とのコイル接触を最大化し、それによって、コイル６２２への熱輸送を最大化するために、伝導性コイル６２２は、底面側において比較的に平坦である（またはわずかに凹面形である）断面を有し、それによって、伝導性コイル６２２と外側部分６０６との間の表面積接触を最大化し得る。換言すると、伝導性コイル６２２は、半径方向に測定される断面よりも、円筒形チャンバ６２０の長手方向寸法／軸に沿って測定されたより広い断面を有することができる。図１４は、円形断面を有するマルチターンコイルを示すが、長方形断面も、使用されることができる。長方形断面コイルの使用は、コイルへの熱輸送を向上させることができるが、コイルを収容するようにチャンバの外側表面を成形することは、輸送をさらに向上させることができる。例えば、コイルのサイズと同じまたはそれよりわずかに大きい溝が、チャンバの外側表面内に形成され、それによって、コイルが、チャンバの最外表面の下方に部分的に収容されることを可能にすることができる。溝がチャンバ壁の中に形成されている場合、コイルは、チャンバが溝付きではないときに好ましい組立ステップである広げられ、折り畳まれるのではなく、溝の中に通され得る。本開示は、平面状コイルおよびチャンバに等しく適用可能である。

誘導結合されるプラズマ源は、典型的に、図１ｂおよび２ｂに見られるように、マルチターン螺旋状コイルを使用するが、各追加のターンが、電圧、したがって、プラズマとの容量結合を増大させる。したがって、結合を低減させるための１つの方法は、例えば、図１ａ、２ｂ、３、４、６（右の図）、および７（右の図）に示されるように、シングルターンコイルを実装することである。シングルターンコイルの場合、コイルは、螺旋状経路ではなく、円筒形チャンバの周囲の円周方向経路を辿ることができる。シングルターンコイルは、プラズマとのより低い容量結合を有するが、それは、同じ電圧および電流に関してより低い誘導結合ももたらす。したがって、マルチターンコイルと同じプラズマへの誘導電力伝達を達成するために、電流が、シングルターンコイル内で増大させられることができる。

シングルターンコイルが、使用される場合、コイルは、円筒形チャンバの任意の長さであるが、好ましくは、図３ａおよび３ｂに示されるように、円筒形チャンバの長さの６０％～９０％に及ぶことができる。より長い長さも、より高い通電容量につながり、これは、プラズマへの適正な電力伝達を達成するために役立ち得る。図３ａ－ｃは、円筒形チャンバを囲むシングルターンコイルの異なる実施形態を示し、図３ｃは、シングルターンコイルが複数の完全に同様にバイアスされた部分に分割された変形例を示す。図３ａおよび３ｂは、長さが、プラズマの所望の位置および／または形状を達成するように選択され得るシングルターンコイルの異なる長さを示す。これらの部分の各々は、同じバイアスを有することができるが、他の実施形態において、これらの別個の部分は、図４に示されるように、異なるバイアスを有することができる。例えば、図４は、同じバイアス回路網の２つの異なる状態を示し：図４ａでは、隣接するシングルターンコイルが、システムがプラズマに容量結合するように、対向電極としてバイアスされ；図４ｂでは、各シングルターンコイルは、同じバイアスを有し、各コイルの対向端部は、システムがプラズマに誘導結合するように、逆にバイアスされる。図４は、例証にすぎず、多くの他の回路構成およびシングルターンコイル構成（例えば、４つを上回る、またはそれを下回る絶縁コイル）が、容量源と誘導源との間の切り替えという同じ機能性を達成するために実装され得る。異なる領域は、プラズマ点火中、異なるバイアスを受け取り、次いで、プラズマ維持中、同じバイアス（または接地電位）を受け取り得る。

