对称等离子体处理室制造技术

本发明专利技术提供一种对称等离子体处理室。本发明专利技术实施例提供允许极其对称的电、热和气体传导通过室的室设计。通过提供这种对称，形成在室内的等离子体自然地在设置在室的处理区域中的衬底的表面上具有改进的均匀性。这种改进的对称性以及其他室的附加情况（诸如提供操纵上下电极之间以及在气体入口和被处理的衬底之间的间隙的能力）相较于传统的系统允许对等离子体处理和均匀性更好的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于制造其中等离子体被施加在电极之间的RF功率激发的衬底的等离子体处理设备。更具体地，本专利技术涉及为改进的等离子体均匀控制而提供电、气体流和热对称的等离子体处理室。
技术介绍
诸如平板显示器和集成电路的电子装置通过一系列处理步骤来制造，其中，层沉积在衬底上，并且沉积的材料被蚀刻为期望的图案。处理步骤通常包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD (PECVD)和其他等离子体处理。具体地，等离子体处理要求将处理气体混合物供应到真空处理室，并施加电或者电磁功率(RF功率)以将处理气体激发到等离子体状态。等离子体将气体混合物分解成执行期望的沉积或者蚀刻处理的离子颗粒。等离子处理遇到的一个问题是与在处理过程中在衬底的表面上建立均匀的等离子体密度相关的困难，这会导致在衬底的中心和边缘区域之间不均匀的处理。建立均匀等离子体密度的困难的一个原因涉及由于物理处理室设计的不对称而造成的固有的电、气流和热差异(skew)。这种差异不仅造成固有地、方位角的、非均匀等离子体密度，而且还难以使用其他处理变量或者“旋钮”来控制中心到边缘的等离子体均匀性。因而，存在对提高电、气流和热对称性以提高等离子体均匀控制的等离子体处理设备的需要。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，提供一种等离子体设备，包括盖组件和室体，其围成处理区域。衬底支撑组件设置在室体中。盖组件包括:上电极，其具有一个或多个流体入口和一个或多个流体出口 ；多个导电配件，其中一个导电配件耦合到一个或多个流体入口和一个或多个流体出口中的各一者；以及多个导电塞，其耦合到上电极，其中，导电配件和导电塞围绕衬底支撑组件的中心轴线对称布置。在另一实施例中，用于等离子体处理设备的盖组件包括:上电极，其具有一个或多个流体入口和一个或多个流体出口 ；多个导电配件，其中一个导电配件耦合到一个或多个流体入口和一个或多个流体出口中的各一者；以及多个导电塞，其耦合到上电极，其中，导电配件和导电塞围绕上电极的中心轴线对称布置。在另一实施例中，等离子体设备包括:盖组件和室体，其围成处理区域。衬底支撑组件设置在室体中。盖组件包括:上电极，其具有一个或多个流体入口和一个或多个流体出口 ；多个导电配件，其中一个导电配件耦合到一个或多个流体入口和一个或多个流体出口中的各一者；以及多个导电塞，其耦合到上电极，其中，导电配件和导电塞围绕衬底支撑组件的中心轴线对称布置。排气组件与室体限定抽真空区域，其中，室体包括围绕衬底支撑组件的中心轴线对称设置并将处理区域与抽真空区域流体连接的多个通道。附图说明以本专利技术以上所述的特征能被详细理解的方式，通过参照实施例，对以上简要概括的本专利技术进行更具体地描述，实施例的一部分图示在附图中。然而，要注意，附图仅仅图示本专利技术的典型实施例，因而不能认为限制其范围，因为本专利技术允许其他等同的实施例。图1是根据本专利技术的一个实施例的等离子体处理设备的示意横截面视图。图2是图1的处理设备的上电极的示意顶视图。图3A是设置在室体的上部内包围图1的处理设备的处理区域的上衬里组件的示意等距视图。图3B是室体和上衬里组件的一部分的局部、横截面视图。图4是沿着图1所示的线4-4所取的处理设备的示意视图。图5是延伸通过图1的处理设备的进出管的布局的示意描述。具体实施例方式如之前提及，传统的等离子体系统的问题是由于室的不对称而难以提供均匀等离子体密度。本专利技术的实施例通过提供允许极其对称的电、热和气流传导通过室的室设计而缓解此问题。通过提供这种在室内形成的对称、等离子体，已经提高了设置在室的处理区域中的衬底的表面上均匀性。此外，其他室的附加情况，诸如提供操纵上下电极之间以及气体入口和被处理的衬底之间的间隙的能力，与传统的系统相比提供能更好地控制等离子处理和均匀性的大的处理窗。图1是根据本专利技术的一个实施例的等离子体处理设备100的示意横截面视图。等离子体处理设备100可以是等离子体蚀刻室、等离子体增强化学气相沉积室、物理气相沉积室、等离子体处理室、离子植入室或者其他适合的真空处理室。如图1所示，等离子体处理设备100 —般包括室盖组件110、室体组件140和排气组件190，它们一起围成处理区域102和抽真空区域104。在实践中，处理气体引入到处理区域102中，并使用RF功率点燃成等离子体。衬底105定位在衬底支撑组件160上，并暴露到在处理区域102中产生的等离子体，以在衬底105上执行等离子体处理，诸如蚀刻、化学气相沉积、物理气相沉积、植入、等离子体退火、等离子体处理、除尘或者其他等离子体处理。通过排气组件190在处理区域102中维持真空，该排气组件190通过抽真空区域104从等离子体处理去除已经使用的处理气体和副产品。盖组件110 —般包括从室体组件140隔离并被室体组件140支撑的上电极(或者阳极)和包围上电极112的室盖114。