用于远程等离子源的自由基输出监控器和使用方法技术

本申请记载了一种在处理系统中使用的用于对远程等离子源的等离子源进行自由基监控的装置，并且所述装置包含：至少一个气体源；等离子源主体，所述等离子源主体具有至少一个通道，所述至少一个通道具有至少一个通道表面；第一热传感器收纳器，所述第一热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近；第一热传感器，所述第一热传感器定位在所述第一热传感器收纳器内，所述第一热传感器被配置成测量所述通道表面的第一温度；第二热传感器收纳器，所述第二热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近，并且被配置成在第二位置处测量所述通道的所述通道表面的第二温度。置处测量所述通道的所述通道表面的第二温度。置处测量所述通道的所述通道表面的第二温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于远程等离子源的自由基输出监控器和使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年6月14日提交的专利技术名称为“用于远程等离子源的自由基输出监控器和使用方法(Radical Output Monitor for a Remote Plasma Source and Method of Use)”的美国临时专利申请序列号62/684,820的优先权，所述美国临时专利申请的内容通过引用以其全文并入本文。

技术介绍

[0003]等离子源用于各种各样的应用。例如，来自等离子源的自由基输出常常用于半导体加工应用。大多数需要使用等离子源的应用需要精确测量和监控在所产生的等离子体内的自由基。遗憾的是，已经证明由于一系列因素使准确测量和监控自由基输出很难且存在问题。例如，由于等离子体内的自由基的高反应性和重组性质，其生存期极短。
[0004]当前，用于测量和监控来自等离子源的自由基输出的各种方法的使用获得了不同程度的成功。示例性的测量和监控过程包含基于量热法的过程、基于滴定法的过程等等。尽管在过去已经证明基于量热法的过程和基于滴定法的过程有一定的帮助，但已经发现存在诸多缺点。例如，基于量热法的过程和基于滴定法的过程都需要被配置成在处理一个或多个基板之前和/或之后测量总自由基输出的基于采样的方法和/或大批量测量/预测量方法。此外，基于量热法的过程和基于滴定法的过程都不可避免地会导致被测量的自由基受到破坏。尽管存在用于测量和/或监控来自等离子源的自由基输出的替代性非破坏方法，但已经证明很难精确测量和监控在等离子体内的自由基。
[0005]鉴于前述内容，一直以来都需要监控来自等离子源的自由基输出的系统和方法。