別様に規定されない限り、図に示される伝導性コイルのうちのいずれも、シングルターンまたはマルチターンのいずれかであることができる。

図１５は、遠隔プラズマ源を動作させる方法１５００を図示する。本明細書に開示される遠隔プラズマ源は、上流（図１参照）構成または下流（図２参照）構成のいずれかにおいて動作させられることができる。いずれの構成においても、ガスが、遠隔プラズマ源のガス入口または上流入口において提供されることができる（ブロック１５０２）。バイアスが、積層遠隔プラズマ源チャンバの周りに巻き付けられたシングルターンコイルまたはマルチターンコイルに印加されるバイアスに加えて、積層遠隔プラズマ源チャンバ内の１つ以上の伝導性層のうちの１つに印加されることができる（ブロック１５０４）。これらのバイアスは、チャンバ内のガスへの誘導結合および容量結合の両方を発生させ、プラズマを点火する。点火されると、１つ以上の伝導性層のうちの１つへのバイアスは、除去または減少させられ（ブロック１５０６）、それによって、点火されたプラズマへの容量結合を低減させ、コイルと点火されたプラズマとの間の容量結合を低減させる部分的なファラデー遮蔽体として伝導性層を動作させておくことができる。プラズマ点火の後、およびプラズマ処理中、１つ以上の伝導性層のうちの１つの上へのバイアスが、改変（例えば、増大）されることができる（ブロック１５０８）。例えば、バイアスは、下流化学物質の化学的性質を改変するために増大させられ得る。

図１６は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルを伴う積層遠隔プラズマ源チャンバを製作する方法１６００を図示する。積層プロセスが、例えば、誘電体から形成される円筒形内側部分の提供から開始することができる（ブロック１６０２）。伝導性層が、次いで、円筒形内側部分上に堆積させられることができる（ブロック１６０４）。伝導性層は、１つ以上の磁場通過窓を含むことができる。窓は、伝導性層にエッチングすることによって、または伝導性層が追加される前にマスクを提供することによって形成されることができる。伝導性層の追加は、任意の付加プロセス、または（例えば、ろう付けを介した）下層の内側部分への伝導性層の融合を伴うことができる。誘電性層が、次いで、伝導性層、および伝導性層内の磁場通過窓を通してさらされた円筒形内側部分のそれらの一部の上を覆って堆積させられることができる（ブロック１６０６）。

１つ以上の伝導性層のうちのいずれかは、１０～２０μｍの厚さであるように形成されることができる。少なくとも２つの伝導性層が、存在する場合、第１のものは、ファラデー遮蔽体として設計されることができる一方、他方は、熱輸送層として設計される。これらの責務は、各層の厚さ、材料、および窓形状／サイズに影響を及ぼし得る。例えば、熱勾配を減少させるために、伝導性層は、容量結合を低減させることに主に関わる伝導性層より厚くあるように選択されることができる。これは、例えば、伝導性層１３０８が伝導性層１３０４より厚い、図１３に見られ得る。

図１７は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルと、少なくとも２つの伝導性層とを伴う積層遠隔プラズマ源を製作する方法１７００を図示する。積層プロセスは、例えば、誘電体から形成される円筒形内側部分の提供から開始することができる（ブロック１７０２）。第１の伝導性層が、次いで、円筒形内側部分上に堆積させられることができる（ブロック１７０４）。第１の伝導性層は、１つ以上の磁場通過窓を含むことができる。窓は、伝導性層にエッチングすることによって、または伝導性層が追加される前にマスクを提供することによって形成されることができる。伝導性層の追加は、任意の付加プロセス、または（例えば、ろう付けを介した）下層の内側部分への伝導性層の融合を伴うことができる。第１の誘電性層が、次いで、伝導性層、および伝導性層内の磁場通過窓を通してさらされた円筒形内側部分のそれらの一部の上を覆って堆積させられることができる（ブロック１７０６）。第２の伝導性層が、第１の誘電性層の外側表面上に堆積させられることができ（ブロック１７０８）、この層も、第２の伝導性層内の窓を通して第１の誘電性層を暴露する、１つ以上の磁場通過窓を含み得る（図７、９、１０、１１、および１３も参照）。第２の誘電性層が、次いで、第２の伝導性層、および第２の伝導性層内の窓を通してさらされた第１の誘電性層のそれらの一部の上を覆って堆積させられることができる（ブロック１７１０）。この最終誘電性層は、伝導性層を封入し、プラズマから伝導性層を保護するのみならず、第２の伝導性層とコイルとの間の誘電性障壁も提供する。さらなるステップが、追加の伝導性層および誘電性層を追加するために実装され得る。

