用于等离子体处理的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于等离子体处理的装置，所述装置包括：用于等离子体处理的室和至少一个用于提供射频感应场的感应线圈，所述感应线圈与所述室相邻。其还包括所述感应线圈的与射频电源连接的一个末端；所述感应器的另一个末端，该另一个末端是端部开口的；以及所述感应线圈的接地端，该接地端基本上位于所述感应线圈的中心位置。

【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用于等离子体处理的装置和方法。[
技术介绍
]感应耦合等离子体(ICP)源通过感应磁场产生感应等离子体，转而产生环形(漩涡)电场加速电子，以电离工艺气体和支持等离子体放电。感应等离子体通常的特征是具有中到高的等离子体(电子和/或离子)密度和低水平的射频(RF)势能波动。在感应等离子体中进行的等离子体化学工艺快速并且对半导体晶片和器件的离子伤害低。相比于电容耦合等离子体(CCP)源，设计良好的感应放电在明显更宽范围的放电条件(例如，气体压力和功率)中操作。在本领域中已知的是，高功率(达到几千瓦)感应器携带约几十安培的数量级的高RF电流。根据欧姆定律，这样的电流产生沿着感应器分布的达到几千伏特的高RF电压，这导致感应器显示电容性质。因此，这些感应器也可以被认为是与等离子体相互作用的电容性电极。不可避免地，产生来自那些高电压感应器的寄生RF电容性电流，或该寄生RF电容性电流被辐照到放电等离子体中，从而产生等离子体电势的RF波动。RF波动对于等离子体处理特别有害，原因在于对产品晶片的电损害和在处理室中产生寄生RF电容性等离子体或RF鞘(sheath)。来自感应器的寄生电容性电流是等离子体和处理不均匀性、对处理室(例如，形成电弧)和产品晶片的几种损害、以及RF功率损耗明显增加的主要原因。美国专利5,965,034公开了特别作为螺旋形谐振器的自平衡感应器，它可以产生由正反相RF电压构成的推挽式电压。根据RF推挽式构造，在等离子体中产生正反相电容性电流，它们基本上相互抵消，因而消除了电容问题。尽管如此，由于谐振的阻抗匹配要求，螺旋形谐振器必须适合处在激发频率的电波长(electrical wavelength)。在紧凑的低纵横比(多少有些-->扁平)的高密度等离子体反应器的有限空间中，难于建立有效的自谐振感应器。因此，需要开发固有的(自身)平衡的感应等离子体源，它将不需要在谐振时激发。[
技术实现思路
]本专利技术公开了一种用于等离子体处理的装置，所述装置包括：用于等离子体处理的室；至少一个用于提供射频感应场的感应器，该感应器与所述室相邻；所述感应器的与射频电源连接的一个末端；所述感应器的另一个末端，该另一个末端是端部开口的；以及所述感应器的接地端，该接地端基本上位于所述感应器的中心位置。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述感应器相对于中心位置是电容性对称的。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中：由在一个末端和接地端之间的感应器所产生的等离子体的电容与在接地端和另一个末端之间感应器的等离子体的电容是基本上相同的。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述感应器相对于中心位置是几何对称的。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述感应器是圆柱形螺旋线圈(螺旋线)。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述感应器是游丝形线圈(flat spiral coil)。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述室是圆顶状的，并且所述感应器是圆顶状的螺旋线圈。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中提供多个所述感应器。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述室包括由电介质或半导体材料制成的平顶。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中所述平顶具有至少一对的内环形槽和外环形槽，所述外环形槽与所述内环形槽共轴并且相邻。-->本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中每一个所述感应器都插入在每一个外环形槽中。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中每一个射频电源都由每一个分开的独立控制的RF发生器提供。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中在所述内槽的上底部上穿透多个气体进口，用于给内槽提供工艺气体。本专利技术的一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，其中每一个射频电源都通过具有功率分配器的单一RF发生器提供。本专利技术的另一个任选方面提供一种用于等离子体处理的装置，所述装置包括：用于等离子体处理的圆柱形室；用于将工艺气体引入到所述圆柱形室内的气体进口；至少一个用于提供射频感应场的感应线圈，所述感应线圈是圆柱形螺旋体，并且毗连地包围所述圆柱形室的一部分；所述感应线圈的与射频电源连接的末端；所述感应线圈的另一个末端，所述另一个末端是端部开口的；以及所述感应线圈的接地端，所述接地端位于所述感应线圈的几何中心位置。