图2是上电极112的示意顶视图。上电极112经由导电的气体入口管126而耦合到RF功率源103。导电的气体入口管126与室体组件140的中心轴线(CA)同轴，使得RF功率和处理气体对称设置。上电极112包括附接到传热板118的喷头板116。喷头板116、传热板118和气体入口管126都由诸如铝或者不锈钢的RF导电材料制成。喷头板116具有中心歧管120和一个或者多个外部歧管122。一个或者多个外部歧管122包围中心歧管120。中心歧管120通过气体入口管126接收来自气体源106处理气体，并将接收到的处理气体通过多个气体通道121而分配到处理区域102的中心区域。一个或多个外部歧管122从气体源106接收处理气体，该气体可以是与在中心歧管120中接收到的气体相同或者不同的混合物。一个或多个外部歧管122然后将所接收到的处理气体通过多个气体通道123而分配到处理区域102的外部。歧管120、122具有足够的体积以用作增压室，使得均匀的压力提供到与各个歧管120、122相关的每个气体通道121。喷头板116的双歧管构造允许提高对气体输送到处理区域102中的控制。例如，提供到处理区域102的中心部分因而提供到位于其中的衬底105的中心部分的处理气体可以以与提供到处理区域102的外部因而衬底105的外部的处理气体不同的流速和/或压力引入。与传统的单歧管版本相反，多歧管喷头板116能够增强对处理结果的中心到边缘的控制。参照图1和图2可见，来自气体源的处理气体通过入口管127输送到围绕入口管126共心地设置的环形歧管128。处理气体从环形歧管128通过多个气体管129输送到一个或多个外部歧管122。在一个实施例中，环形歧管128包括回归气体路径以确保气体从环形歧管128平均地流入气体管129中。环形歧管128和气体管129由诸如铝或者不锈钢的导电材料制造。因而，环形歧管128和气体管129可以影响RF电流的对称性，造成上电极112提供的电场的差异，潜在地造成处理区域102内等离子体均匀性的效果。为了防止电场中的这种差异，气体管129绕竖直延伸通过处理设备100的中心轴线(CA)对称地定位。因而，气体管129以等角度(A)从中心定位的环形歧管128延伸，以输送处理气体通过冷却板118，并进入到外部歧管122中。例如，图2中所示的实施例描述了1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理设备，包括：盖组件和室体，其围成处理区域；以及衬底支撑组件，其设置在所述室体中，其中，所述盖组件包括：上电极，其具有一个或多个流体入口和一个或多个流体出口；多个导电配件，其中一个所述导电配件耦合到所述一个或多个流体入口和所述一个或多个流体出口中的各一者；以及多个导电塞，其耦合到上电极，其中，所述导电配件和所述导电塞围绕所述衬底支撑组件的中心轴线对称布置。

【技术特征摘要】
2011.10.05 US 61/543,5651.一种等离子体处理设备，包括: 盖组件和室体，其围成处理区域；以及 衬底支撑组件，其设置在所述室体中，其中，所述盖组件包括: 上电极，其具有一个或多个流体入口和一个或多个流体出口； 多个导电配件，其中一个所述导电配件耦合到所述一个或多个流体入口和所述一个或多个流体出口中的各一者；以及 多个导电塞，其耦合到上电极，其中，所述导电配件和所述导电塞围绕所述衬底支撑组件的中心轴线对称布置。2.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中，所述导电塞和所述导电配件由相同材料构成。3.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中，所述导电塞具有与所述导电配件基本相同的尺寸和形状。4.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中，所述导电塞和所述导电配件一同限定了以所述衬底支撑组件的中心轴线为中心的环形阵列。5.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中，所述上电极包括喷头板和传热板。6.根据权利要求5所述的等离子体处理设备，其中，所述传热板具有布置在其中的多个流体通道，所述多个流体通道与所述一个或多个流体入口和所述一个或多个流体出口流体连通。7.根据权利要求5所述的等 离子体处理设备，其中，所述喷头板具有构造成将处理气体分配到所述处理区域中的中心歧管和构造成将处理气体分配到所述处理区域中的一个或者多个外部歧管。8.根据权利要求7所述的等离子体处理设备，其中，所述盖组件还包括环形歧管，其经由多个气体管耦合到所述一个或者多个外部歧管，所述气体管围绕所述衬底支撑组件的中心轴线对称地布置。9.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，还包括: 第一致动装置，其耦合到所述衬底支撑组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·D·卡达希，哈密迪·塔瓦索里，阿吉特·巴拉克利斯纳，陈智刚，安德鲁·源，道格拉斯·A·小布什伯格，卡尔蒂克·贾亚拉曼，沙希德·劳夫，肯尼思·S·柯林斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：