CN102473629A - 通过重力引起的气体扩散分离(gigds)技术来控制等离子体产生 - Google Patents
通过重力引起的气体扩散分离(gigds)技术来控制等离子体产生 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102473629A CN102473629A CN2010800358098A CN201080035809A CN102473629A CN 102473629 A CN102473629 A CN 102473629A CN 2010800358098 A CN2010800358098 A CN 2010800358098A CN 201080035809 A CN201080035809 A CN 201080035809A CN 102473629 A CN102473629 A CN 102473629A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- lighter
- during
- new
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 473
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 1075
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 420
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 248
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 157
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 140
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 140
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 118
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 34
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 16
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N [C].[F] Chemical class [C].[F] PRPAGESBURMWTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 2
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 963
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 53
- 230000008859 change Effects 0.000 description 40
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 235000019994 cava Nutrition 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005389 semiconductor device fabrication Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
- H01L21/32137—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas of silicon-containing layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及通过重力引起的气体扩散分离(GIGDS)技术来控制等离子体产生。本发明可以提供一种使用由重力引起的气体扩散分离技术而引起的等离子体分离来处理衬底的设备和方法。通过增加或使用包括具有不同重力(即，气体成分的分子量与基准分子重之间的比例)的惰性和处理气体的气体，可以形成双区或多区等离子体，其中，一种气体可以被高度限制到等离子体产生区域附近并且另一种气体可以由于相异重力引起的扩散而从上述气体极大地分离，并且被限制到相比于上述气体更加接近晶片处理区域。
Description
技术领域
本发明涉及使用重力引起的气体扩散分离(GIGDS)技术控制的等离子体产生系统。
背景技术
通常，在半导体处理期间，等离子体蚀刻工艺被用来沿着在半导体衬底上形成图案的精细的线或者在通孔或触点内移除或蚀刻材料。等离子体蚀刻工艺通常涉及将具有层叠的图案的保护层(例如光刻胶层)的半导体衬底定位在处理室中。此外，在半导体处理期间，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺可以被用来沉积材料，来填充在半导体衬底上形成图案的沟槽、通孔和/或触点。
例如，在等离子体蚀刻工艺中，一旦衬底被定位在室内，可电离的、可离解的气体混合物可以以预先规定的流速引入室内，同时真空泵被节流以实现环境处理压力。之后，在气体粒子存在的部分在与充能电子碰撞之后离子化时形成等离子体。此外，热电子用来将气体粒子的混合物中的一些粒子离解并且产生适合于暴露表面蚀刻化学反应的(一种或多种)反应粒子。一旦形成等离子体，衬底的任何暴露的表面由等离子体蚀刻。该工艺被调整以实现最优的条件，包括期望反应物的适当浓度以及离子数，以蚀刻衬底的暴露区域中的各种特征(例如，沟槽、通孔触点等)。在需要进行蚀刻的位置处的这种衬底材料例如包括二氧化硅(SiO2)、多晶硅和氮化硅。
传统地，各种技术已经被应用来将气体激发为等离子体，来在半导体装置制作期间如上所述地处理衬底。特别地，电容地耦合的等离子体(CCP)处理系统或感应地耦合的等离子体(ICP)处理系统(“平行板”)已经通常被用于等离子体激发。在其他类型的等离子体源中，存在微波等离子体源(包括利用电子回旋共振(ECR)的那些微波等离子体源)、表面波等离子体(SWP)源和螺旋波等离子体源。
SWP源已知为提供改善的等离子体处理性能，特别是用于蚀刻工艺、过CCP系统、ICP系统和共振加热的系统。SWP源产生在相对更低的波尔兹曼电子温度(Te)下产生高度的电离。此外，SWP源通常产生具有减小的分子离解的等离子体，其富含电激发分子粒子。然而，实际实施的SWP源仍然受到许多缺陷，例如包括等离子体稳定性和不均匀性。
在当前的半导体工艺中，带负电的气体(例如，O2、NO、N2O、Cl2、HBr、F2、SxFy、CxFy、CxFyHz或它们的混合物等)通常被添加到带正电的气体(诸如N2)或惰性气体(例如，氩气)中来用于蚀刻、沉积和清洁。由于带正电的电离(产生正离子和电子)和带负电的电离(产生正离子和负离子以及少量的电子)之间的相互作用，电子附着和电子脱离之间的平衡可能不能继续。与其他已知或未知的原因一起，使用带负电气体和带正电气体的混合物产生等离子体具有与工艺控制和质量相关的问题和难题。
不稳定性可能是等离子体源的问题。例如，等离子体产生可能是不稳定的，并且这种不稳定可能表现为等离子体“闪烁”，或者当使用带负电的气体和带正电的气体的混合物时，等离子体源可能不能够在特定工艺条件下进行调整。不稳定问题可能通过限制工艺窗口、影响等离子体均匀性、通过增加稳定时间来减小生产率而影响工艺性能，或者可以甚至引起装置故障等。
电磁(EM)辐射可能在等离子体源中是个问题。例如，在增加一种或多种带负电气体时等离子体中的电子密度减低。因此，EM波将不会由等离子体(等离子体电子)阻挡，并且EM波将会传播到晶片区域，或者具有安装到等离子体室的敏感装置的区域。这种EM辐射可能损害晶片，由此使得装置和工艺故障，或者不利地影响安装到等离子体室的敏感装置。因此，等离子工艺必须被限制到电子过密集条件，诸如更高的功率或压力的具体范围，并且这限制了工艺窗口并且增加了能量消耗。
不均匀性可能是等离子体源中的另一个示例性问题。在一些情况下，因为带负电的放电强烈地依赖于电场强度，所以电子密度和离子密度可能不均匀。例如，根据压力、带负电气体与带正电气体的分压(或流速比率)和功率，可能存在具有非常低的电子密度的强带负电的放电，或者可能存在具有非常低的负离子密度的全部带正电放电，或者可能存在可以在两种极端情况之间的其他类型的放电。如果在等离子体产生区域处，电场没有均匀地分布，那么不均匀地分布的带负电的放电区域和带正电的放电区域可以引起不均匀的电子密度和离子密度。该不均匀性也可能影响等离子体稳定性。
当在等离子体-电介质界面附近产生等离子体时，腐蚀和污染问题也可能存在于等离子体源中。反应和腐蚀性的带负电气体或其他处理气体使得电介质板通过化学反应和/或通过物理溅射而腐蚀和污染。这不仅引起了等离子体产生和控制的问题，并且也减小了电介质板的寿命，并且需要额外的板清洁处理和/或替换。此外，该腐蚀和污染将会增加可能引起装置/晶片故障的粒子密度。
以上仅为通过在等离子体处理室中增加带负电气体或其他处理气体而引起的几种问题的示例。问题不局限于这些示例，并且不局限于微波等离子体源，这意味着这些问题可能与任何等离子体源和工艺相关。
发明内容
本发明涉及使用重力引起的气体扩散分离(Gravity-Induced Gas-Diffusion Separation)(GIGDS)技术控制的等离子体产生系统。
基本概念是通过重力引起的气体扩散分离技术来控制等离子体产生。通过增加或使用包括具有不同重力(即，气体成分的分子量与基准分子重之间的比例)的惰性和处理气体的气体，可以形成双区或多区等离子体，其中，一种气体可以被高度限制到等离子体产生区域附近，并且另一种气体可以由于相异重力引起的扩散而与上述气体极大地分离、并且被限制到相比于上述气体更加接近晶片处理区域。这里，一种气体不仅意味着一个气体，并且也意味着多个气体的混合物，并且混合物可以包括带正电的放电气体或带负电的放电气体。相同的含义可以应用到另一种气体。在发生混合时，相同的气体可以被使用或者不同的气体可以被使用。此外，通常在不同种类的气体之间不存在明显的边界，并且可能在一个或多个不同区域发生混合。在许多示例中，带正电的气体通常对于大部分应用被优选地限制在等离子体产生(电源)区域附近，因此可以有效地阻挡(吸收)由于如微波等离子体源中的高电子密度所引起的EM辐射。
这里涉及的重力引起的气体扩散分离控制(Gravity-Induced Gas-Diffusion Separation-Controlled)(GIGDSC)的等离子体处理系统和重力引起的气体扩散分离(GIGDS)技术可以应用到任何种类的等离子体产生方法、任何种类的等离子体源和任何种类的等离子体处理。例如，作为示例，GIGDSC等离子体处理系统可以包括射频(RF)源、CCP源、ICP源、微波辐射线缝隙天线(RLSA)等离子体源、表面波等离子体源、微波电子回旋共振(ECR)源等。在下文中，一种或多种表面波等离子体作为代表来陈述本发明的新颖性和概念。然而，本发明应当覆盖使用这里描述的方法和概念的任何种类的等离子体源、等离子体产生方法和等离子体处理。
这里提供了使用由重力引起的气体扩散分离技术控制的等离子体产生的GIGDSC等离子体处理系统来作为实力型半导体处理系统。此外，GIGDS技术可以被应用到任何种类的等离子体源、任何种类的等离子体产生方法和任何种类的等离子体处理，包括用于半导体处理的那些，例如，RF、CCP、ICP、微波RLSA等离子体、表面波等离子体、微波ECR等等。在下文中，表面波等离子体作为代表来陈述本发明的新颖性和概念。然而，本发明应当覆盖使用这里描述的GIGDSC等离子体处理系统和方法的任何种类的等离子体源、等离子体产生方法和等离子体处理。基本概念是使用重力引起的气体扩散分离技术来控制等离子体产生。通过增加或使用包括具有不同重力的惰性和处理气体的气体，可以形成双区或多区等离子体，其中，一种气体可以被高度限制到等离子体产生区域附近，并且另一种气体可以由于相异重力引起的扩散而与上述气体极大地分离、并且被限制到相比于上述气体更加接近晶片处理区域。这里，一种气体不仅意味着一个气体，并且也意味着多个气体的混合物，并且混合物可以包括带正电的放电气体或带负电的放电气体。相同的含义可以应用到另一种气体。在发生混合时，相同的气体可以被使用或者不同的气体可以被使用。此外，通常在不同种类的气体之间不存在明显的边界，并且可能在一个或多个不同区域发生混合。在许多示例中，带正电的气体通常对于大部分应用被优选地限制在等离子体产生(电源)区域附近，因此可以有效地阻挡(吸收)由于如微波等离子体源中的高电子密度所引起的EM辐射。
在一些实施例中，使用了表面波等离子体(SWP)源。SWP源包括电磁(EM)波发射器，该电磁(EM)波发射器构造为通过在与等离子体相邻的EM波发射器的面向等离子体表面上产生表面波、来将期望EM波模式的EM能量耦合到等离子体。EM波发射器包括具有多个缝隙的缝隙天线。多个缝隙被构造为将来自缝隙天线上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域。电介质板或共振板定位在第二区域中并且具有包括EM波发射器的面向等离子体表面的下表面。SWP源还包括第一凹陷和第二凹陷，第一凹陷被构造为形成在面向等离子体表面中，第二凹陷被构造为形成在面向等离子体表面中，其中，第一凹陷被构造为基本与多个缝隙中的缝隙的第一布置对准，并且第二凹陷被构造为与多个缝隙中的缝隙的第二布置部分地对准或者与多个缝隙中的缝隙的第二布置不对准。功率耦合系统被耦合到EM波发射器并且被构造为将EM能量提供给EM波发射器来形成等离子体。
根据其他实施例，使用了其他表面波等离子体(SWP)源。SWP源包括电磁(EM)波发射器，该电磁(EM)波发射器构造为通过在与等离子体相邻的EM波发射器的面向等离子体表面上产生表面波、来将期望EM波模式的EM能量耦合到等离子体。EM波发射器包括具有多个缝隙的缝隙天线和共振板，多个缝隙被构造为将来自缝隙天线上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，共振板定位在第二区域中并且具有包括EM波发射器的面向等离子体表面的下表面。第一凹陷构造形成在面向等离子体表面中，其中，第一凹陷构造为基本与多个缝隙中的缝隙的第一布置对准。此外，提供了用于将处理空间中的等离子体的压力稳定在从约10mtorr到约1torr的装置，其中，用于稳定等离子体的装置形成在共振板的面向等离子体表面中。此外，SWP源包括功率耦合系统，该功率耦合系统耦合到EM波发射器、并构造为向EM波发射器提供EM能量来形成等离子体。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的、重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理系统的简化示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的另一个GIGDSC等离子体处理系统的简化示意图；
图3示出了可以用在根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统中的表面波等离子体(SWP)源的简化示意图；
图4示出了根据本发明的实施例的电磁(EM)波发射器的简化截面图；
图5A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图5B示出了图5A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图6A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图6B示出了图6A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图7A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图7B示出了图7A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图8A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图8B示出了图8A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图9A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图9B示出了图9A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图10A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图10B示出了图10A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图11A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图11B示出了图11A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图12A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；
图12B示出了图12A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图；
图13A示出了根据本发明的实施例的示例处理数据，并且图13B示出了与图13A相关的一组处理条件和处理结果；
图14A示出了根据本发明的实施例的示例闪烁抑制数据，并且图14B示出了与图14A相关的一组处理条件和处理结果；
图15A示出了根据本发明的实施例的示稳定数据，并且图15B示出了与图15A相关的一组处理条件和处理结果；
图16A示出了根据本发明的实施例的示例稳定数据，并且图16B示出了与图16A相关的一组处理条件和处理结果；
图17A示出了根据本发明的实施例的示例稳定数据，并且图17B示出了与图17A相关的一组处理条件和处理结果；
图18A示出了根据本发明的实施例的示例闪烁抑制数据，并且图18B示出了与图18A相关的一组处理条件和处理结果；
图19A示出了根据本发明的实施例的示例阻挡数据，并且图19B示出了与图19A相关的一组处理条件和处理结果；
图20A示出了根据本发明的实施例的示例均匀性数据，并且图20B示出了与图20A相关的一组处理条件和处理结果；
图21示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的示例流程图；
图22示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的另一个示例流程图；
图23示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的另一个示例流程图；以及
图24示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的另一个示例流程图。
具体实施方式
在各种实施例中公开了重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理系统和用于控制等离子体产生的技术。然而，本领域技术人员将会认识到可以在不具有一个或多个具体细节的情况下或者可以在具有其他替换和/或附加方法、材料或组件的情况下，实施各种实施例。在其他情况下，公知的结构、材料或操作没有具体示出或描述，以避免本发明的各种实施例的方面。
类似地，为了解释的目的，陈述了具体的数目、材料和构造，以提供对本发明的透彻理解。此外，本发明也可以在不具有具体细节的状态下实施。此外，理解附图中示出的各种实施例是为了示意性目的并且不一定按照比例绘制。
在本发明中提到的“一个实施例”或“实施例”及其变化意味着结合实施例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本发明的至少一个实施例中，但是不表明它们存在于每个实施例中。因此，在本说明书全文中的各个位置中出现的诸如“一个实施例”或“实施例”的短语不一定指的是本发明的相同实施例。此外，具体特征、结构、材料或特性可以以一个或多个实施例中的任何合适方式结合。
但是，应当明白尽管解释了一般概念的发明性特征，但是包含在说明书中的特征也是具有发明性的特征。
现在参照附图，其中相似的附图标记表示在各个附图中相同或相应的部分。图1示出了根据本发明的实施例的、重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理系统的简化示意图。第一GIGDSC等离子体处理系统100可以包括第一GIGDSC等离子体处理子系统105、连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105的第一气体供应系统130、连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105的第二气体供应系统140、连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105的第三气体供应系统150、连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105的第四气体供应系统160、连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105的第一泵浦系统180、以及第一控制系统190，该第一控制系统190连接到第一GIGDSC等离子体处理子系统105、连接到第一气体供应系统130、连接到第二气体供应系统140、连接到第三气体供应系统150、连接到第一泵浦系统180和连接到第一压力控制系统181。例如，控制总线191可以被用来将第一控制系统190连接到第一GIGDSC等离子体处理系统100中的所需元件，如图1所示。或者，可能不需要一个或多个气体供应系统(130、140、150和160)。
第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括被构造为限定多个等离子体/处理空间(125a和125b)的第一处理室110。或者，一个或多个等离子体/处理空间(125a和125b)可以被不同地构造或者可能不需要。第一处理室110可以包括被构造为支撑第一衬底121的第一衬底保持件120。当第一处理室包括多个等离子体/处理空间(125a和125b)时，第一衬底121可以被暴露到等离子体或处理化学品中。
在一些实施例中，第一衬底保持件120可以被连接到接地。例如，当第一衬底121被夹持到衬底保持件120时，陶瓷静电卡盘(ESC)层可以将第一衬底121与接地的衬底保持件120绝缘。
第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括衬底温度控制系统128，该衬底温度控制系统128连接到第一衬底保持件120中的温度控制元件129、并且被构造为调整和控制第一衬底121的温度。可选择地，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括在第一处理室110的一个或多个壁中的温度控制元件(未示出)、和/或在第一GIGDSC等离子体处理子系统105内的任何其他组件。
为了改善第一衬底121与第一衬底保持件120之间的热传递，第一衬底保持件120可以包括可以连接到热控制系统124的一个或多个热传递元件122。例如，热传递元件122可以包括静电卡盘(ESC)电极(未示出)，该静电卡盘(ESC)电极可以被连接到热控制系统124中的卡盘电源并且可以被用于将第一衬底121附着到第一衬底保持件120的上表面。在一些实施例中，一个或多个热传递元件122可以被用来在接地时将第一衬底121从第一衬底保持件120隔离开。此外，热传递元件122还可以包括可以连接到热控制系统124中的背侧气体输送系统的背侧气体元件(未示出)。一个或多个热传递元件122可以被构造为将气体引入到第一衬底121的背侧，以改善第一衬底121与第一衬底保持件120之间的气体间隙热传导，并且在升高或减小温度时需要第一衬底121的温度控制。例如，热传递元件122可以包括双区(中央/边缘)背侧气体元件，并且氦气间隙压力可以在第一衬底121的中央和边缘之间独立地改变。
在一些实施例中，第一衬底保持件120可以包括电极127，通过该电极127，RF功率被耦合到等离子体处理空间125b中的处理等离子体。例如，第一衬底保持件120可以经由从RF产生器126向第一衬底保持件120中的电极127的RF功率发射而在RF电压下电偏置。在使用RF偏压时，RF偏压可以用于加热电子以形成和保持等离子体处理空间125b中的处理等离子体。RF产生器126的工作频率可以在从约0.1MHz到约100MHz的范围内。用于等离子体处理的RF系统也是本领域技术人员已知的。或者，RF功率可以在多个频率下被施加到衬底保持件或者可能不需要。在其他实施例中，DC功率可以被提供给电极127。
此外，第一衬底保持件120可以由延伸超过第一衬底保持件120的外周边缘的第一扰流构件123围绕。扰流构件123可以用于将由压力控制系统181输送的泵浦速度均匀地分布到第一处理室110的内部。扰流构件123可以由电介质材料(诸如石英或铝)制造。扰流构件123可以对于第一处理室110的内部中的等离子体提供与接地端的高RF阻抗。
在一些实施例中，可以使用五个传导性聚焦环106，并且第一传导性聚焦环106可以包括含有硅的材料并且可以被布置在第一衬底保持件120的顶部上。在一些示例中，第一传导性聚焦环106可以被构造为围绕电极127、热传递元件122和第一衬底121以改善在衬底边缘处的均匀性。在其他示例中，传导性聚焦环106可以包括能够用于调整第一衬底121的边缘温度的校正环部分(未示出)。或者，可以使用非传导性聚焦环。
此外，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括连接到第一处理室110的一个或多个第一处理传感器132。或者，第一处理传感器132的数目和位置可以不同。在各种实施例中，第一处理传感器132可以包括用于监视从第一处理室110中的等离子体发射的光的一个或多个光学装置。例如，可以使用一个或多个光学发射光谱(OES)传感器，并且OES数据可以被作为点火(ignition)数据、操作数据或终点数据使用。
第一处理传感器132可以包括用于监视和/或控制输入气体、处理气体和/或排出气体的气体传感装置。此外，第一处理传感器132可以包括压力传感器、温度传感器、电流和/或电压探测器、功率计、光谱分析仪或RF阻抗分析器，或者它们的任何组合。此外，第一处理传感器132可以包括这些传感器，它们与以下内容相关：氦背侧压力、氦背侧流动、静电卡盘(ESC)电压、ESC电流、衬底保持件温度(或更低的电极(LEL)温度)、冷却剂温度、DC传导偏压电极温度、前向RF功率、反射RF功率、电极DC偏压、RF峰峰电压、室壁温度、处理气体流速、处理气体分压、匹配网络设置、聚焦环厚度、RF小时、聚焦环RF小时以及它们的任何统计值。
此外，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括第一等离子体源115，该第一等离子体源115连接到第一处理室110，并且该第一等离子体源115被构造为在等离子体产生空间125a中形成第一等离子体、在等离子体处理空间125b中形成第二等离子体、或者其任何组合。第一等离子体源115可以包括面向等离子体表面116，在该面向等离子体表面116中具有多个凹陷117。第一等离子体源115可以包括表面波等离子体(SWP)源，该表面波等离子体(SWP)源可以包括如图所示的径向线缝隙天线(RLSA)。在可选实施例中，可以使用ICP等离子体源、CCP等离子体源或者任何其他等离子体源。
在一些实施例中，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括一个或多个第一气体供应元件135，该第一气体供应元件135可以使用至少一个第一气体供应线131连接到第一气体供应系统130。或者，第一气体供应系统130、第一气体供应线131和/或第一气体供应元件135可以被不同地构造。第一气体供应元件135可以被连接到第一处理室110并且可以被构造为环结构，以沿着第一方向136和/或第二方向137和/或第三方向138或者它们的任何组合将第一处理气体引入第一处理室110。此外，第一气体供应元件135可以被构造为将第一处理气体引入到等离子体产生空间125a和/或到等离子体处理空间125b。
在其他实施例中，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括一个或多个第二气体供应元件145，该第二气体供应元件145可以使用至少一个第二气体供应线141连接到第二气体供应系统140。或者，第二气体供应系统140、第二气体供应线141和/或第二气体供应元件145可以被不同地构造。第二气体供应元件145可以被连接到第一处理室110并且可以被构造为环结构，以沿着第一方向146和/或第二方向147和/或第三方向148或者它们的任何组合将第二处理气体引入第一处理室110。此外，第二气体供应元件145可以被构造为将第二处理气体引入到等离子体产生空间125a和/或到等离子体处理空间125b。
在其他实施例中，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括一个或多个第三气体供应元件155，该第三气体供应元件155可以使用至少一个第三气体供应线151连接到第三气体供应系统150。或者，第三气体供应系统150、第三气体供应线151和/或第三气体供应元件155可以被不同地构造。第三气体供应元件155可以被连接到第一处理室110并且可以被构造为环结构，以沿着第一方向156和/或第二方向157和/或第三方向158或者它们的任何组合将第三处理气体引入第一处理室110。此外，第三气体供应元件155可以被构造为将第三处理气体引入到等离子体产生空间125a和/或到等离子体处理空间125b。
