产生等离子体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种产生等离子体的方法，等离子体在适于进行等离子体处理的装置的真空容器（１）的真空室（１ａ）中被至少共产生，该装置具有至少一个通有交流电的感应线圈（２），其中用于产生等离子体的气体经由至少一个入口（３）充入真空室（１ａ）中，真空室（１ａ）受到至少一个泵设备（４）的抽吸作用，且为了影响等离子体的密度，将可能被脉冲调制的直流电流也施加于感应线圈（２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过位于真空容器的真空室中的感应线圈产生等离子体的方法，以及适于实施本专利技术的方法的装置。本专利技术还涉及本专利技术方法的应用，即用于提供具有可能的活性涂层的基体，或者用于在该基体上进行可能的活性蚀刻。
技术介绍
当在真空中对基体进行活性处理时，例如生产半导体的情况，通常使用在真空容器的真空室中产生的等离子体进行多个处理步骤，合适的例子是对基体进行可能的活性涂覆或者对基体进行可能的活性蚀刻。关于这一点，已知等离子体可以通过感应或电容装置产生。例如EP0271341A1描述了用于干法刻蚀半导体盘的装置，其包括一个用于产生等离子体的感应线圈和一个用于从等离子体取出电离粒子至基体上的电极装置。同样，在US6068784所述的装置中，产生等离子体的能量通过线圈形天线感应性地耦合到真空容器的真空室中，此情况下真空室用作反应器。基体安装在用作基体载体的电极上，对该电极施加一个所谓的RF(射频)偏压或极化电势。US5460707描述了一种用于电容式地产生等离子体的装置，该装置还能用于涂覆目的。在此情况下，可以提供一个由额外的永久磁体或电磁体产生的磁场，用于控制等离子体的密度分布或产生局部密度较大的等离子体。当对基体进行真空处理时，例如生产半导体时的情况，为了保证适当均匀的基体处理，在基体的整个表面上具有非常均匀的等离子体密度分布是非常重要的。为此，屏蔽或补偿所有的外部干扰影响特别是外部场的影响是必要的。虽然，例如使用铁磁外壳对真空容器进行屏蔽在理论上是可能的，但是从实际角度出发，这样做是非常不利的，因为这个外壳将会显著增加真空容器的重量。而且，当必须进行维护或维修工作时，获得进入真空容器的通道将更加困难。EP0413283教导了可以借助于导电平面扁平线圈得到平面等离子体，感应场是通过将高频电压源连接至扁平线圈而产生的并在介电屏蔽中发生耦合。US6022460建议由一对亥姆霍兹线圈产生的电磁场应当被允许作用于等离子体，所述等离子体例如借助于施加有高频交流电压的扁平线圈或具有真空钟形式的线圈感应产生(或者至少共产生)。施加于这对亥姆霍兹线圈的是直流电流和交流电流的组合，从而产生受交流电流组件调制的弱的磁场，所述调制被描述成“磁场的振动”。根据该专利，这主要用于获得等离子体密度的增加和等离子体均匀性的提高。US6022460所述的产生等离子体的装置的缺陷之一包括一对额外的亥姆霍兹线圈使得更难实现紧凑设计且增加该装置的成本。由于高频技术的因素需要感应线圈从这对亥姆霍兹线圈上去耦合，因此感应线圈在空间上与亥姆霍兹线圈分离是绝对必要的。因此本专利技术可以获得一种用于产生高密度等离子体的方法和装置，该方法和装置或者能够避免所述与现有技术相关的缺陷或者能够使其仅在很小的程度上受到这些缺陷的影响。本专利技术的其他任务见下述详细描述。
技术实现思路
本专利技术涉及一种产生等离子体的方法，所述等离子体至少是在真空容器(1)的真空室(1a)中借助于至少一个通有交流电的感应线圈(2)共产生的，其中使用于产生等离子体的气体经由至少一个入口(3)进入真空室(1)中，且真空室(1a)受到至少一个泵设备(4)的抽吸作用，而且出于影响等离子体密度的目的，可能被调制并更适宜被脉冲调制的直流电流经感应线圈(2)。本专利技术进一步涉及本专利技术方法的应用，用于对基体的可能的活性涂覆和/或可能的活性刻蚀。本专利技术还涉及适于等离子体处理的装置，其包括至少一个用于在真空容器(1)的真空室(1a)中至少共产生(co-producing)等离子体的感应线圈(2)，其中真空室(1a)设有至少一个入口(3)用于容纳用于产生等离子体的气体，还设有一个泵设备(4)，其中感应线圈(2)连接至一个或多个为感应线圈提供交流电和直流电的发电机，直流电可能以单极或双极方式进行脉冲调制。附图说明图1表示本专利技术适于等离子体处理的装置的示意图。图2表示沿硅片对角线的标准化刻蚀深度，其中用于刻蚀的等离子体至少是通过通有直流和交流电(曲线I)或者仅仅是交流电(曲线II)的感应线圈共产生的。具体实施例方式本专利技术适于产生等离子体的装置包括一个带有真空室1a的真空容器1，该真空室可以用一个或多个泵设备4抽空。在一个优选实施方式中，为了保证真空容器具有好的密封性且屏蔽它特别是不受杂散外部场的影响，真空容器1包括一个由例如不锈钢或铝的金属构成的外壳20。在真空侧，真空容器1的金属外壳10优选设有一个介电内壳7，该内壳7例如能够自身支撑或者作为壳层附在外壳10的内侧。优选介电材料，使其不仅相对于用于活性涂覆和刻蚀工艺的气体而言尽可能是惰性的，所述气体可能含有如氯和氟的元素，而且对于耦合电源而言是尽可能地可穿透的。