プラズマ源用粒子捕獲
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合する入口と、プロセス・チェンバの入口に結合する出口とを有する本体構造を含む。また、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器は、本体構造内に形成されており、本体構造の入口と本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルを含む。このガス・チャネルは、本体構造を貫通する経路を定めることができ、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させる。冷却部材が、ガス・チャネルと熱連通することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、一般的には、プラズマ発生および処理機器に関する。特に、本発明は、汚染粒子を活性化されたガスから除去するための方法および装置に関する。
【従来技術】
【０００２】
[0002] ガスを活性化するためにプラズマが用いられることが多く、ガスの化学的反応性を高めるように、プラズマは活性化状態に置かれる。場合によっては、ガスを活性化させて、イオン、遊離基、原子、および分子を含有する解離ガス(dissociated gases)を生成する。解離ガスは、多数の工業および化学的用途に用いられており、半導体ウェハのような固体材料、粉体、およびその他のガスの処理がこれらの用途に含まれる。活性化ガスの特性、および材料をこれらのガスに露出させる条件は、用途に応じて幅広く異なる。プラズマの解離を起こすためには、大量の電力が必要となることもある。
【０００３】
[0003] プラズマ源がプラズマを発生する際、例えば、十分な大きさの電位をプラズマ・ガス（例えば、Ｏ２Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２、およびＨｅ）、またはガスの混合体に印加して、ガスの少なくとも一部をイオン化する。プラズマは、ＤＣ放電、無線周波数（ＲＦ）放電、およびマイクロ波放電を含む、種々の方法で発生することができる。ＤＣ放電プラズマは、プラズマ・ガスの中にある２つの電極間に電位を印加することによって得られる。ＲＦ放電プラズマは、容量的または誘導的に電源からのエネルギをプラズマに結合することによって得られる。マイクロ波放電プラズマは、直接マイクロ波エネルギを、マイクロ波通過窓を通じて、プラズマ・ガスを収容している放電チェンバに結合することによって得られる。通例、プラズマは、アルミニウムまたはステンレス鋼のような金属材料、あるいはクオーツ、サファイア、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、および／または窒化アルミニウムのような誘電体材料で構成されたチェンバ内部に収容される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004] プラズマ発生の技術において知られている問題として、例えば、プラズマ発生器、またはプラズマ・チェンバの出力に結合されているチェンバを汚染する可能性のある粒子が発生することが多いことが挙げられる。したがって、プラズマ発生機器によって発生した活性化ガスにおける汚染粒子の数を減少させるという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005] 本発明は、一般的には、活性化ガスにおける粒子個数を低減することができる装置および方法を特徴とする。１つの利点は、本発明が、処理すべき材料（例えば、半導体ウェハ）上における粒子または欠陥の混入を最小限に抑えることである。別の利点は、本発明が、処理すべき材料（例えば、半導体ウェハ）の製造において歩留まりを高めることである。更に別の利点は、本発明が、交換すると製造ダウンタイムを最小限に抑えることができる装置を提供することである。別の利点は、本発明が、活性化ガスの再結合を最小限に抑えつつ粒子個数を低減することである。
【０００６】
[0006] 一態様において、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合する入口と、プロセス・チェンバの入口に結合する出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成されており、本体構造の入口と本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルを含む。このガス・チャネルは、本体構造を貫通する経路を定め、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させる。
【０００７】
[0007] 実施形態によっては、壁が、本体構造の外壁の内部にある障害物の一部である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物を含む場合もある。実施形態によっては、障害物が、この障害物の壁の表面と熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、障害物の壁の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。
【０００８】
[0008] 実施形態によっては、前述の角度が約４５度および１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、前述のチャネルの第１部分が、このチャネルの第２部分に対して実質的に直角となっている場合もある。ガス・チャネルは第３部分を有することができ、第２部分から通過するガスの中にある粒子が、第３部分を定める第２の壁に、第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する。実施形態によっては、第２の角度が約４５度および１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１区間および第２区間が曲線を定める場合もある。壁の表面は、不規則または模様付きの内少なくとも１つである。実施形態によっては、本体構造が遠隔プラズマ源の中に配置されている場合もある。実施形態によっては、本体構造の入口と本体構造の出口との間における圧力降下が、約１００milliTorr未満である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が、更に、ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えている場合もあり、この窪みがガスの中にある粒子を収集するように構成されている。
【０００９】
[0009] 実施形態によっては、粒子捕獲器が、更に、ガス・チャネルと熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造内に形成された少なくとも１つの冷媒チャネルを含むことができる。実施形態によっては、冷却部材が冷却板を含む場合もある。実施形態によっては、冷却部材が、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を間接的に冷却する場合もある。冷却部材は、本体構造の中に配置することができる。実施形態によっては、少なくとも１つの冷媒チャネルの経路が、ガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行である場合もある。
【００１０】
[0010] 別の態様において、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成され、本体構造の入口および本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルも含み、このガス・チャネルは、本体構造を貫通する経路を定める。また、粒子捕獲器は、ガス・チャネルと熱連通する冷却部材も含む。
【００１１】
[0011] 実施形態によっては、冷却部材が、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造内に形成されている少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている場合もある。実施形態によっては、冷却部材が冷却板を含む場合もある。冷却部材は、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を間接的に冷却することができる。冷却部材は、本体構造の中に配置することができる。
【００１２】
[0012] 実施形態によっては、本体構造を貫通する経路が、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させる場合もある。実施形態によっては、ガス・チャネルが第３部分を有し、第２部分から通過するガスの中にある粒子が、第３部分を定める第２の壁に、第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する場合もある。本体構造は、遠隔プラズマ源の中に配置することができる。実施形態によっては、粒子捕獲器が、ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えている場合もあり、この窪みがガスの中にある粒子を収集するように構成されている。
【００１３】
[0013] 別の態様では、本発明は、プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法を特徴とする。この方法は、チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップを含む。また、本方法は、ガス・チャネルの第１部分から通過する活性化ガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させるために、本体構造内に形成されているガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップも含む。また、本方法は、ガス・チャネルから流出する活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導するステップも含む。
【００１４】
[0014] 本方法は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、この壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法は、チャネルの第３部分を定める第２壁に、この第２壁の第２表面に対して第２の角度で衝突させるために、チャネルの第２部分から本体構造のガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップを含む場合もある。本方法は、活性化ガスの中にある粒子を第２の壁上に蓄積させるために、第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。本方法は、壁の少なくとも一部を冷却するために、本体構造の中にある冷媒チャネルに流体を流すステップを含むことができる。実施形態によっては、壁を間接的に冷却する場合もある。本方法は、壁の温度を調節するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法は、粒子数が所定の制限値を超えたときに信号を発生するステップを含む場合もある。実施形態によっては、ガス・チャネルが、本体構造の入口と本体構造の出口との間において、約１００milliTor未満の圧力降下を生ずる場合もある。
【００１５】
[0015] 別の態様では、本発明は、プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法を特徴とする。この方法は、チェンバにおいてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップを含む。また、本方法は、本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップも含む。また、本方法は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却するステップも含む。
【００１６】
[0016] 実施形態によっては、壁の少なくとも一部を間接的に冷却する場合もある。実施形態によっては、本方法が壁の温度を調節するステップを含む場合もある。実施形態によっては、本方法が、チャネルの第２部分を定める第２壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させるために、チャネルの第１部分から本体構造内のガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップを含む場合もある。本方法は、活性化ガスの中にある粒子を第２の壁上に蓄積させるために、第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法が、壁の少なくとも一部を冷却するために、本体構造内にある冷媒チャネルに流体を流すステップを含む場合もある。
【００１７】
[0017] 別の態様では、本発明はシステムを特徴とする。このシステムは、遠隔プラズマ源を含む。また、本システムは、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、本システムは、本体構造内に形成され、本体構造の入口および本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルを含み、このガス・チャネルが本体構造を貫通する経路を定め、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させる。
【００１８】
[0018] 別の態様では、本発明は、粒子捕獲器の製造方法を特徴とする。この方法は、本体構造内にガス・チャネルを作成するステップを含み、このガス・チャネルが、遠隔プラズマ源のチェンバに結合することができる入口と、プロセス・チェンバの入口に結合することができる出口とを有し、ガス・チャネルが、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている。
【００１９】
[0019] 実施形態によっては、前述の方法が、冷却部材をガス・チャネルに熱的に結合するステップを含む場合もある。実施形態によっては、この方法が、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造の中に少なくとも１つの冷媒チャネルを形成するステップを含む場合もある。
【００２０】
[0020] 別の態様では、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受ける手段を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導し、ガス・チャネルの第１部分から通過する活性化ガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている手段を含む。また、この粒子捕獲器は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、この壁の少なくとも一部を冷却する手段を含む。
【００２１】
[0021] 別の態様では、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に少なくとも１つの障害物を含む。この少なくとも１つの障害物は、ガスの中にある粒子を障害物の表面に衝突させるために、入口から出口に流れるガスを偏向させるように構成されている。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が複数の障害物である場合もある。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が、当該少なくとも１つの障害物の表面と熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、少なくとも１つの障害物の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が、本体構造の外壁の内部にある壁である場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
[0022] 本発明の以上に述べたおよびその他の目的、特徴および利点、ならびに発明自体は、以下の例示的説明を、添付図面と合わせて読むことによって、一層深く理解されよう。図面は、必ずしも同じ拡縮率で描かれている訳ではない。
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図２】図２は、例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図４】図４は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲の模式断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、粒子捕獲器の異なる実施形態の模式断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、粒子捕器の異なる実施形態の模式断面図である。
【図６】図６は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図９】図９は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[0035] 図１は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器１４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器１４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されていることもある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。プラズマは、例えば、十分な大きさの電位をプラズマ・ガス（例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２、およびＨｅ）、またはガスの混合体に印加して、チェンバ１２０内においてガスの少なくとも一部をイオン化することによって、チェンバ１２０内において生成される。プラズマは、プラズマ源１１０のチェンバ１２０内に導入される追加のガスを活性化するために用いられ、これらのガスが、例えば、反応性を向上させるように、追加のガスを活性化された状態にする。活性化されたガスは、プラズマ源１１０の出口から外に出され、粒子捕獲器１４０の入口１３５に誘導される。
【００２４】
[0036] ガス・チャネル１４５が、粒子捕獲器１４０の本体構造１５０の中に作られている。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造１５０の内壁１０５ａから外壁１０５ｂにわたり、障害物１８７が位置している。障害物１８７と外壁１０５ａおよび内壁１０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル１４５を定める。本体構造１５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、出口１５５が、例えば、導管またはその他の適した構造によって、間接的に入口１６０に結合されている場合もある。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル１４５の第１部分１６５から誘導されて来るガスの中にある粒子を、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を定める障害物１８７の壁１７０に衝突させる。壁１７０は、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を、壁１７０の表面１８０に対して角度Φ１（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル１４５の第１部分１６５に沿って（負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル１４５の第２部分１７５において方向を変える（次いで、概略的に正および負のｘ−軸方向に沿って進む）ときに、粒子を壁１７０の表面１８０に衝突させる。実施形態によっては、壁１７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１７０の表面１８０に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ１は約４５から１３５度の間である。
【００２５】
[0037] この実施形態では、ガス・チャネル１４５は第３部分１８５を有する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁１９０の第２表面１９２に対して第２の角度Φ２（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁１９０に衝突する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル１４５の第３部分１８５において方向を変える（そして、負のｙ−軸方向に沿って進む）ときに、これらの粒子を第２の壁１９０の第２表面１９２に衝突させる。実施形態によっては、壁１９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１９０上に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ２は約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器は、本体構造１５０の入口１３５と出口１５５との間に圧力降下が生ずるように構成されている場合もある。この圧力降下は、約１００milliTorr未満である。高い圧力降下は、遠隔プラズマ源１１０によって発生された活性化ガスの活動を弱め、このためプラズマ発生システムの有効性および有用性を低下させる可能性がある。
【００２６】
