具有同轴RF馈送及同轴遮罩的对称的感应性耦合等离子体源制造技术

一种等离子体反应器具有架空的多线圈感应等离子体源，该等离子体源具有对称RF馈送及围绕该对称RF馈送的对称RF遮罩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有同轴RF馈送及同轴遮罩的对称的感应性耦合等离子体源相关专利申请案的交叉引用本申请案主张由Jason A.Kenney等人于2013年5月20日申请的标题为“INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCE WITH SYMMETRICAL RF FEED(具有对称 RF 馈送的感应性耦合等离子体源)”的美国专利申请案第13/897，592号的优先权；主张由JasonA.Kenney 等人于 2013 年 5 月 20 日申请的标题为 “INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCEWITH COAXIAL RF FEED AND COAXIAL SHIELDING(具有同轴RF馈送和同轴遮罩的感应性耦合等离子体源)”的美国专利申请案第13/897，585号的优先权；主张由Andrew Nguyen等人于 2012 年 11 月 I 日申请的标题为“SYMMETRICAL INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCEWITH SYMMETRICAL FLOW CHAMBER (具有对称流腔室的对称的感应性耦合等离子体源)”的美国专利申请案第13/666，224号的优先权；主张由Andrew Nguyen等人于2012年11月I日申请的标题为 “INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCE WITH PLURAL TOP COILS OVER ACEILING AND AN INDEPENDENT SIDE COIL (具有顶板上的多个顶部线圈和独立侧线圈的感应性耦合等离子体源)”的美国专利申请案第13/666，245号的优先权；以及主张由AndrewNguyen 等人于 2012 年 11 月 I 日申请的标题为 “INDUCTIVELY COUPLED PLASMA SOURCEWITH MULTIPLE DIELECTRIC WINDOWS AND WINDOW-SUPPORTING STRUCTURE (具有多个介电视窗和视窗支撑结构的感应性耦合等离子体源)”的美国专利申请案第13/666，280号的优先权。上述所有申请案主张由Andrew Nguyen等人于2012年7月20日申请的标题为“SYMMETRICAL MULTIPLE COAXIAL ICP SOURCE AND SYMMETRICAL FLOW CHAMBER(对称的多同轴ICP源和对称的流腔室)”的美国临时申请案第61/673，937号的权益。
本专利技术的实施例大体而言是关于一种用于处理工作件的等离子体处理反应器腔室，在该腔室内通过RF功率的感应性耦合产生等离子体以处理腔室内部的气体。
技术介绍
电子装置(诸如集成电路、平板显示器及类似者)通过一系列工艺来制造，在该等工艺内于基板上沉积薄膜层及将薄膜层蚀刻成所欲图案。工艺步骤可包括等离子体增强反应式离子蚀刻(reactive 1n etching ;RIE)、等离子体增强化学气相沉积(chemicalvapor deposit1n ;CVD)、等离子体增强物理气相沉积(physical vapor deposit1n ；PVD)。 跨越基板整个表面的蚀刻速率或沉积速率的均匀分布对于成功的制造是必不可少的。由于基板尺寸不断增加及装置几何形状不断缩小，此均匀性越来越难以达成。详言之，感应耦合等离子体源可在腔室顶板上方具有两个同心排列的线圈天线，以便可通过调整传递至不同线圈天线的不同RF功率电平来最佳化蚀刻速率分布的均匀性。随着工作件直径及腔室直径增加，【专利技术者】已发现此方法并不够用，因为较大尺寸增加了获得所需工艺均匀性的难度。诸如腔室设计不对称性、温度分布不均匀性及气体分布控制的工艺不均匀性的各种源头变得更加重要。
技术实现思路
一种等离子体反应器包含与处理区域相邻的视窗组件，与视窗组件相邻的内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线，以及分别耦接至内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线的内部电流分配器、中间电流分配器及外部电流分配器。顶板覆盖于视窗组件上。在顶板处安置第一 RF功率端子、第二 RF功率端子及第三RF功率端子。在第一 RF功率端子、第二 RF功率端子及第三RF功率端子的各别端子与内部电流分配器、中间电流分配器及外部电流分配器之间连接第一轴向RF功率馈送、第二轴向RF功率馈送及第三轴向RF功率馈送。第三轴向RF功率馈送包含中空轴向外部RF功率分配圆筒，该圆筒环绕第一轴向RF功率馈送及第二轴向RF功率馈送。 在具有同轴对称性的一个实施例中，第二轴向RF功率馈送包含中空轴向中间RF功率分配圆筒，该圆筒环绕第一轴向RF功率馈送。在相关实施例中，第一轴向RF功率馈送包含中央RF连接杆，且中央RF连接杆、中空中间RF功率分配圆筒及外部RF分配圆筒是同轴的。在相关实施例中，内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线与中央RF连接杆同轴。 在一个实施例中，等离子体反应器进一步包含与顶板隔开及在顶板下的气室板，且该气室板包含中央开口。