図１８は、シングルターンコイルまたはマルチターンコイルのいずれかを伴う積層遠隔プラズマ源チャンバに硬化性熱輸送媒体を適用する方法１８００を図示する。コイルが、円筒形の積層チャンバの上を覆って据え付けられることができる（ブロック１８０２）。例えば、コイルは、広げられ、チャンバの周囲に配置され、解放されることができ、それによって、コイルは、円筒形チャンバの外壁に対してしっかりと締まる。代替として、シングルターンコイルが、付加プロセスを用いて円筒形チャンバに融合させられるか、または円筒形チャンバ上にコーティングされることができる。筐体が、次いで、円筒形チャンバおよびコイルの周囲に形成されることができる（ブロック１８０４）。この筐体は、複数の構成要素から形成されることができ、据え付けられると、筐体は、例えば、全ての側においてチャンバおよびコイルを封入するエンクロージャを形成し、エンクロージャの上部に近接して注ぎ口を確保する（図２０参照）。筐体は、チャンバ壁の内側から封鎖され、熱輸送媒体がチャンバの内側と接触することを防止することができる。熱輸送媒体で充填されているときに筐体から外に空気を引き出すことに役立つであろう「煙突」管が、随意に、筐体内に据え付けられることができる（ブロック１８０６）。熱輸送媒体は、次いで、（例えば、ポッティング化合物を混合することによって）形成されることができ（ブロック１８０８）、これは、注ぎ口を通して筐体の中に注がれることができる（ブロック１８１０）。流体の形態にある熱輸送媒体は、コイルおよび円筒形チャンバを包囲すること、またはコイルの表面の少なくとも６０％を包み込むことができる。ある実施形態において、熱輸送媒体は、熱伝導性を向上させるためのその中に懸濁されたセラミック粒子を伴う２液型シリコーン系エラストマであることができる。筐体は、次いで、真空チャンバの中に設置され、熱輸送媒体からガス除去し、空気泡を除去することができる（ブロック１８１２）。筐体は、次いで、随意に、熱輸送媒体を硬化させるために加熱されることができる（ブロック１８１４）。例えば、アセンブリは、７０°において３０分にわたって、次いで、１００°において５０分にわたって炉の中に設置されることができる。硬化が完了すると、筐体および煙突管が、除去されることができる（ブロック１８１６）。

図１９は、付加プロセスを介して形成されるシングルターンコイルを伴う遠隔プラズマ源チャンバを製作する別の方法を図示する。アセンブリは、（随意に、方法１６００または１７００に従って積層される）円筒形チャンバから始まることができる。マスクまたはスクリーンが、円筒形チャンバの外側表面に適用されることができる（ブロック１９０２）。マスクまたはスクリーンは、これから発生させられるシングルターンの薄い伝導性コイルの２つの端部間に間隙を画定することができる。金属化層が、マスクまたはスクリーンの上を覆って形成されることができ（ブロック１９０４）、金属化層は、マスクを通してさらされた円筒形チャンバのそれらの一部に接合する。金属化層は、任意の付加プロセス（例えば、熱またはプラズマ支援金属化）または融合プロセス（例えば、ろう付け）を使用することができる。金属化層は、耐火性インク（例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ－Ｍｎ）、めっき（例えば、Ｎｉ）、真空またはプラズマ支援コーティング（Ａｕ－Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｕ－Ｎｉ）、または薄い、事前形成された導体のろう付けから形成されることができ、１０～２００μｍの厚さであることができる。マスクおよびマスクに接合される金属化層のその一部が、除去されることができる（ブロック１９０６）。冷却流体パイプ（空気または液体）または流体ジャケット等の熱輸送手段が、金属化層の外側表面に融合させられることができる（ブロック１９０８）。金属化層内の間隙は、シングルターンコイルに２つの端部を残すことができ、２つの端部への接続は、いくつかの非限定的な例のみを挙げると、１つ以上のろう付けまたははんだ付けされた電力タップブロック、導電性ガスケットまたはばね、または可撓性ストラップとして形成されることができる。マスクではなく、スクリーンが、使用される場合、スクリーンは、金属ペーストが適用された後であるが、金属ペーストを焼成／固化させることに先立って除去されることができる。