本专利技术公开了一种用于等离子体处理的方法，所述方法包括通过这样的装置产生等离子体，以及在所述室中通过使用所述等离子体处理工件，所述这样的装置包括：用于等离子体处理的室；至少一个用于提供射频感应场的感应器，该感应器与所述室相邻；所述感应器的与射频电源连接的一个末端；所述感应器的另一个末端，该另一个末端是端部开口的；以及所述感应器的接地端，该接地端基本上位于所述感应器的中心位置。从下面的优选非限制性示例实施方案的详细描述，结合附图和后附权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点对于本领域的技术人员将是明显的。[附图说明]应当理解，使用附图的目的只是为了示例性说明而不是限定本专利技术的范围。在整个公开内容中，措辞“示例性”被专有地用于指“用作实例、举例或说明的作用”。被描述作为“示例性”的任何实施方案不一定被认为相对于其它实施方案是优选的或有利的。-->关于附图，在所有附图中，相同的附图标记表示相应的部件。[图1]图1是根据第一实施方案的用于等离子体处理的装置的示例性横截面图；[图2]图2是感应线圈和感应室的示例性侧视图；[图3]图3是感应线圈和感应室的示例性顶视图；[图4]图4是装配有游丝形感应线圈的用于等离子体处理的装置的示例性透视图；[图5]图5是装配有圆顶状感应线圈的用于等离子体处理的装置的示例性横截面图；[图6]图6是具有凹槽的平顶的示例性横截面透视图；[图7]图7是多个感应线圈的示例性电路图；[图8]图8是多个感应线圈的示例性电路图；以及[图9]图9是显示稳定ICP放电的电压范围的示例性曲线图。[具体实施方式]下面结合附图进行的详细描述意图是作为本专利技术的当前优选实施方案的描述，而不是表示可以构造和/或利用本专利技术的唯一形式。(a)第一实施方案图1是根据本专利技术的等离子体处理装置的简化横截面图的示例性说明。等离子体处理装置100包括与处理室104连接的感应室101，因此可以将工艺气体从气体进口108提供给工件106。处理室104装配有底座105，-->所述底座105是温度稳定化的衬托器或静电卡盘(ESC)，并且与受控的偏压RF电源107连接。图2是感应室101和感应线圈102(图1中所示)的侧视图的示例性说明。在该图中，感应室101具有示例性的圆柱形构造。应当指出，感应室101可以是其它形状或几何结构的构造，其几个非限制性实例包括平顶、截棱锥、矩形等。取决于所述等离子体处理应用，选择所述室构造以在底座105上方产生均匀实体密度，从而为处理的均匀性提供高密度的实体(即，蚀刻剂物种)。感应室101由电介质或半导体材料比如石英、陶瓷、硅或其它合适材料制成。所述室101和104还包括带有聚焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子体处理的装置，所述装置包括：　用于等离子体处理的室；　至少一个用于提供射频感应场的感应器，所述感应器与所述室相邻；　所述感应器的与射频电源连接的一个末端；　所述感应器的另一个末端，所述另一个末端是端部开 口的；以及　所述感应器的接地端，所述接地端基本上位于所述感应器的中心位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-11-29 11/606,8131.一种用于等离子体处理的装置，所述装置包括：用于等离子体处理的室；至少一个用于提供射频感应场的感应器，所述感应器与所述室相邻；所述感应器的与射频电源连接的一个末端；所述感应器的另一个末端，所述另一个末端是端部开口的；以及所述感应器的接地端，所述接地端基本上位于所述感应器的中心位置。2.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述感应器相对于所述中心位置是电容性对称的。3.如权利要求2中所述的用于等离子体处理的装置，其中：由所述感应器在一个末端和所述接地端之间产生的等离子体的电容与由所述感应器在所述接地端和另一个末端之间的等离子体的电容基本上相同。4.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述感应器相对于所述中心位置是几何对称的。5.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述感应器是圆柱形螺旋线圈。6.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述感应器是游丝形线圈。7.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述室是圆顶状的，并且所述感应器是圆顶状的螺旋线圈。8.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：提供多个所述感应器。9.如权利要求1中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述室包括由电介质或半导体材料制成的平顶。10.如权利要求9中所述的用于等离子体处理的装置，其中：所述平顶具有至少一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治维诺格拉多夫，弗拉基米尔梅纳加里什维利，
申请(专利权)人：FOI股份公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]