[0038] 冷却部材１９５が、第２の壁１９０に隣接するガス・チャネル１４５と熱連通している。この実施形態では、冷却部材１９５は、本体構造１５０の壁の中にある冷却板である。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０が複数の冷却部材を含む場合もある。実施形態によっては、冷却部材１９５が流体（例えば、水）によって冷却される場合もある。冷却部材１９５は、第２の壁１９０の第２表面１９２を冷却する。実施形態によっては、第２の壁１９０の第２表面１９２を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。入口１３５を通って粒子捕獲器１４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源１２０において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と第２の壁１９０の第２表面１９２との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力(thermophoretic force)と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。第２の壁１９０の第２表面１９２が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、第２の壁１９０の冷たい方の第２表面１９２に向けて粒子を押し出すように作用する。第２の壁１９０の第２表面１９２と衝突した粒子は、経路方向の変化、第２の壁１９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用(combination)のために、蓄積する。
【００２７】
[0039] 障害物１８７は、障害物１８７の壁１７０の表面１８０と熱連通する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、冷却部材が冷媒チャネルを含み、障害物１８７の壁１７０の表面１８０を冷却する流体を受ける場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物１８７を含む場合もある。
【００２８】
[0040] 活性化ガスが粒子捕獲器１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁１７０および１９０の表面１８０および１９２にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００２９】
[0041] 実施形態によっては、本発明の原理を組み込んだ特徴が、プラズマ源１１０に（またはその一部として）設けられる場合がある。実施形態によっては、プラズマ源１１０が、粒子捕獲器１４０の種々の特徴に対応するように構成されている場合もある。例えば、ガス・チャネル１４５ならびに壁１７０および１９０をプラズマ源１１０に組み込むことができ、動作の間、壁１７０および１９０が、本明細書において既に述べたように、粒子を蓄積することができる。実施形態によっては、冷却部材１９５を一部（例えば、プラズマ源１１０のチェンバ１２０の出口の壁の一部）に組み込んで、活性化ガスとチェンバの一部との間に温度勾配を発生させて、活性化ガスの中にある粒子をチェンバの冷却された部分に向かって移動させてここに吸着させる場合もある。
【００３０】
[0042] 図２は、本発明の例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器１４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器１４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。活性化ガスは、プラズマ源１１０の出口１２５から出て、粒子捕獲器１４０の入口１３５に入るように誘導される。
【００３１】
[0043] ガス・チャネル１４５が、粒子捕獲器１４０の本体構造１５０の中に形成されている。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造１５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている場合もある。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管またはその他の適した構造によって、出口１５５が間接的に入口１６０に結合されている場合もある。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル１４５の第１部分１６５から誘導されて来るガスの中にある粒子を、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を定める障害物１８７の壁１７０に衝突させる。壁１７０は、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を、壁１７０の表面１８０に対して角度Φ１（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル１４５の第１部分１６５に沿って（負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル１４５の第２部分１７５において方向を変える（次いで、概略的に正および負のｘ−軸方向に沿って進む）ときに、粒子を壁１７０の表面１８０に衝突させる。実施形態によっては、壁１７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１７０の表面１８０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ１は約４５から１３５度の間である。
【００３２】
[0044] この実施形態では、ガス・チャネル１４５は第３部分１８５を有する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁１９０の第２表面１９２に対して第２の角度Φ２（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁１９０に衝突する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル１４５の第３部分１８５において方向を変える（そして、負のｙ−軸方向に沿って進む）ときに、これらの粒子を第２の壁１９０の第２表面１９２に衝突させる。実施形態によっては、壁１９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１９０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ２は約４５から１３５度の間である。
【００３３】
[0045] 活性化ガスが粒子捕獲器１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁１７０および１９０の表面１８０および１９２にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００３４】
[0046] 図３は、本発明の例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器３４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器３４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。活性化ガスは、プラズマ源１１０の出口１２５から出て、粒子捕獲器３４０の入口１３５に入るように誘導される。
【００３５】
[0047] ガス・チャネル３４５が、粒子捕獲器３４０の本体構造３５０の中に形成されている。ガス・チャネル３４５は、本体構造３５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造３５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管またはその他の適した構造によって、出口１５５が間接的に入口１６０に結合されている場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が、本体構造１５０の入口１３５と出口１５５との間に圧力降下が生ずるように構成されている場合もある。この圧力降下は、約１００milliTorr未満である。高い圧力降下は、遠隔プラズマ源１１０によって発生された活性化ガスの活動を弱める可能性がある。
【００３６】
[0048] 冷却部材３９０が、壁３７０に隣接するガス・チャネル３４５と熱連通している。この実施形態では、冷却部材３９０は、壁３７０の表面３８０を含む、壁３７０の少なくとも一部を冷却する。実施形態によっては、の壁３７０の表面３８０を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。冷却部材３９０は、複数の冷却チャネル３９５を有する。冷媒（例えば、水）がチャネルを通過して流れ、冷却部材３９０および壁３７０を冷却する。入口１３５を通って粒子捕獲器３４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源１２０において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器３４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁３７０の表面３８０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁３７０の表面３８０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁３７０の冷たい方の表面３８０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、壁３７０が高い付着特性を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作ることができ、粒子を壁３７０の表面３８０上に蓄積させる場合もある。
【００３７】
[0049] 活性化ガスが粒子捕獲器３４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁３９０の表面３８０に蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器３４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００３８】
[0050] 図４は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器４４０の模式断面図である。粒子捕獲器４４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器４４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器４４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。実施形態によっては、本体構造１５０を遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０）のチェンバ（例えば、図１、図２、または図３のチェンバ１２０）に配置する場合もある。
【００３９】
[0051] ガス・チャネル４４５が、粒子捕獲器４４０の本体構造４５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。ガス・チャネル４４５は、当該ガス・チャネル４４５の第１部分４６５から通過するガスの中にある粒子を、壁４７０の表面４８０に対して角度Φ４（この実施形態では、約１３５度）をなすようにガス・チャネル４４５の第２部分４７５を定める壁４７０に衝突させる。ガス・チャネル４４５の第１部分４６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル４４５の第２部分４７５において方向を変えるときに、粒子を壁４７０の表面４８０に衝突させる。実施形態によっては、壁４７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁４７０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、第１部分４６５がガス・チャネル４４５の第２部分４７５に対して実質的に直角となることもある（例えば、Φ４が実質的に９０度に等しい）。実施形態によっては、角度θ４は約４５から１３５度の間である。
【００４０】
[0052] オプションの冷媒チャネル４９５ａおよび４９５ｂ（纏めて、冷却部材４９５）が、本発明の代替実施形態に含まれている。冷却部材４９５は、ガス・チャネル４４５と熱連通している。冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０の中に形成されており、ガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４７０の表面４８０を含む、壁４７０の少なくとも一部を冷却する流体（例えば、水）を受ける。実施形態によっては、壁４７０の表面４８０を約２５〜３０゜Ｃに冷却することもある。粒子捕獲器３４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁４７０の表面４８０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。この局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁４７０の表面４８０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁４７０の冷たい方の表面４８０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、壁３７０が高い付着特性を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作ることができ、粒子を壁３７０の表面３８０上に蓄積させる場合もある。壁４７０の表面４８０と衝突した粒子は、経路方向の変化、壁４９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用のために、蓄積する。
【００４１】
[0053] 実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ａが粒子捕獲器４４０の外側に配置されている場合もある。これらの実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０を通じて、ガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４７０の表面４８０を含む、壁４７０の少なくとも一部を間接的に冷却する。一実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは粒子捕獲器４４０の外部にあり、熱伝導性接着剤によって粒子捕獲器の壁に結合されている。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ａが、図４に示した冷媒チャネルに対して対角線方向に配置され、冷媒チャネル４９５ａの経路が、壁４７０の表面４８０に隣接するガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行となるようにする場合もある。
【００４２】
[0054] 冷媒チャネル４９５ｂは、本体構造４５０の中に形成され、内壁４９０の少なくとも一部を冷却する流体を受ける。熱的に活性化された粒子と内壁４９０との間における温度差のために、第２の局所的温度勾配が生ずる。この第２の局所的温度勾配によって、壁４７０に付着されなかった熱活性化粒子を、第２の温度勾配に付随する伝熱力によって、壁４９０の低温箇所に付着させる。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ｂが粒子捕獲器４４０の外側に配置されている場合もある。これらの実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０を通じてガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４９０の表面４９２を含む、壁４９０の少なくとも一部を間接的に冷却する。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ｂが図４に示した冷媒チャネルに対して対角線方向に配置され、冷媒チャネル４９５ａの経路が、壁４９０の表面４９２に隣接するガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行となるようにする場合もある。
【００４３】
[0055] 活性化ガスが粒子捕獲器４４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁４７０および４９０の表面４８０および４９０にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器４４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４４】
[0056] 図５Ａおよび図５Ｂは、粒子捕獲器５４０の異なる例示的な実施形態の模式断面図である。粒子捕獲器５４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器５４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器５４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。ガス・チャネル５４５が、粒子捕獲器５４０の本体構造５５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。
【００４５】
[0057] 図５Ａを参照すると、ガス・チャネル５４５ａは、本体構造５５０を通過する経路を定める。この経路は、当該ガス・チャネル５４５ａの第１部分５６５ａ（例えば、負のｙ軸に沿って）から通過するガスの中にある粒子を、壁５７０ａに衝突させる。壁５７０ａは、壁５７０ａの表面５８０ａに対して局部角度Φ５ａ（この実施形態では、約１３５度）をなすガス・チャネル５４５ａの第２部分５７５ａを定める。この実施形態では、第１部分５６５ａおよび第２部分５７５ａが、チャネル５４５ａの経路の湾曲部分を形成する。ガス・チャネル５４５ａの第１部分５６５ａに沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル５４５ａの第２部分５７５ａにおいて方向を変えるときに、粒子を壁５７０ａの表面５８０ａに衝突させる。実施形態によっては、壁５７０ａは高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度Φ５ａは約４５から１３５度の間である。
【００４６】
[0058] 活性化ガスが粒子捕獲器５４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器５４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４７】
[0059] 図５Ｂを参照すると、ガス・チャネル５４５ｂは、本体構造５５０を通過する経路を定める。この経路は、当該ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂ（例えば、負のｙ軸に沿って）から通過するガスの中にある粒子を、壁５７０ｂの表面５８０ｂに衝突させる。壁５７０ｂは、壁５７０ｂの表面５８０ｂに対して角度Φ５ｂをなすガス・チャネル５４５ｂの第２部分５７５ｂを定める。この実施形態では、ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂは、第２部分５７５ｂに対して実質的に直角となる（例えば、Φ５ｂは実質的に９０度に等しい）。ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂに沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル５４５ｂの第２部分５７５ｂにおいて方向を変えるときに、粒子を壁５７０ｂの表面５８０ｂに衝突させる。実施形態によっては、壁５７０ｂは高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁５７０ｂの表面５８０ｂに蓄積させる場合もある。
【００４８】
[0060] 活性化ガスが粒子捕獲器５４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器５４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４９】
[0061] 図６は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器６４０の模式断面図である。粒子捕獲器６４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器６４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器６４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。ガス・チャネル６４５が、粒子捕獲器６４０の本体構造６５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。ガス・チャネル６４５は、本体構造６５０を通過する経路を定め、当該ガス・チャネル６４５の第１部分６６５から通過するガスの中にある粒子を、壁６７０の第２表面６８０に対して角度Φ６（この実施形態では、約１３５度）をなすようにガス・チャネル６４５の第２部分６７５を定める壁６７０に衝突させる。ガス・チャネル６４５の第１部分６６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル６４５の第２部分６７５において方向を変えるときに、粒子を第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突させる。
【００５０】
[0062] この実施形態では、第１の壁６１０の第１表面６１５が不規則となっており、第１の壁６１０の第１表面６１５上に複数の窪み６２０が設けられている。ガス・チャネル６４５の第１区間６６５に沿って移動する粒子は、窪み６２０を含む第１の壁６１０の第１表面６１５に衝突する。ガス・チャネル６４５の第１部分６６５に沿って移動するガスの中にある粒子は、窪み６２０によって捕獲される。実施形態によっては、第１の壁６１０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第１の壁６１０の第１表面６１５上への粒子の蓄積を更に促進する場合もある。
【００５１】