在其他实施例中，第一GIGDSC等离子体处理子系统105可以包括一个或多个第四气体供应元件165，该第四气体供应元件165可以使用至少一个第四气体供应线161连接到第四气体供应系统160。或者，第四气体供应系统160、第四气体供应线161和/或第四气体供应元件160可以被不同地构造。第四气体供应元件165可以被连接到第一处理室110并且可以被构造为环结构，以沿着第一方向166或任何其他方向将第四处理气体引入第一处理室110。此外，第四气体供应元件165可以被构造为将第四处理气体引入到等离子体产生空间125a和/或到等离子体处理空间125b或者它们的任何组合。
在干法等离子体蚀刻期间，第一和/或第二处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体、或者上述各项中两项或更多项的组合。例如，在对诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy)的电介质膜进行等离子体蚀刻时，等离子体蚀刻气体成分通常包括基于氟化碳的化学品(CxFy)(诸如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一者)，和/或可以包括基于氢氟碳的化学品(CxHyF2)(诸如CH3F、CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一者。此外，例如，在对多晶的硅(多晶硅)进行蚀刻时，等离子体蚀刻气体成分通常包括含有卤素的气体(诸如HBr、CI2、NF3或SF6、或者上述各项中两项或更多项的组合)，并且可以包括基于氢氟碳的化学品(CxHyF2)(诸如CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一者或者两者以上。在等离子体增强沉积期间，处理气体可以包括膜形成前驱物、还原气体或惰性气体、或者上述各项中两项或更多项的组合。
此外，第一压力控制系统181可以被用来将第一泵浦系统180连接到第一处理室110，并且可以被构造为将第一处理室110排空，以及控制第一处理室110内的压力。此外，第一控制系统190可以被连接到第一处理室110、第一衬底保持件120和第一等离子体源115。第一控制系统190可以被构造为执行GIGDSC相关的处理方案，以在GIGDSC等离子体处理系统100中使用一种或多种GIGDSC相关的程序或模式来在GIGDSC等离子体处理系统100中执行蚀刻处理和沉积处理中的至少一者。
仍然参照图1，第一GIGDSC等离子体处理系统100可以被构造为处理200mm的衬底、300mm的衬底或者更大尺寸的衬底。实际上，如本领域技术人员可以理解的，可以想到GIGDSC等离子体处理系统可以被构造为处理衬底、晶片、太阳能板、视频屏幕或LCD，而无论其尺寸如何。因此，虽然结合了半导体衬底的处理描述了本发明的方面，但是本发明不仅仅局限于这样。
如上所述，第一处理室110可以被构造为促进等离子体/处理空间(125a和125b)中的等离子体的产生和稳定，并且在第一衬底121的表面附近的等离子体处理空间125b中产生稳定的处理化学品。例如，在蚀刻处理中，蚀刻气体可以包括分子成分，该分子成分在离解时与衬底表面上被蚀刻的材料反应。例如，当一个或多个等离子体形成在一个或多个等离子体/处理空间(125a和125b)中时，热电子可以与等离子体形成气体中的分子碰撞，使得用于执行蚀刻处理的反应粒子离解和形成。
虽然图1示出了在第一处理室110的上部中的第一位置处并且在等离子体产生空间125a内的第一气体供应元件135，但是本发明不局限于这种构造。在其他构造中，第一气体供应元件135可以被定位在等离子体产生空间125a以下。例如，第一气体供应元件135可以被定位在与第一等离子体源115的面向等离子体(外)表面116相距200mm内，并且理想地，第一气体供应元件135可以定位在与第一等离子体源115的面向等离子体(外)表面116相距在约10mm到约150mm的范围内。
虽然图1示出了在第一处理室110的底部中的第二位置处并且在等离子体产生空间125a内的第二气体供应元件145，但是本发明不局限于这种构造。例如，第二气体供应元件145可以被定位在离开第一处理室110的底部200mm内，并且理想地，第二气体供应元件145可以定位在离开第一处理室110的底部约10mm到约150mm的范围内。
当第一处理室110被构造为使用GIGDS相关的程序或技术，分离的等离子体产生空间125a和等离子体处理空间125b(诸如图1的第一GIGDSC等离子体处理系统100中示出的那些)可以相比于传统的等离子体处理系统提供改善的处理控制和改善的稳定性控制。在一些示例中，一个或多个气体混合物可以由一个或多个气体供应元件(135、145、155和165)提供，以控制等离子体产生空间125a中的具有高布局数的高能电子的密集等离子体的形成，同时在等离子体处理空间125b中产生更不密集、更低温度的稳定等离子体。当气体混合物包括至少一种轻气体和至少一种重气体时，由于它们各自的分子量的差异或者重力的差异(即，气体成分的分子量与基准分子量之间的比例)，至少一种轻气体可以从至少一种轻气体分离。在其他示例中，分离注入方案也可以用于轻气体和重气体。这里描述的气体分离技术通过将不同重力的气体聚集在不同区域处，对于在等离子体产生区域和衬底表面区域处的操作提供了更大的控制。通过使用该方法，可以控制在衬底表面处的等离子体产生(包括稳定性、均匀性等)、气体化学品和等离子体化学品。
附加地，通过防止高能等离子体粒子穿过等离子体处理空间(125b)，图1中示出的示例GIGDSC等离子体处理系统100的构造可以减小对于室组件(诸如第一衬底保持件120)的损坏。仍参照图1，等离子体产生空间125a可以被限定为包括高浓度的一种或多种“轻气体”的“轻气体”区域；第二处理空间的一部分可以被限定为可以包括一种或多种“轻气体”和一种或多种“重气体”组合的“混合气体”区域，并且第二处理空间的第二部分可以被限定为包括高浓度的一种或多种“重气体”的“重气体”区域。
在一些示例中，当纯O2或Ar/O2混合物被用于在SWP源中产生等离子体时，稳定性控制可能存在问题。当稳定性控制产生问题时，如果等离子产生区域位于顶部的话，一种或多种“轻气体”(H2、He或Ne气体)可以被增加到SWP源中的等离子体中的纯O2或Ar/O2混合物中。“轻气体”可以被从第一处理室110的侧面、从底部或从顶部使用一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)注入到第一处理室110中。或者，一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)可能不需要。轻气体和重气体可以被分别注入或者可以被作为混合物注入，并且轻气体可以与其他重气体迅速地分离并且可以聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)的顶部附近。因此等离子体产生将会主要由等离子体产生区域125中的轻气体维持，该等离子体将会仅具有正放电并且将会比由带正电和带负电气体的混合物产生的等离子体更稳定。在非常低的压力下，由于增加的相互扩散，轻气体和重气体的分离可能不会非常明显。在这种情况下，由于重力差异，轻气体仍然将会在顶部等离子体产生区域附近高度聚集，并且轻气体将会与具有减小的/变淡的浓度的处理气体共存。根据电子附着和电子脱离之间的平衡情况，容易离子化的轻气体(诸如H2)或者“不容易离子化的”轻气体(诸如He或Ne)可能被增加，以平衡可能原本例如通过仅使用诸如Ar/O2混合物的公共处理气体而破坏的电子附着和电子脱离过程。在衬底/晶片水平下，处理气体离子化可以至少部分地由在顶部等离子体处产生的等离子体电子而引起。以此方式，可以形成双区域等离子体。顶部带正电等离子体区域(等离子体产生空间125a)可以控制稳定性，并且底部带负电等离子体区域(等离子体处理空间125b)可以控制晶片处理(处理化学品)。已经知道H2、He和Ne具有可以在处理过程中有利地使用的不同的离子化潜力。根据处理条件和处理目的，在处理期间，容易放电的H2或相对难以放电的He或Ne可以被使用和混合，以使得等离子体稳定并且使得更宽的处理操作条件窗口成为可能。轻气体与重气体的流速比或者分压可以根据处理来调整。当Ar/O2混合物被单独使用时，例如，Ar/O2混合物可能引起稳定性问题。因为Ar和O2具有类似的分子量，所以它们例如可以在第一处理室110中均匀地混合。在这种情况下，在等离子体产生区域附近存在高布局数的带负电气体，并且这可以引起稳定性问题。此外，在产生等离子体之后，附加的O2分子可以被离解为将会比Ar原子更轻的O原子或离子，并且O原子将会更容易向等离子体产生区域向上扩散，并且可能引起更加严重的稳定性问题。
在一个示例中，当使用纯O2或Ar/O2混合物以在SWP源中产生等离子体时，EM辐射可能是由放电条件决定的问题。当EM辐射变成问题时，如果等离子体产生区域(例如等离子体产生空间125a)位于顶部的话，一种或多种“轻气体”(诸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等离子体中的纯Ar/O2混合物中。“轻气体”可以被从第一处理室110的侧面、从底部或从顶部使用一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)注入到第一处理室110中。或者，一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)可能不需要。这些轻气体可以从重气体迅速地分离并且可以聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)的顶部附近。因此，等离子体产生将会主要由等离子体产生区域125中的轻气体维持，该等离子体将会仅具有正放电并且将会比由带正电和带负电气体的混合物产生的等离子体更稳定。因为等离子体产生区域(等离子体产生空间125a)主要容纳正放电的轻气体(诸如He、H2、Ne)，所以作为示例，在该区域附近的电子密度比仅使用O2或Ar/O2混合物建立的电子密度高得多。因此，EM辐射在对于衬底/晶片区域给予更清澈的处理空间(等离子体处理空间125b)的区域(等离子体产生空间125a)附近可以更容易由等离子体电子阻挡。所附实验结果证明了该过程。
在其他示例中，当使用纯O2或Ar/O2混合物以在SWP源中产生等离子体时，处理窗口的大小可能产生问题。当处理窗口的尺寸变成问题时，如果等离子体产生区域(例如等离子体产生空间125a)位于顶部的话，一种或多种“轻气体”(诸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等离子体中的纯Ar/O2混合物中。“轻气体”可以被从第一处理室110的侧面、从底部或从顶部使用一种或多种气体供应元件(135、145和155)注入到第一处理室110中。或者，一种或多种气体供应元件(135、145和155)可能不需要。这些轻气体可以从重气体迅速地分离并且可以聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)的顶部附近。例如，当“轻气体”被用来使等离子体稳定时，可以使用诸如功率和压力的更多处理条件。此外，通过使用在等离子体产生区域附近使用“轻气体”产生的局部等离子体中建立的高电子密度阻挡EM辐射，可以消除或减小低密度等离子体问题。在不由轻气体阻挡EM的情况下，诸如低功率超高压力的某些低密度等离子体条件可以限制处理窗口。然而，在阻挡EM辐射的情况下，可以在不担心EM辐射的情况下使用这种低密度等离子体条件。以此方式，可以对于SWP源增加功率效率。
在附加示例中，当使用纯O2或Ar/O2混合物以在SWP源中产生等离子体时，对于顶部电介质板和/或室壁的污染和/或腐蚀的量可能存在问题。当对于顶部电介质板和/或室壁的污染和/或腐蚀的量变成问题时，如果等离子体产生区域(例如等离子体产生空间125a)位于顶部的话，一种或多种“轻气体”(诸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等离子体中的纯Ar/O2混合物中。“轻气体”可以被从第一处理室110的侧面、从底部或从顶部使用一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)注入到第一处理室110中。或者，一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)可能不需要。这些轻气体可以从重气体迅速地分离并且可以聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)的顶部附近。例如，当“轻气体”聚集在顶部附近时，对于电介质板的化学腐蚀和物理溅射将会急剧地减小。GIGDSC技术可以增加电介质板的寿命，可以减小对于电介质板的污染因而可以减小电介质板清洁负担，并且可以减小等离子体容积中和衬底/晶片上的粒子密度。
在一些附加示例中，当使用纯O2或Ar/O2混合物以在SWP源中产生等离子体时，等离子体均匀性可能存在问题。当等离子体均匀性变成问题时，如果等离子体产生区域(例如等离子体产生空间125a)位于顶部的话，一种或多种“轻气体”(诸如H2、He或Ne)可以被增加到SWP源中的等离子体中的纯Ar/O2混合物中。“轻气体”可以被从第一处理室110的侧面、从底部或从顶部使用一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)注入到第一处理室110中。或者，一种或多种气体供应元件(135、145、155和165)可能不需要。这些轻气体可以从重气体迅速地分离并且可以聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)的顶部附近。例如，当“轻气体”被用在等离子体中时，等离子体均匀性可以被改善，因为基本纯的带正电放电气体可以被聚集在处理室110中的等离子体产生空间125a附近。这可以简化电介质板设计，因为凹陷(空腔)的设计和机械加工变得更简单。凹陷(空腔)的更简单的图案可以被用来获得更加均匀的等离子体，因为可以减小与带负电气体有关的问题。
在一些等离子体均匀性控制示例中，一个或多个气体供应元件(135、145、155和165)可以被用来脉冲地产生一种或多种“轻气体”，以控制等离子体均匀性。例如，“轻气体”(诸如He)可以被以从约1Hz变化到约100Hz的第一频率注入，并且第一频率可以基于对于给定压力的气体扩散率，并且可变占空比(开/关)可以被用来控制在电介质板附近的离子化和等离子体均匀性。
在一些附加等离子体均匀性控制示例中，一个或多个气体供应元件(135、145、155和165)可以被构造在处理室110的顶部附近，并且可以被用来将至少一种“轻气体”(诸如He)注入和/或脉冲产生到接近第一等离子体源115的底部的外侧区域，并且这可以最接近第一等离子体源115中的电介质板。以此方式，可以控制从边缘到中央的等离子体均匀性。
在一些示例中，一个或多个气体供应元件(135、145、155和165)可以被构造在处理室110的顶部和/或底部附近，并且一个或多个气体供应元件(135、145、155和165)可以被用来脉冲产生两种以上“轻气体”，诸如He和H2。例如，占空比可以被用于两种不同气体，当一种气体具有低的离子化能量(诸如在13.6eV处的H2)并且其他气体具有高离子能量(诸如在24.6eV处的He)时。此外，注入可以被保持在恒定的流动情况下，但是不同的占空比可以被用于不同的气体。可以基于在给定室压力下的气体扩散速率来计算每种气体脉冲产生的持续时间。例如，气体供应元件(135、145、155和/或165)可以具有不同的脉冲速率、不同的流速或不同的方向，或者它们的任何组合。
在用于等离子体均匀性控制的其他示例中，两种以上的“轻气体”(诸如He和H2)可以被脉冲产生，以控制在第一处理室110的顶部处的等离子体密度。例如，气体供应元件(135、145和/或155)可以具有不同的脉冲速率、不同的流速或不同的方向，或者它们的任何组合。
在一些污染示例中，第一气体供应元件135可以被构造在处理室110中，并且第一气体供应元件135可以被用来沿着第一(向下)方向136注入和/或脉冲产生一种或多种低离子化能轻气体(诸如He和H2)，以在第一处理室110的外侧区域附近产生保护性等离子体壁。例如，低离子化能轻气体等离子体的保护比可以被用来减小第一处理室110的壁上的沉积污染物的量并且减小从壁移除污染所需的清洁时间。
在一些均匀性示例中，第一气体供应元件135和第二气体供应元件145可以被构造在处理室110中，并且气体供应元件(135和145)可以被用来脉冲产生两种或更多种“轻气体”(诸如He和H2)，以在第一处理室110的外侧区域附近产生高离子化的等离子体壁。例如，气体供应元件(135和145)可以被构造为沿着第一方向(136和/或146)和/或第二方向(137和/或147)引入一种或多种“轻气体”，以产生高离子化的等离子体壁，来对于特定类型的等离子体室在接近第一衬底保持件120的中央区域的外侧区域中平衡等离子体密度。
在另一个示例中，当第二处理室110被构造为使用GIGDSC技术时，带正电的放电轻气体将会聚集在等离子体产生区域(例如，等离子体产生空间125a)附近，并且重的带负电的放电气体将会更聚集在等离子体产生区域下方。因为带负电的放电气体聚集的区域中的电子低得多，所以可以相比于一般等离子体产生方法产生更多的负离子和更多离解的原子团。
在一些可选等离子体控制示例中，等离子体源可以包括电容耦合的等离子体源或电感耦合的等离子体源，或者任何其他类型的等离子体源，诸如微波ECR等离子体源。基本概念是使用重力引起的气体扩散分离技术来控制等离子体产生，这也可以应用到这些等离子体源。可以使用这里描述的方法和技术来控制等离子体稳定性、等离子体均匀性、等离子体密度、处理窗口、污染和腐蚀、EM辐射、气体等离子体化学品和晶片等离子体化学品。
图2示出了根据本发明的实施例的第二重力引起的气体扩散(GIGDSC)等离子体处理系统的简化示意图。第二GIGDSC等离子体处理系统200可以包括干法等离子体蚀刻系统或等离子体增强的沉积系统或任何等离子体处理系统。第二GIGDSC等离子体处理系统200可以包括第二GIGDSC等离子体处理子系统205、连接到GIGDSC等离子体处理子系统205的第一气体供应系统230、连接到第二GIGDSC等离子体处理子系统205的第二气体供应系统240、连接到第二GIGDSC等离子体处理子系统205的第三气体供应系统250、连接到第二GIGDSC等离子体处理子系统205的第四气体供应系统260、连接到第二GIGDSC等离子体处理子系统205的第二泵浦系统280、以及第二控制系统290，该第二控制系统290连接到第二GIGDSC等离子体处理子系统205、连接到第一气体供应系统230、连接到第二气体供应系统240、连接到第三气体供应系统250、连接到第二泵浦系统280和连接到第二压力控制系统281。例如，第二控制总线291可以被用来将第二控制器290连接到第二GIGDSC等离子体处理系统200中的所需元件，如图2所示。
第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括被构造为限定多个等离子体/处理空间(225a和225b)的第二处理室210。第二处理室210可以包括被构造为支撑第二衬底221的第二衬底保持件220。当第二处理室210包括多个等离子体/处理空间(225a和225b)时，第二衬底221可以被暴露到等离子体或处理化学品中。此外，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括第二等离子体源215，该第二等离子体源215连接到第二处理室210并且被构造为在等离子体产生空间225a中形成第稳定等离子体和/或在等离子体处理空间225b中形成处理等离子体。第二等离子体源215可以包括面向等离子体表面216，在该面向等离子体表面216中具有多个凹陷217。第二等离子体源215可以包括表面波等离子体(SWP)源，该表面波等离子体(SWP)源可以包括下文中讨论的径向线缝隙天线(RLSA)。在可选实施例中，可以使用ICP等离子体源、CCP等离子体源或者任何其他等离子体源。
在一些实施例中，第二衬底保持件220可以被连接到接地。或者，第二衬底保持件220可以与衬底绝缘。例如，当第二衬底220被夹持到衬底保持件220时，陶瓷静电卡盘(ESC)层可以将第二衬底221与接地的衬底保持件220绝缘。
第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括衬底温度控制系统228，该衬底温度控制系统228连接到第二衬底保持件220中的温度控制元件229并且被构造为调整和控制第二衬底221的温度。可选择地，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括在第二处理室210的一个或多个壁中的温度控制元件(未示出)和/或在第二GIGDSC等离子体处理子系统205内的任何其他组件。
为了改善第二衬底221与第二衬底保持件220之间的热传递，第二衬底保持件220可以包括可以连接到热控制系统224的一个或多个热传递元件222。例如，热传递元件222可以包括静电卡盘(ESC)电极(未示出)，该静电卡盘(ESC)电极可以被连接到热控制系统224中的卡盘电源并且可以被用于将第二衬底221附着到第二衬底保持件220的上表面。在一些实施例中，一个或多个热传递元件222可以被用来在接地时将第二衬底221从第二衬底保持件220隔离开。此外，热传递元件222还可以包括可以连接到热控制系统224中的背侧气体输送系统的背侧气体元件(未示出)。一个或多个热传递元件222可以被构造为将气体引入到第二衬底221的背侧，以改善第二衬底221与第二衬底保持件220之间的气体间隙热传导，并且在升高或减小温度时需要第二衬底221的温度控制。例如，热传递元件222可以包括双区(中央/边缘)背侧气体元件，并且氦气间隙压力可以在第二衬底221的中央和边缘之间独立地改变。
在一些实施例中，第二衬底保持件220可以包括电极227，通过该电极227，RF功率被耦合到等离子体处理空间225b中的处理等离子体。例如，第二衬底保持件220可以经由从RF产生器226向第二衬底保持件220中的电极227的RF功率发射而在RF电压下电偏置。在使用RF偏压时，RF偏压可以用于加热电子以形成和保持等离子体处理空间225b中的处理等离子体。RF产生器226的工作频率可以在从约0.1MHz到约100MHz的范围内。用于等离子体处理的RF系统也是本领域技术人员已知的。或者，RF功率可以在多个频率下被施加到衬底保持件或者可能不需要。在其他实施例中，DC功率可以被提供给电极227。
此外，第二衬底保持件220可以由延伸超过第二衬底保持件220的外周边缘的第二扰流构件223围绕。扰流构件223可以用于将由压力控制系统281输送的泵浦速度均匀地分布到第二处理室210的内部。扰流构件223可以由电介质材料(诸如石英或铝)制造。扰流构件223可以对于第二处理室210的内部中的等离子体提供与接地端的高RF阻抗。
在一些实施例中，可以使用第二传导性聚焦环206，并且第二传导性聚焦环206可以包括含有硅的材料并且可以被布置在第二衬底保持件220的顶部上。在一些示例中，第二传导性聚焦环206可以被构造为围绕电极227、热传递元件222和第二衬底221以改善在衬底边缘处的均匀性。在其他示例中，传导性聚焦环206可以包括能够用于调整第二衬底221的边缘温度的校正环部分(未示出)。或者，可以使用非传导性聚焦环。
此外，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括连接到第二处理室210的一个或多个第二处理传感器232。或者，第二处理传感器232的数目和位置可以不同。在各种实施例中，第二处理传感器232可以包括用于监视从第二处理室210中的等离子体发射的光的一个或多个光学装置。例如，可以使用一个或多个光学发射光谱(OES)传感器，并且OES数据可以被作为点火数据、操作数据或终点数据使用。
第二处理传感器232可以包括用于监视和/或控制输入气体、处理气体和/或排出气体的气体传感装置。此外，第二处理传感器232可以包括压力传感器、温度传感器、电流和/或电压探测器、功率计、光谱分析仪或RF阻抗分析器，或者它们的任何组合。此外，第二处理传感器232可以包括这些传感器，它们与以下内容相关：氦背侧压力、氦背侧流动、静电卡盘(ESC)电压、ESC电流、衬底保持件温度(或更低的电极(LEL)温度)、冷却剂温度、DC传导偏压电极温度、前向RF功率、反射RF功率、电极DC偏压、RF峰峰电压、室壁温度、处理气体流速、处理气体分压、匹配网络设置、聚焦环厚度、RF小时、聚焦环RF小时以及它们的任何统计值。
此外，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括第二等离子体源215，该第二等离子体源215连接到第二处理室210并且被构造为在等离子体产生空间225a中形成稳定等离子体和/或在等离子体处理空间225b中形成处理等离子体。第二等离子体源215可以包括表面波等离子体(SWP)源，该表面波等离子体(SWP)源可以包括如图所示的径向线缝隙天线(RLSA)。或者，第二等离子体源225可以包括RF、CCP、ICP、微波ECR等的其他等离子体源。
在一些实施例中，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括一个或多个第一气体供应元件235，该第一气体供应元件235可以使用至少一个第一气体供应线231连接到第一气体供应系统230。或者，第一气体供应系统230、第一气体供应线231和/或第一气体供应元件235可以被不同地构造。第一气体供应元件235可以被连接到第二处理室为210并且可以被构造为沿着第一方向236和/或第二方向237和/或第三方向238或者它们的任何组合将第一处理气体引入第二处理室210。此外，第一气体供应元件235可以被构造为将第一处理气体引入到等离子体产生空间225a和/或到等离子体处理空间225b。
在其他实施例中，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括一个或多个第二气体供应元件245，该第二气体供应元件245可以使用至少一个第二气体供应线241连接到第二气体供应系统240。或者，第二气体供应系统240、第二气体供应线241和/或第二气体供应元件245可以被不同地构造。第二气体供应元件245可以被连接到第一处理室210并且可以被构造为沿着第一方向246和/或第二方向247和/或第三方向248或者它们的任何组合将第二处理气体引入第二处理室210。此外，第二气体供应元件245可以被构造为将第二处理气体引入到等离子体产生空间225a和/或到等离子体处理空间225b。
在其他实施例中，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括一个或多个第三气体供应元件255，该第三气体供应元件255可以使用至少一个第三气体供应线251连接到第三气体供应系统250。或者，第三气体供应系统250、第三气体供应线251和/或第三气体供应元件255可以被不同地构造。第三气体供应元件255可以被连接到第二处理室210并且可以被构造为沿着第一方向256和/或第二方向257和/或第三方向258或者它们的任何组合将第三处理气体引入第二处理室210。此外，第三气体供应元件255可以被构造为将第三处理气体引入到等离子体产生空间225a和/或到等离子体处理空间225b。
在其他实施例中，第二GIGDSC等离子体处理子系统205可以包括一个或多个第四气体供应元件265，该第四气体供应元件265可以使用至少一个第四气体供应线261连接到第四气体供应系统260。或者，第四气体供应系统260、第四气体供应线261和/或第四气体供应元件265可以被不同地构造。第四气体供应元件265可以被连接到第二处理室210的顶部并且可以被构造为沿着第一方向266或任何其他方向将第四处理气体引入第二处理室210。此外，第四气体供应元件265可以被构造为将第四处理气体引入到等离子体产生空间225a和/或到等离子体处理空间225b。
在干法等离子体蚀刻期间，第一和/或第二处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体、或者上述各项中两项或更多项的组合。例如，在对诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy)的电介质膜进行等离子体蚀刻时，等离子体蚀刻气体成分通常包括基于氟化碳的化学品(CxFy)(诸如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一者)，和/或可以包括基于氢氟碳的化学品(CxHyF2)(诸如CH3F、CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一者。此外，例如，在对多晶的硅(多晶硅)进行蚀刻时，等离子体蚀刻气体成分通常包括含有卤素的气体(诸如HBr、CI2、NF3或SF6、或者上述各项中两项或更多项的组合)，并且可以包括基于氢氟碳的化学品(CxHyF2)(诸如CHF3、CH2F2等中的至少一者)，并且可以包括惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一者或者两者以上。在等离子体增强沉积期间，处理气体可以包括膜形成前驱物、还原气体或惰性气体或者两者以上的组合。
此外，第二压力控制系统281可以被用来将第二泵浦系统280连接到第二处理室210，并且可以被构造为将第二处理室210排空，以及控制第二处理室210内的压力。此外，第二控制系统290可以被连接到第二处理室210、第二衬底保持件220和第二等离子体源215。第二控制系统290可以被构造为执行处理方案，来在GIGDSC等离子体处理系统200中执行至少一种蚀刻处理和沉积处理。