図２０は、熱輸送媒体の注ぎに備えてその中に遠隔プラズマ源が設置され得る筐体を図示する。筐体２０００は、遠隔プラズマ源２００２をクラムシェル方式において封入するように配置され得る第１の部分２００４と、第２の部分２００６とを含むことができる。筐体２０００は、注ぎ口２００８を含み得、随意の注出口（図示せず）が、注ぎ口２００８に、またはそれを通して固定されることができる。さらに、随意の煙突管（図２１の２１０４参照）が、注ぎ口２００８を通して挿入されることができ、遠隔プラズマ源２１０２の下および周囲に通されることができる。熱輸送媒体が、次いで、注ぎ口２００８を通して注がれ、筐体、および遠隔プラズマ源２００２のシングルターンコイルまたはマルチターンコイルと円筒形チャンバとの間の全ての間隙を充填することができる。筐体２０００および熱輸送媒体は、熱輸送媒体を硬化させるように加熱されることができ、次いで、筐体２０００は、次いで、除去されることができる。

いくつかの実施形態において、熱輸送媒体は、シリコーン系（例えば、ポリジメチルシロキサン）から形成され、Ａｌ_２Ｏ_３またはＺｎＯで充填されることができる。充填剤は、重量比５０～８５％の熱輸送媒を備えていることができる。一実施形態において、充填剤は、２５重量％を上回る熱輸送媒体を備えていることができる。

本開示は、従来的な積層チャンバ壁を囲むシングルターンコイルを説明しているが、他の実施形態において、ダブルターンまたはトリプルターンコイルも、使用され得る。典型的な誘導結合源は、たくさんのターンを利用し、プラズマを点火および維持するために十分な場を発生させる。前述のように、多数のコイルは、システムのコイルと他の部分との間の不要な容量結合につながる。コイルの数をシングルターン、またはある場合、さらに２つまたは３つのターンまで低減させることは、この容量結合を大幅に低減させながら、依然として、遠隔源内のプラズマを維持するために十分な誘導結合を提供することができる。しかしながら、１つから３つのターンのみが使用される実施形態は、プラズマを点火するための能力の低下を被り得る。したがって、一時的な高電圧が、コイルに、または積層チャンバ壁内の伝導性層に、または両方に印加され、プラズマを点火し、点火レベルを下回るプラズマ維持レベルへの電圧低減が、続き得る。このように、シングル、ダブル、またはトリプルターンコイルが、短期間にわたる点火体制（容量結合）、続いて、はるかに長い維持体制（容量結合）の両方において動作することができる。

本明細書に開示される実施形態に関連して説明される方法は、直接ハードウェアにおいて、非一過性有形プロセッサ読み取り可能な記憶媒体においてエンコードされるプロセッサ実行可能コードにおいて、または２つの組み合わせにおいて具現化され得る。例えば、図２２を参照すると、示されるものは、例示的実施形態に従って本明細書に開示される、遠隔プラズマ源を動作させ、または製造するためのデバイスを実現するために利用され得る物理的構成要素を描写するブロック図である。示されるように、本実施形態において、ディスプレイ部分２２１２および不揮発性メモリ２２２０が、バス２２２２に結合され、バス２２２２は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）２２２４、処理部分（Ｎ個の処理構成要素を含む）２２２６、随意のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）２２２７、およびＮ個の送受信機を含む送受信機構成要素２２２８にも結合される。図２２に描写される構成要素は、物理的構成要素を表すが、図２２は、詳細なハードウェア図であることを意図しておらず、したがって、図２２に描写される構成要素のうちの多くは、共通構造物によって実現されるか、または、追加の物理的構成要素間に分散され得る。さらに、他の既存のアーキテクチャ、およびまだ開発されていない物理的構成要素およびアーキテクチャが、図２２を参照して説明される機能的構成要素を実装するために利用され得ることが考えられる。