[0063] 第２の壁６７０の第２表面６８０は不規則となっており、第２の壁６７０の第２表面６８０上に複数の窪み６８５が設けられている。ガス・チャネル６４５の第１区間６６５に沿って移動する粒子は、第２の壁６７０の第２表面６８０に沿った分布で第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突する。ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に沿って移動する粒子は、窪み６８５を含む第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突する。ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に沿って移動するガスの中にある粒子は、窪み６８５によって捕獲され、システムにおける機械的振動によって粒子が移動させられるのを防止する。実施形態によっては、壁６７０または６７０のそれぞれの表面６１５または６８０の少なくとも１つが、少なくとも部分的に不規則である場合もある。実施形態によっては、壁６１０または６７０の内一方のみが、少なくとも部分的に不規則である場合もある。表面に模様を付けることによって、粒子が表面６１５または６８０に付着する可能性が高くなる。何故なら、模様がある表面は局部的にポケットまたは窪みを有し、その中に粒子を捕獲することができるからである。
【００５２】
[0064] 実施形態によっては、壁６７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁４７０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、第１部分６６５が、ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に対して実質的に直角になっている（例えば、θ６は約９０度）場合もある。実施形態によっては、Φ６が約４５〜１３５度の間である場合もある。
【００５３】
[0065] 活性化ガスが粒子捕獲器６４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁６１０または６７０それぞれの表面６１５または６８０に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器６４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００５４】
[0066] 図７は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器７４０の模式断面図である。粒子捕獲器７４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器７４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器７４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００５５】
[0067] ガス・チャネル７４５が、粒子捕獲器７４０の本体構造７５０の中に作られており、入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造７５０の内壁７０５ａから外壁７０５ｂにわたり、障害物７８７が位置している。障害物７８７と外壁７０５ａおよび内壁７０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル１４５を定める。ガス・チャネル７４５は、本体構造７５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル７４５の第１部分７６５から（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）流れてくるガスの中にある粒子を、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５を定める障害物７８７の壁７７０に衝突させる。壁７７０は、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５を、壁７７０の表面７８０に対して角度Φ７ａ（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル７４５の第１部分７６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル７４５の第２部分７７５において方向を変えるときに、粒子を壁７７０の表面７８０に衝突させる。第２部分に沿って（例えば、正および負のｘ−軸方向に沿って）移動する粒子は、壁７７０にある窪み７３５の表面７３０に衝突する。窪み７３５は、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５に沿って流れるガスから粒子を捕獲して、これらの粒子を窪み７３５の表面７３０に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、壁７７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁７７０の表面７８０または壁７７０の窪み７３５の表面７３０に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ７ａは約４５から１３５度の間である。
【００５６】
[0068] 実施形態によっては、障害物７８７が窪み（例えば、窪み７８５）を含む場合もある。障害物７８７は、この障害物７８７の壁７７０の表面７８０と熱連する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、この冷却部材は、障害物７８７の壁７７０の表面７８０を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含む場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物７８７を含む場合もある。
【００５７】
[0069] 更に図７を参照すると、ガス・チャネル７４５は第３部分７８５を有する。ガス・チャネル７４５の第２部分７７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁７９０の第２表面７９２に対して第２の角度Φ７ｂ（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁７９０に衝突する。ガス・チャネル７４５の第２部分７７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル７４５の第３部分７８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁７９０の第２表面７９２に衝突させる。実施形態によっては、壁７９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁７９０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ７ｂは約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁７９０が窪みを含む場合もある。
【００５８】
[0070] オプションの冷媒チャネル７９５が、第２の壁７９０に隣接するガス・チャネル７４５と熱連通している。冷媒チャネル７９５は、本体構造７５０を通じて、第２の壁７９０の第２表面７９２を間接的に冷却する。実施形態によっては、壁７７０の表面７９２を約２５〜３０゜Ｃに冷却することもある。粒子捕獲器７４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器７４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁７７０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁７９０の表面７９２が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁７９０の冷たい方の表面７９２に向けて粒子を押し出すように作用する。第２の壁７９０の第２表面７９２と衝突した粒子は、経路方向の変化、壁７９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用のために、蓄積する。
【００５９】
[0071] 活性化ガスが粒子捕獲器７４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面７８０、７３０、および７９２上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器７４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００６０】
[0072] 図８は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器８４０の模式断面図である。粒子捕獲器８４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器８４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器７４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００６１】
[0073] ガス・チャネル８４５が、粒子捕獲器８４０の本体構造８５０の中に作られており、入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造８５０の内壁８０５ａから外壁８０５ｂにわたり、障害物８８７が位置している。障害物８８７と外壁８０５ａおよび内壁８０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル８４５を定める。ガス・チャネル８４５は、本体構造８５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル８４５の第１部分８６５から通過する（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）ガスの中にある粒子を、障害物８８７の壁８７０の表面８８０に衝突させる。壁８７０は、ガス・チャネル８４５の第２部分８７５を、壁８７０の表面８８０に対して角度Φ８ａ（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル８４５の第１部分８６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル８４５の第２部分８７５において方向を変えるときに、粒子を壁８７０の表面８８０に衝突させる。実施形態によっては、壁８７０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁８７０の表面８８０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ８ａは約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１の壁８７０が少なくとも１つの窪み（例えば、図７の窪み７３５）を含む場合もある。
【００６２】
[0074] 更に図８を参照すると、ガス・チャネル８４５は第３部分８８５を有する。ガス・チャネル８４５の第２部分８７５から（例えば、正および負のｘ−軸方向に沿って）誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁８９０の第２表面８９２に対して第２の角度Φ８ｂ（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁８９０の第２表面８９２に衝突する。ガス・チャネル８４５の第２部分８７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル８４５の第３部分８８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁８９０の第２表面８９２に衝突させる。
【００６３】
[0075] 実施形態によっては、壁８９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁８９０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ８ｂが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁８９０が窪みを含む場合もある。
【００６４】
[0076] この実施形態では、第３部分８８５は第３の壁８２０に窪み８３５を含む。第３部分８８５に沿って（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子は、第３の壁８２０の窪み８３５に入る。粒子は、第３の壁８２０の第３表面８３０に衝突する。窪み８３５は、ガス・チャネル８４５の第３部分８８５に沿って流れるガスの中にある粒子を捕獲し、これらの粒子を窪み８３５の表面に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、第３の壁８２０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第３の壁８２０上に粒子を蓄積させる場合もある。実施形態によっては、冷却部材が第３の壁８２０における窪み８３５と熱連通し、粒子捕獲器８４０の粒子捕獲特性を向上させる場合もある。
【００６５】
[0077] 活性化ガスが粒子捕獲器８４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面８８０、８９２、および８３０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器８４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００６６】
[0078] 図９は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器９４０の模式断面図である。粒子捕獲器９４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器９４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器９４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００６７】
[0079] ガス・チャネル９４５が、粒子捕獲器９４０の本体構造９５０の中に作られており、本体構造９５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造９５０の内壁９０５ａから外壁９０５ｂにわたり、障害物９８７が位置している。障害物９８７と外壁９０５ａおよび内壁９０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル９４５を定める。ガス・チャネル９４５は、本体構造９５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル９４５の第１部分９６５から（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）通過するガスの中にある粒子を、第１の壁９７０の表面９８０に衝突させる。第１の壁９７０は、ガス・チャネル９４５の第２部分９７５を、壁９７０の表面９８０に対して角度Φ９ａ（例えば、この実施形態では、約１２０度）をなすように定める。ガス・チャネル９４５の第１部分９６５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル９４５の第２部分９７５において方向を変えるときに、粒子を第１の壁９７０の表面９８０に衝突させる。実施形態によっては、壁９７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁９７０の表面９８０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度Φ９ａが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１の壁９７０が少なくとも１つの窪み（例えば、図７の窪み７３５）を含む場合もある。
【００６８】
[0080] 実施形態によっては、障害物９８７が窪み（例えば、図７からの窪み７８５）を含む場合もある。障害物９８７は、この障害物９８７の壁９７０の表面９８０と熱連通する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、この冷却部材は、障害物９８７の壁９７０の表面９８０を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含む場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物９８７を含む場合もある。
【００６９】
[0081] 更に図９を参照すると、ガス・チャネル９４５は第３部分９８５を有する。ガス・チャネル９４５の第２部分９７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁９９０の第２表面９９２に対して第２の角度Φ９ｂ（例えば、この実施形態では約１３５度）で第２の壁９９０の第２表面に衝突する。ガス・チャネル９４５の第２部分９７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル９４５の第３部分９８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁９９０の第２表面９９２に衝突させる。この実施形態では、第２の壁９９０の第２表面９９２の一部が曲線を定める。実施形態によっては、壁９９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁９９０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ９ｂが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁９９０が窪みを含む場合もある。
【００７０】
[0082] この実施形態では、第３部分９８５は第３の壁９２０に窪みを含む。第３部分９８５に沿って移動する粒子は、第３の壁９２０の窪み９３５に入る。粒子は、第３の壁９２０の第３表面９３０に衝突する。窪み９３５は、ガス・チャネル９４５の第３部分９８５に沿って流れるガスの中にある粒子を捕獲し、これらの粒子を窪み９３５の第３表面９３０上に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、第３の壁９２０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第３の壁９２０の表面９３０上に粒子を蓄積させる。実施形態によっては、冷却部材が第３の壁９２０における窪みと熱連通する場合もある。
【００７１】
[0083] 活性化ガスが粒子捕獲器９４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面９８０、９９２、および９３０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器９４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００７２】
[0084] 図１０は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器１０４０の模式断面図である。粒子捕獲器１０４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器１０４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する本体構造１０５０を含む。本体構造１０５０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。粒子捕獲器は、本体構造１０５０の中に少なくとも１つの障害物１０１０を含む。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が複数の障害物１０１０である場合もある。この実施形態では、粒子捕獲器１０４０が８つの障害物１０１０を含む。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が、本体構造１０５０の外壁１０３０ａおよび１０３０ｂの内側にある壁を有するか、またはその壁である（例えば、図１または図２の壁１７０）場合もある。少なくとも１つの障害物１０１０は、入口１３５から出口１５５に流れるガスを偏向させて、ガスの中にある粒子を少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５に衝突させるように構成されている。本体構造１０５０の入口１３５から出口１５５に流れる粒子の運動量が、少なくとも１つの障害物１０１０によってガスが偏向されるときに、ガス内にある粒子を障害物１０１０の表面１０１５に衝突させる。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５上に粒子を蓄積させる場合もある。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が窪み（例えば、図９の窪み９３５）を含む場合もある。
【００７３】
[0085] 少なくとも１つの障害物１０１０は、この少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５と熱連通している冷却部材１０２０を含む。冷却部材１０２０は、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５を約２５〜３０゜Ｃに冷却することができる。粒子捕獲器１０４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１０４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、少なくとも１つの部材１０１０の冷たい表面１０１５に向けて粒子を押し出すように作用する。
【００７４】
[0086] 図１１は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器１１４０の模式断面図である。この実施形態では、粒子捕獲器１１４０の本体構造１１５０が遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１２０）の出口１１６０に配置されている。本体構造１１５０は、第１端部１１３０および第２端部１１３５を含む。本体構造１１５０は、入口１１３２が第１端部１１３０にあり、出口１１３４が第２端部１１３５にあるチャネル１１４４を有する。入口１１３２に入るガスは、チャネル１１４４を通過して出口１１３４まで流れる。この実施形態では、本体構造１１５０は断面が実質的に円形となっている。第１端部１１３０における入口１１３２の直径ｄ１は、第２端部１１３５における出口１１３４の直径ｄ２よりも大きい。本体構造１１５０のチャネル１１４４を通過した粒子は、第２端部の内面１１５２に、第２端部１１３５の内面１１５２に対してある角度で衝突する。