仍然参照图2，第二GIGDSC等离子体处理系统200可以被构造为处理200mm的衬底、300mm的衬底或者更大尺寸的衬底。实际上，可以想到GIGDSC等离子体处理系统可以被构造为处理衬底、晶片、太阳能板、视频屏幕或LCD，而无论其尺寸如何。因此，虽然结合了半导体衬底的处理描述了本发明的方面，但是本发明不仅仅局限于这样。
如上所述，第二处理室210可以被构造为促进等离子体产生空间225a中的等离子体的产生以及在第二衬底221的表面附近的等离子体处理空间225b中产生处理化学品等离子体。例如，在蚀刻处理中，蚀刻气体可以包括分子成分，该分子成分在离解时与衬底表面上被蚀刻的材料反应。例如，当一个或多个等离子体形成在一个或多个等离子体/处理空间(225a和225b)中时，热电子可以与等离子体形成气体中的分子碰撞，使得用于执行蚀刻处理的反应粒子离解和形成。
虽然图2示出了在第二处理室210的底部中的第一位置处的第一气体供应元件235，但是本发明不局限于这种构造。例如，第一气体供应元件235可以被定位在与第二等离子体源215的面向等离子体(外)表面216相距200mm内，并且理想地，第一气体供应元件235可以定位在与第一等离子体源215的面向等离子体(外)表面216相距在约10mm到约150mm的范围内。
虽然图2示出了在第二理室210的上部中的第二位置处并且在等离子体处理空间225a内的第二气体供应元件245，但是本发明不局限于这种构造。例如，第二气体供应元件245可以被定位在离开第二衬底220的上表面200mm内，并且理想地，第二气体供应元件245可以定位在离开第二衬底220的上表面约10mm到约150mm的范围内。
当第二处理室210被构造为使用GIGDS相关的程序或技术，分离的等离子体产生空间225a和等离子体处理空间225b(诸如图2的第二GIGDSC等离子体处理系统200中示出的那些)可以相比于传统的等离子体处理系统提供改善的处理控制和改善的稳定性控制。在一些示例中，一个或多个气体混合物可以由一个或多个气体供应元件(235、245、255和265)提供，以控制等离子体产生空间225a中的具有高布局数的高能电子的密集等离子体的形成，同时在等离子体处理空间225b中产生更不密集、更低温度的稳定等离子体。当气体混合物包括至少一种轻气体和至少一种重气体时，由于它们各自的分子量的差异或者重力的差异(即，气体成分的分子量与基准分子量之间的比例)，至少一种轻气体可以从至少一种轻气体分离。在其他示例中，分离注入方案也可以用于轻气体和重气体。这里描述的气体分离技术通过将不同重力的气体聚集在不同区域处，对于在等离子体产生区域和衬底表面区域处的操作提供了更大的控制。通过使用该方法，可以控制在衬底表面处的等离子体产生(包括稳定性、均匀性等)、气体化学品和等离子体化学品。
附加地，通过防止高能等离子体粒子穿过等离子体处理空间(225b)，图2中示出的示例GIGDSC等离子体处理系统200的构造可以减小对于室组件(诸如第二衬底保持件220)的损坏。
仍参照图2，等离子体产生空间225a可以被限定为包括高浓度的一种或多种“轻气体”的“轻气体”区域；等离子体处理空间225b的第一部分可以被限定为可以包括一种或多种“轻气体”和一种或多种“重气体”组合的“混合气体”区域；并且等离子体处理空间225b的第二部分可以被限定为包括高浓度的一种或多种“重气体”的“重气体”区域。
在使用第二GIGDSC等离子体处理系统200时，可以执行附加重力依赖性过程。当如第二处理室210所示，等离子体产生空间225a在等离子体处理空间225b(晶片处理区域)下方时，可以使用比其他处理气体更重的重气体(诸如Xe)。第二GIGDSC等离子体处理系统200可以被用来解决上文中参照第一GIGDSC等离子体处理系统100描述的相同问题。
在第二GIGDSC等离子体处理系统200中，在特定处理期间，可以控制衬底/晶片处理化学品。当使用第二等离子体处理系统200时，轻气体将会在晶片水平附近与离解的处理气体化学反应。例如，当H2与HBr一同使用时，离解的Br原子可以与H原子结合，以在晶片水平附近重新形成HBr。
当第二GIGDSC等离子体处理系统200被构造为使用GIGDS技术并且被构造为使用“重气体”(诸如Xe)时，可以通过使得“重气体”在第二等离子体源225的外表面附近的第二处理室210的底部处流动而获得也比Ar处理窗口更宽的处理窗口(压力和功率范围)。例如，处理窗口差异可以是因为Xe相比于Ar具有更低的离子化能和更宽的气体击穿窗口，并且稳定等离子体可以可以利用Xe产生大的处理窗口和/或在大的处理窗口下工作。
在CVD示例中，当在GIGDS相关的程序和处理期间控制等离子体源225并利用如图2所示上下颠倒的衬底/晶片执行处理时，Xe气体流动到室的底部并且可以在用于CVD的大处理窗口下产生非常稳定的等离子体操作，并且第二气体供应元件245被用来将材料气体注入到衬底下方。
第二等离子体源225可以被用于产生等离子体，并且第二等离子体源225可以包括表面波等离子体源、微波ECR等离子体源、RF CCP源或ICP源或者任何其他种类的等离子体源。技术可以被应用到使用等离子体的任何处理。
在处理中，这些轻气体或重气体可以在其他处理气体之前或之后以及在等离子体被点燃之前或之后被引入到处理室。
在重力引起的气体扩散分离控制的等离子体产生系统(100、200)中，轻气体没有被局限到H2、He和Ne以及重气体没有被局限到Kr和Xe。它们可以是能够被注入到等离子体处理室中的，具有不同气体重力(即，它们的相对分子量不同)以有助于气体分离的任何种类的气体。即，轻和重是相对的，并且是重力差异引起气体扩散分离。
已经在上文中陈述的由重力引起的气体扩散分离控制的处理系统仅为陈述本发明的新颖性和方法的示例。这意味着潜在的处理系统不局限于上文陈述的系统。此外，重力引起的气体扩散分离也为能够用于控制任何种类的等离子体产生、等离子体源和等离子体处理的方法和技术。这也意味着其不仅是一种处理系统。
由已经在图2中描述的重力引起的气体扩散分离控制的等离子体产生是一般方法和概念，作为示例，该方法和概念可以应用到任何种类的等离子体产生方法和任何种类的等离子体源以及任何种类的等离子体处理，包括用于诸如RF CCP、ICP、微波RLSA等离子体、表面波等离子体、微波ECR等离子体等的等离子体处理。在下文中，将会陈述可以被用于表面波等离子体(具体是微波RLSA等离子体)的数种示例性共振板或电介质板构造。然而，本发明应当覆盖任何种类的等离子体源、等离子体产生方法和使用上述方法和概念的等离子体处理。此外，共振板或电介质板构造不局限于以下示例。
现在参照图3，提供了根据实施例的SWP源330的示意表示。SWP源330可以包括电磁(EM)波发射器332，该电磁(EM)波发射器332构造为通过在与等离子体相邻的EM波发射器332的面向等离子体的表面360上产生表面波，以将期望EM波模式的EM能量耦合到等离子体。此外，SWP源330包括功率耦合系统390，该功率耦合系统390连接到EM波发射器332并且构造为将EM能量提供给EM波发射器332来形成等离子体。
EM波发射器332包括构造为将微波功率发射到等离子体产生空间(125a，图1)或等离子体产生空间(225a，图2)中的微波发射器。EM波发射器332可以经由同轴馈送器338(微波能量通过其传递)连接到功率耦合系统390。或者，可以使用波导馈送器。功率耦合系统390可以包括微波源392，诸如2.45GHz微波功率源。由微波源392产生的微波能量可以通过波导394引导到隔离器396，以用来吸收反射回微波源392的微波能量。或者，可以使用环形器。例如，微波能量可以经由同轴转换器398转换为同轴TEM(横向电磁波)模。或者，可以使用波导转换器。调谐器(未示出)可以被用于阻抗匹配以及改善的功率传输。当微波能量被经由同轴馈送器338耦合到EM波发射器332时，可以在同轴馈送线338中发生从TEM模向TM(横磁性)模的另一种模式改变。可以在美国专利No.5,024,716中找到关于同轴馈送器338和EM波发射器332的涉及的其他细节，该专利题为“Plasma processing apparatus for etching，ashing，andfilm-formation”并且通过引用将其全部结合在本说明书中。
图4示出了根据本发明的实施例的电磁(EM)波发射器432的简化截面图。如图4所示，EM波发射器432可以包括同轴馈送器438和缝隙天线446，其中同轴馈送器438具有内导体440、外导体442和绝缘体441，缝隙天线446具有耦合到内导体440与外导体442之间的多个缝隙(448和449)。多个缝隙(448和449)允许从缝隙天线446上方的第一区域向缝隙天线446下方的第二区域的EM能量耦合。EM波发射器432还可以包括慢波板444以及共振板450。
缝隙(448和449)的数目、几何形状、尺寸和分布可以有助于等离子体产生空间(图1中的125a和/或图2中的225a)中形成的等离子体的空间均匀性和稳定性。因此，缝隙天线446的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
如图4所示，EM波发射器432可以包括流体通道443，该流体通道443构造为使得EM波发射器432的用于温度控制的温度控制流体流动。或者，EM波发射器432还可以被构造为通过面向等离子体表面460将处理气体引入等离子体。
仍然参照图4，EM波发射器432可以被耦合到等离子体处理系统的上室部分，其中，可以在上室壁452与EM波发射器432之间使用密封装置454形成真空密封。密封装置454可以包括弹性O形环；然而，也可以使用其他已知的密封机构。
一般来说，同轴馈送器438的内导体440和外导体442可以包括导电材料，诸如金属，同时慢波板444和共振板450可以包括一种或多种电介质材料。在一些实施例中，慢波板444和共振板450可以包括相同材料，然而，可以使用不同材料。选择来制造慢波板444和共振板450的材料可以被选择为相对于相应的自由空间波长减小传播的电磁(EM)波的波长，并且慢波板444和共振板450的尺寸可以被选择为确保用于在等离子体产生空间(图1中的125a和/或图2中的225a)中发射EM能量的驻波效率的形成。
慢波板444和共振板450可以由含有硅的材料(诸如石英(氧化硅))或者高介电常数(高k)材料制成。例如，高k材料可以具有比4的值更高的介电常数。特别地，当等离子体处理系统被用于每个处理应用时，石英通常被选择来兼容蚀刻处理。
例如，高k材料可以包括本征晶体硅、铝陶瓷、氮化铝和蓝宝石。然而，其他高k材料可以被使用。此外，可以根据特定处理的参数来选择具体高k材料。例如，当共振板450由本征晶体硅制造时，等离子体频率在45摄氏度的温度下超过2.45GHz。因此，本征晶体硅适合于低温处理(即，小于45摄氏度)。对于更高温度的处理，共振板450可以由铝(Al2O3)或蓝宝石制造。
本发明人已经观察到对于上文中讨论的SWP源的具体实施方式，等离子体均匀性和等离子体稳定性仍然是挑战。下文中，在共振板-等离子体界面处(即，在面向等离子体表面460处)的驻波可能倾向于随着等离子体参数移动而发生模跳跃。
在各种实施例中，EM波发射器432可以被制作为具有多个第一凹陷455和多个第二凹陷465，第一凹陷455被构造为形成在面向等离子体表面460中的第一图案，第二凹陷465被构造为形成在面向等离子体表面460中的第二图案。
每个第一凹陷455可以包括形成在面向等离子体表面460内的独特凹痕或涟漪。例如，一个或多个第一凹陷455可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷455可以包括特征为第二尺寸(例如，维度方向尺寸(或宽度)和/或纵向尺寸(或深度))的凹陷。
每个第二凹陷465可以包括形成在面向等离子体表面460内的独特凹痕或涟漪。例如，一个或多个第二凹陷465可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第二凹陷465可以包括特征为第二尺寸(例如，维度方向尺寸(或宽度)和/或纵向尺寸(或深度))的凹陷。第一尺寸可以与第二尺寸相同或不同。例如，第二尺寸可以小于第一尺寸。
凹陷(455和465)的数目、几何形状、尺寸和分布可以促进等离子体产生空间(图1中的125a和/或图2中的225a)中形成的等离子体的空间均匀性和稳定性。因此，凹陷(455和465)的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
如图4所示，共振板450包括具有板厚度451和板半径451a的电介质板。此外，共振板450上的面向等离子体表面460可以包括平面表面459，在该平面表面459中形成多个第一凹陷455和多个第二凹陷465。或者，共振板450可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板450中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板450的介电常数。板厚度可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度451可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度451的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷455可以包括一个或多个圆柱形凹陷，并且每个第一凹陷455的特征在于第一深度456和第一直径457。如图4所示，一个或多个第二凹陷465可以位于面向等离子体表面460的内部区域附近。
第一直径457可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度451与第一深度456之间的第一差异453可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径457可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度451与第一深度456之间的第一差异453可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度451可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径457的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度451与第一深度456之间的第一差异453的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径457的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异453的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷455中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面460之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，第二凹陷465可以包括第二多个圆柱形凹陷，每个第二多个圆柱形凹陷的特征都是第二深度466和第二直径467。如图4所示，一个或多个第二凹陷465可以位于面向等离子体表面460的外侧区域附近。
第二直径467可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度451与第二深度466之间的第二差异463可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第二直径467可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度451与第二深度466之间的第二差异463可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，第二直径467的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度与第二深度466之间的第二差异463的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第二直径467的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异463的范围可以从10mm到约20mm。
在第二凹陷465中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面460之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图5A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图5B示出了图5A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图5A示出了示例性EM波发射器532的仰视图，缝隙天线546中的多个缝隙(548和549)被示出为好像透过共振板550看到缝隙天线546。如图5A所示，多个缝隙(548和549)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(548和549)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(548和549)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在共振板550的平面表面561上，可以形成第一凹陷555和第二凹陷565。在一些实施例中，第一凹陷555可以与缝隙天线546中的第一缝隙548对准或部分对准。例如，一个或多个第一凹陷555可以与缝隙天线546中的第一缝隙548对准或部分对准。此外，一个或多个第二凹陷565可以与缝隙天线546中的一个或多个第二缝隙549对准。
本发明人已经观察到一个或多个第一凹陷555不与一个或多个第一缝隙548对准，第二凹陷565可以被用来控制等离子体产生和等离子体稳定性。例如，当使用光学监视时，在与EM波发射器532耦合的功率范围内以及在等离子体形成在面向等离子体表面560附近的空间中的压力范围内，等离子体的表现出相对“全亮”的光辉。此外，本发明人已经观察到多个第一凹陷555可变地有助于等离子体产生和等离子体稳定性，并且根据功率和/或压力表现出相比于“亮”的光辉相对更“暗淡”的光辉。除了在相对高的功率下，与平面表面561相邻的区域接收更少功率并且保持相对“暗”。
此外，本发明人已经观察到当一个或多个第二凹陷565、与缝隙天线546中的一个或多个第二缝隙549对准时，可以在低功率水平下建立稳定等离子体。等离子体经由最接近这些涟漪的离子化形成，并且从第二凹陷565流动到第一凹陷555(即，与多个第一缝隙548未对准/部分对准)。因此，最接近这些第二凹陷565形成的等离子体在更宽范围的功率和压力下稳定，因为第一凹陷555从第二凹陷565接收等离子体的“过度流动”并且补偿最接近第二凹陷565产生的等离子体中的波动。
为了改善等离子体均匀性的控制，本发明人相信与平面表面561相邻的区域应当保持相对“暗”，使得减小模式图案发展的危险。因此，如图5A和图5B所示，第一凹陷555和第二凹陷565的最佳布置可以为使得相对大量的第一凹陷555不与缝隙天线546中的多个第一缝隙548对准，并且相对大量的第二凹陷565与多个第二缝隙549对准。虽然凹陷(555和565)的布置可以被选择为实现等离子体均匀性，但是可以期望实现不均匀的等离子体，其与其他处理参数协作以在被等离子体处理的衬底表面处实现均匀的处理。
仍然参照图5A和图5B，示例性EM波发射器532被示出为可以包括共振板550，该共振板550具有面向等离子体表面560。EM波发射器532还包括具有多个第一缝隙548和多个第二缝隙549的缝隙天线546。第一缝隙548和第二缝隙549允许将来自缝隙天线546上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板550。
第一缝隙548和第二缝隙549的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a和/或图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线546的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷555可以包括形成在面向等离子体表面560内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷555可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷555的特征在于第一深度556和第一直径557。
此外，每个第二凹陷565可以包括形成在面向等离子体表面560内的独特凹痕或涟漪。例如，第二凹陷565可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第二凹陷565的特征在于第二深度566和第二直径567。第一凹陷555的尺寸可以与第二凹陷565的尺寸相同或不同。例如，第一凹陷555可以小于第二凹陷565。
仍然参照图5A和图5B，共振板550包括具有板厚度551和板半径552的电介质板。此外，共振板550上的面向等离子体表面560可以包括平面表面561，在平面表面561中形成第一凹陷555和第二凹陷565。或者，共振板550可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板550中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板550的介电常数。板厚度551可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度551可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度551的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷555可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第一深度556和第一直径557，并且第一凹陷可以位于面向等离子体表面560的内部区域附近。
第一直径567可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度551与第一深度556之间的第一差异553可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径557可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度551与第一深度556之间的第一差异553可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度551可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径557的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度551与第一深度556之间的第一差异553的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷555中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面360之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，第二凹陷565可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第二深度566和第二直径567，并且第二凹陷可以位于面向等离子体表面560的外侧区域附近。
第二直径567可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度551与第二深度566之间的第二差异563可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第二直径567可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度551与第二深度566之间的第二差异563可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，第二直径567的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度551与第二深度566之间的第二差异563的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第二直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第二凹陷565中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面560之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图6A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图6B示出了图6A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图6A示出了示例性EM波发射器632的仰视图，缝隙天线646中的多个缝隙(648和649)被示出为好像透过共振板650看到缝隙天线646。如图6A所示，多个缝隙(648和649)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(648和649)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(648和649)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，多个第一凹陷655可以被构造在共振板650中并且一个或多个第一凹陷655可以与缝隙天线646中的一个或多个第一缝隙648对准或部分对准。或者，一个或多个第一凹陷655可以与缝隙天线646中的第一缝隙648对准或部分对准。此外，架凹陷665可以被构造在共振板650中，并且架凹陷665可以包括任何的几何形状，例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。架凹陷665可以包括架深度666和架宽度667。
仍然参照图6A和图6B，示例性EM波发射器632被示出为可以包括共振板650，该共振板650具有面向等离子体表面660。EM波发射器632还包括具有多个第一缝隙648和多个第二缝隙649的缝隙天线646。第一缝隙648和第二缝隙649允许将来自缝隙天线646上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板650。
第一缝隙648和第二缝隙649的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线646的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷655可以包括形成在面向等离子体表面660内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷655可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷655的特征在于第一深度656和第一直径657。
此外，架凹陷665可以包括形成在面向等离子体表面660内的独特凹痕或涟漪。例如，架凹陷665可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。
仍然参照图6A和图6B，共振板650包括具有板厚度651和板半径652的电介质板。此外，共振板650上的面向等离子体表面660可以包括平面表面661，在平面表面661中形成第一凹陷655和架凹陷665。或者，共振板650可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板650中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板650的介电常数。板厚度651可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度651可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度651的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷655可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第一深度656和第一直径657，并且第一凹陷可以位于面向等离子体表面660的内部区域附近。
