具有含有开槽式螺旋波导的旋转微波等离子体天线的工件处理腔室制造技术

一种微波天线，包含：第一螺旋导管，第一螺旋导管具有第一导管端和第一多个口，第一多个口被沿着第一螺旋导管的长度间隔放置于第一螺旋导管的底板中；耦接至旋转式台的轴向导管；以及包含输入和第一输出的分配器波导，输入耦接至轴向导管，且第一输出耦接至第一导管端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有含有开槽式螺旋波导的旋转微波等离子体天线的工件处理腔室相关申请的交叉引用本申请案要求于2015年1月30日、由MichaelW.Stowell所著、名称为“WORKPIECEPROCESSINGCHAMBERHAVINGAROTARYMICROWAVEPLASMAANTENNAWITHSLOTTEDSPIRALWAVEGUIDE”的美国专利申请号14/609,883的优先权，所述美国专利申请号14/609,883要求于2015年1月7日、由MichaelW.Stowell所著、名称为“WORKPIECEPROCESSINGCHAMBERHAVINGAROTARYMICROWAVEPLASMAANTENNAWITHSLOTTEDSPIRALWAVEGUIDE”的美国临时专利申请号62/100,595的利益。
本公开内容关注用于使用微波功率处理工件(诸如半导体晶片)的腔室或反应器。
技术介绍
可使用一种形式的电磁能量来执行对于工件(诸如半导体晶片)的处理，诸如(例如)射频(RF)功率或微波功率。可利用功率以例如产生等离子体，以执行基于等离子体的处理，诸如等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition；PECVD)或等离子体增强反应离子蚀刻(plasmaenhancedreactiveionetching；PERIE)。一些处理需要极高的等离子体离子密度和极低的等离子体离子能量。这对诸如类金刚石(diamond-likecarbon；DLC)膜沉积的处理是事实，其中沉积一些类型的DLC膜所需的时间可为数小时，这取决于所期望的厚度以及等离子体离子密度。较高的等离子体密度需要较高的电源，且一般而言转化为较短的沉积时间。微波源通常产生非常高的等离子体离子密度，同时产生低于其他源(例如电感耦接RF等离子体源或电容耦接RF等离子体源)的等离子体离子能量。由于此种原因，微波源将是理想的。然而，微波源无法符合横跨工件分布所需的沉积速度或蚀刻速度的严格的均匀度。最小均匀度可对应于少于1％的横跨300mm直径工件的处理速率变化。透过微波天线(诸如波导)将微波功率传递入腔室，所述波导具有面向腔室的介电窗口的槽(slot)。微波透过槽传播入腔室。天线具有周期性功率沉积模式，所述模式反映微波放射的波模式和槽布局，使得处理速率分布不均匀。这防止横跨工件分布的所期望的处理速率均匀度的实现。对于处理速度的限制为可传递至处理腔室、而不伤害或过度加热腔室的微波窗口的微波功率量。目前，诸如石英板的微波窗口仅可承受低微波功率水平，在所述低微波功率水平下DLC沉积处理可需要数小时才能达到所期望的DLC膜厚度。微波窗口提供了腔室的真空边界且因此承受显著的机械应力，使得微波窗口容易受到过度加热所带来的伤害。
技术实现思路