このディスプレイ部分２２１２は、概して、ユーザのためのユーザインターフェースを提供するように動作し、いくつかの実装では、ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイによって実現される。一般に、不揮発性メモリ２２２０は、データおよびプロセッサ実行可能コード（本明細書に説明される方法を果たすことに関連付けられた実行可能コードを含む）を記憶する（例えば、持続的に記憶する）ように機能する非一過性メモリである。例えば、いくつかの実施形態において、不揮発性メモリ２２２０は、ブートローダコード、オペレーティングシステムコード、ファイルシステムコード、および非一過性プロセッサ実行可能コードを含み、本明細書にさらに説明される図１５－１９を参照して説明される方法の実行を促進する。

多くの実装では、不揮発性メモリ２２２０は、フラッシュメモリ（例えば、ＮＡＮＤまたはＯＮＥＮＡＮＤメモリ）によって実現されるが、他のメモリタイプも、同様に利用され得ることが考えられる。不揮発性メモリ２２２０からのコードを実行することが、可能性として考えられ得るが、不揮発性メモリ内の実行可能コードが、典型的に、ＲＡＭ２２２４の中にロードされ、処理部分２２２６内のＮ個の処理構成要素のうちの１つ以上のものによって実行される。

ＲＡＭ２２２４に関連するＮ個の処理構成要素は、概して、不揮発性メモリ２２２０内に記憶される命令を実行し、図１５－１９の方法を可能にするように動作する。例えば、図１５－１９を参照して説明される方法を果たすための非一過性プロセッサ実行可能コードは、不揮発性メモリ２２２０内に持続的に記憶され、ＲＡＭ２２２４に関連するＮ個の処理構成要素によって実行され得る。当業者が理解するであろうように、処理部分２２２６は、ビデオプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、または他のハードウェア処理構成要素またはハードウェアおよびソフトウェア処理構成要素の組み合わせ（例えば、ＦＰＧＡまたはデジタル論理処理部分を含むＦＰＧＡ）を含み得る。

加えて、または代替では、処理部分２２２６は、本明細書に説明される方法論（例えば、図１５－１９を参照して説明される方法）の１つ以上の側面を果たすように構成され得る。例えば、非一過性プロセッサ読み取り可能な命令は、不揮発性メモリ２２２０内またはＲＡＭ２２２４内に記憶され得、処理部分２２２６上で実行されると、処理部分２２２６に、図１５－１９の方法を実施させる。代替として、非一過性ＦＰＧＡ構成命令は、不揮発性メモリ２２２０内に持続的に記憶され、図１５－１９の方法を果たすように処理部分２２２６のハードウェア構成可能部分を構成するように処理部分２２２６によって（例えば、ブートアップの間に）アクセスされ得る。

入力構成要素２２３０が、信号（例えば、伝導性層の容量結合から遮蔽体制への変化をトリガするためのプラズマの点火の成功に関するフィードバック）を受信するために動作する。入力構成要素において受信される信号は、例えば、伝導性層の堆積が停止するべきであるという指示を含み得る。

描写される送受信機構成要素２２２８は、無線または有線ネットワークを介して外部デバイスと通信するために使用され得るＮ個の送受信機チェーンを含む。Ｎ個の送受信機チェーンの各々は、特定の通信スキーム（例えば、ＷｉＦｉ、イーサネット（登録商標）、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等）と関連付けられる、送受信機を表し得る。