第一直径657可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度651与第一深度656之间的第一差异653可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径657可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度651与第一深度656之间的第一差异653可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度651可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径657的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度651与第一深度656之间的第一差异653的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷655中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面660之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，架凹陷665可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有架深度666和架宽度667，并且架凹陷可以位于面向等离子体表面660的外侧区域附近。
架宽度667可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度651与架深度666之间的第二差异663可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，架宽度667可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度651与架深度666之间的第二差异663可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，架宽度667的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度651与架深度666之间的第二差异663的范围可以从约10mm到约35mm。或者，架宽度的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在架凹陷665中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面660之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图7A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图7B示出了图7A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图7A示出了示例性EM波发射器732的仰视图，缝隙天线746中的多个缝隙(748和749)被示出为好像透过共振板750看到缝隙天线746。如图7A所示，多个缝隙(748和749)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(748和749)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(748和749)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，多个第一凹陷755可以被构造在共振板750中并且一个或多个第一凹陷755可以与缝隙天线746中的一个或多个第一缝隙748基本对准。或者，一个或多个第一凹陷755可以不与缝隙天线746中的第一缝隙748对准。此外，架凹陷765可以被构造在共振板750中，并且架凹陷765可以包括任何的几何形状，例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。架凹陷765可以包括架深度766和架宽度767。例如，架凹陷765可以与多个第二缝隙749基本对准。或者，架凹陷765可以与多个第二缝隙749对准、部分对准或不对准。
仍然参照图7A和图7B，示例性EM波发射器732被示出为可以包括共振板750，该共振板750具有面向等离子体表面760。EM波发射器732还包括具有多个第一缝隙748和多个第二缝隙749的缝隙天线746。第一缝隙748和第二缝隙749允许将来自缝隙天线746上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板750。
第一缝隙748和第二缝隙749的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线746的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷755可以包括形成在面向等离子体表面760内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷755可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷755的特征在于第一深度756和第一直径757。
此外，架凹陷765可以包括形成在面向等离子体表面760内的独特凹痕或涟漪。例如，架凹陷765可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。
仍然参照图7A和图7B，共振板750包括具有板厚度751和板半径752的电介质板。此外，共振板750上的面向等离子体表面760可以包括平面表面761，在该平面表面761中形成第一凹陷755和架凹陷765。或者，共振板750可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板750中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板750的介电常数。板厚度751可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度751可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度751的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷755可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第一深度756和第一直径757，并且第一凹陷可以位于面向等离子体表面760的内部区域附近。
第一直径757可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度751与第一深度756之间的第一差异753可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径757可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度751与第一深度756之间的第一差异753可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度751可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径757的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度751与第一深度756之间的第一差异753的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷755中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面760之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，架凹陷765可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有架深度766和架宽度767，并且架凹陷可以位于面向等离子体表面760的外侧区域附近。
架宽度767可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度751与架深度766之间的第二差异763可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，架宽度767可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度751与架深度766之间的第二差异763可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，架宽度767的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度751与架深度766之间的第二差异763的范围可以从约10mm到约35mm。或者，架宽度的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在架凹陷765中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面760之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图8A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图8B示出了图8A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图8A示出了示例性EM波发射器832的仰视图，缝隙天线846中的多个缝隙(848和849)被示出为好像透过共振板850看到缝隙天线846。如图8A所示，多个缝隙(848和849)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(848和849)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(848和849)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，多个第一凹陷855可以被构造在共振板850中并且一个或多个第一凹陷855可以与缝隙天线846中的一个或多个第一缝隙848基本对准。或者，一个或多个第一凹陷855可以与缝隙天线846中的一个或多个第一缝隙848对准或部分对准。此外，架凹陷865可以被构造在共振板850中，并且槽凹陷865可以包括任何的几何形状，例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。槽凹陷865可以包括槽深度866和槽宽度867。例如，槽凹陷865可以与多个第二缝隙849基本对准。或者，槽凹陷865可以与多个第二缝隙849对准、部分对准或不对准。
仍然参照图8A和图8B，示例性EM波发射器832被示出为可以包括共振板850，该共振板850具有面向等离子体表面860。EM波发射器832还包括具有多个第一缝隙848和多个第二缝隙849的缝隙天线846。第一缝隙848和第二缝隙849允许将来自缝隙天线846上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板850。
第一缝隙848和第二缝隙849的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线846的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷855可以包括形成在面向等离子体表面860内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷855可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷855的特征在于第一深度856和第一直径857。
此外，槽凹陷865可以包括形成在面向等离子体表面860内的独特凹痕或涟漪。例如，槽凹陷865可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。
仍然参照图8A和图8B，共振板850包括具有板厚度851和板半径852的电介质板。此外，共振板850上的面向等离子体表面860可以包括平面表面861，在该平面表面861中形成第一凹陷855和槽凹陷865。或者，共振板850可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板850中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板850的介电常数。板厚度851可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度851可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度851的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷855可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第一深度856和第一直径857，并且第一凹陷可以位于面向等离子体表面860的内部区域附近。
第一直径857可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度851与第一深度856之间的第一差异853可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径857可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度851与第一深度856之间的第一差异853可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度851可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径857的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度851与第一深度856之间的第一差异853的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷855中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面860之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，槽凹陷865可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有槽深度866和槽宽度867，并且槽凹陷可以位于面向等离子体表面860的外侧区域附近。
槽宽度867可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度851与槽深度866之间的第二差异863可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，槽宽度867可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度851与槽深度866之间的第二差异863可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，槽宽度867的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度851与槽深度866之间的第二差异863的范围可以从约10mm到约35mm。或者，槽宽度的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在槽凹陷865中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面860之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图9A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图9B示出了图9A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图9A示出了示例性EM波发射器932的仰视图，缝隙天线946中的多个缝隙(948和949)被示出为好像透过共振板950看到缝隙天线946。如图9A所示，多个缝隙(948和949)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(948和949)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(948和949)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，多个第一凹陷955可以被构造在共振板950中并且一个或多个第一凹陷955可以与缝隙天线946中的一个或多个第一缝隙948基本对准。或者，一个或多个第一凹陷955可以与缝隙天线946中的一个或多个第一缝隙948对准或部分对准。此外，槽凹陷965可以被构造在共振板950中，并且槽凹陷965可以包括任何的几何形状，例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。槽凹陷965可以包括槽深度966和槽宽度967。例如，槽凹陷965可以与多个第二缝隙949基本对准。或者，槽凹陷965可以与多个第二缝隙949对准、部分对准或不对准。此外，多个第二凹陷975可以被构造在槽凹陷965中，并且第二凹陷975可以包括任何几何形状，包括例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第二凹陷975可以包括第二深度976和第二宽度977。例如，第二凹陷975可以与多个第二缝隙949基本对准。或者，第二凹陷975可以与第二凹陷949对准、部分对准或不对准。
仍然参照图9A和图9B，示例性EM波发射器932被示出为可以包括共振板950，该共振板950具有面向等离子体表面960。EM波发射器932还包括具有多个第一缝隙948和多个第二缝隙949的缝隙天线946。第一缝隙948和第二缝隙949允许将来自缝隙天线946上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板950。
第一缝隙948和第二缝隙949的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线946的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷955和第二凹陷975可以包括形成在面向等离子体表面960内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷955或第二凹陷975可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷955的特征在于第一深度956和第一直径957。第二凹陷975的特征在于第二深度976和第二直径977。
此外，槽凹陷965可以包括形成在面向等离子体表面960内的独特凹痕或涟漪。例如，槽凹陷965可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。
仍然参照图9A和图9B，共振板950包括具有板厚度951和板半径952的电介质板。此外，共振板950上的面向等离子体表面960可以包括平面表面961，在该平面表面961中形成第一凹陷955和槽凹陷965。或者，共振板950可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板950中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板950的介电常数。板厚度951可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度951可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度951的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷955可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第一深度956和第一直径957，并且第一凹陷可以位于面向等离子体表面960的内部区域附近。此外，第二凹陷975可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有第二深度976和第二直径977，并且第二凹陷975可以位于面向等离子体表面960的外部区域附近。
第一直径957和第二直径977可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度951与第一深度956之间的第一差异953可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径957和第二直径977可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度951与第一深度956之间的第一差异953可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度951可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径957的范围可以从约25mm到约35mm，并且板厚度951与第一深度956之间的第一差异953的范围可以从约10mm到约35mm。或者，第一直径的范围可以从约30mm到约35mm，并且第一差异的范围可以从10mm到约20mm。
在第一凹陷955和第二凹陷975中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面360之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，槽凹陷965可以被构造为圆柱形凹陷，该圆柱形凹陷具有槽深度966和槽宽度967，并且槽凹陷可以位于面向等离子体表面960的外侧区域附近。
槽宽度967可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度951与槽深度966之间的第二差异963可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，槽宽度967可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度951与槽深度966之间的第二差异963可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，槽宽度967的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度951与槽深度966之间的第二差异963的范围可以从约10mm到约35mm。或者，槽宽度的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在槽凹陷965中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面960之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图10A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图10B示出了图10A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图10A示出了示例性EM波发射器1032的仰视图，缝隙天线1046中的多个缝隙(1048和1049)被示出为好像透过共振板1050看到缝隙天线1046。如图10A所示，多个缝隙(1048和1049)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(1048和1049)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(1048和1049)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，多个第一凹陷1055可以被构造在共振板1050中并且一个或多个第一凹陷1055可以与缝隙天线1046中的一个或多个第一缝隙1048基本未对准。或者，一个或多个第一凹陷1055可以与缝隙天线1046中的一个或多个第一缝隙1048对准或部分对准。此外，通道凹陷1065可以被构造在共振板1050中，并且通道凹陷1065可以包括任何的几何形状，例如圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。通道凹陷1065可以包括通道深度1066和通道宽度1067。例如，通道凹陷1065可以与多个第二缝隙1049基本对准。或者，通道凹陷1065可以与多个第二缝隙1049对准、部分对准或不对准。
在一些实施例中，开口1090可以包括开口深度1091和开口宽度1092，并且气体通道1095可以包括通道长度1096和通道宽度1097。例如，开口1090和气体通道1095可以基本与共振板1050的中央对准。或者，开口1090和气体通道1095可以不同地对准。
仍然参照图10A和图10B，示例性EM波发射器1032被示出为可以包括共振板1050，该共振板1050具有面向等离子体表面1060。EM波发射器1032还包括具有多个第一缝隙1048和多个第二缝隙1049的缝隙天线1046。第一缝隙1048和第二缝隙1049允许将来自缝隙天线1046上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板1050。
第一缝隙1048和第二缝隙1049的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线1046的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
在各种实施例中，第一凹陷1055和第二凹陷1065可以包括形成在面向等离子体表面1060内的独特凹痕或涟漪。例如，第一凹陷1055可以包括圆柱形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状或者任何形状。第一凹陷1055的特征在于第一深度1056和第一直径1057。
此外，第二凹陷1065可以包括具有梯形或部分三角形截面的通道。然而，第二凹陷1065中的通道可以包括任何几何形状，例如，圆柱形几何形状、圆锥形几何形状、部分圆锥形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状、金字塔形几何形状或者任意形状。第二凹陷1065可以包括通道深度1066、第一通道宽度1066和第二通道宽度1068。
仍然参照图10A和图10B，共振板1050包括具有板厚度1051和板半径1052的电介质板。例如，共振板1050上的面向等离子体表面1060可以包括平面表面1061，通过该表面可以形成第一凹陷1055和通道凹陷1065。或者，共振板1050可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板1050中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板1050的介电常数。板厚度1051可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度1051可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度1051的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
作为示例，第一凹陷1055可以位于面向等离子体表面1060的内部区域附近。此外，通道凹陷1065可以位于面向等离子体表面1060的外部区域附近。
第一直径1057、第一通道宽度1067、第二通道宽度1068、开口宽度1092和通道宽度1097可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度1051与第一深度1056之间的第一差异1053可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径1057、第一通道宽度1067、第二通道宽度1068、开口宽度1092和通道宽度1097可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度1051与第一深度1056之间的第一差异1053可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度1051可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一直径1057、第一通道宽度1067、第二通道宽度1068、开口宽度1092和通道宽度1097的范围可以从约10mm到约35mm，并且板厚度1051与深度(1056、1066、1091和1096)之间的第一差异1053的范围可以从约10mm到约35mm。
在第一凹陷1055、通道凹陷1065、开口1090和/或气体通道1095中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面1060之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
