等离子体处理系统和等离子体处理方法技术方案

一种处理系统(100)具有用于对至少一个基板进行动态或静态处理的处理室(101)。一种电感耦接等离子体源ICP源(120、120')包括：至少一个电感器(130a、130b)，所述至少一个电感器(130a、130b)沿所述ICP源(120、120')的纵向方向延伸；供气装置(141、142)，所述供气装置(141、142)用于一种或多种处理气体；以及设置在所述处理室(101)中的气体引导布置(150)，所述气体引导布置(150)沿所述ICP源(120、120')的所述纵向方向延伸并且部分地围绕所述至少一个电感器(130a、130b)。130b)。130b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理系统和等离子体处理方法


[0001]本专利技术涉及处理系统和等离子体处理方法，其中电感耦接等离子体(ICP)由ICP源激发。本专利技术特别地涉及允许在连续处理系统或批处理系统中对基板执行涂覆、蚀刻、清洁或其他处理的系统和方法。

技术介绍

[0002]用于使用电感耦接等离子体(ICP)处理基板的处理系统是已知的。使用ICP源进行等离子体激发的处理具有若干优点。例如，ICP源提供具有高电子密度的H模式，有利于有效处理。
[0003]用于产生ICP的示例性系统和等离子体源在WO 2015/036494 A1和DE 10 2016 107 400 A1中有所公开。
[0004]用于使用ICP处理基板的常规处理系统和方法仍然存在若干缺点。例如，在处理过程期间可能难以达到高沉积速率、稳定的操作点(即使在相对较高的压力下)和/或高度的均匀性。例如，在具有ICP源的常规处理系统中，寄生处理过程可能会在处理室的内表面上、特别是在处理气体出口附近造成大量沉积，这导致了高维护工作量且/或减少了基板上的沉积率。用于使用ICP处理基板的常规处理系统和方法在其可扩展性方面也可能具有限制。在ICP源的一个或多个电感器弯曲平行于基板平面(例如像在具有螺旋电感器的平面天线阵列中)的情况下则尤其如此。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种改进的处理系统和一种使用电感耦接等离子体(ICP)处理基板的改进方法。特别地本专利技术的目的是提供一种处理系统和方法，所述系统和方法减少寄生沉积过程，允许高沉积速率，并且即使在处理室内的较高压力下以及在较大基板宽度和较高的生产量的情况下也能够操作处理系统。
[0006]根据本专利技术，提供了包括独立权利要求中所述特征的处理系统和等离子体处理方法。从属权利要求限定示例性实施方案。
[0007]根据本专利技术的处理系统包括用于动态或静态处理至少一个基板的处理室。所述处理系统包括具有纵向方向的电感耦接等离子体源(ICP源)。ICP源包括：至少一个电感器，所述至少一个电感器沿所述ICP源的纵向方向延伸、用于一种或多种处理气体的供气装置，所述供气装置具有至少一个出口开口，所述供气装置被配置为在所述ICP源的所述纵向方向上在多个位置处供应一种或多种处理气体；以及气体引导布置，所述气体引导布置设置在所述处理室中。所述气体引导布置在ICP源的纵向方向上延伸并且部分地围绕所述至少一个电感器。
[0008]在根据本专利技术的处理系统中，线性ICP源设置有气体引导布置，所述气体引导布置部分地围绕至少一个电感器。因此可产生朝向基板的具有较高速度的引导处理气体流。寄生沉积过程的风险(例如在处理气体入口的环境中)可通过具有高流动速度的引导流来降
低。当在沉积系统中使用时，可实现高沉积速率。ICP源可沿其纵向方向扩展，使得跨更大的基板宽度也可实现高处理均匀性。
[0009]每个电感器可包括一个管状导体。
[0010]每个电感器可被一个圆柱形绝缘体例如熔融石英圆柱体包围。
[0011]每个电感器可包括流过或围绕它的冷却流体以用于冷却。
[0012]每个电感器可以是线性电感器。
[0013]气体引导布置可包括一个或多个气体引导板。
[0014]气体引导布置可包括覆盖至少一个电感器和至少一个出口开口的气体罩。
[0015]所述气体罩包括出口，所述出口的垂直于所述ICP源的所述纵向方向的宽度B1至多为300mm、特别是至多200mm、特别是至多150mm、特别是至多130mm。
[0016]气体罩在其远离出口的上侧上可具有垂直于ICP源的纵向方向的另外的宽度B2，所述另外的宽度B2小于出口的宽度B1。
[0017]气体罩可具有在气体罩的竖直方向即背离基板的一侧上减小的内部宽度。
[0018]气体罩可在气体引导布置的中心平面中具有高度H以及具有垂直于ICP源的纵向方向的宽度B1的出口。出口的宽度B1与气体引导布置的高度的比率B1/H可小于1.0、特别是小于0.7、特别是小于0.6、特别是小于0.5。
[0019]气体罩在横向于ICP源的纵向方向上的窄配置可有效地降低寄生沉积过程的风险和/或实现高沉积速率。
[0020]供气装置可包括至少一个供气管，所述至少一个供气管在气体罩中沿ICP源的纵向方向平行于至少一个电感器延伸。
[0021]供气装置的出口开口和至少一个电感器可沿供气装置的中心平面彼此间隔开。
[0022]供气管的出口开口可定位在至少一个电感器上方，即与气体罩的出口隔开得更远。
[0023]至少一个电感器可包括第一电感器和第二电感器。
[0024]第一电感器可与第二电感器串联电连接，从而形成电感器回路。
[0025]第一电感器可与第二电感器并联电连接。
[0026]第一电感器和第二电感器可设置在气体引导布置的中心平面中。
[0027]通过多个电感器的这种布置，ICP源可被构造成具有垂直于ICP源的纵向方向测量的小宽度，从而有效地降低寄生沉积过程的风险和/或实现高沉积速率。
[0028]ICP源可包括与至少一个电感器耦接的发生器。
[0029]发生器可与至少一个电感器电连接或电磁连接。
[0030]ICP源可包括匹配电路，所述匹配电路可包括例如线圈和/或电容器，但不限于此。匹配电路可连接在发生器和至少一个电感器之间。
[0031]发生器可被配置为在H模式下操作ICP源。
[0032]发生器可包括HF或RF发生器。
[0033]发生器可被配置为在至少一个电感器中产生具有至少5m、优选地至少10m的波长的电波。
[0034]通过ICP源的这种配置，即使ICP源在其纵向方向上延伸超过1,000mm，也可实现高处理均匀性。
[0035]ICP源可被配置为产生具有至少10
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/m3、有利地至少10