いくつかの部分は、コンピュータメモリ等のコンピューティングシステムメモリ内に記憶されるデータビットまたはバイナリデジタル信号に対する動作のアルゴリズムまたは記号的表現の観点から提示される。これらのアルゴリズム説明または表現は、その作業の本質を他の当業者に伝えるためにデータ処理技術分野における当業者によって使用される、技法の例である。アルゴリズムは、所望の結果につながる動作または類似する処理の自己矛盾のないシーケンスである。この文脈では、動作または処理は、物理量の物理的操作を伴う。典型的に、必ずしもそうではないが、そのような量は、記憶される、転送される、組み合わせられる、比較される、または別様に操作されることが可能な電気または磁気信号の形態をとり得る。ある時は、主として共通使用の理由から、そのような信号をビット、データ、値、要素、記号、文字、用語、番号、数字、または同等物と称することが便宜的であることが、証明されている。しかしながら、これらおよび類似する用語は全て、適切な物理量と関連付けられるべきであり、便宜的な標識にすぎないことを理解されたい。具体的に別様に記載されない限り、本明細書全体を通して、「処理」、「算出」、「計算」、「判定」、および「識別」等の用語を利用する議論は、メモリ、レジスタ、またはコンピューティングプラットフォームの他の情報記憶デバイス、伝送デバイス、またはディスプレイデバイス内の物理的、電子的、または磁気的量として表されるデータを操作または変換する、１つ以上のコンピュータまたは類似する電子コンピューティングデバイスまたは複数のデバイス等のコンピューティングデバイスのアクションまたはプロセスを指すことを理解されたい。

当業者によって理解されるであろうように、本発明の側面は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化され得る。故に、本発明の側面は、全て、概して、本明細書では、「回路」、「モジュール」、または「システム」と称され得る完全ハードウェア実施形態、完全ソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、またはソフトウェアおよびハードウェア側面を組み合わせる実施形態の形態をとり得る。さらに、本発明の側面は、その上で具現化されるコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体において具現化される、コンピュータプログラム製品の形態をとり得る。

本明細書に使用されるように、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」の列挙は、「Ａ、Ｂ、ＣのいずれかまたはＡ、Ｂ、およびＣの任意の組み合わせ」を意味することを意図している。開示される実施形態の前述の説明は、当業者が本開示を作製または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への種々の修正が、当業者に容易に明白であり、本明細書に定義される一般的原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。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せず、本明細書に開示される原理および新規の特徴に一貫した、最も幅広い範囲と調和されるべきである。

Claims (20)