技术实现思路

[0006]本申请记载了能够在使用过程中监控等离子源的自由基输出的等离子源的各种实施例。在一些实施例中，等离子源包括半导体制造和加工应用中使用的远程等离子源。在另一个实施例中，等离子源可包括在任何种类的应用中使用的任何种类的等离子源。
[0007]在一个实施例中，本申请涉及一种用于半导体处理系统的等离子源，并且所述等离子源包含被配置成提供至少一气体的至少一个气体源。所述气体源可耦接到等离子源主体或以其它方式与所述等离子源主体流体连通。所述等离子源主体包含与所述气体源流体连通的至少一个气体入口、及至少一个气体出口。进一步地，所述等离子源包含在所述等离子源主体内形成的具有至少一个通道表面的至少一个通道。所述通道与所述气体入口和所述气体出口流体连通，并且被配置成在其中形成有至少一个等离子区域。第一热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近。第一热传感器可定位在所述第一热传感器收纳器内并且被配置成在第一位置处测量所述通道的所述通道表面的第一温度。第二热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近。在一个实施例中，所述第二热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述气体出口附近。第二热传感器可定位在所述第二热传感器收纳器内并且被配置成在
第二位置处测量所述通道的所述通道表面的第二温度。
[0008]在另一个实施例中，本申请涉及一种用于处理系统的等离子源。更具体地，所述等离子源包含被配置成提供至少一气体的至少一个气体源。限定至少一个气体入口和至少一个气体出口的等离子源主体与所述气体源流体连通。所述等离子源可包含在所述等离子源主体内形成的具有至少一个通道表面的至少一个通道，其中所述通道与所述气体入口和所述气体出口流体连通。至少一个电源定位在所述等离子源主体上或附近并且与至少一个电力供应器连通。在使用期间，所述电源可被配置成在所述等离子源主体内产生至少一个等离子区域。所述等离子区域可被配置成对所述通道内流动的所述气体进行解离，由此形成至少一经解离气体，所述经解离气体可通过所述出口从等离子源主体排出。第一热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近，并且第一热传感器可定位在所述第一热传感器收纳器内。所述第一热传感器被配置成在第一位置处测量所述通道的所述通道表面的第一温度。进一步地，第二热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述通道的所述通道表面附近。任选地，所述第二热传感器收纳器可在所述等离子源主体内而形成在所述气体出口附近。第二热传感器可定位在所述第二热传感器收纳器内，并且被配置成在第二位置处测量所述通道的所述通道表面的第二温度。最后，至少一个热调节装置可以耦接到所述等离子源主体。
[0009]在另一个实施例中，本申请记载了一种监控来自等离子源的自由基输出的方法，所述方法包含提供等离子源主体，所述等离子源主体限定与至少一个气体源流体连通的至少一个气体入口、及至少一个气体出口。所述等离子源包含在所述等离子源主体内形成的由至少一个通道表面限定的至少一个通道，其中所述通道与所述气体入口和所述气体出口流体连通。至少一输入气体通过所述入口从所述气体源流入所述通道中。可用至少一个电源以在所述等离子源主体内形成至少一个等离子区域。可对流过所述通道的所述输入气体的至少一部分进行解离，以形成至少一经解离气体。可用定位在所述等离子区域附近的至少一个第一传感器来测量由所述经解离气体的重组产生的第一温度。进一步地，可用定位在所述等离子区域的远端的至少一个第二传感器来测量至少一经重新解离气体的至少一个第二温度。最后，可通过将所述经解离气体的所述重组所产生的由所述第一传感器测量的所述第一温度与所述经重新解离气体的用所述第二传感器测量的所述第二温度进行比较，来监控所述等离子源的所述自由基输出。
[0010]考虑以下详细描述，本文描述的用于远程等离子源的自由基输出监控器的其它特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
[0011]通过查看以下附图，如本文记载的用于远程等离子源的自由基输出监控器的新颖性方面将更加显而易见，在附图中：
[0012]图1示出了等离子源的实施例的平面透视图；
[0013]图2示出了等离子源的实施例的立体侧视透视图；
[0014]图3示出了等离子源的实施例的平面侧视透视图；
[0015]图4示出了等离子源的实施例的平面俯视透视图；
[0016]图5示出了等离子源的实施例的立体侧视透视图；
[0017]图6示出了等离子源的实施例的横截面视图；
[0018]图7示出了在等离子源的实施例内形成的通道的一部分的横截面视图；
[0019]图8示出了在等离子源的实施例内形成的通道的通道壁附近的在传感器收纳器内定位的传感器的横截面视图；
[0020]图9示出了在等离子源的实施例内使用的在热调节装置的实施例上的立体透视图；
[0021]图10示出了在等离子源的实施例的示意图，所述等离子源具有被配置成选择性地控制气体源、等离子源和/或处理系统的输出的处理控制系统；并且