此外，如图10所示，EM波发射器1032可以利用具有第一匹配长度1062a和第一匹配宽度的匹配元件1062制造。匹配元件1062可以包括位于共振板1150的外周边处或其附近的边缘壁延伸部，并且可以构造为连接到处理室壁。
此外，EM波发射器可以包括开口1090和气体通道1095。开口1090可以被构造为接收用于将穿过天线1046内部的气体管线固定到共振板1050的气体通道1095的固定装置。
虽然仅示出了一个气体通道，但是可以在共振板1050中制造额外的气体通道。此外，虽然气体通道的形状是具有圆柱形截面的直线，但是其可以为任意的形状，例如，具有任意截面的螺旋形状。图10中描述的这些特征中的任何一者或多者可以在图3到图9中描述的实施例中的任何一者中实施。
通道宽度(1067和1068)可以是可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度1051与通道深度1066之间的第二差异1063可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，通道宽度(1067和1068)可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度1051与通道深度1066之间的第二差异1063可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。
或者，通道宽度(1067和1068)的范围可以从约25mm(毫米)到约35mm，并且板厚度1051与通道深度1066之间的第二差异1063的范围可以从约10mm到约35mm。或者，通道宽度(1067和1068)的范围可以从约30mm到约35mm，并且第二差异的范围可以从10mm到约20mm。
在通道凹陷1065中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面1060之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图11A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图11B示出了图11A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图11A示出了示例性EM波发射器1132的仰视图，缝隙天线1146中的多个缝隙(1148和1149)被示出为好像透过共振板1150看到缝隙天线1146。如图11A所示，多个缝隙(1148和1149)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(1148和1149)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(1148和1149)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，第一凹陷1155可以被构造在共振板1150中并且第一凹陷1155的外边缘可以与缝隙天线1146中的第二缝隙1149基本对准。或者，第一凹陷1155可以更小并且可以与缝隙天线1146中的一个或多个第一缝隙1148对准或部分对准。此外，第一凹陷1155可以具有梯形或部分三角形截面。然而，第一凹陷1155可以包括任何几何形状，例如，圆柱形几何形状、圆锥形几何形状、部分圆锥形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状、金字塔形几何形状或者任意形状。第一凹陷1155可以包括凹陷深度1156、第一凹陷宽度1157和第二通道宽度1158。
此外，如图11B所示，EM波发射器1132可以利用具有第一匹配长度1162a和第一匹配宽度的匹配元件1162制造。匹配元件1162可以包括位于共振板1150的外周边处或其附近的边缘壁延伸部，并且可以构造为连接到处理室壁。此外，EM波发射器可以包括开口1190和气体通道1195。开口1190可以被构造为接收用于将穿过天线1146内部的气体管线固定到共振板1150的气体通道1195的固定装置。
虽然仅示出了一个气体通道，但是可以在共振板1150中制造额外的气体通道。此外，虽然气体通道的形状是具有圆柱形截面的直线，但是其可以为任意的形状，例如，具有任意截面的螺旋形状。图11A和图11B中描述的这些特征中的任何一者或多者可以在图3到图9中描述的实施例中的任何一者中实施。
在一些实施例中，开口1190可以包括开口深度1191和开口宽度1192，并且气体通道1195可以包括通道长度1196和通道宽度1197。例如，开口1190和气体通道1195可以基本与共振板1150的中心对准。或者，开口1190和气体通道1195可以不同地对准。
仍然参照图11A和图11B，示例性EM波发射器1132被示出为可以包括共振板1150，该共振板1150具有面向等离子体表面1160。EM波发射器1132还包括具有多个第一缝隙1148和多个第二缝隙1149的缝隙天线1146。第一缝隙1148和第二缝隙1149允许将来自缝隙天线1146上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板1150。
第一缝隙1148和第二缝隙1149的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线1146的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
仍然参照图11A和图11B，共振板1150包括具有板厚度1151和板半径1152的电介质板。例如，共振板1150上的面向等离子体表面1160可以包括平面表面1161，通过该表面可以形成第一凹陷1155和通道凹陷1165。或者，共振板1150可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板1150中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板1150的介电常数。板厚度1151可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度1151可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度1151的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
第一直径1157、第一通道宽度1167、第二通道宽度1168、开口宽度1192和通道宽度1197可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度1151与第一深度1156之间的第一差异1153可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，第一直径1157、第一通道宽度1167、第二通道宽度1168、开口宽度1192和通道宽度1197可以约为有效半波长(λ/2)，并且板厚度1151与第一深度1156之间的第一差异1153可以是有效半波长(λ/2)或者约为有效四分之一波长(λ/4)。板厚度1151可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。
或者，第一凹陷宽度1157、第二凹陷宽度1168、开口宽度1192和通道宽度1197的范围可以从约2mm到约35mm，并且板厚度1151与深度(1156、1166和1196)之间的第一差异1153的范围可以从约2mm到约35mm。
在第一凹陷1155、开口1190和/或气体通道1195中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面1160之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
图12A示出了根据本发明的实施例的EM波发射器的仰视图；并且图12B示出了图12A中描绘的EM波发射器的一部分的示意截面图。图12A示出了示例性EM波发射器1232的仰视图，缝隙天线1246中的多个缝隙(1248和1249)被示出为好像透过共振板1250看到缝隙天线1246。如图12A所示，多个缝隙(1248和1249)可以成对布置，并且每对缝隙包括朝向垂直于第二缝隙的第一缝隙。然而，多个缝隙(1248和1249)中的缝隙的朝向可以是任意的。例如，多个缝隙(1248和1249)中的缝隙的朝向可以根据用于等离子体均匀性和/或等离子体稳定性的预定图案。
在一些实施例中，通道凹陷1255可以被构造在共振板1250中并且通道凹陷1255可以与缝隙天线1246中的第二缝隙1249基本对准。或者，通道凹陷1255可以更小并且可以与缝隙天线1246中的一个或多个第一缝隙1248对准或部分对准。此外，通道凹陷1255可以包括任何几何形状，例如，圆柱形几何形状、圆锥形几何形状、部分圆锥形几何形状、球形几何形状、非球形几何形状、矩形几何形状、金字塔形几何形状或者任意形状。通道凹陷1255可以包括通道深度1265、第一通道宽度1257和第二通道宽度1258。
此外，如图12B所示，EM波发射器1232可以被制造为包括开口1290和气体通道1295。开口1290可以被构造为接收用于将穿过天线1246内部的气体管线固定到共振板1250的气体通道1295的固定装置。
虽然仅示出了一个气体通道，但是可以在共振板1250中制造额外的气体通道。此外，虽然气体通道的形状是具有圆柱形截面的直线，但是其可以为任意的形状，例如，具有任意截面的螺旋形状。图12A和图12B中描述的这些特征中的任何一者或多者可以在图3到图9中描述的实施例中的任何一者中实施。
在一些实施例中，开口1290可以包括开口深度1291和开口宽度1292，并且气体通道1295可以包括通道长度1296和通道宽度1297。例如，开口1290和气体通道1295可以基本与共振板1250的中心对准。或者，开口1290和气体通道1295可以不同地对准。
仍然参照图12A和图12B，示例性EM波发射器1232被示出为可以包括共振板1250，该共振板1250具有面向等离子体表面1260。EM波发射器1232还包括具有多个第一缝隙1248和多个第二缝隙1249的缝隙天线1246。第一缝隙1248和第二缝隙1249允许将来自缝隙天线1246上方的第一区域的EM能量耦合到缝隙天线下方的第二区域，在第二区域中定位了共振板1250。
第一缝隙1248和第二缝隙1249的数目、几何形状、尺寸和分布可以是促进形成在等离子体产生空间(图1中的125a)或等离子体产生空间(图2中的225a)中的等离子体的空间均匀性和稳定性的因素。因此，缝隙天线1246的设计可以被用来控制等离子体/处理空间(图1中的125a和/或125b)中或等离子体/处理空间(图2中的225a和/或225b)的等离子体的空间均匀性和稳定性。
仍然参照图12A和图12B，共振板1250包括具有板厚度1251和板半径1252的电介质板。例如，共振板1250上的面向等离子体表面1260可以包括平面表面1261，通过该表面可以形成通道凹陷1255。或者，共振板1250可以包括任何几何形状，该几何形状可以包括凹陷和/或突起表面。
在共振板1250中的EM能量的传播可能具有以下特性：对于给定频率的EM能量的有效波长(λ)以及用于共振板1250的介电常数。板厚度1251可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，板厚度1251可以约为有效半波长(λ/2)或者大于有效半波长(＞λ/2)。或者，板厚度1251的范围可以从约25mm(毫米)到约45mm。
第一通道宽度1257、第一通道宽度1267、开口宽度1292和气体通道宽度1297可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。此外，板厚度1251与第一深度1256之间的第一差异1253可以是四分之一波长的整数倍(nλ/4，其中n是大于零的整数)，或者半波长的整数倍(mλ/2，其中m是大于零的整数)。例如，通道宽度、开口宽度1292和通道宽度1297可以约为有效半波长(λ/2)。或者，开口宽度1292和气体通道宽度1297的范围可以从约2mm到约15mm，并且板厚度1251与深度(1256、1291和1296)之间的第一差异1253的范围可以从约1mm到约35mm。
在通道凹陷1255、开口1290和/或气体通道1295中，倒圆和/或内圆(即，表面/角部圆角)可以被用来影响相邻表面之间的平滑表面过度。在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与凹陷的底部之间的角部处。此外，在圆柱形凹陷中，表面圆角可以被布置在圆柱形侧壁与面向等离子体表面1160之间的角部处。例如，表面半径的范围可以从约1mm到约3mm。
虽然在图3到图12中提供的实施例的任何一者中未示出，但是一个或多个凹陷可以互相连接。此外，一个凹陷构造中的一个或多个凹陷可以与另一个凹陷构造中的一个或多个凹陷互相连接。例如，一个或多个凹陷可以由凹槽或通道互相连接或链接。
关于图13A、图13B、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A、图18B、图19A、图19B和图20A、图20B中示出的数据，以下总结的条件被用在这些实验中。使用辐射线缝隙天线(RLSA)来产生微波表面波等离子体。总等离子体室压约为150mT(mTorr，毫托)。用于等离子体产生的微波功率约为2500W(瓦特)。实验标签示出了：He/Ar/O2：100/100/600，其对应于注入到等离子体室中的He、Ar和O2气体的sccm(标况毫升每分)的流速(He为100sccm、Ar为100sccm并且O2为600sccm)。此外，在这些实验中，气体在被注入等离子体室之前被混合，并且气体被从位于等离子体室的底部处的两个注入器注入。此外，0.02mW/cm2(毫瓦每平方厘米)是在等离子体室底部处测量的EM辐射强度。此外，“未被调整”表示阻抗匹配器被连续地移动。
图13A示出了根据本发明的实施例的示例性处理，并且图13B示出了与图13A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(150mT以及2500W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来调整等离子体并且使得等离子体稳定。此外，当氦气被增加到Ar/O2混合物中时，在室底部处的EM辐射降低。
图14A示出了根据本发明的实施例的示例闪烁抑制数据，并且图14B示出了与图14A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(80mT以及2500W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来抑制等离子体闪烁以及使得等离子体更加均匀。
图15A示出了根据本发明的实施例的示例稳定数据，并且图15B示出了与图15A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(20mT以及3500W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来抑制在低压力和高功率下的等离子体闪烁。
图16A示出了根据本发明的实施例的示例稳定数据，并且图16B示出了与图16A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(20mT以及2000W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来抑制在低压力和中等功率下的等离子体闪烁。
图17A示出了根据本发明的实施例的示例稳定数据，并且图17B示出了与图17A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(20mT以及1500W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来抑制在低压力和低功率下的等离子体闪烁。
图18A示出了根据本发明的实施例的示例闪烁抑制数据，并且图18B示出了与图18A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(10mT以及2500W)下执行实验时，处理结果表示可以增加氦气来抑制在非常低压力和中等功率下的等离子体闪烁。
图19A示出了根据本发明的实施例的示例EM阻挡数据，并且图19B示出了与图19A相关的一组处理条件和处理结果。例如，当在(150mT以及1000W)下执行实验时，处理结果表示在将氦气增加到Ar/O2混合物时，降低了在室底部处的EM辐射。
虽然仅在上文中具体描述了本发明的某些实施例，但是本领域技术人员将会容易理解在本发明的实施例中可以进行许多修改，而不本质上背离本发明的新颖教导和优点。因此，全部的修改都包括在本发明的范围内。
图20A示出了根据本发明的实施例的示例处理数据，并且图20B示出了与图20A相关的一组处理条件和处理结果。
在各种GIGDSC过程中，等离子体源(图1中的115和图2中的215)可以包括电磁(EM)波发射器(图3中的332)，或者电磁(EM)波发射器(图4中的432)，或者电磁(EM)波发射器(图5中的532)，或者电磁(EM)波发射器(图6中的632)，或者电磁(EM)波发射器(图7中的732)，或者电磁(EM)波发射器(图8中的832)，或者电磁(EM)波发射器(图9中的932)，或者电磁(EM)波发射器(图10中的1032)，或者电磁(EM)波发射器(图11中的1132)，或者电磁(EM)波发射器(图12中的1232)，或者它们的任何组合。此外，等离子体源(图1中的115和图2中的215)的面向等离子体表面(图1中的116和图2中的216)可以包括面向等离子体的表面(图3中的360)，或者面向等离子体的表面(图4中的460)，或者面向等离子体的表面(图5中的560)，或者面向等离子体的表面(图6中的660)，或者面向等离子体的表面(图7中的760)，或者面向等离子体的表面(图8中的860)，或者面向等离子体的表面(图9中的960)，或者面向等离子体的表面(图10中的1060)，或者面向等离子体的表面(图11中的1160)，或者面向等离子体的表面(图12中的1260)，或者它们的任何组合。此外，面向等离子体表面(图1中的116和图2中的216)中的凹陷(图1中的117和图2中的217)可以包括凹陷(图4中的455和/或465)，或者凹陷(图5中的555和/或565)，或者凹陷(图6中的655和/或665)，或者凹陷(图7中的755和/或765)，或者凹陷(图8中的855和/或865)，或者凹陷(图9中的955和/或965)，或者凹陷(图10中的1055和/或1065)，或者凹陷(图11中的1155和/或1165)，或者凹陷(图12中的1255和/或1265)，或者它们的任何组合。
图21示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的示例流程图。图21示出了使用GIGDSC等离子体处理子系统(图1中的105)处理衬底的过程2100。过程2100可以包括大量处理步骤。在一些GIGDSC过程中，不同的室压力可以使用第一泵浦系统(图1中的180)和第一压力控制系统(图1中的181)来建立。例如，室压力可以从约1mTorr改变到约1000mTorr。此外，可以使用衬底温度控制系统(图1中的128)和温度控制元件(图1中的129)来建立不同的衬底温度。例如，衬底温度可以从约-10℃改变到约250℃。
在2110中，衬底(图1中的121)可以定位在处理室(图1中的110)中的衬底保持件(图1中的120)上，该处理室被构造为在GIGDS过程期间产生GIGDSC等离子体，并且用于GIGDSC过程的处理时间可以从约2秒改变到约2分钟。等离子体源(图1中的115)可以被连接到处理室(图1中的110)的顶部，并且等离子体源(图1中的115)可以包括具有多个凹陷(图1中的117)的面向等离子体表面(图1中的116)，该面向等离子体表面形成处理室的顶壁(图1中的110)。
在2115中，第一“轻气体”稳定等离子体可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间产生。在一些实施例中，第一气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且第一气体混合物可以包括轻等离子体产生气体和重处理气体。重力分离效应可以被用于允许轻等离子体产生气体在第一预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。此外，一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被构造为提供第一气体混合物，并且可以被构造为控制第一气体混合物成分、第一气体混合物流速和第一气体混合物流动方向。
在其它实施例中，轻等离子产生气体可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间流动到处理室(图1中的110)的顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。例如，一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以在接近处理室的顶部部分处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以被构造为在第一预处理时间期间向接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间(图1中的125a)提供轻等离子体产生气体。
此外，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在第一预处理时间期间通过面向等离子体表面(图1中的116)向轻等离子体产生气体提供第一预处理功率，由此在第一预处理期间在接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间中产生第一“轻气体”稳定等离子体。在各种实施例中，第一预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2120中，第一“轻气体”稳定值可以相对于第一“轻气体”稳定等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的第一“轻气体”稳定极限相比较。第一问询可以被执行以判定第一“轻气体”稳定值是否超出第一“轻气体”稳定极限。当第一“轻气体”稳定值超出一个或多个第一“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2125并且如图21所示继续。当第一“轻气体”稳定值不超出至少一个第一“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2130并且如图21所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“轻气体”稳定值。从等离子体发射的光强度的强度和间断性可以被用来评估等离子体的稳定性。例如，不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
在2125中，至少一个校正动作可以被执行来改善第一“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、轻气体的数目、轻气体流速、轻气体流动方向、室压力、室温度、预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2130中，第二“轻气体”稳定等离子体可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间产生。在一些实施例中，第一气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且重力分离效应可以被用于允许轻等离子体产生气体在第二预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。
在其它实施例中，轻等离子产生气体可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间继续流动和扩散到位于处理室(图1中的110)的顶部处的第一等离子体产生空间(图1中的125a)中。例如，轻等离子体产生气体可以在第二预处理时间期间扩散到在处理室(图1中的110)的顶部处的面向等离子体表面(图1中的116)中的至少一个凹陷(图1中的117)中。
此外，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在第二预处理时间期间通过面向等离子体表面(图1中的116)向接近面向等离子体表面(图1中的116)的轻等离子体产生气体提供第二预处理功率，由此在第二预处理期间在接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间中产生第二“轻气体”稳定等离子体。例如，用于GIGDSC等离子体处理的第二预处理时间可以从约1毫秒改变到约10秒。在各种实施例中，第二预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第二预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2135中，初始“重处理气体”预处理等离子体可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间产生。在一些实施例中，第二气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且第二气体混合物可以包括第二轻等离子体产生气体和重处理气体。例如，重力分离效应可以被用于允许重处理气体在第二预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)中。
在其它实施例中，重处理气体可以在GIGDSC过程的第二预处理时间期间流动和/或扩散到处理室(图1中的110)的底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分中。例如，一个或多个附加气体供应元件(图1中的145和/或165)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的145和/或165)可以被构造为在第二预处理时间期间向等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分提供重处理气体。
此外，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在第二预处理时间期间随着重处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图1中的115b)而向重处理气体提供附加的预处理功率，由此在第二预处理期间在接近衬底(图1中的121)的等离子体处理空间(图1中的125b)中产生初始“重气体”预处理等离子体。在其他实施例中，第二预处理功率可以不在第二预处理时间期间提供。在各种实施例中，第二预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第二预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2140中，初始“重处理气体”稳定值可以相对于第一“重气体”预处理等离子体判定并且可以与在第二预处理时间期间的初始“重处理气体”稳定极限相比较。第二问询可以被执行以判定在第二预处理时间期间初始“重处理气体”是否超出初始“重处理气体”稳定极限。当初始“重处理气体”超出初始“重处理气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2145并且如图21所示继续。当初始“重处理气体”没有超出初始“重处理气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2150并且如图21所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“重处理气体”稳定值。从等离子体发射的光强度的强度和间断性可以被用来评估等离子体的稳定性。例如，不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
在其他GIGDSC过程中，第二“轻气体”稳定值可以相对于第二“轻气体”稳定等离子体判定并且可以与在第二预处理时间期间的第二“轻气体”稳定极限相比较。附加问询可以被执行以判定第二“轻气体”稳定值是否超出第二“轻气体”稳定极限。当第二“轻气体”稳定值超出一个或多个第二“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2145并且如图21所示继续。当第二“轻气体”稳定值不超出至少一个第二“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2150并且如图21所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第二“轻气体”稳定值。从等离子体发射的光强度的强度和间断性可以被用来评估等离子体的稳定性。例如，不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