1. 処理チャンバに結合するために構成されている長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバであって、前記遠隔プラズマ源チャンバは、
   円筒形チャンバであって、前記円筒形チャンバは、
   誘電体を備えている内側部分と、
   誘電体を備えている外側部分と、
   前記内側部分と前記外側部分との間の伝導性中間部分と
   を有し、前記伝導性中間部分は、１つ以上の磁場通過窓を画定する、円筒形チャンバと、
   前記円筒形チャンバの外側において、前記円筒形チャンバに接触するように配置されている伝導性コイルであって、前記伝導性コイルは、複数の別個のコイル部分を備え、各コイル部分は、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成されており、前記第２の端部は、前記交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されている、伝導性コイルと、
   複数の異なるバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスすることと同一のバイアスを有する各コイル部分をバイアスすることとの間で切り替えるように構成されているバイアス回路網と
   を備える、遠隔プラズマ源チャンバ。
2. 前記バイアス回路網は、第１の状態において、複数の異なるバイアスを使用して対向する電極として隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
3. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第１の状態である間、容量源であるように構成されている、請求項２に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
4. 前記バイアス回路網は、プラズマ点火の間、複数の異なるバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
5. 前記バイアス回路網は、第２の状態において、同一のバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項２に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
6. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第２の状態である間、誘導源であるように構成されている、請求項５に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
7. 前記バイアス回路網は、プラズマ維持の間、同一のバイアスを有する各コイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
8. 処理チャンバに結合するために構成されている長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバであって、前記遠隔プラズマ源チャンバは、
   円筒形チャンバであって、前記円筒形チャンバは、
   第１の誘電体を備えている内側部分と、
   第２の誘電体を備えている外側部分と、
   前記内側部分と前記外側部分との間の伝導性中間部分と
   を有し、前記伝導性中間部分は、１つ以上の磁場通過窓を画定し、前記１つ以上の磁場通過窓は、前記円筒形チャンバの長手方向軸に沿って細長い、円筒形チャンバと、
   前記円筒形チャンバの外側において、前記円筒形チャンバに接触するように配置されている伝導性コイルであって、前記伝導性コイルは、複数の別個のコイル部分を備え、各コイル部分は、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成されており、前記第２の端部は、前記交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されており、前記伝導性コイルは、前記円筒形チャンバの周りに単一のターンを作成する、伝導性コイルと、
   複数の異なるバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスすることと同一のバイアスを有する各コイル部分をバイアスすることとの間で切り替えるように構成されているバイアス回路網と
   を備える、遠隔プラズマ源チャンバ。
9. 前記伝導性コイルは、螺旋状経路ではなく、前記円筒形チャンバの周りの円周方向経路を辿る、請求項８に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
10. 前記バイアス回路網は、第１の状態において、複数の異なるバイアスを使用して対向する電極として隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項８に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
11. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第１の状態である間、容量源であるように構成されている、請求項１０に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
12. 前記バイアス回路網は、プラズマ点火の間、複数の異なるバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項８に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
13. 前記バイアス回路網は、第２の状態において、同一のバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１０に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
14. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第２の状態である間、誘導源であるように構成されている、請求項１３に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
15. 前記バイアス回路網は、プラズマ維持の間、同一のバイアスを有する各コイル部分をバイアスするように構成されている、請求項８に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
16. 処理チャンバに結合するために構成されている長寿命を有する遠隔プラズマ源チャンバであって、前記遠隔プラズマ源チャンバは、
    円筒形チャンバであって、前記円筒形チャンバは、
    第１の誘電体を備えている内側部分であって、前記第１の誘電体は、電気的絶縁性であり、かつ、熱伝導性である、内側部分と、
    第２の誘電体を備えている外側部分であって、前記第２の誘電体は、電気的絶縁性であり、かつ、熱伝導性である、外側部分と、
    前記内側部分と前記外側部分との間の伝導性中間部分と
    を有し、前記伝導性中間部分は、１つ以上の磁場通過窓を画定し、前記１つ以上の磁場通過窓は、前記円筒形チャンバの長手方向軸に沿って細長い、円筒形チャンバと、
    前記円筒形チャンバの外側において、前記円筒形チャンバに接触するように配置されている伝導性コイルであって、前記伝導性コイルは、複数の別個のコイル部分を備え、各コイル部分は、第１の端部と第２の端部とを含み、前記第１の端部は、交流電源の高電圧ノードに結合するために構成されており、前記第２の端部は、前記交流電源の低電圧ノードまたは接地ノードに結合するために構成されており、前記伝導性コイルは、前記円筒形チャンバの周りに単一のターンを作成し、前記伝導性コイルは、前記円筒形チャンバの周りの円周方向経路を辿る、伝導性コイルと、
    複数の異なるバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスすることと同一のバイアスを有する各コイル部分をバイアスすることとの間で切り替えるように構成されているバイアス回路網と
    を備える、遠隔プラズマ源チャンバ。
17. 前記バイアス回路網は、第１の状態において、複数の異なるバイアスを使用して対向する電極として隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１６に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
18. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第１の状態である間、容量源であるように構成されている、請求項１７に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
19. 前記バイアス回路網は、第２の状態において、同一のバイアスを有する隣接するコイル部分をバイアスするように構成されている、請求項１７に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
20. 前記伝導性コイルは、前記バイアス回路網が前記第２の状態である間、誘導源であるように構成されている、請求項１９に記載の遠隔プラズマ源チャンバ。
    

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