一种用于处理工件的反应器，反应器包含：腔室以及在腔室内的工件支撑件支撑表面；旋转耦合件，旋转耦合件包含固定式台与旋转式台，旋转式台具有旋转轴；微波源，微波源耦接至固定式台；旋转致动器；微波天线，微波天线耦接至旋转致动器与并覆盖工件处理腔室，微波天线包含：底板(floor)和天花板(ceiling)；第一螺旋壁，第一螺旋壁在底板和天花板之间延伸，且第一螺旋壁具有对应于旋转轴的螺旋轴，第一螺旋壁界定第一螺旋导管，第一螺旋导管具有第一导管端；第一多个口，第一多个口被沿着第一螺旋导管的长度间隔放置于底板中；轴向导管，轴向导管耦接至旋转式台；以及分配器波导，分配器波导包含输入和第一输出，输入耦接至轴向导管，且第一输出耦接至第一导管端。在一个具体实施方式中，微波天线进一步包含：第二螺旋壁，第二螺旋壁在底板和天花板之间延伸并对齐螺旋轴，第二螺旋壁界定第二螺旋导管，第二螺旋导管具有第二导管端；第二多个口，第二多个口被沿着第二螺旋导管的长度在底板中间隔放置；其中分配器波导进一步包含第二输出，第二输出耦接至第二导管端。在一个具体实施方式中，分配器波导包含：波导腔室，波导腔室覆盖微波天线并具有相应的开口，所述相应的开口对齐第一导管端和第二导管端的相应一个；以及第一反射性表面对，第一反射性表面对经设置角度以使波导腔室中的辐射偏斜进入相应的开口中。在一个具体实施方式中，微波天线进一步包含：第二反射性表面对，第二反射性表面对经设置角度以使来自相应的开口的辐射偏斜进入第一导管端和第二导管端的相应一个。在一个具体实施方式中，第一反射性表面对以相对于对称轴45度定向。在一个具体实施方式中，第二反射性表面对以相对于对称轴45度定向。在一个具体实施方式中，第一导管端和第二导管端位于微波天线的周围处，分配器波导跨越微波天线的直径。在相关的具体实施方式中，相应的开口被沿着所述周围彼此相距180度放置。根据另一个方面，微波源包含：底板和天花板；第一螺旋壁，第一螺旋壁界定第一螺旋导管并在底板与天花板之间延伸，且第一螺旋导管具有螺旋轴和第一导管端；第一多个口，第一多个口被沿着第一螺旋导管的长度间隔放置于底板中；轴向导管；以及分配器波导，分配器波导包含输入和第一输出，输入耦接至轴向导管，且第一输出耦接至第一导管端。在一个具体实施方式中，微波源进一步包含：旋转耦合件，旋转耦合件包含固定式台和旋转式台，旋转式台具有旋转轴，旋转轴与螺旋轴重合；微波源，微波源耦接至固定式台，轴向导管耦接至旋转式台；以及旋转致动器，旋转致动器耦接至旋转式台。在一个具体实施方式中，所述源进一步包含：第二螺旋壁，第二螺旋壁在底板和天花板之间延伸，且第二螺旋壁对齐螺旋轴，第二螺旋壁界定第二螺旋导管，第二螺旋导管具有第二导管端；第二多个口，第二多个口被沿着第二螺旋导管的长度间隔放置于底板中；以及其中分配器波导进一步包含第二输出，第二输出耦接至第二导管端。在一个具体实施方式中，分配器波导包含：波导腔室，波导腔室具有相应的开口，相应的开口对齐第一导管端和第二导管端的相应一个；以及第一反射性表面对，第一反射性表面对经设置角度以使波导腔室中的辐射偏斜进入相应的开口中。在一个具体实施方式中，所述源进一步包含：第二反射性表面对，第二反射性表面对经设置角度以使来自相应的开口的辐射偏斜进入第一导管端和第二导管端的相应一个。在一个具体实施方式中，第一反射性表面对以相对于对称轴45度定向，且第二反射性表面对以相对于对称轴45度定向。在一个具体实施方式中，第一导管端和第二导管端在所述源的周围的两相对侧上。在一个具体实施方式中，相应的开口被沿着所述周围彼此相距180度放置。根据另一个方面，一种反应器包含：工件处理腔室；第一螺旋波导导管，第一螺旋波导导管覆盖工件处理腔室并具有螺旋轴和第一导管端；第一多个口，第一多个口在第一螺旋波导导管中并面向工件处理腔室，且第一多个口被沿着第一螺旋波导导管的长度间隔放置；轴向导管；以及分配器波导，分配器波导包含输入和第一输出，输入耦接至轴向导管，且第一输出耦接至第一导管端。