在2145中，至少一个校正动作可以被执行来改善在第二预处理时间期间初始“重处理气体”稳定值和/或第二“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、“重处理气体”的数目、“重处理气体”流速、“重处理气体”流动方向、轻气体的数目、轻气体流速、轻气体流动方向、室压力、室温度、第一和/或第二预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2150中，可以在与GIGDSC过程相关的处理时间期间产生新的“轻气体”稳定等离子体和新的重气体处理等离子体。
在一些实施例中，新的气体混合物在处理时间期间提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且新的气体混合物可以包括新的轻等离子体产生气体和新的重处理气体。例如，重力分离效应可以被用于允许新的轻等离子体产生气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。此外，重力分离效应可以被用于允许新的重处理气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)中。
在其它实施例中，在处理时间期间，新的轻等离子体产生气体可以被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分，并且新的重处理气体可以被提供到处理室(图1中的110)的底部部分。例如，重力分离效应可以被用于允许新的轻等离子体产生气体在处理时间期间移动到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中和/或该等离子体产生空间附近。此外，重力分离效应可以被用于允许新的重处理气体在处理时间期间移动到在处理室(图1中的110)底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)中和/或该等离子体产生空间附近。
在一些实施例中，在与被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间，第一处理功率可以随着轻等离子体产生气体流动到等离子体产生空间(图1中的125a)而被提供给轻等离子体产生气体，由此在等离子体产生空间(图1中的125a)中产生新的轻气体稳定等离子体。在各种实施例中，第一处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。例如，第一处理功率可以通过面向等离子体表面(图1中的116)提供，以在至少一个凹陷(图1中的117)和/或等离子体产生空间(图1中的125a)中产生新的轻气体稳定等离子体。此外，高能电子和/或离子可以在处理时间期间产生并且从等离子体产生空间(图1中的125a)传递到等离子体处理空间(图1中的125b)。
新的重等离子体处理气体可以在处理时间期间流动到处理室(图1中的110)中的等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分中。例如，一个或多个附加气体供应元件(图1中的145和/或165)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个附加气体供应元件(图1中的145和/或165)可以被构造为在与被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间向等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分提供重处理气体。
例如，在处理时间期间，可以使用所施加的微波功率和/或在等离子体产生空间(图1中的125a)中产生的高能电子以及重处理气体来在等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分中产生新的重气体处理等离子体。此外，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在处理时间期间随着重处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图1中的115b)而向重处理气体提供附加的处理功率，由此在第二预处理期间在接近衬底(图1中的121)的等离子体处理空间(图1中的125b)中产生新的重气体处理等离子体。在各种实施例中，附加处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且附加处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2155中，新的“轻气体”稳定值可以相对于新的轻气体稳定等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“轻气体”稳定极限相比较。新的问询可以被执行以判定新的“轻气体”稳定值是否超出新的“轻气体”稳定极限。当新的“轻气体”稳定值超出一个或多个新的“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2160并且如图21所示继续。当新的“轻气体”稳定值不超出至少一个新的“轻气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2165并且如图21所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“轻气体”稳定值。从等离子体发射的光强度的强度和间断性可以被用来评估等离子体的稳定性。例如，不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
此外，新的“重处理气体”稳定值可以相对于重气体处理等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“重处理气体”稳定极限相比较。新的附加问询可以被执行以判定在处理时间期间新的“重处理气体”是否超出新的“重处理气体”稳定极限。当新的“重处理气体”超出新的“重处理气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2160并且如图21所示继续。当新的“重处理气体”没有超出新的“重处理气体”稳定极限时，过程2100可以分支到2165并且如图21所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“重处理气体”稳定值，并且不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
在2160中，至少一个新的校正动作可以被执行来改善新的“重处理气体”稳定值和/或新的“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新新的气体混合物成分、新的气体混合物流速、新的气体混合物流动方向、新的“重处理气体”的数目、新的“重处理气体”流动速度、新的“重处理气体”流动方向、新的轻气体的数目、新的轻气体流速、新的轻气体流动方向、室压力、室温度、处理功率、附加处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2165中，可以在处理时间期间使用重气体处理等离子体来处理衬底(图1中的121)。
图22示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的示例流程图。图22示出了使用GIGDSC等离子体处理子系统(图2中的205)处理衬底的过程2200。过程2200可以包括大量处理步骤。在一些GIGDSC过程中，不同的室压力可以使用第二泵浦系统(图2中的280)和第二压力控制系统(图2中的281)来建立。例如，室压力可以从约1mTorr改变到约1000mTorr。此外，可以使用第二衬底温度控制系统(图2中的228)和第二温度控制元件(图2中的229)来建立不同的衬底温度。例如，衬底温度可以从约-10℃改变到约250℃。
在2210中，第二衬底(图2中的221)可以定位在第二处理室(图2中的210)的顶部处的第二衬底保持件(图2中的220)上，该处理室被构造为在第GIGDS过程期间产生第二GIGDSC等离子体，并且用于第二GIGDSC过程(2200)的处理时间可以从约2秒改变到约2分钟。第二等离子体源(图2中的215)可以被连接到第二处理室(图2中的210)的底部，并且等离子体源(图2中的215)可以包括具有多个凹陷(图2中的217)的面向等离子体表面(图2中的216)，该面向等离子体表面形成处理室的顶壁(图2中的210)。
在2215中，第一“重气体”稳定等离子体可以在与第GIGDSC过程(2200)相关的第一预处理时间期间产生。在一些实施例中，第一气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间被提供到处理室(图2中的210)的顶部部分和/或底部部分，并且第一气体混合物可以包括重等离子体产生气体和轻处理气体。重力分离效应可以被用于允许重等离子体产生气体在第一预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。此外，一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被构造为提供第一气体混合物，并且可以被构造为控制第一气体混合物成分、第一气体混合物流速和第一气体混合物流动方向。
在其它实施例中，重等离子稳定气体可以在与第GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间流动到处理室(图2中的210)的底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。例如，一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以在接近处理室的底部部分处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以被构造为在第一预处理时间期间向接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间(图2中的225a)提供重等离子体稳定气体。
在一些实施例中，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在第一预处理时间期间通过面向等离子体表面(图2中的216)向重等离子体稳定气体提供第一预处理功率，由此在第一预处理期间在接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间中产生第一“重气体”稳定等离子体。在各种实施例中，第一预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2220中，第一“重气体”稳定值可以相对于第一“重气体”稳定等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的第一“重气体”稳定极限相比较。第一问询可以被执行以判定第一“重气体”稳定值是否超出第一“重气体”稳定极限。当第一“重气体”稳定值超出一个或多个第一“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2225并且如图22所示继续。当第一“重气体”稳定值不超出至少一个第一“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2230并且如图22所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“重气体”稳定值，并且不稳定的等离子体可能产生间断的光信号。
在2225中，至少一个校正动作可以被执行来改善第一“重气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、重气体的数目、重气体流速、重气体流动方向、室压力、室温度、预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2230中，第二“重气体”预处理等离子体可以在与第二GIGDSC过程(2200)相关的第二预处理时间期间产生。在一些实施例中，第二气体混合物可以在第二预处理时间期间被提供到处理室(图2中的210)的顶部部分和/或底部部分，并且重力分离效应可以被用于允许重等离子体产生气体在第二预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)顶部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。此外，一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被构造为提供第二气体混合物，并且可以被构造为控制第二气体混合物成分、第二气体混合物流速以及第二气体混合物流动方向。
在其它实施例中，重等离子产生气体可以在与GIGDSC过程相关的第二预处理时间期间继续流动和扩散到位于处理室(图2中的210)的顶部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。
在一些示例中，重等离子体产生气体可以在第二预处理时间期间扩散到在处理室(图2中的210)的顶部处的面向等离子体表面(图2中的216)中的至少一个凹陷(图2中的217)中。此外，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在第二预处理时间期间通过面向等离子体表面(图2中的216)向接近面向等离子体表面(图2中的216)的重等离子体产生气体提供第二预处理功率，由此在第二预处理期间在接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间中产生第二“重气体”稳定等离子体。例如，用于GIGDSC等离子体处理的第二预处理时间可以从约1毫秒改变到约10秒。在各种实施例中，第二预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第二预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2235中，初始“轻处理气体”预处理等离子体可以在与GIGDSC过程(2200)相关的第二预处理时间期间产生。在一些实施例中，轻处理气体可以在第二预处理时间期间流动和/或扩散到处理室(图2中的210)的顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分中。例如，一个或多个附加气体供应元件(图2中的245和/或265)可以在接近处理室的上部处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的245和/或265)可以被构造为在第二预处理时间期间向等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分提供轻处理气体。
此外，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在第二预处理时间期间随着轻处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图2中的215b)而向该轻处理气体提供附加的预处理功率，由此在第二预处理期间在接近衬底(图2中的221)的等离子体处理空间(图2中的225b)中产生初始“轻气体”预处理等离子体。在其他实施例中，附加预处理功率可以不在第二预处理时间期间提供。在各种实施例中，附加预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且附加预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2240中，初始“轻处理气体”稳定值可以相对于初始“轻气体”预处理等离子体判定并且可以与在第二预处理时间期间的初始“轻处理气体”稳定极限相比较。第二问询可以被执行以判定在第二预处理时间期间初始“轻处理气体”是否超出初始“轻处理气体”稳定极限。当初始“轻处理气体”超出初始“轻处理气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2245并且如图22所示继续。当初始“轻处理气体”没有超出初始“轻处理气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2250并且如图22所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“轻处理气体”稳定值。
在其他GIGDSC过程中，第二“重气体”稳定值可以相对于第二“重气体”稳定等离子体判定并且可以与在第二预处理时间期间的第二“重气体”稳定极限相比较。附加问询可以被执行以判定第二“重气体”稳定值是否超出第二“重气体”稳定极限。当第二“重气体”稳定值超出一个或多个第二“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2245并且如图22所示继续。当第二“重气体”稳定值不超出至少一个第二“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2250并且如图22所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第二“重气体”稳定值。
在2245中，至少一个校正动作可以被执行来改善第一“重处理气体”稳定值和/或第二“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、“重处理气体”的数目、“重处理气体”流速、“重处理气体”流动方向、轻气体数目、轻气体流速、轻气体流动方向、室压力、室温度、第一和/或第二预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2250中，可以在与GIGDSC过程相关的处理时间期间产生新的“重气体”稳定等离子体和新的轻气体处理等离子体。
在一些实施例中，新的气体混合物在处理时间期间提供到处理室(图2中的210)的顶部部分和/或底部部分，并且新的气体混合物可以包括新的重等离子体产生气体和新的轻处理气体。例如，重力分离效应可以被用于允许新的重等离子体产生气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。此外，重力分离效应可以被用于允许新的轻处理气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)中。此外，一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被构造为提供新的气体混合物，并且可以被构造为控制新的气体混合物成分、新的气体混合物流速和新的气体混合物流动方向。
在其它实施例中，在处理时间期间，重等离子体产生气体可以被提供到处理室(图2中的210)的底部部分，并且轻处理气体可以被提供到处理室(图2中的210)的顶部部分。例如，重力分离效应可以被用于允许重等离子体产生气体在处理时间期间移动到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中和/或该等离子体产生空间附近。此外，重力分离效应可以被用于允许轻处理气体在处理时间期间移动到在处理室(图2中的210)顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)中和/或该等离子体产生空间附近。
在2250中，在于正在被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间，可以使用所施加的微波功率和/或在等离子体产生空间(图2中的225a)中产生的高能电子以及轻处理气体来在等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分中产生新的轻气体处理等离子体。
在一些实施例中，在与被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间，第一处理功率可以随着重等离子体产生气体流动到等离子体产生空间(图2中的225a)而被提供给重等离子体产生气体，由此在等离子体产生空间(图2中的225a)中产生新的重气体稳定等离子体。在各种实施例中，第一处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。例如，第一处理功率可以通过面向等离子体表面(图2中的216)提供，以在至少一个凹陷(图2中的217)和/或等离子体产生空间(图2中的225a)中产生新的重气体稳定等离子体。此外，高能电子和/或离子可以在处理时间期间产生并且从等离子体产生空间(图2中的225a)传递到等离子体处理空间(图2中的225b)。
轻等离子体处理气体可以在处理时间期间流动到处理室(图2中的210)中的等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分中。例如，一个或多个附加气体供应元件(图2中的245和/或265)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个附加气体供应元件(图2中的245和/或265)可以被构造为在与被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间向等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分提供轻处理气体。
例如，在处理时间期间，可以使用所施加的微波功率和/或在等离子体产生空间(图2中的225a)中产生的高能电子和轻处理气体来在等离子体处理空间(图2中的225b)的至少一部分中产生新的轻气体处理等离子体。此外，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在处理时间期间随着重处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图2中的215b)而向该重处理气体提供附加的处理功率，由此在第二预处理期间在接近衬底(图2中的221)的等离子体处理空间(图2中的225b)中产生重气体处理等离子体。在各种实施例中，附加处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且附加处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2255中，新的“重气体”稳定值可以相对于新的重气体稳定等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“重气体”稳定极限相比较。新的问询可以被执行以判定新的“重气体”稳定值是否超出新的“重气体”稳定极限。当新的“重气体”稳定值超出一个或多个新的“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2260并且如图22所示继续。当新的“重气体”稳定值不超出至少一个新的“重气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2265并且如图22所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“重气体”稳定值。
此外，新的“轻处理气体”稳定值可以相对于新轻气体处理等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“轻处理气体”稳定极限相比较。新的问询可以被执行以判定在处理时间期间新的“轻处理气体”是否超出新的“轻处理气体”稳定极限。当新的“轻处理气体”超出新的“轻处理气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2260并且如图22所示继续。当新的“轻处理气体”没有超出新的“轻处理气体”稳定极限时，过程2200可以分支到2265并且如图22所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“轻处理气体”稳定值。
在2260中，至少一个新的校正动作可以被执行来改善新的“轻处理气体”稳定值和/或新的“重气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新新的气体混合物成分、新的气体混合物流速、新的气体混合物流动方向、新的“轻处理气体”的数目、新的“轻处理气体”流动速度、新的“轻处理气体”流动方向、新的重气体的数目、新的重气体流速、新的重气体流动方向、室压力、室温度、处理功率、附加处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2265中，可以在处理时间期间使用轻气体处理等离子体来处理衬底(图2中的221)。
图23示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的示例流程图。图23示出了使用GIGDSC等离子体处理子系统(图1中的105)处理衬底的过程2300。过程2300可以包括大量处理步骤。在一些GIGDSC过程中，不同的室压力可以使用第一泵浦系统(图1中的180)和第一压力控制系统(图1中的181)来建立。例如，室压力可以从约1mTorr改变到约1Torr。此外，可以使用衬底温度控制系统(图1中的128)和温度控制元件(图1中的129)来建立不同的衬底温度。例如，衬底温度可以从约-10℃改变到约250℃。
在2310中，衬底(图1中的121)可以定位在处理室(图1中的110)中的衬底保持件(图1中的120)上，该处理室被构造为在GIGDS过程(2300)期间产生GIGDSC等离子体，并且用于GIGDSC过程的处理时间可以从约2秒改变到约2分钟。等离子体源(图1中的115)可以被连接到处理室(图1中的110)的顶部，并且等离子体源(图1中的115)可以包括具有多个凹陷(图1中的117)的面向等离子体表面(图1中的116)，该面向等离子体表面形成处理室的顶壁(图1中的110)。
在2315中，初始“轻气体”稳定等离子体和初始“重气体”预处理等离子体可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间产生。在一些实施例中，第一气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且第一气体混合物可以包括轻等离子体产生气体和重处理气体。重力分离效应可以被用于允许轻等离子体产生气体在第一预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。此外，一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被构造为提供第一气体混合物，并且可以被构造为控制第一气体混合物成分、第一气体混合物流速和第一气体混合物流动方向。
在其它实施例中，在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间，一种或多种轻等离子产生气体可以流动到处理室(图1中的110)的顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中，并且一种或多种重处理气体可以流动和/或扩散到处理室(图1中的110)的底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)的至少一部分中。例如，一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以在接近处理室的顶部部分处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以被构造为在第一预处理时间期间向接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间(图1中的125a)提供轻等离子体产生气体。一个或多个附加气体供应元件(图1中的145和/或165)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的145和/或165)可以被构造为在第一预处理时间期间向衬底(图1中的121)表面附近的等离子体处理空间(图1中的125b)提供重处理气体。
在一些GIGDSC过程中，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在第一预处理时间期间通过面向等离子体表面(图1中的116)向轻等离子体产生气体提供第一预处理功率，由此在第一预处理期间在接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间中产生第一“轻气体”稳定等离子体。在各种实施例中，第一预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