[0022]图11示出了图表，所述图表详细展示了使用定位在本文记载的等离子源的实施例的下游的量热器系统测量的解离分数与使用本申请中记载的温度测量技术测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理系统的等离子源，其包括：至少一个气体源，所述至少一个气体源被配置成提供至少一气体；等离子源主体，所述等离子源主体限定与所述至少一个气体源流体连通的至少一个气体入口、及至少一个气体出口，所述等离子源具有在所述等离子源主体内形成的具有至少一个通道表面的至少一个通道，所述至少一个通道与所述至少一个气体入口和所述至少一个气体出口流体连通并且被配置成在其中形成有至少一个等离子区域；第一热传感器收纳器，所述第一热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个通道的所述至少一个通道表面附近；第一热传感器，所述第一热传感器定位在所述第一热传感器收纳器内，所述第一热传感器被配置成在第一位置处测量所述至少一个通道的至少一个通道表面的第一温度；第二热传感器收纳器，所述第二热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个通道的所述至少一个通道表面附近，所述第二热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个气体出口附近；以及第二热传感器，所述第二热传感器定位在所述第二热传感器收纳器内，所述第二热传感器被配置成在第二位置处测量所述至少一个通道的所述至少一个通道表面的第二温度。2.根据权利要求1所述的等离子源，其进一步包括至少一个电源，所述至少一个电源包围所述等离子源主体的至少一部分，并且被配置成在所述等离子源主体内产生所述至少一个等离子区域，所述至少一个等离子区域被配置成对在所述通道内流动的所述至少一气体进行解离，从而形成至少一经解离气体。3.根据权利要求1所述的等离子源，其进一步包括耦接到所述等离子源主体的至少一个至少一个热调节装置。4.根据权利要求3所述的等离子源，其进一步包括耦接到所述等离子源主体的第一热调节装置和至少一个第二热调节装置。5.根据权利要求1所述的等离子源，其中所述至少一个第一热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述等离子源主体内形成的所述至少一个等离子区域附近，其中所述至少一个第一传感器被配置成测量在所述至少一个等离子区域内的至少一经解离气体的第一温度。6.根据权利要求1所述的等离子源，其中所述至少一个第二热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述等离子源主体内形成的所述至少一个等离子区域的远端，其中所述至少一个第二传感器被配置成测量不在所述至少一个等离子区域内的至少一经重新解离气体的第二温度。7.根据权利要求1所述的等离子源，其进一步包括：至少一个任选的热传感器收纳器，所述至少一个任选的热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个通道的所述至少一个通道表面附近，所述至少一个任选的热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个气体出口附近；及至少一个任选的热传感器，所述至少一个任选的热传感器定位在所述至少一个任选的热传感器收纳器内，所述至少一个任选的热传感器被配置成在所述等离子源主体内的位置处测量所述至少一个通道的所述至少一个通道表面的温度。8.根据权利要求1所述的等离子源，其进一步包括至少一个处理控制系统，所述至少一
个处理控制系统与所述至少一个气体源、至少一个处理系统、至少一个第一传感器、至少一个第二传感器和至少一个任选的传感器中的至少一个连通。9.根据权利要求1所述的等离子源，其中所述等离子源包括远程等离子源。10.一种用于处理系统的等离子源，其包括：至少一个气体源，所述至少一个气体源被配置成提供至少一气体；等离子源主体，所述等离子源主体限定与所述至少一个气体源流体连通的至少一个气体入口、及至少一个气体出口，所述等离子源具有在所述等离子源主体内形成的具有至少一个通道表面的至少一个通道，所述至少一个通道与所述至少一个气体入口和所述至少一个气体出口流体连通；至少一个电源，所述至少一个电源包围所述等离子源主体的至少一部分，所述至少一个电源与至少一个电力供应器连通，所述至少一个电源被配置成在所述等离子源主体内产生至少一个等离子区域，所述至少一个等离子区域被配置成对在所述通道内流动的所述至少一气体进行解离，从而形成至少一经解离气体，所述至少一经解离气体通过所述至少一个出口从所述等离子源主体排出；第一热传感器收纳器，所述第一热传感器收纳器在所述等离子源主体内而形成在所述至少一个通道的所述至少一个通道表面附近；第一热传感器，所述第一热传感器定位在所述第一热传感器收...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦可，
申请(专利权)人：MKS仪器公司，
类型：发明
国别省市：