在一个具体实施方式中，反应器进一步包含：旋转耦合件，旋转耦合件包含固定式台和旋转式台，旋转式台具有旋转轴，旋转轴与螺旋轴重合；微波源，微波源耦接至固定式台，轴向导管耦接至旋转式台；以及旋转致动器，旋转致动器耦接至旋转式台。在一个具体实施方式中，反应器进一步包含：第二螺旋波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理工件的反应器，所述反应器包含：腔室以及在所述腔室内的工件支撑件表面；旋转耦合件，所述旋转耦合件包含固定式台和旋转式台，所述旋转式台具有旋转轴；微波源，所述微波源耦接至所述固定式台；旋转致动器；微波天线，所述微波天线耦接至所述旋转致动器与并覆盖所述腔室，所述微波天线包含：底板和天花板；第一螺旋壁，所述第一螺旋壁在所述底板与所述天花板之间延伸，且所述第一螺旋壁具有对应于所述旋转轴的螺旋轴，所述第一螺旋壁界定第一螺旋导管，所述第一螺旋导管具有第一导管端；第一多个口，所述第一多个口被沿着所述第一螺旋导管的长度在所述底板中间隔放置；轴向导管，所述轴向导管耦接至所述旋转式台；以及分配器波导，所述分配器波导包含输入和第一输出，所述输入耦接至所述轴向导管，且所述第一输出耦接至所述第一导管端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.07 US 62/100,595;2015.01.30 US 14/609,8831.一种用于处理工件的反应器，所述反应器包含：腔室以及在所述腔室内的工件支撑件表面；旋转耦合件，所述旋转耦合件包含固定式台和旋转式台，所述旋转式台具有旋转轴；微波源，所述微波源耦接至所述固定式台；旋转致动器；微波天线，所述微波天线耦接至所述旋转致动器与并覆盖所述腔室，所述微波天线包含：底板和天花板；第一螺旋壁，所述第一螺旋壁在所述底板与所述天花板之间延伸，且所述第一螺旋壁具有对应于所述旋转轴的螺旋轴，所述第一螺旋壁界定第一螺旋导管，所述第一螺旋导管具有第一导管端；第一多个口，所述第一多个口被沿着所述第一螺旋导管的长度在所述底板中间隔放置；轴向导管，所述轴向导管耦接至所述旋转式台；以及分配器波导，所述分配器波导包含输入和第一输出，所述输入耦接至所述轴向导管，且所述第一输出耦接至所述第一导管端。2.如权利要求1所述的反应器，其中所述微波天线进一步包含：第二螺旋壁，所述第二螺旋壁在所述底板与所述天花板之间延伸并对齐所述螺旋轴，所述第二螺旋壁界定第二螺旋导管，所述第二螺旋导管具有第二导管端；第二多个口，所述第二多个口被沿着所述第二螺旋导管的长度在所述底板中间隔放置；以及其中所述分配器波导进一步包含第二输出，所述第二输出耦接至所述第二导管端。3.如权利要求2所述的反应器，其中所述分配器波导包含：波导腔室，所述波导腔室覆盖所述微波天线并具有相应的开口，所述开口对齐所述第一导管端和所述第二导管端的相应一个；以及第一反射性表面对，所述第一反射性表面对经设置角度以使所述波导腔室中的辐射偏斜进入所述相应的开口中。4.如权利要求3所述的反应器，其中所述微波天线进一步包含：第二反射性表面对，所述第二反射性表面对经设置角度以使来自所述相应的开口的辐射偏斜进入所述第一导管端和所述第二导管端的相应一个。5.如权利要求3所述的反应器，其中所述第一反射性表面对以相对于所述螺旋轴45度定向。6.如权利要求4所述的反应器，其中所述第二反射性表面对以相对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·W·斯托厄尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US