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/m3的电子密度的等离子体。
[0036]ICP源可被配置用于在处理室中在0.1至1,000Pa、特别是0.1至500Pa、特别是0.1Pa至250Pa、特别是0.1Pa至200Pa、特别是1Pa至100Pa、特别是10Pa至100Pa范围内的压力下操作。
[0037]处理系统可包括用于处理气体的气体分配器，其中气体引导布置包括用于气体分配器的屏蔽。
[0038]屏蔽可包括沿气体引导布置延伸的出口狭缝或沿ICP源的纵向方向设置的一系列孔。
[0039]所述出口狭缝或所述孔可具有至多40mm、特别是至多25mm、特别是至多10mm的宽度。
[0040]所述气体分配器可包括具有出口开口直径的多个出口开口，其中所述出口开口直径与所述气体分配器的直径的比率可为至多0.5、特别是至多0.1。
[0041]气体引导布置抑制紧邻出口开口的寄生涂层。由气体引导布置产生的前体气体的速度抵消例如激发的前体在出口开口方向上的反向扩散，因此减少了紧邻气体分配器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理系统，其包括：处理室(101)，所述处理室(101)用于处理至少一个基板；以及电感耦接等离子体源ICP源(120、120')，所述ICP源(120、120')具有纵向方向，其中所述ICP源(120、120')包括：至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)，所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)沿所述ICP源(120、120')的所述纵向方向延伸；用于一种或多种处理气体的供气装置(141、142)，所述供气装置(141、142)具有至少一个出口开口，所述至少一个出口开口被配置为沿所述ICP源(120、120')的所述纵向方向供应所述一种或多种处理气体；以及设置在所述处理室(101)中的气体引导布置(150)，所述气体引导布置(150)沿所述ICP源(120、120')的所述纵向方向延伸并且部分地围绕所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)。2.如权利要求1所述的处理系统，其中所述气体引导布置(150)包括气体罩(151)，所述气体罩(151)与所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)以及所述供气装置(141)的所述至少一个出口开口重叠。3.如权利要求2所述的处理系统，其中所述气体罩(151)包括出口(152)，所述出口(152)的垂直于所述ICP源(120、120')的所述纵向方向的宽度B1至多为300mm、特别是至多200mm、特别是至多150mm、特别是至多130mm。4.如权利要求3所述的处理系统，其中所述气体罩(151)在其远离所述出口(152)的上侧上具有垂直于所述ICP源(120、120')的所述纵向方向的另外的宽度B2，所述另外的宽度B2小于所述出口(152)的所述宽度B1。5.如权利要求2至4中任一项所述的处理系统，其中所述气体罩(151)的内部宽度沿所述气体罩(151)的高度方向(119)减小。6.如权利要求2至5中任一项所述的处理系统，其中所述气体引导布置(150)在所述气体引导布置(150)的中心平面中具有高度H以及具有垂直于所述ICP源(120、120')的的所述纵向方向的宽度B1的出口(152)，其中所述出口(152)的宽度B1与所述气体引导布置(150)的所述高度H之间的比率B1/H小于1.0、特别是小于0.7、特别是小于0.6、特别是小于0.5。7.如权利要求2至6中任一项所述的处理系统，其中所述供气装置(141、142)包括至少一个供气管(141、142)，所述至少一个供气管(141、142)在气体罩(151)中沿所述ICP源(120、120')的所述纵向长度平行于所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)延伸。8.如前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中所述供气装置(141、142)的所述出口开口和所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)沿所述供气装置(141、142)的中心平面(160)彼此间隔开，其中优选地，供气管(141)的所述出口开口定位在所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)上方。9.如前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)包括第一电感器(130a)和第二电感器(130b、130c)。10.如权利要求9所述的处理系统，其中所述第一电感器(130a)与所述第二电感器(130b)串联电连接。
11.如权利要求9所述的处理系统，其中所述第一电感器(130a)与所述第二电感器(130b)并联电连接。12.如权利要求9至11中任一项所述的处理系统，其中所述第一电感器(130a)和所述第二电感器(130b)设置在所述气体引导布置(150)的中心平面(160)中。13.如前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中所述ICP源(120、120')包括与所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)耦接的发生器(106)。14.如权利要求13所述的处理系统，其中所述发生器(106)被配置为在H模式下操作所述ICP源(120、120')。15.如权利要求13或14所述的处理系统，其中所述发生器包括HF或RF发生器(106)。16.如权利要求13至15中任一项所述的处理系统，其中所述发生器(106)被配置为在所述至少一个电感器(130；130a、130b；130a、130b、130c)中产生具有至少5m、优选地至少10m的波长的电波。17.如前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中所述ICP源(120、120')被配置为产生具有至少10
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克，
申请(专利权)人：新格拉斯科技集团，
类型：发明
国别省市：