此外，等离子体源(图1中的115)可以被构造为在第一预处理时间期间随着重处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图1中的115b)而向该重处理气体提供附加的预处理功率，由此在第一预处理期间在接近衬底(图1中的121)的等离子体处理空间(图1中的125b)中产生初始“重气体”预处理等离子体。在其他实施例中，附加预处理功率可以不在第一预处理时间期间提供。在各种实施例中，附加预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第二预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2320中，初始“轻气体”稳定值可以相对于初始“轻气体”稳定等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的初始“轻气体”稳定极限相比较。第一问询可以被执行以判定初始“轻气体”稳定值是否超出初始“轻气体”稳定极限。当初始“轻气体”稳定值超出一个或多个初始“轻气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2325并且如图23所示继续。当初始“轻气体”稳定值不超出至少一个初始“轻气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2330并且如图23所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“轻气体”稳定值。
在2325中，至少一个第一校正动作可以被执行来改善初始“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、轻气体的数目、轻气体流速、轻气体流动方向、室压力、室温度、预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2330中，初始“重处理气体”稳定值可以相对于初始“重气体”预处理等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的初始“重处理气体”稳定极限相比较。第二问询可以被执行以判定在第一预处理时间期间初始“重处理气体”是否超出初始“重处理气体”稳定极限。当初始“重处理气体”超出初始“重处理气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2335并且如图23所示继续。当初始“重处理气体”没有超出初始“重处理气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2340并且如图23所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定初始“重处理气体”稳定值。
在2335中，至少一个校正动作可以被执行来改善初始“重处理气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、“重处理气体”的数目、“重处理气体”流速、“重处理气体”流动方向、轻气体的数目、轻气体流速、轻气体流动方向、室压力、室温度、第一和/或第二预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2340中，可以在与GIGDSC过程相关的处理时间期间产生新的“轻气体”稳定等离子体和新的重气体处理等离子体。
在一些实施例中，新的气体混合物在处理时间期间提供到处理室(图1中的110)的顶部部分和/或底部部分，并且新的气体混合物可以包括新的轻等离子体产生气体和新的重处理气体。此外，一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135、145、155和/或165)可以被构造为提供第一气体混合物，并且可以被构造为控制第一气体混合物成分、第一气体混合物流速和第一气体混合物流动方向。例如，重力分离效应可以被用于允许新的轻等离子体产生气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中。此外，重力分离效应可以被用于允许新的重处理气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图1中的110)底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)中。
在其它实施例中，在处理时间期间，新的轻等离子体产生气体可以被提供到处理室(图1中的110)的顶部部分，并且新的重处理气体可以被提供到处理室(图1中的110)的底部部分。例如，一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以在接近处理室的顶部部分处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的135和/或155)可以被构造为在第一处理时间期间向接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间(图1中的125a)提供轻等离子体产生气体。例如，重力分离效应可以被用于允许新的轻等离子体产生气体在处理时间期间保持到在处理室(图1中的110)顶部处的等离子体产生空间(图1中的125a)中和/或该等离子体产生空间附近。一个或多个附加气体供应元件(图1中的145和/或165)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图1中的110)，并且一个或多个气体供应元件(图1中的145和/或165)可以被构造为在第一处理时间期间向衬底(图1中的121)表面附近的等离子体处理空间(图1中的125b)提供重处理气体。此外，重力分离效应可以被用于允许新的重处理气体在处理时间期间移动到在处理室(图1中的110)底部处的等离子体处理空间(图1中的125b)中和/或该等离子体产生空间附近。
在一些GIGDSC过程中，在第一处理时间期间，等离子体源(图1中的115)可以被构造为通过面向等离子体表面(图1中的116)向轻等离子产生气体提供新的处理功率，由此在第一处理期间在接近面向等离子体表面(图1中的116)的等离子体产生空间中产生新的“轻气体”稳定等离子体。在各种实施例中，新处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且新的处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
此外，在第一处理时间期间，等离子体源(图1中的115)可以被构造为随着重处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图1中的125b)而被提供给重处理气体，由此在第一处理时间期间在接近衬底(图1中的121)的等离子体处理空间(图1中的125b)中产生新的“重气体”处理等离子体。在各种实施例中，新的处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且新的处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
当产生新的“轻气体”稳定等离子体时，在处理时间期间，高能电子和/或离子可以产生在等离子体产生空间(图1中的125a)中并且可以被传递到等离子体处理空间(图1中的125b)中的新的“重气体”处理等离子体。例如，在预处理时间和/或处理时间期间，“轻气体”的流速可以从约0sccm变化到约400sccm，并且“重处理气体”的流速可以从约0sccm变化到约400sccm。
在2345中，新的“轻气体”稳定值可以相对于新的轻气体稳定等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“轻气体”稳定极限相比较。新的问询可以被执行以判定新的“轻气体”稳定值是否超出新的“轻气体”稳定极限。当新的“轻气体”稳定值超出一个或多个新的“轻气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2350并且如图23所示继续。当新的“轻气体”稳定值不超出至少一个新的“轻气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2355并且如图23所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“轻气体”稳定值。
此外，新的“重处理气体”稳定值可以相对于重气体处理等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“重处理气体”稳定极限相比较。新的附加问询可以被执行以判定在处理时间期间新的“重处理气体”是否超出新的“重处理气体”稳定极限。当新的“重处理气体”超出新的“重处理气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2350并且如图23所示继续。当新的“重处理气体”没有超出新的“重处理气体”稳定极限时，过程2300可以分支到2355并且如图23所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“重处理气体”稳定值。
在2350中，在处理时间期间，至少一个新的校正动作可以被执行来改善新的“重处理气体”稳定值和/或新的“轻气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新新的气体混合物成分、新的气体混合物流速、新的气体混合物流动方向、新的“重处理气体”的数目、新的“重处理气体”流动速度、新的“重处理气体”流动方向、新的轻气体的数目、新的轻气体流速、新的轻气体流动方向、室压力、室温度、处理功率、附加处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2355中，可以在与正被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间使用第一“重气体”处理等离子体来处理衬底。
图24示出了用于使用根据本发明的实施例的GIGDSC等离子体处理系统来处理晶片的方法的示例流程图。图24示出了使用GIGDSC等离子体处理子系统(图2中的205)处理衬底的过程2400。过程2400可以包括大量处理步骤。在一些GIGDSC过程中，不同的室压力可以使用第二泵浦系统(图2中的280)和第二压力控制系统(图2中的281)来建立。例如，室压力可以从约1mTorr改变到约1Torr。此外，可以使用第二衬底温度控制系统(图2中的228)和第二温度控制元件(图2中的229)来建立不同的衬底温度。例如，衬底温度可以从约-10℃改变到约0℃。
在2410中，第二衬底(图2中的221)可以定位在第二处理室(图2中的210)中的第二衬底保持件(图2中的220)上，该处理室被构造为在第二GIGDS过程(2400)期间产生第GIGDSC等离子体，并且用于GIGDSC过程的处理时间可以从约2秒改变到约2分钟。第二等离子体源(图2中的215)可以被连接到处理室(图2中的210)的顶部，并且第二等离子体源(图2中的215)可以包括具有多个凹陷(图2中的217)的面向等离子体表面(图2中的216)，该面向等离子体表面形成第二处理室的顶壁(图2中的210)。
在2415中，初始“重气体”稳定等离子体和初始“轻气体”预处理等离子体可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间产生。在一些实施例中，第一气体混合物可以在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间被提供到处理室(图2中的210)的顶部部分和/或底部部分，并且第一气体混合物可以包括重等离子体产生气体和轻处理气体。重力分离效应可以被用于允许重等离子体产生气体在第一预处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。此外，一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被构造为提供第一气体混合物，并且可以被构造为控制第一气体混合物成分、第一气体混合物流速和第一气体混合物流动方向。
在其它实施例中，在与GIGDSC过程相关的第一预处理时间期间，一种或多种重等离子产生气体可以流动和/或扩散到在处理室(图2中的210)的底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中，并且一种或多种轻处理气体可以流动和/或扩散到处理室(图2中的210)的顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)中。例如，一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以在接近处理室的底部部分处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以被构造为在第一预处理时间期间向接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间(图2中的225a)提供重等离子体产生气体。一个或多个附加气体供应元件(图2中的245和/或265)可以在接近处理室的顶部处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的245和/或265)可以被构造为在第一预处理时间期间向衬底(图2中的221)表面附近的等离子体处理空间(图2中的225b)提供轻处理气体。
在一些GIGDSC过程中，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在第一预处理时间期间通过面向等离子体表面(图2中的216)向重等离子体产生气体提供第一预处理功率，由此在第一预处理期间在接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间中产生初始“重气体”稳定等离子体。在各种实施例中，第一预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第一预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
此外，等离子体源(图2中的215)可以被构造为在第一预处理时间期间随着轻处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图2中的215b)而向该轻处理气体提供附加的预处理功率，由此在第一预处理期间在接近衬底(图2中的221)的等离子体处理空间(图2中的225b)中产生初始“轻气体”预处理等离子体。在其他实施例中，附加预处理功率可以不在第一预处理时间期间提供。在各种实施例中，附加预处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且第二预处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
在2420中，初始“重气体”稳定值可以相对于初始“重气体”稳定等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的初始“重气体”稳定极限相比较。第一问询可以被执行以判定初始“重气体”稳定值是否超出初始“重气体”稳定极限。当初始“重气体”稳定值超出一个或多个初始“重气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2425并且如图24所示继续。当初始“重气体”稳定值不超出至少一个初始“重气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2430并且如图24所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“重气体”稳定值。
在2425中，至少一个第一校正动作可以被执行来改善初始“重气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、重气体的数目、重气体流速、重气体流动方向、室压力、室温度、预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2430中，初始“轻处理气体”稳定值可以相对于初始“轻气体”预处理等离子体判定并且可以与在第一预处理时间期间的初始“轻处理气体”稳定极限相比较。第二问询可以被执行以判定在第一预处理时间期间初始“轻处理气体”是否超出初始“轻处理气体”稳定极限。当初始“轻处理气体”超出初始“轻处理气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2435并且如图24所示继续。当初始“轻处理气体”没有超出初始“轻处理气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2440并且如图24所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定第一“轻处理气体”稳定值。
在2435中，至少一个校正动作可以被执行来改善初始“轻处理气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新第一气体混合物成分、第一气体混合物流速、第一气体混合物流动方向、“轻处理气体”的数目、“轻处理气体”流速、“轻处理气体”流动方向、室压力、室温度、第一和/或第二预处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2440中，可以在与GIGDSC过程相关的处理时间期间产生新的“重气体”稳定等离子体和新的轻气体处理等离子体。
在一些实施例中，新的气体混合物在处理时间期间提供到处理室(图2中的210)的顶部部分和/或底部部分，并且新的气体混合物可以包括新的重等离子体产生气体和新的轻处理气体。此外，一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235、245、255和/或265)可以被构造为提供新的气体混合物，并且可以被构造为控制新的气体混合物成分、新的气体混合物流速和新的气体混合物流动方向。例如，重力分离效应可以被用于允许新的重等离子体产生气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中。此外，重力分离效应可以被用于允许新的轻处理气体在处理时间期间移动(扩散)到在处理室(图2中的210)顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)中。
在其它实施例中，在处理时间期间，新的重等离子体产生气体可以被提供到处理室(图2中的210)的底部部分，并且新的轻处理气体可以被提供到处理室(图2中的210)的顶部部分。一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以在接近处理室的顶部部分处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的235和/或255)可以被构造为在第一处理时间期间向接近衬底表面(图2中的221)的等离子体处理空间(图2中的225b)提供重处理气体。例如，重力分离效应可以被用于允许新的轻处理气体在处理时间期间保持在处理室(图2中的210)顶部处的等离子体处理空间(图2中的225b)中和/或该等离子体处理空间附近。一个或多个附加气体供应元件(图2中的245和/或265)可以在接近处理室的底部处被连接到处理室(图2中的210)，并且一个或多个气体供应元件(图2中的245和/或265)可以被构造为在第一处理时间期间向接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间(图2中的225a)提供重等离子体产生气体。此外，重力分离效应可以被用于允许新的重等离子体产生气体在处理时间期间移动到在处理室(图2中的210)底部处的等离子体产生空间(图2中的225a)中和/或该等离子体产生空间附近。
在一些GIGDSC过程中，在第一处理时间期间，等离子体源(图2中的215)可以被构造为通过面向等离子体表面(图2中的216)向重等离子产生气体提供新的处理功率，由此在第一处理期间在接近面向等离子体表面(图2中的216)的等离子体产生空间中产生新的“重气体”稳定等离子体。在各种实施例中，新处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且新的处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
此外，在第一处理时间期间，等离子体源(图2中的215)可以被构造为随着轻处理气体流动和/或扩散到等离子体处理空间(图2中的225b)而被提供给轻处理气体，由此在第一处理时间期间在接近衬底(图2中的221)的等离子体处理空间(图2中的225b)中产生新的“轻气体”处理等离子体。在各种实施例中，新的附加处理功率可以由表面波等离子体(SWP)源、微波源和/或射频(RF)源提供，并且新的附加处理功率可以从约100瓦变化到约10000瓦。
当产生新的“重气体”稳定等离子体时，在处理时间期间，高能电子和/或离子可以产生在等离子体产生空间(图2中的225a)中并且可以被传递到等离子体处理空间(图2中的225b)中的新的“轻气体”处理等离子体。例如，在预处理时间和/或处理时间期间，“轻气体”的流速可以从约0sccm变化到约400sccm，并且“重处理气体”的流速可以从约0sccm变化到约400sccm。
在2445中，新的“重气体”稳定值可以相对于新的重气体稳定等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“重气体”稳定极限相比较。新的问询可以被执行以判定新的“重气体”稳定值是否超出新的“重气体”稳定极限。当新的“重气体”稳定值超出一个或多个新的“重气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2450并且如图24所示继续。当新的“重气体”稳定值不超出至少一个新的“重气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2455并且如图24所示继续。与处理室连接的一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“重气体”稳定值。
此外，新的“轻处理气体”稳定值可以相对于轻气体处理等离子体判定并且可以与在处理时间期间的新的“轻处理气体”稳定极限相比较。新的附加问询可以被执行以判定在处理时间期间新的“轻处理气体”是否超出新的“轻处理气体”稳定极限。当新的“轻处理气体”超出新的“轻处理气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2450并且如图24所示继续。当新的“轻处理气体”没有超出新的“轻处理气体”稳定极限时，过程2400可以分支到2455并且如图24所示继续。例如，一个或多个处理传感器可以被用来判定新的“轻处理气体”稳定值。
在2450中，在处理时间期间，至少一个新的校正动作可以被执行来改善新的“轻处理气体”稳定值和/或新的“重气体”稳定值。例如，可以在校正动作期间更新新的气体混合物成分、新的气体混合物流速、新的气体混合物流动方向、新的“轻处理气体”的数目、新的“轻处理气体”流动速度、新的“轻处理气体”流动方向、新的重气体的数目、新的重气体流速、新的重气体流动方向、室压力、室温度、处理功率、附加处理功率或者衬底温度或者它们的任何组合。
在2455中，可以在与正被执行的GIGDSC过程相关的处理时间期间使用第一“轻气体”处理等离子体来处理衬底(图2中的221)。
在一些实施例中，GIGDSC等离子体产生系统(100或200)可以包括：GIGDSC等离子体处理子系统(105或205)，其构造为执行GIGDSC蚀刻过程、非GIGDSC蚀刻过程、GIGDSC沉积过程或非GIGDSC沉积过程，或者任何它们的组合。
虽然已经在上文具体描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员容易明白可以在实施例中进行许多修改，而不本质上超出本发明的新颖教导和优点。因此，全部这种修改都意图被包括在本发明的范围内。
Claims (20)
1.一种用于使用重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理子系统来处理衬底的方法，所述方法包括如下步骤：
将衬底定位在处理室的下部中的衬底保持件上，所述处理室被构造为执行GIGDSC过程；
在第一预处理时间期间，使用轻等离子体产生气体在所述处理室的上部中的等离子体产生空间中产生第一轻气体稳定等离子体；
在所述第一预处理时间期间判定第一轻气体稳定值；
在所述第一预处理时间期间将所述第一轻气体稳定值与第一稳定极限相比较；
当在所述第一预处理时间期间所述第一轻气体稳定值超出一个或多个所述稳定极限时，执行至少一个校正动作以改善所述第一轻气体稳定值；以及
当在所述第一预处理时间期间所述第一轻气体稳定值不超出至少一个稳定极限时，在第二预处理时间期间产生第二轻气体稳定等离子体以及初始重气体预处理等离子体，其中，在接近所述衬底的等离子体处理空间中使用至少一种重处理气体产生所述初始重气体预处理等离子体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
在所述第二预处理时间期间判定初始重气体稳定值；
在所述第二预处理时间期间将所述初始重气体稳定值与初始重气体稳定极限相比较；
当在所述第二预处理时间期间所述初始重气体稳定值超出一个或多个所述初始重气体稳定极限时，执行至少一个第二校正动作以改善所述初始重气体稳定值；以及
当在所述第二预处理时间期间所述初始重气体稳定值不超出至少一个初始重气体稳定极限时，在处理时间期间产生新的轻气体稳定等离子体以及新的重气体处理等离子体，其中，在所述处理时间期间使用所述新的重气体处理等离子体来处理所述衬底。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轻等离子体产生气体包括氦气(He)、氢气(H2)或氖气(Ne)或者这些气体的任何组合，并且其中所述至少一种重处理气体包括氩气(Ar)、含有氧的气体、碳氟化合物气体、氢化碳氟化合物气体、或者含有卤素的气体、或者这些气体的任何组合，碳氟化合物气体具有CxFy的形式，其中x和y等于1或更大的值，氢化碳氟化合物具有CxFyHz的形式，其中x、y和z等于1或更大的值，并且含有卤素的气体具有从由Cl、Br和F组成的组选择的卤素原子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用连接到所述处理室的至少一个气体供应元件将第一气体混合物提供给所述处理室，所述第一气体混合物包括扩散到所述等离子体产生空间中的一种或多种更轻的气体成分、以及扩散到所述等离子体处理空间中的一种或多种更重的气体成分，所述更轻的气体成分包括所述轻等离子体产生气体，并且所述更重的气体成分包括所述至少一种重处理气体。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用连接到所述处理室的上部的第一气体供应元件将所述轻等离子体产生气体提供给所述处理室，并且使用连接到所述处理室的下部的第二气体供应元件将所述至少一种重处理气体提供给所述处理室。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体源被连接到所述等离子体产生空间，并且所述等离子体源被构造为使用扩散到所述等离子体产生空间中的所述轻等离子体产生气体中的至少一种更轻的气体成分、来产生所述GIGDSC等离子体，其中，所述等离子体源包括被构造为在所述处理室中形成顶壁的面向等离子体表面，并且所述面向等离子体表面在中间具有第一凹陷。
7.一种用于使用重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理子系统来处理衬底的方法，所述方法包括如下步骤：
将衬底定位在处理室的下部中的衬底保持件上，所述处理室被构造为执行GIGDSC过程；
在第一预处理时间期间，使用轻等离子体产生气体在所述处理室的上部中的等离子体产生空间中产生初始轻气体稳定等离子体；
在所述第一预处理时间期间，使用至少一种重处理气体在所述处理室的下部中的等离子体处理空间中产生初始重气体预处理等离子体；
在所述第一预处理时间期间判定初始重气体稳定值；
在所述第一预处理时间期间将所述初始重气体稳定值与初始重气体稳定极限相比较；
当在所述第一预处理时间期间所述初始重气体稳定值超出一个或多个所述初始重气体稳定极限时，执行至少一个校正动作以改善所述初始重气体稳定值；以及
当在所述第一预处理时间期间所述初始重气体稳定值不超出至少一个所述初始重气体稳定极限时，在处理时间期间产生新的轻气体稳定等离子体以及新的重气体处理等离子体，其中，在所述处理时间期间使用至少一种新的重处理气体来在接近所述衬底的等离子体处理空间中产生新的重气体预处理等离子体。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括如下步骤：
在所述第一预处理时间期间判定初始轻气体稳定值；
在所述第一预处理时间期间将所述初始轻气体稳定值与初始轻气体稳定极限相比较；以及
当在所述第一预处理时间期间所述初始轻气体稳定值超出一个或多个所述初始轻气体稳定极限时，执行至少一个附加校正动作以改善所述初始轻气体稳定值。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括如下步骤：
在所述处理时间期间判定新的重气体稳定值；
在所述处理时间期间将所述新的重气体稳定值与新的重气体稳定极限相比较；以及
当在所述处理时间期间所述新的重气体稳定值超出一个或多个所述新的重气体稳定极限时，执行至少一个新的校正动作以改善所述新的重气体稳定值。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括如下步骤：
在所述处理时间期间判定新的轻气体稳定值；
在所述处理时间期间将所述新的轻气体稳定值与新的轻气体稳定极限相比较；以及