优选的介电材料包括聚合物材料，特别是陶瓷材料、石英和氧化铝。例如只有真空容器1的内壁或者用介电材料全部或部分地覆盖或涂布，或者由介电材料构成，而真空容器1的上面和下面设有如WO00/19483所述的金属连接(联轴)。EP0413283所述的真空容器1设有介电屏蔽，其装在例如真空容器1的上壳壁。上述关于真空容器1的描述应被理解为仅仅是一个例子，用于解释而非限制本专利技术。真空室1包括一个或多个纳入用于产生等离子体的气体的气体入口3。通过适当考虑待处理的基体9的化学组成和物理参数以及将得到的基体表面的变化来选择气体，所述气体可由单一的气态混合物组成或者由几种气态混合物混合组成。如果要清洁基体的表面(溅射刻蚀)，所述气体可包括例如氩或其他惰性气体，而用于活性刻蚀工艺的气体能够包括例如氯(Cl2)、四氯化硅(SiCl4)、三氯化硼(BCl3)、四氟化碳(CF4)、三氟甲烷(CHF3)、六氟化硫(SF6)和/或氧(O2)。当基体必须涂布薄膜时(例如，通过化学蒸气沉积法——CVD或者等离子体增强的化学蒸气沉积法——PECVD)，使用有机金属化合物甲烷(CH4)、氢化硅(SiH4)、氨(NH3)、氮(N2)或氢(H2)是可行的。前述气态化合物和用于处理基体9的方法还是应被理解为仅仅是一个例子，仅仅用于解释而非限制本专利技术。优选气体的流动和泵设备(4)的电源使得真空容器1的真空室1a中的压力尤其在0.01～10Pa范围内，优选在0.05～0.2范围内。本专利技术的装置包括至少一个感应线圈2，借助于该线圈，在真空容器1的真空室1a中产生的等离子体至少被共产生。优选将感应线圈2排布在真空容器1和/或真空室1a中，使其不暴露在等离子体中，从而避免例如导电干扰涂层或其他涂层沉积在感应线圈2上或者避免由等离子体引起的感应线圈2的损伤。优选通过介电屏蔽(例如介电内壳7)将感应线圈2与产生等离子体的至少部分真空室1a分离。感应线圈2优选还被排布在真空室1a的外侧。本专利技术的装置包括一个或多个感应线圈2，优选一个或两个感应线圈2，特别是一个感应线圈2。在感应线圈2的一个优选实施方式中，所述线圈包括直接缠绕在真空室1a和/或优选缠绕在安装在真空室内侧的介电内壳7上的绕组。在图1所示的本专利技术装置中，线圈绕组缠绕在例如介电内壳7的侧壁。在这种情况下，感应场的均匀性会受到例如感应线圈2的绕组数和排布以及介电内壳7的几何尺寸的影响。在另一个实施方式中，感应线圈2采用扁平或平面线圈的形式，所述线圈包括例如如EP0413282所述多个螺旋形绕组或一系列排列成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生等离子体的方法，等离子体在适于进行等离子体处理的装置的真空容器（１）的真空室（１ａ）中被至少共产生，该装置具有至少一个通有交流电流的感应线圈（２），其中用于产生等离子体的气体经由至少一个入口（３）充入真空室（１ａ）中，真空室（１ａ）受到至少一个泵设备（４）的抽吸作用，其特征在于，为了影响等离子体的密度，还将直流电流施加于感应线圈（２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2001-9-28 10147998.01.一种产生等离子体的方法，等离子体在适于进行等离子体处理的装置的真空容器(1)的真空室(1a)中被至少共产生，该装置具有至少一个通有交流电流的感应线圈(2)，其中用于产生等离子体的气体经由至少一个入口(3)充入真空室(1a)中，真空室(1a)受到至少一个泵设备(4)的抽吸作用，其特征在于，为了影响等离子体的密度，还将直流电流施加于感应线圈(2)。2.如权利要求1的方法，其中直流电被调制，优选脉冲调制，特别是以单极或双极方式进行脉冲调制。3.如权利要求1或2的方法，其中交流电由高频发电机(6)产生。4.如权利要求3的方法，其中高频发电机(6)在100～14000KHz范围内工作，优选在400～2000KHz范围内工作。5.如权利要求1-4任一项的方法，其中所选择的直流电流和感应线圈(2)的绕组数目使得绕组数目和直流电流的乘积将达到平均值，且绝对值在10～1000优选100～400安培绕组之间。6.如权利要求1-5任一项的方法，其中直流电流经由低通滤波器(12)施加于感应线圈(2)上。7.如权利要求1-6任一项的方法，其中真空室(1a)内的压力达到0.01～10Pa，优选0.05～0.2Pa。8.如权利要求1-7任一项的方法，其中等离子体通过施加于至少一对间隔一定距离的电极(5a，5b)的电压被共产生或共激发。9.如权利要求8的方法，其中所述电压为交流电压或直流电压，后者可能以单极或双极方式进行脉冲调制。10.如权利要求9的方法，其中交流电压是频率至少为1MHz的高频交流电压。11.如权利要求1-10任一项的方法，其中真空室(1a)包括用于基体(9)的基体板(8)。12.如权利要求8和11的方法，其中基体板(8)由电极(5a)构成。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根魏夏特，多米尼克威蒙安曼，西格弗力德克拉斯尼茨，
申请(专利权)人：OC俄里肯巴尔扎斯股份公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]