【００７５】
[0087] 実施形態によっては、第１端部１１３０の直径ｄ１が第２端部１１３５の直径ｄ２にほぼ等しい場合もある。実施形態によっては、直径ｄ１が約４．６センチメートル（１．８インチ）であり、直径ｄ２が約３．８センチメートル（１．５インチ）である場合もある。実施形態によっては、本体構造１１５０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を本体構造１１５０の内面上に蓄積させる場合もある。
【００７６】
[0088] 本体構造は、導管１１４５に結合されている。導管１１４５は、プロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口１１７０に結合されている。導管１１４５は、本体構造１１５０の出口１１３４からプロセス・チェンバの入口１１７０まで、ガスを移送する。この実施形態では、導管１１４５は実質的に円筒形となっている。実施形態によっては、導管１１４５の長さｌが約１０．２センチメートル（４インチ）である場合もある。また、粒子捕獲器１１４０は冷却部材１１９５も含む。冷却部材１１９５は、導管１１４５および本体構造１１５０と熱連通している。実施形態によっては、冷却部材１１９５が１つ又は複数の冷媒チャネルを含み、これらが冷却部材１１９５の本体内にあり、冷媒がこれらを通過して流れるようにする場合もある。実施形態によっては、導管１１４５の内面１１７５を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。導管１１４５に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、導管１１４５に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と導管１１４５の内面１１７５との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。導管１１４５の内面１１７５が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、導管１１４５の冷たい方の内面１１７５に向けて粒子を押し出すように作用する。
【００７７】
[0089] 活性化ガスが粒子捕獲器１１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は本体構造１１５０および導管１１４５の内面上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器１１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００７８】
[0090] 図１２は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器１２４０の模式断面三次元図である。この実施形態では、粒子捕獲器１２４０の本体構造１２５０が、遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１２０）の出口１２６０にある。本体構造１２５０は、長さｌ１ａを有し、第１端部１２３０および第２端部１２３５を含む。第１端部１２３０の直径ｄ１ａは、第２端部１２３５の直径ｄ２ａよりも大きい。本体構造１２５０を通過した粒子は、第２端部１２３５の内面１２２０に、第２端部１２３５の内面１２２０に対して角度Φ１２で衝突する。
【００７９】
[0091] 実施形態によっては、本体構造１２５０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を本体構造１２５０の内面１２２０上に蓄積させる場合もある。
【００８０】
[0092] 実施形態によっては、第１端部１２３０の直径ｄ１ａが、第２端部１２３５の直径ｄ２ａにほぼ等しい場合もある。粒子捕獲器１２４０の有効性（例えば、捕獲される粒子数）は、直径ｄ１ａの直径ｄ２ａに対する比率が増大するに連れて（即ち、角度Φ１２が大きくなるにつれて）高くなる。実施形態によっては、直径ｄ１ａが約４．６センチメートル（１．８インチ）、直径ｄ２ａが約３．８センチメートル（１．５インチ）、そして長さｌ１ａが約２．８センチメートル（１．１インチ）となっている場合もある。実施形態によっては、本体構造１２５０が冷却部材と熱連通している場合もある。
【００８１】
[0093] 実施形態によっては、本体構造１２５０の第２端部１２３５がプロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口に結合されている場合もある。この実施形態では、本体構造１２５０の第２端部１２３５が導管１２４５に結合されている。導管１２４５は実質的に円筒形となっている。導管１２４５は、プロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口に結合されている。実施形態によっては、導管１２４５が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を導管１２４５の内面１２６０上に蓄積させる場合もある。導管１２４５の有効性（例えば、捕獲される粒子数）は、長さｌ２ａが増大するに連れて高くなる。
【００８２】
[0094] 実施形態によっては、導管１２４５が冷却部材（図示せず）と熱連通している場合もある。導管１２４５の内面１２６０を冷却部材によって冷却することができる。導管１２４５に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。熱的に活性化された粒子と導管１２４５の内面１２６０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。導管１２４５の内面１２６０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、導管１２４５の冷たい方の内面１２６０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、長さｌ２ａが約１０．２センチメートル（４インチ）である場合もある。実施形態によっては、導管１２４５が後続の粒子捕獲器に結合される場合もある。
【００８３】
[0095] 活性化ガスが粒子捕獲器１２４０および導管１２４５を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は本体構造１２５の内面１２２０および導管１２６０の内面１２６０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器１２４０および部材１２４５に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００８４】
[0096] 本明細書において記載したことの変形、変更、およびその他の実施態様は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、当業者には想起され、本発明の範囲に含まれるものとする。したがって、本発明は、これまでの例示的な説明のみによって定義されることはない。
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、一般的には、プラズマ発生および処理機器に関する。特に、本発明は、汚染粒子を活性化されたガスから除去するための方法および装置に関する。
【従来技術】
【０００２】
[0002] ガスを活性化するためにプラズマが用いられることが多く、ガスの化学的反応性を高めるように、プラズマは活性化状態に置かれる。場合によっては、ガスを活性化させて、イオン、遊離基、原子、および分子を含有する解離ガス(dissociated gases)を生成する。解離ガスは、多数の工業および化学的用途に用いられており、半導体ウェハのような固体材料、粉体、およびその他のガスの処理がこれらの用途に含まれる。活性化ガスの特性、および材料をこれらのガスに露出させる条件は、用途に応じて幅広く異なる。プラズマの解離を起こすためには、大量の電力が必要となることもある。
【０００３】
[0003] プラズマ源がプラズマを発生する際、例えば、十分な大きさの電位をプラズマ・ガス（例えば、Ｏ２Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２、およびＨｅ）、またはガスの混合体に印加して、ガスの少なくとも一部をイオン化する。プラズマは、ＤＣ放電、無線周波数（ＲＦ）放電、およびマイクロ波放電を含む、種々の方法で発生することができる。ＤＣ放電プラズマは、プラズマ・ガスの中にある２つの電極間に電位を印加することによって得られる。ＲＦ放電プラズマは、容量的または誘導的に電源からのエネルギをプラズマに結合することによって得られる。マイクロ波放電プラズマは、直接マイクロ波エネルギを、マイクロ波通過窓を通じて、プラズマ・ガスを収容している放電チェンバに結合することによって得られる。通例、プラズマは、アルミニウムまたはステンレス鋼のような金属材料、あるいはクオーツ、サファイア、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、および／または窒化アルミニウムのような誘電体材料で構成されたチェンバ内部に収容される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004] プラズマ発生の技術において知られている問題として、例えば、プラズマ発生器、またはプラズマ・チェンバの出力に結合されているチェンバを汚染する可能性のある粒子が発生することが多いことが挙げられる。したがって、プラズマ発生機器によって発生した活性化ガスにおける汚染粒子の数を減少させるという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005] 本発明は、一般的には、活性化ガスにおける粒子個数を低減することができる装置および方法を特徴とする。１つの利点は、本発明が、処理すべき材料（例えば、半導体ウェハ）上における粒子または欠陥の混入を最小限に抑えることである。別の利点は、本発明が、処理すべき材料（例えば、半導体ウェハ）の製造において歩留まりを高めることである。更に別の利点は、本発明が、交換すると製造ダウンタイムを最小限に抑えることができる装置を提供することである。別の利点は、本発明が、活性化ガスの再結合を最小限に抑えつつ粒子個数を低減することである。
【０００６】
[0006] 一態様において、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合する入口と、プロセス・チェンバの入口に結合する出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成されており、本体構造の入口と本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルを含む。このガス・チャネルは、本体構造を貫通する経路を定め、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させる。
【０００７】
[0007] 実施形態によっては、壁が、本体構造の外壁の内部にある障害物の一部である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物を含む場合もある。実施形態によっては、障害物が、この障害物の壁の表面と熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、障害物の壁の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。
【０００８】
[0008] 実施形態によっては、前述の角度が約４５度および１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、前述のチャネルの第１部分が、このチャネルの第２部分に対して実質的に直角となっている場合もある。ガス・チャネルは第３部分を有することができ、第２部分から通過するガスの中にある粒子が、第３部分を定める第２の壁に、第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する。実施形態によっては、第２の角度が約４５度および１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１区間および第２区間が曲線を定める場合もある。壁の表面は、不規則または模様付きの内少なくとも１つである。実施形態によっては、本体構造が遠隔プラズマ源の中に配置されている場合もある。実施形態によっては、本体構造の入口と本体構造の出口との間における圧力降下が、約１００milliTorr未満である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が、更に、ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えている場合もあり、この窪みがガスの中にある粒子を収集するように構成されている。
【０００９】
[0009] 実施形態によっては、粒子捕獲器が、更に、ガス・チャネルと熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造内に形成された少なくとも１つの冷媒チャネルを含むことができる。実施形態によっては、冷却部材が冷却板を含む場合もある。実施形態によっては、冷却部材が、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を間接的に冷却する場合もある。冷却部材は、本体構造の中に配置することができる。実施形態によっては、少なくとも１つの冷媒チャネルの経路が、ガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行である場合もある。
【００１０】
[0010] 別の態様において、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成され、本体構造の入口および本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルも含み、このガス・チャネルは、本体構造を貫通する経路を定める。また、粒子捕獲器は、ガス・チャネルと熱連通する冷却部材も含む。
【００１１】
[0011] 実施形態によっては、冷却部材が、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造内に形成されている少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている場合もある。実施形態によっては、冷却部材が冷却板を含む場合もある。冷却部材は、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を間接的に冷却することができる。冷却部材は、本体構造の中に配置することができる。
【００１２】
[0012] 実施形態によっては、本体構造を貫通する経路が、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させる場合もある。実施形態によっては、ガス・チャネルが第３部分を有し、第２部分から通過するガスの中にある粒子が、第３部分を定める第２の壁に、第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する場合もある。本体構造は、遠隔プラズマ源の中に配置することができる。実施形態によっては、粒子捕獲器が、ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えている場合もあり、この窪みがガスの中にある粒子を収集するように構成されている。
【００１３】
[0013] 別の態様では、本発明は、プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法を特徴とする。この方法は、チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップを含む。また、本方法は、ガス・チャネルの第１部分から通過する活性化ガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させるために、本体構造内に形成されているガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップも含む。また、本方法は、ガス・チャネルから流出する活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導するステップも含む。
【００１４】
[0014] 本方法は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、この壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法は、チャネルの第３部分を定める第２壁に、この第２壁の第２表面に対して第２の角度で衝突させるために、チャネルの第２部分から本体構造のガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップを含む場合もある。本方法は、活性化ガスの中にある粒子を第２の壁上に蓄積させるために、第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。本方法は、壁の少なくとも一部を冷却するために、本体構造の中にある冷媒チャネルに流体を流すステップを含むことができる。実施形態によっては、壁を間接的に冷却する場合もある。本方法は、壁の温度を調節するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法は、粒子数が所定の制限値を超えたときに信号を発生するステップを含む場合もある。実施形態によっては、ガス・チャネルが、本体構造の入口と本体構造の出口との間において、約１００milliTor未満の圧力降下を生ずる場合もある。
【００１５】
[0015] 別の態様では、本発明は、プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法を特徴とする。この方法は、チェンバにおいてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップを含む。また、本方法は、本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップも含む。また、本方法は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却するステップも含む。
【００１６】
[0016] 実施形態によっては、壁の少なくとも一部を間接的に冷却する場合もある。実施形態によっては、本方法が壁の温度を調節するステップを含む場合もある。実施形態によっては、本方法が、チャネルの第２部分を定める第２壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させるために、チャネルの第１部分から本体構造内のガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導するステップを含む場合もある。本方法は、活性化ガスの中にある粒子を第２の壁上に蓄積させるために、第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを含むことができる。実施形態によっては、本方法が、壁の少なくとも一部を冷却するために、本体構造内にある冷媒チャネルに流体を流すステップを含む場合もある。
【００１７】
[0017] 別の態様では、本発明はシステムを特徴とする。このシステムは、遠隔プラズマ源を含む。また、本システムは、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、本システムは、本体構造内に形成され、本体構造の入口および本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルを含み、このガス・チャネルが本体構造を貫通する経路を定め、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させる。
【００１８】
[0018] 別の態様では、本発明は、粒子捕獲器の製造方法を特徴とする。この方法は、本体構造内にガス・チャネルを作成するステップを含み、このガス・チャネルが、遠隔プラズマ源のチェンバに結合することができる入口と、プロセス・チェンバの入口に結合することができる出口とを有し、ガス・チャネルが、チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、この壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている。
【００１９】
[0019] 実施形態によっては、前述の方法が、冷却部材をガス・チャネルに熱的に結合するステップを含む場合もある。実施形態によっては、この方法が、ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、本体構造の中に少なくとも１つの冷媒チャネルを形成するステップを含む場合もある。
【００２０】
[0020] 別の態様では、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受ける手段を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように活性化ガスを誘導し、ガス・チャネルの第１部分から通過する活性化ガスの中にある粒子を、ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている手段を含む。また、この粒子捕獲器は、活性化ガスの中にある粒子を壁上に蓄積させるために、この壁の少なくとも一部を冷却する手段を含む。
【００２１】
[0021] 別の態様では、本発明は、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器を特徴とする。この粒子捕獲器は、遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造を含む。また、この粒子捕獲器は、本体構造内に少なくとも１つの障害物を含む。この少なくとも１つの障害物は、ガスの中にある粒子を障害物の表面に衝突させるために、入口から出口に流れるガスを偏向させるように構成されている。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が複数の障害物である場合もある。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が、当該少なくとも１つの障害物の表面と熱連通する冷却部材を含む場合もある。この冷却部材は、少なくとも１つの障害物の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物が、本体構造の外壁の内部にある壁である場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
[0022] 本発明の以上に述べたおよびその他の目的、特徴および利点、ならびに発明自体は、以下の例示的説明を、添付図面と合わせて読むことによって、一層深く理解されよう。図面は、必ずしも同じ拡縮率で描かれている訳ではない。
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図２】図２は、例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システムの模式断面図である。
【図４】図４は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲の模式断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、粒子捕獲器の異なる実施形態の模式断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、粒子捕器の異なる実施形態の模式断面図である。
【図６】図６は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図９】図９は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[0035] 図１は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器１４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器１４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されていることもある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。プラズマは、例えば、十分な大きさの電位をプラズマ・ガス（例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ａｒ、ＮＦ３、Ｈ２、およびＨｅ）、またはガスの混合体に印加して、チェンバ１２０内においてガスの少なくとも一部をイオン化することによって、チェンバ１２０内において生成される。プラズマは、プラズマ源１１０のチェンバ１２０内に導入される追加のガスを活性化するために用いられ、これらのガスが、例えば、反応性を向上させるように、追加のガスを活性化された状態にする。活性化されたガスは、プラズマ源１１０の出口から外に出され、粒子捕獲器１４０の入口１３５に誘導される。
【００２４】
[0036] ガス・チャネル１４５が、粒子捕獲器１４０の本体構造１５０の中に作られている。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造１５０の内壁１０５ａから外壁１０５ｂにわたり、障害物１８７が位置している。障害物１８７と外壁１０５ａおよび内壁１０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル１４５を定める。本体構造１５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、出口１５５が、例えば、導管またはその他の適した構造によって、間接的に入口１６０に結合されている場合もある。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル１４５の第１部分１６５から誘導されて来るガスの中にある粒子を、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を定める障害物１８７の壁１７０に衝突させる。壁１７０は、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を、壁１７０の表面１８０に対して角度Φ１（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル１４５の第１部分１６５に沿って（負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル１４５の第２部分１７５において方向を変える（次いで、概略的に正および負のｘ−軸方向に沿って進む）ときに、粒子を壁１７０の表面１８０に衝突させる。実施形態によっては、壁１７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１７０の表面１８０に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ１は約４５から１３５度の間である。
【００２５】
[0037] この実施形態では、ガス・チャネル１４５は第３部分１８５を有する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁１９０の第２表面１９２に対して第２の角度Φ２（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁１９０に衝突する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル１４５の第３部分１８５において方向を変える（そして、負のｙ−軸方向に沿って進む）ときに、これらの粒子を第２の壁１９０の第２表面１９２に衝突させる。実施形態によっては、壁１９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１９０上に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ２は約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器は、本体構造１５０の入口１３５と出口１５５との間に圧力降下が生ずるように構成されている場合もある。この圧力降下は、約１００milliTorr未満である。高い圧力降下は、遠隔プラズマ源１１０によって発生された活性化ガスの活動を弱め、このためプラズマ発生システムの有効性および有用性を低下させる可能性がある。
【００２６】
[0038] 冷却部材１９５が、第２の壁１９０に隣接するガス・チャネル１４５と熱連通している。この実施形態では、冷却部材１９５は、本体構造１５０の壁の中にある冷却板である。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０が複数の冷却部材を含む場合もある。実施形態によっては、冷却部材１９５が流体（例えば、水）によって冷却される場合もある。冷却部材１９５は、第２の壁１９０の第２表面１９２を冷却する。実施形態によっては、第２の壁１９０の第２表面１９２を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。入口１３５を通って粒子捕獲器１４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源１２０において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と第２の壁１９０の第２表面１９２との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力(thermophoretic force)と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。第２の壁１９０の第２表面１９２が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、第２の壁１９０の冷たい方の第２表面１９２に向けて粒子を押し出すように作用する。第２の壁１９０の第２表面１９２と衝突した粒子は、経路方向の変化、第２の壁１９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用(combination)のために、蓄積する。
【００２７】
[0039] 障害物１８７は、障害物１８７の壁１７０の表面１８０と熱連通する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、冷却部材が冷媒チャネルを含み、障害物１８７の壁１７０の表面１８０を冷却する流体を受ける場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物１８７を含む場合もある。
【００２８】
[0040] 活性化ガスが粒子捕獲器１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁１７０および１９０の表面１８０および１９２にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００２９】
[0041] 実施形態によっては、本発明の原理を組み込んだ特徴が、プラズマ源１１０に（またはその一部として）設けられる場合がある。実施形態によっては、プラズマ源１１０が、粒子捕獲器１４０の種々の特徴に対応するように構成されている場合もある。例えば、ガス・チャネル１４５ならびに壁１７０および１９０をプラズマ源１１０に組み込むことができ、動作の間、壁１７０および１９０が、本明細書において既に述べたように、粒子を蓄積することができる。実施形態によっては、冷却部材１９５を一部（例えば、プラズマ源１１０のチェンバ１２０の出口の壁の一部）に組み込んで、活性化ガスとチェンバの一部との間に温度勾配を発生させて、活性化ガスの中にある粒子をチェンバの冷却された部分に向かって移動させてここに吸着させる場合もある。
【００３０】
[0042] 図２は、本発明の例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器１４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器１４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。活性化ガスは、プラズマ源１１０の出口１２５から出て、粒子捕獲器１４０の入口１３５に入るように誘導される。
【００３１】
[0043] ガス・チャネル１４５が、粒子捕獲器１４０の本体構造１５０の中に形成されている。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造１５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている場合もある。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管またはその他の適した構造によって、出口１５５が間接的に入口１６０に結合されている場合もある。ガス・チャネル１４５は、本体構造１５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル１４５の第１部分１６５から誘導されて来るガスの中にある粒子を、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を定める障害物１８７の壁１７０に衝突させる。壁１７０は、ガス・チャネル１４５の第２部分１７５を、壁１７０の表面１８０に対して角度Φ１（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル１４５の第１部分１６５に沿って（負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル１４５の第２部分１７５において方向を変える（次いで、概略的に正および負のｘ−軸方向に沿って進む）ときに、粒子を壁１７０の表面１８０に衝突させる。実施形態によっては、壁１７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１７０の表面１８０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ１は約４５から１３５度の間である。
【００３２】
[0044] この実施形態では、ガス・チャネル１４５は第３部分１８５を有する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁１９０の第２表面１９２に対して第２の角度Φ２（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁１９０に衝突する。ガス・チャネル１４５の第２部分１７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル１４５の第３部分１８５において方向を変える（そして、負のｙ−軸方向に沿って進む）ときに、これらの粒子を第２の壁１９０の第２表面１９２に衝突させる。実施形態によっては、壁１９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁１９０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ２は約４５から１３５度の間である。
【００３３】
[0045] 活性化ガスが粒子捕獲器１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁１７０および１９０の表面１８０および１９２にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００３４】
[0046] 図３は、本発明の例示的な実施形態による、冷却部材を除いたプラズマ発生システム１００の模式断面図である。システム１００は、遠隔プラズマ源１１０、プロセス・チェンバ１３０、および粒子捕獲器３４０を含む。遠隔プラズマ源１１０の出口１２５は、粒子捕獲器３４０の入口１３５に結合されている。実施形態によっては、出口１２５が直接入口１３５に結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管または他の適した構造によって、出口１２５が間接的に入口１３５に結合されていることもある。活性化ガスは、プラズマ源１１０の出口１２５から出て、粒子捕獲器３４０の入口１３５に入るように誘導される。
【００３５】
[0047] ガス・チャネル３４５が、粒子捕獲器３４０の本体構造３５０の中に形成されている。ガス・チャネル３４５は、本体構造３５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造３５０の出口１５５は、プロセス・チェンバ１３０の入口１６０に結合されている。実施形態によっては、出口１５５が入口１６０に直接結合されている場合もある。実施形態によっては、例えば、導管またはその他の適した構造によって、出口１５５が間接的に入口１６０に結合されている場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が、本体構造１５０の入口１３５と出口１５５との間に圧力降下が生ずるように構成されている場合もある。この圧力降下は、約１００milliTorr未満である。高い圧力降下は、遠隔プラズマ源１１０によって発生された活性化ガスの活動を弱める可能性がある。
【００３６】
[0048] 冷却部材３９０が、壁３７０に隣接するガス・チャネル３４５と熱連通している。この実施形態では、冷却部材３９０は、壁３７０の表面３８０を含む、壁３７０の少なくとも一部を冷却する。実施形態によっては、の壁３７０の表面３８０を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。冷却部材３９０は、複数の冷却チャネル３９５を有する。冷媒（例えば、水）がチャネルを通過して流れ、冷却部材３９０および壁３７０を冷却する。入口１３５を通って粒子捕獲器３４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源１２０において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器３４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁３７０の表面３８０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁３７０の表面３８０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁３７０の冷たい方の表面３８０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、壁３７０が高い付着特性を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作ることができ、粒子を壁３７０の表面３８０上に蓄積させる場合もある。
【００３７】
[0049] 活性化ガスが粒子捕獲器３４０を通過するように誘導された後、活性化ガスはプロセス・チェンバ１３０に誘導される。粒子は壁３９０の表面３８０に蓄積するので、プロセス・チェンバ１３０に入る活性化ガスは、粒子捕獲器３４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００３８】
[0050] 図４は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器４４０の模式断面図である。粒子捕獲器４４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器４４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器４４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。実施形態によっては、本体構造１５０を遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０）のチェンバ（例えば、図１、図２、または図３のチェンバ１２０）に配置する場合もある。
【００３９】
[0051] ガス・チャネル４４５が、粒子捕獲器４４０の本体構造４５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。ガス・チャネル４４５は、当該ガス・チャネル４４５の第１部分４６５から通過するガスの中にある粒子を、壁４７０の表面４８０に対して角度Φ４（この実施形態では、約１３５度）をなすようにガス・チャネル４４５の第２部分４７５を定める壁４７０に衝突させる。ガス・チャネル４４５の第１部分４６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル４４５の第２部分４７５において方向を変えるときに、粒子を壁４７０の表面４８０に衝突させる。実施形態によっては、壁４７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁４７０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、第１部分４６５がガス・チャネル４４５の第２部分４７５に対して実質的に直角となることもある（例えば、Φ４が実質的に９０度に等しい）。実施形態によっては、角度θ４は約４５から１３５度の間である。
【００４０】
[0052] オプションの冷媒チャネル４９５ａおよび４９５ｂ（纏めて、冷却部材４９５）が、本発明の代替実施形態に含まれている。冷却部材４９５は、ガス・チャネル４４５と熱連通している。冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０の中に形成されており、ガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４７０の表面４８０を含む、壁４７０の少なくとも一部を冷却する流体（例えば、水）を受ける。実施形態によっては、壁４７０の表面４８０を約２５〜３０゜Ｃに冷却することもある。粒子捕獲器３４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源において熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁４７０の表面４８０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。この局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁４７０の表面４８０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁４７０の冷たい方の表面４８０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、壁３７０が高い付着特性を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作ることができ、粒子を壁３７０の表面３８０上に蓄積させる場合もある。壁４７０の表面４８０と衝突した粒子は、経路方向の変化、壁４９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用のために、蓄積する。
【００４１】
[0053] 実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ａが粒子捕獲器４４０の外側に配置されている場合もある。これらの実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０を通じて、ガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４７０の表面４８０を含む、壁４７０の少なくとも一部を間接的に冷却する。一実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは粒子捕獲器４４０の外部にあり、熱伝導性接着剤によって粒子捕獲器の壁に結合されている。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ａが、図４に示した冷媒チャネルに対して対角線方向に配置され、冷媒チャネル４９５ａの経路が、壁４７０の表面４８０に隣接するガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行となるようにする場合もある。
【００４２】
[0054] 冷媒チャネル４９５ｂは、本体構造４５０の中に形成され、内壁４９０の少なくとも一部を冷却する流体を受ける。熱的に活性化された粒子と内壁４９０との間における温度差のために、第２の局所的温度勾配が生ずる。この第２の局所的温度勾配によって、壁４７０に付着されなかった熱活性化粒子を、第２の温度勾配に付随する伝熱力によって、壁４９０の低温箇所に付着させる。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ｂが粒子捕獲器４４０の外側に配置されている場合もある。これらの実施形態では、冷媒チャネル４９５ａは、本体構造４５０を通じてガス・チャネル４４５の第２部分４７５の、壁４９０の表面４９２を含む、壁４９０の少なくとも一部を間接的に冷却する。実施形態によっては、冷媒チャネル４９５ｂが図４に示した冷媒チャネルに対して対角線方向に配置され、冷媒チャネル４９５ａの経路が、壁４９０の表面４９２に隣接するガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行となるようにする場合もある。
【００４３】
[0055] 活性化ガスが粒子捕獲器４４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁４７０および４９０の表面４８０および４９０にそれぞれ蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器４４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４４】
[0056] 図５Ａおよび図５Ｂは、粒子捕獲器５４０の異なる例示的な実施形態の模式断面図である。粒子捕獲器５４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器５４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器５４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。ガス・チャネル５４５が、粒子捕獲器５４０の本体構造５５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。
【００４５】
[0057] 図５Ａを参照すると、ガス・チャネル５４５ａは、本体構造５５０を通過する経路を定める。この経路は、当該ガス・チャネル５４５ａの第１部分５６５ａ（例えば、負のｙ軸に沿って）から通過するガスの中にある粒子を、壁５７０ａに衝突させる。壁５７０ａは、壁５７０ａの表面５８０ａに対して局部角度Φ５ａ（この実施形態では、約１３５度）をなすガス・チャネル５４５ａの第２部分５７５ａを定める。この実施形態では、第１部分５６５ａおよび第２部分５７５ａが、チャネル５４５ａの経路の湾曲部分を形成する。ガス・チャネル５４５ａの第１部分５６５ａに沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル５４５ａの第２部分５７５ａにおいて方向を変えるときに、粒子を壁５７０ａの表面５８０ａに衝突させる。実施形態によっては、壁５７０ａは高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度Φ５ａは約４５から１３５度の間である。
【００４６】
[0058] 活性化ガスが粒子捕獲器５４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器５４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４７】
[0059] 図５Ｂを参照すると、ガス・チャネル５４５ｂは、本体構造５５０を通過する経路を定める。この経路は、当該ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂ（例えば、負のｙ軸に沿って）から通過するガスの中にある粒子を、壁５７０ｂの表面５８０ｂに衝突させる。壁５７０ｂは、壁５７０ｂの表面５８０ｂに対して角度Φ５ｂをなすガス・チャネル５４５ｂの第２部分５７５ｂを定める。この実施形態では、ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂは、第２部分５７５ｂに対して実質的に直角となる（例えば、Φ５ｂは実質的に９０度に等しい）。ガス・チャネル５４５ｂの第１部分５６５ｂに沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル５４５ｂの第２部分５７５ｂにおいて方向を変えるときに、粒子を壁５７０ｂの表面５８０ｂに衝突させる。実施形態によっては、壁５７０ｂは高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁５７０ｂの表面５８０ｂに蓄積させる場合もある。
【００４８】
[0060] 活性化ガスが粒子捕獲器５４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁５７０ａの表面５８０ａに蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器５４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００４９】
[0061] 図６は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器６４０の模式断面図である。粒子捕獲器６４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器６４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器６４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。ガス・チャネル６４５が、粒子捕獲器６４０の本体構造６５０の中に形成され、入口１３５および出口１５５と流体連通している。ガス・チャネル６４５は、本体構造６５０を通過する経路を定め、当該ガス・チャネル６４５の第１部分６６５から通過するガスの中にある粒子を、壁６７０の第２表面６８０に対して角度Φ６（この実施形態では、約１３５度）をなすようにガス・チャネル６４５の第２部分６７５を定める壁６７０に衝突させる。ガス・チャネル６４５の第１部分６６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル６４５の第２部分６７５において方向を変えるときに、粒子を第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突させる。
【００５０】
[0062] この実施形態では、第１の壁６１０の第１表面６１５が不規則となっており、第１の壁６１０の第１表面６１５上に複数の窪み６２０が設けられている。ガス・チャネル６４５の第１区間６６５に沿って移動する粒子は、窪み６２０を含む第１の壁６１０の第１表面６１５に衝突する。ガス・チャネル６４５の第１部分６６５に沿って移動するガスの中にある粒子は、窪み６２０によって捕獲される。実施形態によっては、第１の壁６１０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第１の壁６１０の第１表面６１５上への粒子の蓄積を更に促進する場合もある。
【００５１】
[0063] 第２の壁６７０の第２表面６８０は不規則となっており、第２の壁６７０の第２表面６８０上に複数の窪み６８５が設けられている。ガス・チャネル６４５の第１区間６６５に沿って移動する粒子は、第２の壁６７０の第２表面６８０に沿った分布で第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突する。ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に沿って移動する粒子は、窪み６８５を含む第２の壁６７０の第２表面６８０に衝突する。ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に沿って移動するガスの中にある粒子は、窪み６８５によって捕獲され、システムにおける機械的振動によって粒子が移動させられるのを防止する。実施形態によっては、壁６７０または６７０のそれぞれの表面６１５または６８０の少なくとも１つが、少なくとも部分的に不規則である場合もある。実施形態によっては、壁６１０または６７０の内一方のみが、少なくとも部分的に不規則である場合もある。表面に模様を付けることによって、粒子が表面６１５または６８０に付着する可能性が高くなる。何故なら、模様がある表面は局部的にポケットまたは窪みを有し、その中に粒子を捕獲することができるからである。
【００５２】
[0064] 実施形態によっては、壁６７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁４７０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、第１部分６６５が、ガス・チャネル６４５の第２部分６７５に対して実質的に直角になっている（例えば、θ６は約９０度）場合もある。実施形態によっては、Φ６が約４５〜１３５度の間である場合もある。
【００５３】
[0065] 活性化ガスが粒子捕獲器６４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は壁６１０または６７０それぞれの表面６１５または６８０に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器６４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００５４】
[0066] 図７は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器７４０の模式断面図である。粒子捕獲器７４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器７４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器７４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００５５】
[0067] ガス・チャネル７４５が、粒子捕獲器７４０の本体構造７５０の中に作られており、入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造７５０の内壁７０５ａから外壁７０５ｂにわたり、障害物７８７が位置している。障害物７８７と外壁７０５ａおよび内壁７０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル１４５を定める。ガス・チャネル７４５は、本体構造７５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル７４５の第１部分７６５から（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）流れてくるガスの中にある粒子を、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５を定める障害物７８７の壁７７０に衝突させる。壁７７０は、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５を、壁７７０の表面７８０に対して角度Φ７ａ（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル７４５の第１部分７６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル７４５の第２部分７７５において方向を変えるときに、粒子を壁７７０の表面７８０に衝突させる。第２部分に沿って（例えば、正および負のｘ−軸方向に沿って）移動する粒子は、壁７７０にある窪み７３５の表面７３０に衝突する。窪み７３５は、ガス・チャネル７４５の第２部分７７５に沿って流れるガスから粒子を捕獲して、これらの粒子を窪み７３５の表面７３０に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、壁７７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁７７０の表面７８０または壁７７０の窪み７３５の表面７３０に蓄積させる。実施形態によっては、角度θ７ａは約４５から１３５度の間である。
【００５６】
[0068] 実施形態によっては、障害物７８７が窪み（例えば、窪み７８５）を含む場合もある。障害物７８７は、この障害物７８７の壁７７０の表面７８０と熱連する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、この冷却部材は、障害物７８７の壁７７０の表面７８０を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含む場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物７８７を含む場合もある。
【００５７】
[0069] 更に図７を参照すると、ガス・チャネル７４５は第３部分７８５を有する。ガス・チャネル７４５の第２部分７７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁７９０の第２表面７９２に対して第２の角度Φ７ｂ（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁７９０に衝突する。ガス・チャネル７４５の第２部分７７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル７４５の第３部分７８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁７９０の第２表面７９２に衝突させる。実施形態によっては、壁７９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁７９０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ７ｂは約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁７９０が窪みを含む場合もある。
【００５８】
[0070] オプションの冷媒チャネル７９５が、第２の壁７９０に隣接するガス・チャネル７４５と熱連通している。冷媒チャネル７９５は、本体構造７５０を通じて、第２の壁７９０の第２表面７９２を間接的に冷却する。実施形態によっては、壁７７０の表面７９２を約２５〜３０゜Ｃに冷却することもある。粒子捕獲器７４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器７４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と壁７７０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。壁７９０の表面７９２が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、壁７９０の冷たい方の表面７９２に向けて粒子を押し出すように作用する。第２の壁７９０の第２表面７９２と衝突した粒子は、経路方向の変化、壁７９０の材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）の高い付着特性、および局所的温度勾配に付随する伝熱力の複合作用のために、蓄積する。
【００５９】
[0071] 活性化ガスが粒子捕獲器７４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面７８０、７３０、および７９２上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器７４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００６０】
[0072] 図８は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器８４０の模式断面図である。粒子捕獲器８４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器８４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器７４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００６１】
[0073] ガス・チャネル８４５が、粒子捕獲器８４０の本体構造８５０の中に作られており、入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造８５０の内壁８０５ａから外壁８０５ｂにわたり、障害物８８７が位置している。障害物８８７と外壁８０５ａおよび内壁８０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル８４５を定める。ガス・チャネル８４５は、本体構造８５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル８４５の第１部分８６５から通過する（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）ガスの中にある粒子を、障害物８８７の壁８７０の表面８８０に衝突させる。壁８７０は、ガス・チャネル８４５の第２部分８７５を、壁８７０の表面８８０に対して角度Φ８ａ（例えば、この実施形態では、約９０度）をなすように定める。ガス・チャネル８４５の第１部分８６５に沿って移動する粒子の運動量のために、経路がガス・チャネル８４５の第２部分８７５において方向を変えるときに、粒子を壁８７０の表面８８０に衝突させる。実施形態によっては、壁８７０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁８７０の表面８８０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ８ａは約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１の壁８７０が少なくとも１つの窪み（例えば、図７の窪み７３５）を含む場合もある。
【００６２】
[0074] 更に図８を参照すると、ガス・チャネル８４５は第３部分８８５を有する。ガス・チャネル８４５の第２部分８７５から（例えば、正および負のｘ−軸方向に沿って）誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁８９０の第２表面８９２に対して第２の角度Φ８ｂ（例えば、この実施形態では約９０度）で第２の壁８９０の第２表面８９２に衝突する。ガス・チャネル８４５の第２部分８７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル８４５の第３部分８８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁８９０の第２表面８９２に衝突させる。
【００６３】
[0075] 実施形態によっては、壁８９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁８９０に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ８ｂが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁８９０が窪みを含む場合もある。
【００６４】
[0076] この実施形態では、第３部分８８５は第３の壁８２０に窪み８３５を含む。第３部分８８５に沿って（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）移動する粒子は、第３の壁８２０の窪み８３５に入る。粒子は、第３の壁８２０の第３表面８３０に衝突する。窪み８３５は、ガス・チャネル８４５の第３部分８８５に沿って流れるガスの中にある粒子を捕獲し、これらの粒子を窪み８３５の表面に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、第３の壁８２０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第３の壁８２０上に粒子を蓄積させる場合もある。実施形態によっては、冷却部材が第３の壁８２０における窪み８３５と熱連通し、粒子捕獲器８４０の粒子捕獲特性を向上させる場合もある。
【００６５】
[0077] 活性化ガスが粒子捕獲器８４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面８８０、８９２、および８３０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器８４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００６６】
[0078] 図９は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器９４０の模式断面図である。粒子捕獲器９４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器９４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する。粒子捕獲器９４０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。
【００６７】
[0079] ガス・チャネル９４５が、粒子捕獲器９４０の本体構造９５０の中に作られており、本体構造９５０の入口１３５および出口１５５と流体連通している。本体構造９５０の内壁９０５ａから外壁９０５ｂにわたり、障害物９８７が位置している。障害物９８７と外壁９０５ａおよび内壁９０５ｂとの組み合わせが、ガス・チャネル９４５を定める。ガス・チャネル９４５は、本体構造９５０を貫通する経路を定める。この経路は、チャネル９４５の第１部分９６５から（例えば、負のｙ−軸方向に沿って）通過するガスの中にある粒子を、第１の壁９７０の表面９８０に衝突させる。第１の壁９７０は、ガス・チャネル９４５の第２部分９７５を、壁９７０の表面９８０に対して角度Φ９ａ（例えば、この実施形態では、約１２０度）をなすように定める。ガス・チャネル９４５の第１部分９６５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル９４５の第２部分９７５において方向を変えるときに、粒子を第１の壁９７０の表面９８０に衝突させる。実施形態によっては、壁９７０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁９７０の表面９８０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度Φ９ａが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第１の壁９７０が少なくとも１つの窪み（例えば、図７の窪み７３５）を含む場合もある。
【００６８】
[0080] 実施形態によっては、障害物９８７が窪み（例えば、図７からの窪み７８５）を含む場合もある。障害物９８７は、この障害物９８７の壁９７０の表面９８０と熱連通する冷却部材を含むことができる。実施形態によっては、この冷却部材は、障害物９８７の壁９７０の表面９８０を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含む場合もある。実施形態によっては、粒子捕獲器が複数の障害物９８７を含む場合もある。
【００６９】
[0081] 更に図９を参照すると、ガス・チャネル９４５は第３部分９８５を有する。ガス・チャネル９４５の第２部分９７５から誘導されて来るガスの中にある粒子は、第２の壁９９０の第２表面９９２に対して第２の角度Φ９ｂ（例えば、この実施形態では約１３５度）で第２の壁９９０の第２表面に衝突する。ガス・チャネル９４５の第２部分９７５に沿って移動する粒子の運動量が、経路がガス・チャネル９４５の第３部分９８５において方向を変えるときに、これらの粒子を第２の壁９９０の第２表面９９２に衝突させる。この実施形態では、第２の壁９９０の第２表面９９２の一部が曲線を定める。実施形態によっては、壁９９０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を壁９９０上に蓄積させる場合もある。実施形態によっては、角度θ９ｂが約４５から１３５度の間である場合もある。実施形態によっては、第２の壁９９０が窪みを含む場合もある。
【００７０】
[0082] この実施形態では、第３部分９８５は第３の壁９２０に窪みを含む。第３部分９８５に沿って移動する粒子は、第３の壁９２０の窪み９３５に入る。粒子は、第３の壁９２０の第３表面９３０に衝突する。窪み９３５は、ガス・チャネル９４５の第３部分９８５に沿って流れるガスの中にある粒子を捕獲し、これらの粒子を窪み９３５の第３表面９３０上に蓄積させ、システムにおける機械的振動によって粒子が移動するのを防止する役割を果たす。実施形態によっては、第３の壁９２０は高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、第３の壁９２０の表面９３０上に粒子を蓄積させる。実施形態によっては、冷却部材が第３の壁９２０における窪みと熱連通する場合もある。
【００７１】
[0083] 活性化ガスが粒子捕獲器９４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は表面９８０、９９２、および９３０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器９４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００７２】
[0084] 図１０は、本発明の例示的な実施形態による、粒子捕獲器１０４０の模式断面図である。粒子捕獲器１０４０は、プラズマ発生システム（例えば、図１、図２、または図３のプラズマ発生システム１００）において用いることができる。粒子捕獲器１０４０は、遠隔プラズマ源の出口（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１１０の出口１２５）に結合することができる入口１３５を有する本体構造１０５０を含む。本体構造１０５０は、プロセス・チェンバの入口（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０の入口１６０）に結合することができる出口１５５を有する。粒子捕獲器は、本体構造１０５０の中に少なくとも１つの障害物１０１０を含む。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が複数の障害物１０１０である場合もある。この実施形態では、粒子捕獲器１０４０が８つの障害物１０１０を含む。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が、本体構造１０５０の外壁１０３０ａおよび１０３０ｂの内側にある壁を有するか、またはその壁である（例えば、図１または図２の壁１７０）場合もある。少なくとも１つの障害物１０１０は、入口１３５から出口１５５に流れるガスを偏向させて、ガスの中にある粒子を少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５に衝突させるように構成されている。本体構造１０５０の入口１３５から出口１５５に流れる粒子の運動量が、少なくとも１つの障害物１０１０によってガスが偏向されるときに、ガス内にある粒子を障害物１０１０の表面１０１５に衝突させる。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５上に粒子を蓄積させる場合もある。実施形態によっては、少なくとも１つの障害物１０１０が窪み（例えば、図９の窪み９３５）を含む場合もある。
【００７３】
[0085] 少なくとも１つの障害物１０１０は、この少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５と熱連通している冷却部材１０２０を含む。冷却部材１０２０は、少なくとも１つの障害物１０１０の表面１０１５を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを含むことができる。少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５を約２５〜３０゜Ｃに冷却することができる。粒子捕獲器１０４０に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、粒子捕獲器１０４０に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。少なくとも１つの部材１０１０の表面１０１５が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、少なくとも１つの部材１０１０の冷たい表面１０１５に向けて粒子を押し出すように作用する。
【００７４】
[0086] 図１１は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器１１４０の模式断面図である。この実施形態では、粒子捕獲器１１４０の本体構造１１５０が遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１２０）の出口１１６０に配置されている。本体構造１１５０は、第１端部１１３０および第２端部１１３５を含む。本体構造１１５０は、入口１１３２が第１端部１１３０にあり、出口１１３４が第２端部１１３５にあるチャネル１１４４を有する。入口１１３２に入るガスは、チャネル１１４４を通過して出口１１３４まで流れる。この実施形態では、本体構造１１５０は断面が実質的に円形となっている。第１端部１１３０における入口１１３２の直径ｄ１は、第２端部１１３５における出口１１３４の直径ｄ２よりも大きい。本体構造１１５０のチャネル１１４４を通過した粒子は、第２端部の内面１１５２に、第２端部１１３５の内面１１５２に対してある角度で衝突する。
【００７５】
[0087] 実施形態によっては、第１端部１１３０の直径ｄ１が第２端部１１３５の直径ｄ２にほぼ等しい場合もある。実施形態によっては、直径ｄ１が約４．６センチメートル（１．８インチ）であり、直径ｄ２が約３．８センチメートル（１．５インチ）である場合もある。実施形態によっては、本体構造１１５０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を本体構造１１５０の内面上に蓄積させる場合もある。
【００７６】
[0088] 本体構造は、導管１１４５に結合されている。導管１１４５は、プロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口１１７０に結合されている。導管１１４５は、本体構造１１５０の出口１１３４からプロセス・チェンバの入口１１７０まで、ガスを移送する。この実施形態では、導管１１４５は実質的に円筒形となっている。実施形態によっては、導管１１４５の長さｌが約１０．２センチメートル（４インチ）である場合もある。また、粒子捕獲器１１４０は冷却部材１１９５も含む。冷却部材１１９５は、導管１１４５および本体構造１１５０と熱連通している。実施形態によっては、冷却部材１１９５が１つ又は複数の冷媒チャネルを含み、これらが冷却部材１１９５の本体内にあり、冷媒がこれらを通過して流れるようにする場合もある。実施形態によっては、導管１１４５の内面１１７５を約２５〜３０゜Ｃに冷却する場合もある。導管１１４５に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。実施形態によっては、導管１１４５に入るガスが約２０００゜Ｃになる場合もある。熱的に活性化された粒子と導管１１４５の内面１１７５との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。導管１１４５の内面１１７５が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、導管１１４５の冷たい方の内面１１７５に向けて粒子を押し出すように作用する。
【００７７】
[0089] 活性化ガスが粒子捕獲器１１４０を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は本体構造１１５０および導管１１４５の内面上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器１１４０に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００７８】
[0090] 図１２は、本発明の例示的な実施形態による粒子捕獲器１２４０の模式断面三次元図である。この実施形態では、粒子捕獲器１２４０の本体構造１２５０が、遠隔プラズマ源（例えば、図１、図２、または図３の遠隔プラズマ源１２０）の出口１２６０にある。本体構造１２５０は、長さｌ１ａを有し、第１端部１２３０および第２端部１２３５を含む。第１端部１２３０の直径ｄ１ａは、第２端部１２３５の直径ｄ２ａよりも大きい。本体構造１２５０を通過した粒子は、第２端部１２３５の内面１２２０に、第２端部１２３５の内面１２２０に対して角度Φ１２で衝突する。
【００７９】
[0091] 実施形態によっては、本体構造１２５０が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を本体構造１２５０の内面１２２０上に蓄積させる場合もある。
【００８０】
[0092] 実施形態によっては、第１端部１２３０の直径ｄ１ａが、第２端部１２３５の直径ｄ２ａにほぼ等しい場合もある。粒子捕獲器１２４０の有効性（例えば、捕獲される粒子数）は、直径ｄ１ａの直径ｄ２ａに対する比率が増大するに連れて（即ち、角度Φ１２が大きくなるにつれて）高くなる。実施形態によっては、直径ｄ１ａが約４．６センチメートル（１．８インチ）、直径ｄ２ａが約３．８センチメートル（１．５インチ）、そして長さｌ１ａが約２．８センチメートル（１．１インチ）となっている場合もある。実施形態によっては、本体構造１２５０が冷却部材と熱連通している場合もある。
【００８１】
[0093] 実施形態によっては、本体構造１２５０の第２端部１２３５がプロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口に結合されている場合もある。この実施形態では、本体構造１２５０の第２端部１２３５が導管１２４５に結合されている。導管１２４５は実質的に円筒形となっている。導管１２４５は、プロセス・チェンバ（例えば、図１、図２、または図３のプロセス・チェンバ１３０）の入口に結合されている。実施形態によっては、導管１２４５が高い付着係数を有する材料（例えば、クオーツ、アルミニウム、または酸化アルミニウム）で作られ、粒子を導管１２４５の内面１２６０上に蓄積させる場合もある。導管１２４５の有効性（例えば、捕獲される粒子数）は、長さｌ２ａが増大するに連れて高くなる。
【００８２】
[0094] 実施形態によっては、導管１２４５が冷却部材（図示せず）と熱連通している場合もある。導管１２４５の内面１２６０を冷却部材によって冷却することができる。導管１２４５に入った粒子は、遠隔プラズマ源における処理によって熱的に活性化されている。熱的に活性化された粒子と導管１２４５の内面１２６０との間における温度差が、ガスにおける局所的温度勾配となる。典型的な温度勾配の大きさは、約１０００゜Ｃ／ｃｍよりも大きい。プラズマ・パワーの吸収が多いガス種（例えば、酸素、窒素、水素）程、プラズマ・パワーの吸収が少ないガス種（例えば、アルゴン）よりも大きな温度勾配を有する。局所的温度勾配は、力を、熱的に活性化された粒子に分与する。これは、伝熱力と呼ばれ、最も急峻な温度降下の方向に作用する。導管１２４５の内面１２６０が低温であるために、ガス内に温度勾配が生じるので、この伝熱力が、導管１２４５の冷たい方の内面１２６０に向けて粒子を押し出すように作用する。実施形態によっては、長さｌ２ａが約１０．２センチメートル（４インチ）である場合もある。実施形態によっては、導管１２４５が後続の粒子捕獲器に結合される場合もある。
【００８３】
[0095] 活性化ガスが粒子捕獲器１２４０および導管１２４５を通過するように誘導された後、活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導することができる。粒子は本体構造１２５の内面１２２０および導管１２６０の内面１２６０上に蓄積するので、プロセス・チェンバに入る活性化ガスは、粒子捕獲器１２４０および部材１２４５に入る活性化ガスよりも粒子が少なくなる。
【００８４】
[0096] 本明細書において記載したことの変形、変更、およびその他の実施態様は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、当業者には想起され、本発明の範囲に含まれるものとする。したがって、本発明は、これまでの例示的な説明のみによって定義されることはない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、このガス・チャネルが前記本体構造を貫通する経路を定め、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させる、ガス・チャネルと、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器
【請求項２】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記角度が約４５度および１３５度の間である、粒子捕獲器。
【請求項３】
請求項２記載の粒子捕獲器において、前記チャネルの第１部分が、前記チャネルの第２部分に対して実質的に直角となっている、粒子捕獲器。
【請求項４】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記ガス・チャネルは第３部分を有し、前記第２部分から通過するガスの中にある粒子が、前記第３部分を定める第２の壁に、前記第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する、粒子捕獲器。
【請求項５】
請求項４記載の粒子捕獲器において、前記第２の角度が約４５度および１３５度の間である、粒子捕獲器。
【請求項６】
請求項１記載の粒子捕獲器において、少なくとも前記第１区間および前記第２区間が曲線を定める、粒子捕獲器。
【請求項７】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記壁の表面が、不規則または模様付きの内少なくとも１つである、粒子捕獲器。
【請求項８】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造が前記遠隔プラズマ源の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項９】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造の入口と前記本体構造の出口との間における圧力降下が、約１００milliTorr未満である、粒子捕獲器。
【請求項１０】
請求項１記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えており、この窪みが前記ガスの中にある粒子を収集するように構成されている、粒子捕獲器。
【請求項１１】
請求項１記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１２】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造内に形成された少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項１３】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が冷却板を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１４】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、粒子捕獲器。
【請求項１５】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記本体構造の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項１６】
請求項１２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの冷媒チャネルの経路が、前記ガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行である、粒子捕獲器。
【請求項１７】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記壁が、前記本体構造の外壁の内部にある障害物の一部である、粒子捕獲器。
【請求項１８】
請求項１７記載の粒子捕獲器において、前記障害物が、当該障害物の壁の表面と熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１９】
請求項１８記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記障害物の壁の表面を冷却する流体を受けるための冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項２０】
請求項１７記載の粒子捕獲器であって、更に、複数の障害物を備えている、粒子捕獲器。
【請求項２１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、前記本体構造を貫通する経路を定める、ガス・チャネルと、
前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項２２】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材は、前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造内に形成されている少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項２３】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が冷却板を備えている、粒子捕獲器。
【請求項２４】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、粒子捕獲器。
【請求項２５】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記本体構造の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項２６】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造を貫通する前記経路が、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、当該壁の表面に対してある角度で衝突させる、粒子捕獲器。
【請求項２７】
請求項２６記載の粒子捕獲器において、前記ガス・チャネルは第３部分を有し、前記第２部分から通過するガスの中にある粒子が、前記第３部分を定める第２の壁に、前記第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する、粒子捕獲器。
【請求項２８】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造が前記遠隔プラズマ源の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項２９】
請求項２６記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えており、この窪みが前記ガスの中にある粒子を収集するように構成されている、粒子捕獲器。
【請求項３０】
プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法であって、
チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップと、
前記ガス・チャネルの第１部分から通過する前記活性化ガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるために、本体構造内に形成されているガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップと、
前記ガス・チャネルから流出する活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導するステップと、
を備えている、方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項３２】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記チャネルの第３部分を定める第２壁に、当該第２壁の第２表面に対して第２の角度で衝突させるために、前記チャネルの第２部分から前記本体構造のガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップを備えている、方法。
【請求項３３】
請求項３２記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記第２の壁上に蓄積させるために、前記第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項３４】
請求項３１記載の方法であって、更に、前記壁の少なくとも一部を冷却するために、前記本体構造の中にある冷媒チャネルに流体を流すステップを備えている、方法。
【請求項３５】
請求項３１記載の方法において、前記壁を間接的に冷却する、方法。
【請求項３６】
請求項３１記載の方法であって、更に、前記壁の温度を調節するステップを備えている、方法。
【請求項３７】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの粒子量を、電子デバイスによって監視するステップを備えている、方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法であって、更に、前記粒子数が所定の制限値を超えたときに信号を発生するステップを備えている、方法。
【請求項３９】
請求項３０記載の方法において、前記ガス・チャネルが、前記本体構造の入口と前記本体構造の出口との間において、約１００milliTor未満の圧力降下を生ずる、方法。
【請求項４０】
プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法であって、
チェンバにおいてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップと、
本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップと、
前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却するステップと、
前記ガス・チャネルから流出する前記活性化ガスを、プロセス・チェンバに誘導するステップと、
を備えている、方法。
【請求項４１】
請求項４０記載の方法において、前記壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、方法。
【請求項４２】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記壁の温度を調節するステップを備えている、方法。
【請求項４３】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記チャネルの第２部分を定める第２壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるために、前記チャネルの第１部分から前記本体構造内のガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップを備えている、方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記第２の壁上に蓄積させるために、前記第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項４５】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記壁の少なくとも一部を冷却するために、前記本体構造内にある冷媒チャネルに流体を流すステップを備えている、方法。
【請求項４６】
システムであって、
遠隔プラズマ源と、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、このガス・チャネルが前記本体構造を貫通する経路を定め、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させる、ガス・チャネルと、
を備えている、システム。
【請求項４７】
システムであって、
遠隔プラズマ源と、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルと、
前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材と、
を備えている、システム。
【請求項４８】
粒子捕獲器の製造方法であって、
本体構造内にガス・チャネルを作成するステップであって、前記ガス・チャネルが、遠隔プラズマ源のチェンバに結合することができる入口と、プロセス・チェンバの入口に結合することができる出口とを有し、前記ガス・チャネルが、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている、ステップを備えている、粒子捕獲器の製造方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法であって、更に、冷却部材を前記ガス・チャネルに熱的に結合するステップを備えている、方法。
【請求項５０】
請求項４９記載の方法であって、更に、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造の中に少なくとも１つの冷媒チャネルを形成するステップを備えている、方法。
【請求項５１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受ける手段と、
本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導し、前記ガス・チャネルの第１部分から通過する前記活性化ガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、当該壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている手段と、
前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記壁の少なくとも一部を冷却する手段と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項５２】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造の中にある少なくとも１つの障害物であって、前記ガスの中にある粒子を当該障害物の表面に衝突させるために、前記入口から前記出口に流れるガスを偏向させるように構成されている、障害物と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項５３】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物は、当該少なくとも１つの障害物の表面と熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項５４】
請求項５３記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材は、前記少なくとも１つの障害物の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項５５】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物が複数の障害物である、粒子捕獲器。
【請求項５６】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物が、前記本体構造の外壁の内部にある壁である、粒子捕獲器。
【請求項１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、このガス・チャネルが前記本体構造を貫通する経路を定め、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させる、ガス・チャネルと、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器
【請求項２】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記角度が約４５度および１３５度の間である、粒子捕獲器。
【請求項３】
請求項２記載の粒子捕獲器において、前記チャネルの第１部分が、前記チャネルの第２部分に対して実質的に直角となっている、粒子捕獲器。
【請求項４】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記ガス・チャネルは第３部分を有し、前記第２部分から通過するガスの中にある粒子が、前記第３部分を定める第２の壁に、前記第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する、粒子捕獲器。
【請求項５】
請求項４記載の粒子捕獲器において、前記第２の角度が約４５度および１３５度の間である、粒子捕獲器。
【請求項６】
請求項１記載の粒子捕獲器において、少なくとも前記第１区間および前記第２区間が曲線を定める、粒子捕獲器。
【請求項７】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記壁の表面が、不規則または模様付きの内少なくとも１つである、粒子捕獲器。
【請求項８】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造が前記遠隔プラズマ源の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項９】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造の入口と前記本体構造の出口との間における圧力降下が、約１００milliTorr未満である、粒子捕獲器。
【請求項１０】
請求項１記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えており、この窪みが前記ガスの中にある粒子を収集するように構成されている、粒子捕獲器。
【請求項１１】
請求項１記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１２】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造内に形成された少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項１３】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が冷却板を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１４】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、粒子捕獲器。
【請求項１５】
請求項１１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記本体構造の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項１６】
請求項１２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの冷媒チャネルの経路が、前記ガス・チャネルの経路に対して少なくとも実質的に平行である、粒子捕獲器。
【請求項１７】
請求項１記載の粒子捕獲器において、前記壁が、前記本体構造の外壁の内部にある障害物の一部である、粒子捕獲器。
【請求項１８】
請求項１７記載の粒子捕獲器において、前記障害物が、当該障害物の壁の表面と熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項１９】
請求項１８記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記障害物の壁の表面を冷却する流体を受けるための冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項２０】
請求項１７記載の粒子捕獲器であって、更に、複数の障害物を備えている、粒子捕獲器。
【請求項２１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、前記本体構造を貫通する経路を定める、ガス・チャネルと、
前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項２２】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材は、前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造内に形成されている少なくとも１つの冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項２３】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が冷却板を備えている、粒子捕獲器。
【請求項２４】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、粒子捕獲器。
【請求項２５】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材が、前記本体構造の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項２６】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造を貫通する前記経路が、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、当該壁の表面に対してある角度で衝突させる、粒子捕獲器。
【請求項２７】
請求項２６記載の粒子捕獲器において、前記ガス・チャネルは第３部分を有し、前記第２部分から通過するガスの中にある粒子が、前記第３部分を定める第２の壁に、前記第２の壁の第２表面に対して第２の角度で衝突する、粒子捕獲器。
【請求項２８】
請求項２１記載の粒子捕獲器において、前記本体構造が前記遠隔プラズマ源の中に配置されている、粒子捕獲器。
【請求項２９】
請求項２６記載の粒子捕獲器であって、更に、前記ガス・チャネルの第１部分または第２部分の内少なくとも１つの壁に窪みを備えており、この窪みが前記ガスの中にある粒子を収集するように構成されている、粒子捕獲器。
【請求項３０】
プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法であって、
チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップと、
前記ガス・チャネルの第１部分から通過する前記活性化ガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるために、本体構造内に形成されているガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップと、
前記ガス・チャネルから流出する活性化ガスをプロセス・チェンバに誘導するステップと、
を備えている、方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項３２】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記チャネルの第３部分を定める第２壁に、当該第２壁の第２表面に対して第２の角度で衝突させるために、前記チャネルの第２部分から前記本体構造のガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップを備えている、方法。
【請求項３３】
請求項３２記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記第２の壁上に蓄積させるために、前記第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項３４】
請求項３１記載の方法であって、更に、前記壁の少なくとも一部を冷却するために、前記本体構造の中にある冷媒チャネルに流体を流すステップを備えている、方法。
【請求項３５】
請求項３１記載の方法において、前記壁を間接的に冷却する、方法。
【請求項３６】
請求項３１記載の方法であって、更に、前記壁の温度を調節するステップを備えている、方法。
【請求項３７】
請求項３０記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの粒子量を、電子デバイスによって監視するステップを備えている、方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法であって、更に、前記粒子数が所定の制限値を超えたときに信号を発生するステップを備えている、方法。
【請求項３９】
請求項３０記載の方法において、前記ガス・チャネルが、前記本体構造の入口と前記本体構造の出口との間において、約１００milliTor未満の圧力降下を生ずる、方法。
【請求項４０】
プラズマ源によって出力されたガスから粒子を除去する方法であって、
チェンバにおいてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受けるステップと、
本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップと、
前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記ガス・チャネルの壁の少なくとも一部を冷却するステップと、
前記ガス・チャネルから流出する前記活性化ガスを、プロセス・チェンバに誘導するステップと、
を備えている、方法。
【請求項４１】
請求項４０記載の方法において、前記壁の少なくとも一部を間接的に冷却する、方法。
【請求項４２】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記壁の温度を調節するステップを備えている、方法。
【請求項４３】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記チャネルの第２部分を定める第２壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるために、前記チャネルの第１部分から前記本体構造内のガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導するステップを備えている、方法。
【請求項４４】
請求項４３記載の方法であって、更に、前記活性化ガスの中にある粒子を前記第２の壁上に蓄積させるために、前記第２の壁の少なくとも一部を冷却するステップを備えている、方法。
【請求項４５】
請求項４０記載の方法であって、更に、前記壁の少なくとも一部を冷却するために、前記本体構造内にある冷媒チャネルに流体を流すステップを備えている、方法。
【請求項４６】
システムであって、
遠隔プラズマ源と、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルであって、このガス・チャネルが前記本体構造を貫通する経路を定め、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させる、ガス・チャネルと、
を備えている、システム。
【請求項４７】
システムであって、
遠隔プラズマ源と、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造内に形成され、前記本体構造の入口および前記本体構造の出口と流体連通するガス・チャネルと、
前記ガス・チャネルと熱連通する冷却部材と、
を備えている、システム。
【請求項４８】
粒子捕獲器の製造方法であって、
本体構造内にガス・チャネルを作成するステップであって、前記ガス・チャネルが、遠隔プラズマ源のチェンバに結合することができる入口と、プロセス・チェンバの入口に結合することができる出口とを有し、前記ガス・チャネルが、前記チャネルの第１部分から通過するガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、前記壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている、ステップを備えている、粒子捕獲器の製造方法。
【請求項４９】
請求項４８記載の方法であって、更に、冷却部材を前記ガス・チャネルに熱的に結合するステップを備えている、方法。
【請求項５０】
請求項４９記載の方法であって、更に、前記ガス・チャネルの第２部分の壁の少なくとも一部を冷却する流体を受けるために、前記本体構造の中に少なくとも１つの冷媒チャネルを形成するステップを備えている、方法。
【請求項５１】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
チェンバ内においてプラズマによって発生した活性化ガスを入口において受ける手段と、
本体構造内に形成されたガス・チャネルを通過するように前記活性化ガスを誘導し、前記ガス・チャネルの第１部分から通過する前記活性化ガスの中にある粒子を、前記ガス・チャネルの第２部分を定める壁に、当該壁の表面に対してある角度で衝突させるように構成されている手段と、
前記活性化ガスの中にある粒子を前記壁上に蓄積させるために、前記壁の少なくとも一部を冷却する手段と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項５２】
遠隔プラズマ源用粒子捕獲器であって、
遠隔プラズマ源のチェンバに結合するための入口と、プロセス・チェンバの入口に結合するための出口とを有する本体構造と、
前記本体構造の中にある少なくとも１つの障害物であって、前記ガスの中にある粒子を当該障害物の表面に衝突させるために、前記入口から前記出口に流れるガスを偏向させるように構成されている、障害物と、
を備えている、遠隔プラズマ源用粒子捕獲器。
【請求項５３】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物は、当該少なくとも１つの障害物の表面と熱連通する冷却部材を備えている、粒子捕獲器。
【請求項５４】
請求項５３記載の粒子捕獲器において、前記冷却部材は、前記少なくとも１つの障害物の表面を冷却する流体を受ける冷媒チャネルを備えている、粒子捕獲器。
【請求項５５】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物が複数の障害物である、粒子捕獲器。
【請求項５６】
請求項５２記載の粒子捕獲器において、前記少なくとも１つの障害物が、前記本体構造の外壁の内部にある壁である、粒子捕獲器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１２−５００４４８（Ｐ２０１２−５００４４８Ａ）
【公表日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１６４５２（Ｐ２０１１−５１６４５２）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４７６３１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５８２４９
【国際公開日】平成２１年１２月３０日（２００９．１２．３０）
【出願人】（５９２０５３９６３）エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド (114)
【氏名又は名称原語表記】ＭＫＳ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【公表日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４７６３１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５８２４９
【国際公開日】平成２１年１２月３０日（２００９．１２．３０）
【出願人】（５９２０５３９６３）エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド (114)
【氏名又は名称原語表記】ＭＫＳ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
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