在相关实施例中，外部RF分配圆筒延伸穿过中央开口，在气室板与外部RF分配圆筒之间具有间隙，且径向凸缘自外部RF分配圆筒延伸及覆盖于间隙上。 在一个实施例中，等离子体反应器进一步包含:(a)自中间RF分配圆筒向外延伸的数个径向中间臂及自该等数个径向中间臂延伸至中间电流分配器上的间隔分离位置的数个轴向中间脚；以及(b)自外部RF分配圆筒向外延伸的数个径向外部臂及自该等数个径向臂延伸至外部电流分配器上的间隔分离位置的数个轴向外部脚。 在相关实施例中，在气室板下及在中间电流分配器上方提供接地板，数个轴向中间脚延伸穿过该接地板。在一个实施例中，数个轴向外部脚延伸穿过接地板。 在相关实施例中，内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线的各者包含具有RF供应端的数个导体，且内部电流分配器、中间电流分配器及外部电流分配器的各者包含轴向对称的中空主体，该中空主体包含面向内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线的相应者的数个导体的供应端的底部。 在进一步实施例中，等离子体反应器进一步包含连接于气室板与外部RF功率分配圆筒之间的数个间隔分离电抗元件。在一个实施例中，电抗元件包含离散电容器。 在又一实施例中，提供RF遮罩，包含:(a)在中央RF连接杆与中间RF分配圆筒之间的中空圆柱形内部遮罩；以及(b)在中间RF分配圆筒与外部RF分配圆筒之间的中空圆柱形上部遮罩，该上部遮罩包含底部边缘。 在一个实施例中，气室板与顶板隔开且气室板位于顶板下,且该气室板包含中央开口，上部遮罩延伸穿过中央开口及在气室板与上部遮罩之间界定内部间隙。在相关实施例中，裙部件自接近底部边缘的上部遮罩向外径向延伸及覆盖于内部间隙上。 在相关实施例中，遮罩进一步包含:(a)自气室板向接地板轴向延伸及环绕数个轴向中间脚的中间圆柱形遮罩；(b)自接地板向下延伸的下部圆柱形遮罩；以及(C)自下部圆柱形遮罩的底部边缘向下延伸的底部遮罩。在相关实施例中，圆柱形基座自底部遮罩轴向延伸，该圆柱形基座环绕中间线圈。在一个实施例中，底部遮罩包含中空截圆锥。在一个实施例中，遮罩进一步包含由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体反应器包含：视窗组件；与所述视窗组件相邻的内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线，及分别耦接至所述内层线圈天线、所述中间线圈天线及所述外层线圈天线的内部电流分配器、中间电流分配器及外部电流分配器；顶板，所述顶板覆盖所述视窗组件及所述顶板处的第一RF功率端子、第二RF功率端子及第三RF功率端子；第一轴向RF功率馈送、第二轴向RF功率馈送及第三轴向RF功率馈送，在所述第一RF功率端子、所述第二RF功率端子及所述第三RF功率端子的各别端子与所述内部电流分配器、所述中间电流分配器及所述外部电流分配器的各别分配器之间连接；其中所述第三轴向RF功率馈送包含中空轴向外部RF功率分配圆筒，所述中空轴向外部RF功率分配圆筒环绕所述第一轴向RF功率馈送及所述第二轴向RF功率馈送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 US 61/673,937;2012.11.01 US 13/666,245;1.一种等离子体反应器包含: 视窗组件； 与所述视窗组件相邻的内层线圈天线、中间线圈天线及外层线圈天线，及分别耦接至所述内层线圈天线、所述中间线圈天线及所述外层线圈天线的内部电流分配器、中间电流分配器及外部电流分配器； 顶板，所述顶板覆盖所述视窗组件及所述顶板处的第一 RF功率端子、第二 RF功率端子及第三RF功率端子； 第一轴向RF功率馈送、第二轴向RF功率馈送及第三轴向RF功率馈送，在所述第一 RF功率端子、所述第二 RF功率端子及所述第三RF功率端子的各别端子与所述内部电流分配器、所述中间电流分配器及所述外部电流分配器的各别分配器之间连接； 其中所述第三轴向RF功率馈送包含中空轴向外部RF功率分配圆筒，所述中空轴向外部RF功率分配圆筒环绕所述第一轴向RF功率馈送及所述第二轴向RF功率馈送。2.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述第二轴向RF功率馈送包含中空轴向中间RF功率分配圆筒，所述中空轴向中间RF功率分配圆筒环绕所述第一轴向RF功率馈送。3.如权利要求2所述的等离子体反应器，其特征在于，所述第一轴向RF功率馈送包含中央RF连接杆，且其中所述中央RF连接杆、所述中空中间RF功率分配圆筒及所述外部RF分配圆筒是同轴的。4.如权利要求3所述的等离子体反应器，其特征在于，所述内层线圈天线、所述中间线圈天线及所述外层线圈天线是与所述中央RF连接杆同轴的。5.如权利要求3所述的等离子体反应器，进一步包含: 气室板，所述气室板与所述顶板隔开及位于所述顶板下，以及所述气室板包含中央开□。6.如权利要求5所述的等离子体反应器，其特征在于，所述外部RF分配圆筒延伸穿过所述中央开口，在所述气室板与所述外部RF分配圆筒之间具有间隙，所述等离子体反应器进一步包含: 径向凸缘，所述径向凸缘自所述外部RF分配圆筒延伸及覆盖于所述间隙上。7.如权利要求2所述的等离子体反应器，进一步包含: 自所述中间RF分配圆筒向外延伸的数个径向中间臂及自所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·肯尼，J·D·卡达希，K·S·柯林斯，R·福韦尔，K·拉马斯瓦米，S·拉乌夫，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US