当在所述处理时间期间所述新的轻气体稳定值超出一个或多个所述新的轻气体稳定极限时，执行至少一个新的校正动作以改善所述新的轻气体稳定值。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述轻等离子体产生气体包括氦气(He)、氢气(H2)或氖气(Ne)或者这些气体的任何组合，并且其中所述至少一种重处理气体包括氩气(Ar)、含有氧的气体、碳氟化合物气体、氢化碳氟化合物气体、或者含有卤素的气体、或者这些气体的任何组合，碳氟化合物气体具有CxFy的形式，其中x和y等于1或更大的值，氢化碳氟化合物具有CxFyHz的形式，其中x、y和z等于1或更大的值，并且含有卤素的气体具有从由Cl、Br和F组成的组选择的卤素原子。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，使用连接到所述处理室的至少一个气体供应元件将第一气体混合物提供给所述处理室，所述第一气体混合物包括扩散到所述等离子体产生空间中的一种或多种更轻的气体成分、以及扩散到所述等离子体处理空间中的一种或多种更重的气体成分，所述更轻的气体成分包括所述轻等离子体产生气体，并且所述更重的气体成分包括所述至少一种重处理气体。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，使用连接到所述处理室的上部的第一气体供应元件将所述轻等离子体产生气体提供给所述处理室，并且使用连接到所述处理室的下部的第二气体供应元件将所述至少一种重处理气体提供给所述处理室。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，所述等离子体源被连接到所述等离子体产生空间，并且所述等离子体源被构造为使用扩散到所述等离子体产生空间中的所述轻等离子体产生气体中的至少一种更轻的气体成分、来产生所述GIGDSC等离子体，其中，所述等离子体源包括被构造为在所述处理室中形成顶壁的面向等离子体表面，并且所述面向等离子体表面在中间具有第一凹陷。
15.一种用于使用重力引起的气体扩散分离控制(GIGDSC)的等离子体处理子系统来处理衬底的方法，所述方法包括如下步骤：
将衬底定位在处理室的上部中的衬底保持件上，所述处理室被构造为执行GIGDSC过程；
在第一预处理时间期间，使用重等离子体产生气体在所述处理室的下部中的等离子体产生空间中产生初始重气体稳定等离子体；
在所述第一预处理时间期间，使用至少一种轻处理气体在所述处理室的上部中的等离子体处理空间中产生初始轻气体预处理等离子体；
在所述第一预处理时间期间判定初始轻气体稳定值；
在所述第一预处理时间期间将所述初始轻气体稳定值与初始轻气体稳定极限相比较；
当在所述第一预处理时间期间所述初始轻气体稳定值超出一个或多个所述初始轻气体稳定极限时，执行至少一个校正动作以改善所述初始轻气体稳定值；以及
当在所述第一预处理时间期间所述第一轻气体稳定值不超出至少一个所述初始轻气体稳定极限时，在处理时间期间产生新的重气体稳定等离子体以及新的轻气体处理等离子体，其中，在所述处理时间期间使用所述至少一种新的轻处理气体来在接近所述衬底的等离子体处理空间中产生所述新的轻气体处理等离子体。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
在所述第一预处理时间期间判定初始重气体稳定值；
在所述第一预处理时间期间将所述初始重气体稳定值与初始重气体稳定极限相比较；以及
当在所述第一预处理时间期间所述初始重气体稳定值超出一个或多个所述初始重气体稳定极限时，执行至少一个附加校正动作以改善所述初始重气体稳定值。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
在所述处理时间期间判定新的轻气体稳定值；
在所述处理时间期间将所述新的轻气体稳定值与新的轻气体稳定极限相比较；以及
当在所述处理时间期间所述新的轻气体稳定值超出一个或多个所述新的轻气体稳定极限时，执行至少一个新的校正动作以改善所述新的轻气体稳定值。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
在所述处理时间期间判定新的重气体稳定值；
在所述处理时间期间将所述新的重气体稳定值与新的重气体稳定极限相比较；以及
当在所述处理时间期间所述新的重气体稳定值超出一个或多个所述新的重气体稳定极限时，执行至少一个新的校正动作以改善所述新的重气体稳定值。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述重等离子体产生气体包括氙气(Xe)、氪气(Kr)或者这些气体的任何组合，并且所述至少一种轻处理气体包括氩气(Ar)、含有氧的气体、碳氟化合物气体、氢化碳氟化合物气体、或者含有卤素的气体、或者这些气体的任何组合，碳氟化合物气体具有CxFy的形式，其中x和y等于1或更大的值，氢化碳氟化合物具有CxFyHz的形式，其中x、y和z等于1或更大的值，并且含有卤素的气体具有从由Cl、Br和F组成的组选择的卤素原子。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，使用连接到所述处理室的至少一个气体供应元件将第一气体混合物提供给所述处理室，所述第一气体混合物包括扩散到所述等离子体处理空间中的一种或多种更轻的气体成分、以及扩散到所述等离子体产生空间中的一种或多种更重的气体成分，所述更轻的气体成分包括所述新的轻处理气体，并且所述更重的气体成分包括至少一种重等离子体产生气体。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23340109P | 2009-08-12 | 2009-08-12 | |
| US61/233,401 | 2009-08-12 | ||
| US12/853,771 | 2010-08-10 | ||
| US12/853,771 US8323521B2 (en) | 2009-08-12 | 2010-08-10 | Plasma generation controlled by gravity-induced gas-diffusion separation (GIGDS) techniques |
| PCT/US2010/045124 WO2011019790A1 (en) | 2009-08-12 | 2010-08-11 | Plasma generation controlled by gravity-induced gas-diffusion separation (gigds) techniques |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102473629A true CN102473629A (zh) | 2012-05-23 |
| CN102473629B CN102473629B (zh) | 2014-11-12 |
Family
ID=43586445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080035809.8A Expired - Fee Related CN102473629B (zh) | 2009-08-12 | 2010-08-11 | 通过重力引起的气体扩散分离(gigds)技术来控制等离子体产生 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8323521B2 (zh) |
| JP (1) | JP5668254B2 (zh) |
| KR (1) | KR101689916B1 (zh) |
| CN (1) | CN102473629B (zh) |
| TW (1) | TWI481316B (zh) |
| WO (1) | WO2011019790A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104078329A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 自对准多重图形的形成方法 |
| CN105826220A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-08-03 | 华灿光电股份有限公司 | 一种干法刻蚀设备 |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5396180B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2014-01-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 選択酸化処理方法、選択酸化処理装置およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP5713808B2 (ja) * | 2010-07-09 | 2015-05-07 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及び半導体装置の製造方法 |
| KR101913891B1 (ko) * | 2011-09-27 | 2018-10-31 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 에칭 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| KR101982366B1 (ko) * | 2011-09-28 | 2019-05-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 방법 및 장치 |
| JP5704129B2 (ja) | 2012-06-22 | 2015-04-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置のデータ取得方法及びセンサ用基板 |
| JP2014036148A (ja) | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Tokyo Electron Ltd | 多層膜をエッチングする方法、及びプラズマ処理装置 |
| JP2015018685A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
| JP2015018686A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 東京エレクトロン株式会社 | マイクロ波プラズマ処理装置、スロットアンテナ及び半導体装置 |
| JP6140575B2 (ja) * | 2013-08-26 | 2017-05-31 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2015082546A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2015130325A (ja) * | 2013-12-03 | 2015-07-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 誘電体窓、アンテナ、及びプラズマ処理装置 |
| JP6277004B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2018-02-07 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | ドライエッチング方法 |
| US9947516B2 (en) * | 2014-06-03 | 2018-04-17 | Tokyo Electron Limited | Top dielectric quartz plate and slot antenna concept |
| JP6499835B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2019-04-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| US9966270B2 (en) * | 2015-03-31 | 2018-05-08 | Lam Research Corporation | Gas reaction trajectory control through tunable plasma dissociation for wafer by-product distribution and etch feature profile uniformity |
| US10256075B2 (en) * | 2016-01-22 | 2019-04-09 | Applied Materials, Inc. | Gas splitting by time average injection into different zones by fast gas valves |
| US11772126B2 (en) * | 2016-02-01 | 2023-10-03 | Theradep Technologies Inc. | Systems and methods for delivering therapeutic agents |
| JP6960813B2 (ja) * | 2017-09-20 | 2021-11-05 | 東京エレクトロン株式会社 | グラフェン構造体の形成方法および形成装置 |
| CN112509899B (zh) * | 2019-09-16 | 2024-02-09 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 电感耦合等离子体处理装置及其点火控制方法 |
| JP7330079B2 (ja) * | 2019-11-28 | 2023-08-21 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| KR20210123128A (ko) * | 2020-04-02 | 2021-10-13 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조에 사용되는 장치 |
| US11848176B2 (en) * | 2020-07-31 | 2023-12-19 | Applied Materials, Inc. | Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power |
| KR102255927B1 (ko) | 2020-12-14 | 2021-05-25 | 이재명 | 실시간 방송을 기반으로 농산물에 대한 직거래 플랫폼을 제공하는 서버, 제어 방법, 및 시스템 |
| KR20220094652A (ko) | 2020-12-29 | 2022-07-06 | 이재명 | 광고 방송 기반 수산물 직거래 플랫폼을 제공하는 서버의 제어 방법, 및 시스템 |
| JP2022111771A (ja) * | 2021-01-20 | 2022-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理システム及びプラズマ処理方法 |
| KR20230046005A (ko) * | 2021-09-29 | 2023-04-05 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마의 밀도를 측정하는 장치, 플라즈마 처리 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW363332B (en) * | 1996-07-10 | 1999-07-01 | Cvc Products Inc | Apparatus and method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation |
| US6802944B2 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-12 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD process for gapfill into high aspect ratio features |
| CN1682338A (zh) * | 2002-10-01 | 2005-10-12 | 东京毅力科创株式会社 | 用于从等离子体工艺中分析数据的方法和系统 |
| US20080302652A1 (en) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Mks Instruments, Inc. | Particle Reduction Through Gas and Plasma Source Control |
| TW200924051A (en) * | 2007-09-27 | 2009-06-01 | Tokyo Electron Ltd | Processing system for producing a negative ion plasma |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01246365A (ja) * | 1987-11-21 | 1989-10-02 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 反応ガスの比重差を利用した固体膜の製造方法および装置 |
| US5024716A (en) | 1988-01-20 | 1991-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus for etching, ashing and film-formation |
| US20030213559A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-20 | Applied Science And Technology, Inc. | Stabilization of electronegative plasmas with feedback control of RF generator systems |
| US20050260420A1 (en) | 2003-04-01 | 2005-11-24 | Collins Martha J | Low dielectric materials and methods for making same |
| WO2005026665A2 (en) | 2003-09-15 | 2005-03-24 | Diagnoswiss S.A. | Microfluidic flow monitoring device |
| JP2005285942A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Tadahiro Omi | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US20060183055A1 (en) | 2005-02-15 | 2006-08-17 | O'neill Mark L | Method for defining a feature on a substrate |
| KR100740041B1 (ko) | 2005-06-30 | 2007-07-16 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 듀얼 컬럼 스페이서를 구비한 액정 패널 및 그 제조 방법 |
| US7500397B2 (en) | 2007-02-15 | 2009-03-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Activated chemical process for enhancing material properties of dielectric films |
| US8283260B2 (en) | 2008-08-18 | 2012-10-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for restoring dielectric properties |
-
2010
- 2010-08-10 US US12/853,771 patent/US8323521B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-11 JP JP2012524829A patent/JP5668254B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-11 CN CN201080035809.8A patent/CN102473629B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-11 KR KR1020127006016A patent/KR101689916B1/ko active IP Right Grant
- 2010-08-11 WO PCT/US2010/045124 patent/WO2011019790A1/en active Application Filing
- 2010-08-12 TW TW099126929A patent/TWI481316B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW363332B (en) * | 1996-07-10 | 1999-07-01 | Cvc Products Inc | Apparatus and method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation |
| CN1682338A (zh) * | 2002-10-01 | 2005-10-12 | 东京毅力科创株式会社 | 用于从等离子体工艺中分析数据的方法和系统 |
| US6802944B2 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-12 | Applied Materials, Inc. | High density plasma CVD process for gapfill into high aspect ratio features |
| US20080302652A1 (en) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Mks Instruments, Inc. | Particle Reduction Through Gas and Plasma Source Control |
| TW200924051A (en) * | 2007-09-27 | 2009-06-01 | Tokyo Electron Ltd | Processing system for producing a negative ion plasma |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104078329A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 自对准多重图形的形成方法 |
| CN104078329B (zh) * | 2013-03-28 | 2019-05-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 自对准多重图形的形成方法 |
| CN105826220A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-08-03 | 华灿光电股份有限公司 | 一种干法刻蚀设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110039355A1 (en) | 2011-02-17 |
| CN102473629B (zh) | 2014-11-12 |
| TW201138558A (en) | 2011-11-01 |
| US8323521B2 (en) | 2012-12-04 |
| JP2013502075A (ja) | 2013-01-17 |
| KR20120056842A (ko) | 2012-06-04 |
| KR101689916B1 (ko) | 2016-12-26 |
| TWI481316B (zh) | 2015-04-11 |
| WO2011019790A1 (en) | 2011-02-17 |
| JP5668254B2 (ja) | 2015-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102473629B (zh) | 通过重力引起的气体扩散分离(gigds)技术来控制等离子体产生 | |
| US10090160B2 (en) | Dry etching apparatus and method | |
| US7998307B2 (en) | Electron beam enhanced surface wave plasma source | |
| US7282454B2 (en) | Switched uniformity control | |
| KR101910678B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 | |
| US6364995B1 (en) | Dome-shaped inductive coupling wall having a plurality of radii for an inductively coupled plasma reactor | |
| EP0641013B1 (en) | Gas supply system for a plasma reactor | |
| US8222157B2 (en) | Hybrid RF capacitively and inductively coupled plasma source using multifrequency RF powers and methods of use thereof | |
| KR101903751B1 (ko) | Ｓｉｎ 필름들의 에칭을 위한 방법들 | |
| EP1444717B1 (en) | Tunable multi-zone gas injection system | |
| US7138067B2 (en) | Methods and apparatus for tuning a set of plasma processing steps | |
| US10354841B2 (en) | Plasma generation and control using a DC ring | |
| US20140062285A1 (en) | Method and Apparatus for a Large Area Inductive Plasma Source | |
| US7938081B2 (en) | Radial line slot antenna having a conductive layer | |
| CN111886670B (zh) | 用于半导体处理及设备的磁感应等离子体源 | |
| US20070227661A1 (en) | Microwave plasma processing apparatus, method for manufacturing microwave plasma processing apparatus and plasma processing method | |
| US11251026B2 (en) | Material deposition prevention on a workpiece in a process chamber | |
| US7578945B2 (en) | Method and apparatus for tuning a set of plasma processing steps | |
| US10600622B2 (en) | Focus ring with uneven pattern and plasma-processing apparatus including the same | |
| KR102337936B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| TWI539484B (zh) | 使用電漿處理用電漿調整桿之系統 | |
| WO2008033928A2 (en) | Electron beam enhanced surface wave plasma source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141112 Termination date: 20180811 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |