CN103890899A - 微波处理系统中的等离子体调谐杆 - Google Patents

微波处理系统中的等离子体调谐杆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了多个等离子体调谐杆子系统。该等离子体调谐杆子系统可以包括一个或更多个微波腔,该微波腔被配置成通过在等离子体内和/或与等离子体邻近的一个或更多个等离子体调谐杆中产生谐振微波能量,来将期望的电磁(EM)波模式的EM能量耦合到等离子体。一个或更多个微波腔组件可以耦合到处理室,并且可以包括一个或更多个调谐空间/腔。每个调谐空间/腔可以具有与其耦合的一个或更多个等离子体调谐杆。一些等离子体调谐杆可以被配置成将EM能量从一个或更多个谐振腔耦合到处理室内的处理空间,由此在处理空间内产生均匀的等离子体。

Description

微波处理系统中的等离子体调谐杆
本发明的背景技术
相关申请的交叉引用
本申请涉及并且要求题为“Plasma-Tuning Rods in MicrowaveProcessing Systems”的共同待审的美国专利申请系列第13/249,485号,代理机构案号TEA-071的优先权。本申请涉及题为“Plasma-Tuning Rods inSurface Wave Antenna(SWA)Sources”的共同待审的美国专利申请系列第13/249,418号,代理机构案号TEA-045。本申请涉及题为“Plasma TuningRods in Microwave Resonator Plasma Sources”的共同待审的美国专利申请系列第13/249,560号,代理机构案号TEA-074。这些申请中的每个申请的内容通过引用其全部内容合并到本文中。
技术领域
本发明涉及一种衬底/晶片处理,并且更具体地涉及微波处理系统以及用于处理衬底和/或半导体晶片的方法。
相关技术的描述
在半导体处理过程中,通常利用(干法)等离子体蚀刻工艺在半导体衬底上图案化的通孔或接触部内或沿着细线来除去或蚀刻材料。等离子体蚀刻工艺通常涉及将具有叠加的图案化的保护层(例如光刻胶层)的半导体衬底定位在处理室中。
一旦将衬底定位在室中,就在室内以预先指定的流率引入可电离的、离解的气体混合物,同时真空泵被节流以获得环境处理压力。之后,当存在的气体种类(species)的一部分在与高能电子碰撞之后被电离时形成等离子体。而且,加热的电子用于离解混合气体种类中的一些种类,并且产生适合于蚀刻暴露表面的反应物种类。一旦形成等离子体,就通过等离子体蚀刻衬底的任意暴露表面。调整工艺以实现最佳的条件,包括期望的反应物和离子群的适当浓度,以在衬底的暴露区域中蚀刻各种特征(例如,沟槽,通孔,接触部等)。需要蚀刻的这样的衬底材料包括例如二氧化硅(SiO2)、多晶硅和氮化硅。
传统上,已经实施了各种技术用于将气体激发为等离子体以用于如上所述的在半导体器件制造期间的衬底的处理。具体地,通常利用(“平行板”)电容耦合等离子体(CCP)处理系统或电感耦合等离子体(ICP)处理系统用于等离子体激发。在其他类型的等离子体源中,存在微波等离子源(包括利用电子回旋共振(ECR)的微波等离子源)、表面波等离子体(SWP)源和螺旋等离子源。
以下内容正在成为公知技术:相比于CCP系统、ICP系统和谐振加热系统,微波处理系统提供改进的等离子体处理性能,特别是对于蚀刻工艺而言。微波处理系统在相对较低的玻尔兹曼电子温度(Te)下产生高度电离。此外,EM源一般产生具有减少的分子离解的、在电子激发的分子种类方面更为丰富的等离子体。然而,微波处理系统的实际实施仍然具有一些不足之处,包括例如等离子体稳定性和均匀性。
发明内容
本发明涉及微波处理系统,并且更具体地涉及微波处理系统中的稳定和/或均匀的腔组件。
根据实施方式,描述了多个等离子体调谐杆子系统。等离子体调谐杆子系统包括一个或更多个微波腔,该微波腔被配置成通过在等离子体内和/或与等离子体邻近的一个或更多个等离子体调谐杆中产生谐振微波能量,来将期望的电磁(EM)波模式的EM能量耦合到等离子体。一个或更多个微波腔组件可以耦合到处理室,并且可以包括一个或更多个调谐空间/腔,并且每个调谐空间/腔可以具有与其耦合的一个或更多个等离子体调谐杆。一些等离子体调谐杆可以被配置成将EM能量从一个或更多个谐振腔耦合到处理室内的处理空间,由此在处理空间内产生均匀的等离子体。
附图说明
现在参照所附示意图仅通过举例来描述本发明的实施方式,在附图中,相应的附图标记指代相应的元件,在附图中:
图1A至图1C示出根据本发明的实施方式的第一微波处理系统的不同示例性视图;
图2A至图2C示出根据本发明的实施方式的第二微波处理系统的不同示例性视图;
图3A至图3C示出根据本发明的实施方式的第三微波处理系统的不同示例性视图;
图4A至图4C示出根据本发明的实施方式的第四微波处理系统的不同示例性视图;
图5A至图5D示出根据本发明的实施方式的示例性等离子体调谐杆的不同视图;
图6A至图6D示出根据本发明的实施方式的其他示例性等离子体调谐杆的不同视图;
图7A至图7D示出根据本发明的实施方式的示例性等离子体调谐杆的不同视图;
图8示出根据本发明的实施方式的示例性操作过程的流程图;以及
图9示出根据本发明的实施方式的等离子体处理系统。
具体实施方式
在各种实施方式中公开了微波处理系统。然而,相关技术领域的技术人员将认识到,在没有一个或更多个具体细节的情况下可以实施各种实施方式,或者可以使用其他替代和/或附加方法、材料或部件实施各种实施方式。在其他实施例中,没有详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作,以避免使本发明的各种实施方式的各方面不明显。
类似地,为了说明的目的,描述了具体数字、材料和配置以提供本发明的透彻理解。然而,本发明可以在没有具体细节的情况下实施。此外,应该理解在附图中示出的各种实施方式是说明性的表示,并且不一定按比例绘制。
贯穿本说明书对“一个实施方式”或“实施方式”或其变型的引用是指结合该实施方式所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施方式中,但不表示它们出现在每个实施方式中。因此,贯穿本说明书在各个地方出现例如“在一个实施方式中”或“在实施方式中”的短语不一定指的是本发明的相同的实施方式。此外,特定的特征、结构、材料或特性可以在一个或更多个实施方式中以任何合适的方式结合。
然而,应当理解,尽管说明了一般概念的创造性,但是本说明书中所包含的是也具有创造性的特征。
现在参照附图,其中贯穿若干视图相同的附图标记表示相同或相应的部件,图1A至图1C示出了根据本发明的实施方式的第一微波处理系统的不同视图。第一微波处理系统100可以用于等离子体掩蔽沉积(plasmacurtain depositon)系统或等离子体增强沉积(plasma enhanceddepositon)系统。
图1A示出了第一微波处理系统100中的处理室110的局部剖切顶视图。顶视图示出了第一接口组件、第二接口组件112b以及多个附加室壁112的x/y平面视图,该多个附加室壁112耦合到第一接口组件112a和第二接口组件112b,由此形成处理室110。例如,室壁112可以具有与其相关联的壁厚(t),并且壁厚(t)可以从约1mm至约5mm变化。第一接口组件112a可以具有与其相关联的第一接口厚度(ti1),并且第一接口厚度(ti1)可以从约1mm至约10mm变化。第二接口组件112b可以具有与其相关联的第二接口厚度(ti2),并且第二接口厚度(ti2)可以从约1mm至约10mm变化。处理空间115可以具有与其相关联的长度(xT),并且长度(xT)可以从约10mm至约500mm变化。
顶视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间169a的第一腔组件168a的剖切视图,并且第一腔组件168a可以包括第一腔壁165a、第二腔壁166a、至少一个第三腔壁167a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件168a可以利用第一腔壁165a耦合到第一接口组件112a,并且壁(165a、166a和167a)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(ta),壁厚(ta)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第一EM能量调谐空间169a可以具有与其相关联的第一长度(xT1a)和第一宽度(y1a),第一长度(xT1a)可以从约10mm至约500mm变化,并且第一宽度(y1a)可以从约5mm至约50mm变化。
顶视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间169b的第二腔组件168b的剖切视图,并且第二腔组件168b可以包括第一腔壁165b、第二腔壁166b、至少一个第三腔壁167b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件168b可以利用第一腔壁165b耦合到第二接口组件112b,并且壁(165b、166b和167b)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(tb),壁厚(tb)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第二EM能量调谐空间169b可以具有与其相关联的第二长度(xT1b)和第二宽度(y1b),第二长度(xT1b)可以从约10mm至约500mm变化,并且第二宽度(y1b)可以从约5mm至约50mm变化。
在一些示例性系统中,第一组隔离组件(164a、164b、164c、164d和164e)可以可移除地耦合到第一接口组件112a,并且可以被配置成使处理空间115与第一EM能量调谐空间169a隔离。第一组隔离组件(164a、164b、164c、164d和164e)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(170a、170b、170c、170d和170e)和(175a、175b、175c、175d和175e)}可移除地耦合到第一接口组件112a。例如,第一组等离子体调谐部分(170a、170b、170c、170d和170e)可以配置在处理空间115中,并且第一组EM调谐部分(175a、175b、175c、175d和175e)可以配置在第一EM能量调谐空间169a内。
第二组隔离组件(164f、164g、164h、164i和164j)可以可移除地耦合到第二接口组件112b,并且可以被配置成使处理空间115与第二EM能量调谐空间169b隔离。第二组隔离组件(164f、164g、164h、164i和164j)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(170f、170g、170h、170i和170j)和(175f、175g、175h、175i和175j)}可移除地耦合到第二接口组件112b。例如,第二组等离子体调谐部分(170f、170g、170h、170i和170j)可以配置在处理空间115中,并且第二组EM调谐部分(175f、175g、175h、175i和175j)可以配置在第二EM能量调谐空间169b内。
仍然参照图1A,第一等离子体调谐杆(170a、175a)可以包含电介质材料,并且可以具有第一等离子体调谐部分170a,该第一等离子体调谐部分170a可以在利用(x2a)所限定的第一位置处延伸第一等离子体调谐距离171a进到处理空间115内。例如,第一等离子体调谐距离171a可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件168a中所建立的第一EM能量调谐空间169a内在距第一腔壁165a第一EM耦合距离176a处建立第一EM耦合区域162a,并且第一EM调谐部分175a可以延伸到第一EM耦合区域162a中。第一EM调谐部分175a可以从第一EM耦合区域162a获取第一微波能量,并且可以利用第一等离子体调谐部分170a将第一微波能量在第一位置(x2a)处传递到处理空间115。第一EM耦合区域162a可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第一EM耦合距离176a可以从约0.01mm至约10mm,并且第一EM耦合距离176a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第一等离子体调谐板161a可以耦合到第一控制组件160a,该第一控制组件160a可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于第一等离子体调谐杆(170a、175a)的第一EM调谐部分175a使第一等离子体调谐板161a移动163a第一EM调谐距离177a。第一控制组件160a和第一等离子体调谐板161a可以包含电介质材料,并且可以用于优化从第一EM耦合区域162a耦合到第一等离子体调谐杆(170a、175a)的第一EM调谐部分175a的微波能量。可以在第一EM能量调谐空间169a内在第一EM调谐部分175a与第一等离子体调谐板161a之间建立第一EM调谐距离177a,并且第一EM调谐距离177a可以从约0.01mm至约1mm变化。
第一等离子体调谐杆(170a、175a)可以具有与其相关联的第一直径(d1a),并且第一直径(d1a)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一等离子体调谐板161a可以具有与其相关联的第一直径(D1a),并且第一直径(D1a)可以从约1mm至约10mm变化。第一EM耦合区域162a、第一控制组件160a以及第一等离子体调谐板161a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(x1a),第一x/y平面偏移(x1a)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。例如,第一控制组件160a可以具有圆柱形结构,第一控制组件160a具有的直径(d1a)可以从约1mm至约5mm变化。
第二等离子体调谐杆(170b、175b)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x1b)限定的第二位置处延伸第二等离子体调谐距离171b进到处理空间115中的第二等离子体调谐部分170b。例如,第二等离子体调谐距离171b可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件168a中建立的第一EM能量调谐空间169a内距第一腔壁165a第二EM耦合距离176b处建立第二EM耦合区域162b,并且第二EM调谐部分175b可以延伸到第二EM耦合区域162b中。第二EM调谐部分175b可以从第二EM耦合区域162b获取第二微波能量,并且可以利用第二等离子体调谐部分170b将第二微波能量在第二位置(x1b)处传递到处理空间115。第二EM耦合区域162b可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第二EM耦合距离176b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二EM耦合距离176b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第二等离子体调谐板161b可以耦合到第二控制组件160b,并且第二控制组件160b可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于第二等离子体调谐杆(170b、175b)的第二EM调谐部分175b将第二等离子体调谐板161b移动163b第二EM调谐距离177b。第二控制组件160b和第二等离子体调谐板161b可以用于优化从第二EM耦合区域162b耦合到第二等离子体调谐杆(170b、175b)的第二EM调谐部分175b的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间169a内在第二EM调谐部分175b与第二等离子体调谐板161b之间建立第二EM调谐距离177b,并且第二EM调谐距离177b可以从约0.01mm至约1mm变化。
第二等离子体调谐杆(170b、175b)可以具有与其相关联的第二直径(d1b),并且第二直径(d1b)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二等离子体调谐板161b可以包含电介质材料,并且可以具有与其相关联的第二直径(D1b),并且第二直径(D1b)可以从约1mm至约10mm变化。第二EM耦合区域162b、第二控制组件160b以及第二等离子体调谐板161b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(x1b),第二x/y平面偏移(x1b)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。例如,第二控制组件160b可以包含电介质材料,第二控制组件160b可以具有圆柱形结构,第二控制组件160b具有的直径(d1b)可以从约1mm至约5mm变化。
第三等离子体调谐杆(170c、175c)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2c)限定的第三位置处延伸第三等离子体调谐距离171c进到处理空间115中的第三等离子体调谐部分170c。例如,第三等离子体调谐距离171c可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件168a中建立的第一EM能量调谐空间169a内距第一腔壁165a第三EM耦合距离176c处建立第三EM耦合区域162c,并且第三EM调谐部分175c可以延伸到第三EM耦合区域162c中。第三EM调谐部分175c可以从第三EM耦合区域162c获取第三微波能量,并且可以利用第三等离子体调谐部分170c将第三微波能量在第三位置(x2c)处传递到处理空间115。第三EM耦合区域162c可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第三EM耦合距离176c可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第三EM耦合距离176c可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第三等离子体调谐板161c可以耦合到第三控制组件160c,并且第三控制组件160c可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于第三等离子体调谐杆(170c、175c)的第三EM调谐部分175c将第三等离子体调谐板161c移动163c第三EM调谐距离177c。第三控制组件160c和第三等离子体调谐板161c可以用于优化从第三EM耦合区域162c耦合到第三等离子体调谐杆(170c、175c)的第三EM调谐部分175c的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间169a内在第三EM调谐部分175c与第三等离子体调谐板161c之间建立第三EM调谐距离177c,并且第三EM调谐距离177c可以从约0.01mm至约1mm变化。
第三等离子体调谐杆(170c、175c)可以具有与其相关联的第三直径(d1c),并且第三直径(d1c)可以从约0.01mm至约1mm变化。第三等离子体调谐板161c可以包含电介质材料,并且可以具有与其相关联的第三直径(D1c),并且第三直径(D1c)可以从约1mm至约10mm变化。第三EM耦合区域162c、第三控制组件160c以及第三等离子体调谐板161c可以具有与其相关联的第三x/y平面偏移(x1c),第三x/y平面偏移(x1c)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第三控制组件160c可以包含电介质材料,第三控制组件160c可以具有圆柱形结构,第三控制组件160c具有的直径(d1c)可以从约1mm至约5mm变化。
第四等离子体调谐杆(170d、175d)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2d)限定的第四位置处延伸第四等离子体调谐距离171d进到处理空间115中的第四等离子体调谐部分170d。例如,第四等离子体调谐距离171d可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件168a中建立的第一EM能量调谐空间169a内距第一腔壁165a第四EM耦合距离176d处建立第四EM耦合区域162d,并且第四EM调谐部分175d可以延伸到第四EM耦合区域162d中。第四EM调谐部分175d可以从第四EM耦合区域162d获取第四微波能量,并且可以利用第四等离子体调谐部分170d将第四微波能量在第四位置(x2d)处传递到处理空间115。第四EM耦合区域162d可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第四EM耦合距离176d可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第四EM耦合距离176d可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第四等离子体调谐板161d可以耦合到第四控制组件160d,并且第四控制组件160d可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于第四等离子体调谐杆(170d、175d)的第四EM调谐部分175d将第四等离子体调谐板161d移动163d第四EM调谐距离177d。第四控制组件160d和第四等离子体调谐板161d可以用于优化从第四EM耦合区域162d耦合到第四等离子体调谐杆(170d、175d)的第四EM调谐部分175d的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间169a内在第四EM调谐部分175d与第四等离子体调谐板161d之间建立第四EM调谐距离177d,并且第四EM调谐距离177d可以从约0.01mm至约1mm变化。
第四等离子体调谐杆(170d、175d)可以具有与其相关联的第四直径(d1d),并且第四直径(d1d)可以从约0.01mm至约1mm变化。第四等离子体调谐板161d可以具有与其相关联的第四直径(D1d),并且第四直径(D1d)可以从约1mm至约10mm变化。第四EM耦合区域162d、第四控制组件160d以及第四等离子体调谐板161d可以具有与其相关联的第四x/y平面偏移(x1d),第四x/y平面偏移(x1d)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第四控制组件160d可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第四控制组件160d具有的直径(d1d)可以从约1mm至约5mm变化。
第五等离子体调谐杆(170e、175e)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2e)限定的第五位置处延伸第五等离子体调谐距离171e进到处理空间115中的第五等离子体调谐部分170e。例如,第五等离子体调谐距离171e可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件168a中建立的第一EM能量调谐空间169a内距第一腔壁165a第五EM耦合距离176e处建立第五EM耦合区域162e,并且第五EM调谐部分175e可以延伸到第五EM耦合区域162e中。第五EM调谐部分175e可以从第五EM耦合区域162e获取第五微波能量,并且可以利用第五等离子体调谐部分170e将第五微波能量在第五位置(x2e)处传递到处理空间115。第五EM耦合区域162e可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域或者其任意组合。例如,第五EM耦合距离176e可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第五EM耦合距离176e可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第五等离子体调谐板161e可以包含电介质材料,并且可以耦合到第五控制组件160e,第五控制组件160e可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于第五等离子体调谐杆(170e、175e)的第五EM调谐部分175e将第五等离子体调谐板161e移动163e第五EM调谐距离177e。第五控制组件160e和第五等离子体调谐板161e可以用于优化从第五EM耦合区域162e耦合到第五等离子体调谐杆(170e、175e)的第五EM调谐部分175e的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间169a内在第五EM调谐部分175e与第五等离子体调谐板161e之间建立第五EM调谐距离177e,并且第五EM调谐距离177e可以从约0.01mm至约1mm变化。
第五等离子体调谐杆(170e、175e)可以具有与其相关联的第五直径(d1e),并且第五直径(d1e)可以从约0.01mm至约1mm变化。第五等离子体调谐板161e可以具有与其相关联的第五直径(D1e),并且第五直径(D1e)可以从约1mm至约10mm变化。第五EM耦合区域162e、第五控制组件160e以及第五等离子体调谐板161e可以具有与其相关联的第五x/y平面偏移(x1e),第五x/y平面偏移(x1e)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第五控制组件160e可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第五控制组件160e具有的直径(d1e)可以从约1mm至约5mm变化。
仍然参照图1A,第六等离子体调谐杆(170f、175f)可以包含电介质材料,并且可以具有第六等离子体调谐部分170f,该第六等离子体调谐部分170f可以在利用(x2f)限定的第六位置处延伸第六等离子体调谐距离171f进到处理空间115内。第六等离子体调谐距离171f可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件168b中建立的第二EM能量调谐空间169b内距第一腔壁165b第六EM耦合距离176f处建立第六EM耦合区域162f,并且第六EM调谐部分175f可以延伸到第六EM耦合区域162f中。第六EM调谐部分175f可以从第六EM耦合区域162f获取第六微波能量,并且可以利用第六等离子体调谐部分170f将第六微波能量在第六位置(x2f)处传递到处理空间115。第六EM耦合区域162f可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。第六EM耦合距离176f可以从约0.01mm至约10mm变化,或者第六EM耦合距离176f可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第六等离子体调谐板161f可以包含电介质材料,并且可以耦合到第六控制组件160f,第六控制组件160f可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于第六等离子体调谐杆(170f、175f)的第六EM调谐部分175f将第六等离子体调谐板161f移动163f第六EM调谐距离177f。第六控制组件160f和第六等离子体调谐板161f可以用于优化从第六EM耦合区域162f耦合到第六等离子体调谐杆(170f、175f)的第六EM调谐部分175f的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间169b内在第六EM调谐部分175f与第六等离子体调谐板161f之间建立第六EM调谐距离177f,并且第六EM调谐距离177f可以从约0.01mm至约1mm变化。
第六等离子体调谐杆(170f、175f)可以具有与其相关联的第六直径(d1f),并且第六直径(d1f)可以从约0.01mm至约1mm变化。第六等离子体调谐板161f可以具有与其相关联的第六直径(D1f),并且第六直径(D1f)可以从约1mm至约10mm变化。第六EM耦合区域162f、第六控制组件160f以及第六等离子体调谐板161f可以具有与其相关联的第六x/y平面偏移(x1f),第六x/y平面偏移(x1f)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第六控制组件160f可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第六控制组件160f具有的直径(d1f)可以从约1mm至约5mm变化。
第七等离子体调谐杆(170g、175g)可以包含电介质材料,并且可以具有第七等离子体调谐部分170g,该第七等离子体调谐部分170g可以在利用(x2g)限定的第七位置处延伸第七等离子体调谐距离171g进到处理空间115内。第七等离子体调谐距离171g可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件168b中建立的第二EM能量调谐空间169b内距第一腔壁165b第七EM耦合距离176g处建立第七EM耦合区域162g,并且第七EM调谐部分175g可以延伸到第七EM耦合区域162g中。第七EM调谐部分175g可以从第七EM耦合区域162g获取第七微波能量,并且可以利用第七等离子体调谐部分170g将第七微波能量在第七位置(x2g)处传递到处理空间115。第七EM耦合区域162g可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第七EM耦合距离176g可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第七EM耦合距离176g可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第七等离子体调谐板161g可以包含电介质材料,并且可以耦合到第七控制组件160g,第七控制组件160g可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于第七等离子体调谐杆(170g、175g)的第七EM调谐部分175g将第七等离子体调谐板161g移动163g第七EM调谐距离177g。第七控制组件160g和第七等离子体调谐板161g可以用于优化从第七EM耦合区域162g耦合到第七等离子体调谐杆(170g、175g)的第七EM调谐部分175g的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间169b内在第七EM调谐部分175g与第七等离子体调谐板161g之间建立第七EM调谐距离177g,并且第七EM调谐距离177g可以从约0.01mm至约1mm变化。
第七等离子体调谐杆(170g,175g)可以具有与其相关联的第七直径(d1g),并且第七直径(d1g)可以从约0.01mm至约1mm变化。第七等离子体调谐板161g可以具有与其相关联的第七直径(D1g),并且第七直径(D1g)可以从约1mm至约10mm变化。第七EM耦合区域162g、第七控制组件160g以及第七等离子体调谐板161g可以具有与其相关联的第七x/y平面偏移(x1g),第七x/y平面偏移(x1g)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第七控制组件160g可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第七控制组件160g具有的直径(d1g)可以从约1mm至约5mm变化。
第八等离子体调谐杆(170h、175h)可以包含电介质材料,并且可以具有第八等离子体调谐部分170h,该第八等离子体调谐部分170h可以在利用(x2h)限定的第八位置处延伸第八等离子体调谐距离171h进到处理空间115内。第八等离子体调谐距离171h可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件168b中建立的第二EM能量调谐空间169b内距第一腔壁165b第八EM耦合距离176h处建立第八EM耦合区域162h,并且第八EM调谐部分175h可以延伸到第八EM耦合区域162h中。第八EM调谐部分175h可以从第八EM耦合区域162h获取第八微波能量,并且可以利用第八等离子体调谐部分170h将第八微波能量在第八位置(x2h)处传递到处理空间115。第八EM耦合区域162h可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第八EM耦合距离176h可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第八EM耦合距离176h可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第八等离子体调谐板161h可以包含电介质材料,并且可以耦合到第八控制组件160h,并且第八控制组件160h可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于第八等离子体调谐杆(170h、175h)的第八EM调谐部分175h将第八等离子体调谐板161h移动163h第八EM调谐距离177h。第八控制组件160h和第八等离子体调谐板161h可以用于优化从第八EM耦合区域162h耦合到第八等离子体调谐杆(170h、175h)的第八EM调谐部分175h的微波能量。可以在第二EM能量调谐空间169b内在第八EM调谐部分175h与第八等离子体调谐板161h之间建立第八EM调谐距离177h,并且第八EM调谐距离177h可以从约0.01mm至约1mm变化。
第八等离子体调谐杆(170h,175h)可以具有与其相关联的第八直径(d1h),并且第八直径(d1h)可以从约0.01mm至约1mm变化。第八等离子体调谐板161h可以具有与其相关联的第八直径(D1h),并且第八直径(D1h)可以从约1mm至约10mm变化。第八EM耦合区域162h、第八控制组件160h以及第八等离子体调谐板161h可以具有与其相关联的第八x/y平面偏移(x1h),第八x/y平面偏移(x1h)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第八控制组件160h可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第八控制组件160h具有的直径(d1h)可以从约1mm至约5mm变化。
第九等离子体调谐杆(170i、175i)可以包含电介质材料,并且可以具有第九等离子体调谐部分170i,该第九等离子体调谐部分170i可以在利用(x2i)限定的第九位置处延伸第九等离子体调谐距离171i进到处理空间115内。例如,第九等离子体调谐距离171i可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件168b中建立的第二EM能量调谐空间169b内距第一腔壁165b第九EM耦合距离176i处建立第九EM耦合区域162i,并且第九EM调谐部分175i可以延伸到第九EM耦合区域162i中。第九EM调谐部分175i可以从第九EM耦合区域162i获取第九微波能量,并且可以利用第九等离子体调谐部分170i将第九微波能量在第九位置(x2i)处传递到处理空间115。第九EM耦合区域162i可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第九EM耦合距离176i可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第九EM耦合距离176i可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第九等离子体调谐板161i可以包含电介质材料,并且可以耦合到第九控制组件160i,并且第九控制组件160i可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于第九等离子体调谐杆(170i、175i)的第九EM调谐部分175i使第九等离子体调谐板161i移动163i第九EM调谐距离177i。第九控制组件160i和第九等离子体调谐板161i可以用于优化从第九EM耦合区域162i耦合到第九等离子体调谐杆(170i、175i)的第九EM调谐部分175i的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间169b内在第九EM调谐部分175i与第九等离子体调谐板161i之间建立第九EM调谐距离177i,并且第九EM调谐距离177i可以从约0.01mm至约1mm变化。
第九等离子体调谐杆(170i,175i)可以具有与其相关联的第九直径(d1i),并且第九直径(d1i)可以从约0.01mm至约1mm变化。第九等离子体调谐板161i可以具有与其相关联的第九直径(D1i),并且第九直径(D1i)可以从约1mm至约10mm变化。第九EM耦合区域162i、第九控制组件160i以及第九等离子体调谐板161i可以具有与其相关联的第九x/y平面偏移(x1i),第九x/y平面偏移(x1i)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第九控制组件160i可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第九控制组件160i具有的直径(d1i)可以从约1mm至约5mm变化。
第十等离子体调谐杆(170j、175j)可以包含电介质材料,并且可以具有第十等离子体调谐部分170j,该第十等离子体调谐部分170j可以在利用(x2j)限定的第十位置处延伸第十等离子体调谐距离171j进到处理空间115内。例如,第十等离子体调谐距离171j可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件168b中建立的第二EM能量调谐空间169b内距第一腔壁165b第十EM耦合距离176j处建立第十EM耦合区域162j,并且第十EM调谐部分175j可以延伸到第十EM耦合区域162j中。第十EM调谐部分175j可以从第十EM耦合区域162j获取第十微波能量,并且可以利用第十等离子体调谐部分170j将第十微波能量在第十位置(x2j)处传递到处理空间115。第十EM耦合区域162j可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第十EM耦合距离176j可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第十EM耦合距离176j可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第十等离子体调谐板161j可以包含电介质材料,并且可以耦合到第十控制组件160j,并且第十控制组件160j可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于第十等离子体调谐杆(170j、175j)的第十EM调谐部分175j将第十等离子体调谐板161j移动163j第十EM调谐距离177j。第十控制组件160j和第十等离子体调谐板161j可以用于优化从第十EM耦合区域162j耦合到第十等离子体调谐杆(170j、175j)的第十EM调谐部分175j的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间169b内在第十EM调谐部分175j与第十等离子体调谐板161j之间建立第十EM调谐距离177j,并且第十EM调谐距离177j可以从约0.01mm至约1mm变化。
第十等离子体调谐杆(170j,175j)可以具有与其相关联的第十直径(d1j),并且第十直径(d1j)可以从约0.01mm至约1mm变化。第十等离子体调谐板161j可以具有与其相关联的第十直径(D1j),并且第十直径(D1j)可以从约1mm至约10mm变化。第十EM耦合区域162j、第十控制组件160j以及第十等离子体调谐板161j可以具有与其相关联的第十x/y平面偏移(x1j),第十x/y平面偏移(x1j)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第十控制组件160j可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第十控制组件160j具有的直径(d1j)可以从约1mm至约5mm变化。
第一微波处理系统100的顶视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板146a的顶视图的第一腔控制组件145a的顶视图。第一腔控制组件145a可以具有与其相关联的第一直径(d1aa),并且第一直径(d1aa)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一腔调谐板146a可以具有与其相关联的第二直径(D1aa),并且第二直径(D1aa)可以从约1mm至约10mm变化。第一腔控制组件145a和第一腔调谐板146a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(y1aa),该第一x/y平面偏移(y1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
此外,第一微波处理系统100的顶视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板146b的顶视图的第二腔控制组件145b的顶视图。第二腔控制组件145b可以具有与其相关联的第一附加直径(d1ba),并且第一附加直径(d1ba)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二腔调谐板146b可以具有与其相关联的第二附加直径(D1ba),并且第二附加直径(D1ba)可以从约1mm至约10mm变化。第二腔控制组件145b和第二腔调谐板146b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(y1ba),并且第二x/y平面偏移(y1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
图1B示出了第一微波处理系统100中的处理室110的局部剖切前视图。前视图示出了彼此耦合的多个附加壁112的x/z平面视图,由此产生了处理室110中的处理空间115的局部剖切前视图。第一微波处理系统100可以配置成在处理空间115内形成等离子体。
前视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间169a的第一腔组件168a的剖切视图,并且第一腔组件168a可以包括第一腔壁165a、第二腔壁166a、至少一个第三腔壁167a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件168a可以利用第一腔壁165a耦合到第一接口组件112a。前视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间169b的第二腔组件168b的剖切视图,并且第二腔组件168b可以包括第一腔壁165b、第二腔壁166b、至少一个第三腔壁167b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件168b可以利用第一腔壁165b耦合到第二接口组件112b。
在图1B中示出了第一组等离子体调谐杆(170a至170e)的局部前视图(虚线图)、第一组等离子体调谐板(161a至161e)的局部前视图(虚线图)、第二组等离子体调谐杆(170f至170j)的局部前视图(点线图)以及第二组等离子体调谐板(161f至161j)的局部前视图(点线图)。
第一组等离子体调谐杆(170a至170e)和第一组等离子调谐板(161a至161e)可以具有与其相关联的第一组x/y平面偏移(x2a-e),并且第一组x/y平面偏移(x2a-e)可以从约10mm至约100mm变化。第一组等离子体调谐杆(170a至170e)和第一组等离子调谐板(161a至161e)可以具有与其相关联的第一组x/z平面偏移(z1a-e),并且第一组x/z平面偏移(z1a-e)可以从约100mm至约400mm变化。
第二组等离子体调谐杆(170f至170j)和第二组等离子调谐板(161f至161j)可以具有与其相关联的第二组x/y平面偏移(x2f-j),并且第二组x/y平面偏移(x2f-j)可以从约10mm至约100mm变化。第二组等离子体调谐杆(170f至170j)和第二组等离子调谐板(161f至161j)可以具有与其相关联的第二组x/z平面偏移(z1f-j),并且第二组x/z平面偏移(z1f-j)可以从约100mm至约400mm变化。
图1B示出了第一微波处理系统100可以包括耦合到室壁112的一个或更多个等离子体传感器106以获得第一等离子体数据。此外,第一微波处理系统100可以被配置成处理200mm的衬底、300mm的衬底或更大尺寸的衬底。此外,正方形和/或矩形的室可以被配置成使得第一微波处理系统100可以被配置成处理正方形或矩形衬底、晶片或LCD,无论其尺寸如何,这可以被本领域技术人员理解。因此,虽然将结合处理半导体衬底描述本发明的各方面,但是本发明并不仅限于此。
如图1B所示,第一EM源150a可以耦合到第一腔组件168a,第二EM源150b可以耦合到第二腔组件168b。第一EM源150a可以耦合到第一匹配网络152a,并且第一匹配网络152a可以耦合到第一耦合网络154a。第二EM源150b可以耦合到第二匹配网络152b,并且第二匹配网络152b可以耦合到第二耦合网络154b。可替选地,可以使用多个匹配网络(未示出)或多个耦合网络(未示出)。
第一耦合网络154a可以可移除地耦合到第一腔组件168a,该第一腔组件168a可以可移除地耦合到处理室110的第一接口组件112a的上部。第一耦合网络154a可以用于向第一腔组件168a中的第一EM能量调谐空间169a提供微波能量。第二耦合网络154b可以可移除地耦合到第二腔组件168b,该第二腔组件168b可以可移除地耦合到处理室110的第二接口组件112b的上部。第二耦合网络154b可以用于向第二腔组件168b中的第二EM能量调谐空间169b提供附加微波能量。可替选地,可以使用其他EM耦合配置。
如图1B所示,控制器195可以耦合196到EM源(150a、150b)、匹配网络(152a、152b)、耦合网络(154a、154b)和腔组件(168a、168b),并且控制器195可以使用工艺制法(process recipe)来建立、控制并且优化EM源(150a、150b)、匹配网络(152a、152b)、耦合网络(154a、154b)和腔组件(168a、168b),以控制处理空间115内的等离子体均匀性。例如,EM源(150a、150b)可以从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器195可以耦合196到等离子体传感器106和处理传感器107,并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器106和处理传感器107的数据,以控制处理空间115内的等离子体均匀性。
此外,控制器195可以耦合196到气体供应系统140、气体供应子组件141以及气体喷头143。例如,气体供应系统140、气体供应子组件141以及气体喷头143可以被配置成向处理空间115引入一种或更多种处理气体,并且可以包括流量控制装置和/或流量测量装置。
在干法等离子体蚀刻期间,处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。例如,当对电介质膜(如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy))进行等离子体蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包含碳氟基化学物质(fluorocarbon-based chemistry)(CxFy),例如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一种,和/或可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz),如CHF3、CH2F2等中的至少一种,并且可以具有惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种。此外,例如,当对多晶体硅(多晶硅)进行蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包括包含卤素的气体,例如HBr、Cl2、NF3或SF6或者其两种或更多种的组合,并且可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz),例如CHF3、CH2F2等中的至少一种,并且可以包含惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种,或者其两种或更多种。在等离子体增强沉积期间,处理气体可以包含成膜前体(film formingprecursor)、还原性气体(reduction gas)或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。
如图1B所示,第一微波处理系统100可以包括压力控制系统190和耦合到处理室110的端口191,并且被配置成对处理室110进行抽真空以及控制处理室110内的压力。此外,第一微波处理系统100可以包括用于处理衬底105的可移动的衬底保持器120。
第一微波处理系统100的前视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板146a的前视图的第一腔控制组件145a的局部前视图。第一腔控制组件145a和第一腔调谐板146a可以具有与其相关联的第一x/z平面偏移(z1aa),并且第一x/z平面偏移(z1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
第一腔控制组件145a可以用于在第一EM能量调谐空间169a内使第一腔调谐板146a移动147a腔调谐距离148a。控制器195可以耦合196到腔控制组件145a,并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化腔调谐距离148a,以实时控制并且保持在处理空间115内的等离子体均匀性。例如,腔调谐距离148a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且腔调谐距离148a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
此外,第一微波处理系统100的前视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板146b的前视图的第二腔控制组件145b的局部前视图。第二腔控制组件145b和第二腔调谐板146b可以具有与其相关联的第二x/z平面偏移(z1ba),并且第二x/z平面偏移(z1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
第二腔控制组件145b可以用于在第二EM能量调谐空间169b内使第二腔调谐板146b移动147b第二腔调谐距离148b。控制器195可以耦合196到第二腔控制组件145b,并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二腔调谐距离148b,以实时控制并且保持在处理空间115内的等离子体均匀性。例如,第二腔调谐距离148b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二腔调谐距离148b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
图1C示出了第一微波处理系统100中的处理室110的局部剖切侧视图。侧视图示出了耦合到第一接口组件112a并且耦合到第二接口组件112b的多个室壁112的y/z平面视图,由此产生了处理室110中的处理空间115的局部剖切y/z平面视图。第一微波处理系统100可以被配置成在处理空间115中形成均匀的等离子体。
在图1C中示出了第一腔组件168a中的第一EM能量调谐空间169a的局部侧视图和第二腔组件168b中的第二EM能量调谐空间169b的局部侧视图。在图1C中示出了第一组等离子体调谐杆(170a至170e)的局部侧视图、第一组等离子体调谐板(161a至161e)的局部侧视图、第二组等离子体调谐杆(170f至170j)的局部侧视图以及第二组等离子体调谐板(161f至161j)局部侧视图。
在图1C中还示出了第一组隔离组件(164a、164b、164c、164d和164e)和第二组隔离组件(164f、164g、164h、164i和164j)的侧视图。例如,第一组隔离组件(164a、164b、164c、164d和164e)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(170a、170b、170c、170d和170e)和(175a、175b、175c、175d和175e)}可移除地耦合到第一接口组件112a。第一组隔离组件(164a、164b、164c、164d和164e)中的每一个可以可移除地耦合到第一接口组件112a。此外,第二组隔离组件(164f、164g、164h、164i和164j)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(170f、170g、170h、170i和170j)和(175f、175g、175h、175i和175j)}可移除地耦合到第二接口组件112b。第二组隔离组件(164f、164g、164h、164i和164j)中的每一个可以可移除地耦合到第二接口组件112b。
如图1C所示,第一组等离子体调谐板(161a、161b、161c、161d和161e)可以耦合到第一组控制组件(160a、160b、160c、160d和160e),并且第一组控制组件(160a、160b、160c、160d和160e)可以用于在第一EM能量调谐空间169a内相对于EM调谐部分(175a、175b、175c、175d和175e)将第一组等离子体调谐板(161a、161b、161c、161d和161e)移动(163a、163b、163c、163d和163e)第一组EM调谐距离(177a、177b、177c、177d和177e)。此外第二组等离子体调谐板(161f、161g、161h、161i和161j)可以耦合到第二组控制组件(160f、160g、160h、160i和160j),并且第二组控制组件(160f、160g、160h、160i和160j)可以用于在第二EM能量调谐空间169b内相对于EM调谐部分(175f、175g、175h、175i和175j)将第二组等离子体调谐板(161f、161g、161h、161i和161j)移动(163f、163g、163h、163i和163j)第二组EM调谐距离(177f、177g、177h、177i和177j)。
第一组控制组件(160a、160b、160c、160d和160e)可以耦合196到控制器195,并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第一组EM调谐距离(177a、177b、177c、177d、177e),以控制处理空间115内的等离子体均匀性。此外,第二组控制组件(160f、160g、160h、160i和160j)可以耦合196到控制器195,并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二组EM调谐距离(177f、177g、177h、177i和177j),以控制处理空间115内的等离子体均匀性。
控制器195可以耦合196到EM源(150a、150b)、匹配网络(152a、152b)、耦合网络(154a、154b)和腔组件(168a、168b),并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(150a、150b)、匹配网络(152a、152b)、耦合网络(154a、154b)和腔组件(168a、168b),以控制处理空间115内的等离子体均匀性。例如,EM源(150a、150b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器195可以耦合196到等离子体传感器106、处理传感器107和腔传感器(108a和108b),并且控制器195可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器106、处理传感器107和腔传感器(108a和108b)的数据,以控制处理空间115内的等离子体均匀性。
侧视图示出了处理室110,该处理室110在y/z平面内具有与其相关联的总宽度(yT)和总高度(zT)。总宽度(yT)可以从约50mm至约500mm变化,总高度(zT)可以从约50mm至约500mm变化。
图2A示出了在第二微波处理系统200中的第二处理室210的局部剖切顶视图。顶视图示出了第一接口组件212a、第二接口组件212b以及多个附加室壁212的x/y平面视图,该多个附加室壁212耦合到第一接口组件212a和第二接口组件212b,由此形成第二处理空间210。例如,室壁212可以具有与其相关联的壁厚(t),并且壁厚(t)可以从约1mm至约5mm变化。第一接口组件212a可以具有与其相关联的第一接口厚度(ti1),并且第一接口厚度(ti1)可以从约1mm至约10mm变化。第二接口组件212b可以具有与其相关联的第二接口厚度(ti2),并且第二接口厚度(ti2)可以从约1mm至约10mm变化。处理空间215可以具有与其相关联的长度(xT),并且长度(xT)可以从约10mm至约500mm变化。
第二微波处理系统200的顶视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间269a的第一腔组件268a的剖切视图,并且第一腔组件268a可以包括第一腔壁265a、第二腔壁266a、至少一个第三腔壁267a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件268a可以利用第一腔壁265a耦合到第一接口组件212a,并且壁(265a、266a和267a)可以包含电介质材料,并且可以具有与其相关联的壁厚(ta),壁厚(ta)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第一EM能量调谐空间269a可以具有与其相关联的第一长度(xT1a)和第一宽度(y1a),第一长度(xT1a)可以从约10mm至约500mm变化,并且第一宽度(y1a)可以从约5mm至约50mm变化。
第二微波处理系统200的顶视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间269b的第二腔组件268b的剖切视图,并且第二腔组件268b可以包括第一腔壁265b、第二腔壁266b、至少一个第三腔壁267b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件268b可以利用第一腔壁265b耦合到第二接口组件212b,并且壁(265b、266b和267b)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(tb),壁厚(tb)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第二EM能量调谐空间269b可以具有与其相关联的第二长度(xT1b)和第二宽度(y1b),第二长度(xT1b)可以从约10mm至约500mm变化,并且第二宽度(y1b)可以从约5mm至约50mm变化。
在一些示例性系统中,第一组隔离组件(264a、264b、264c和264d)可以可移除地耦合到第一接口组件212a,并且可以被配置成使处理空间215与第一EM能量调谐空间269a隔离。第一组隔离组件(264a、264b、264c和264d)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(270a、270b、270c和270d)和(275a、275b、275c和275d)}可移除地耦合到第一接口组件212a。例如,第一组等离子体调谐部分(270a、270b、270c和270d)可以配置在处理空间215中,并且第一组EM调谐部分(275a、275b、275c和275d)可以配置在第一EM能量调谐空间269a内。
第二组隔离组件(264e、264f、264g和264h)可以可移除地耦合到第二接口组件212b,并且可以被配置成使处理空间215与第二EM能量调谐空间269b隔离。第二组隔离组件(264e、264f、264g和264h)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(270e、270f、270g和270h)和(275e、275f、275g和275h)}可移除地耦合到第二接口组件212b。例如,第二组等离子体调谐部分(270e、270f、270g和270h)可以配置在处理空间215中,并且第二组EM调谐部分(275e、275f、275g和275h)可以配置在第二EM能量调谐空间269b内。
仍然参照图2A,第一等离子体调谐杆(270a、275a)可以包含电介质材料,并且可以具有第一等离子体调谐部分270a,该第一等离子体调谐部分270a可以在利用(x2a)限定的第一位置处延伸第一等离子体调谐距离271a进到处理空间215内。第一等离子体调谐距离271a可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件268a中建立的第一EM能量调谐空间269a内距第一腔壁265a第一EM耦合距离276a处建立第一EM耦合区域262a,并且第一EM调谐部分275a可以延伸到第一EM耦合区域262a中。第一EM调谐部分275a可以从第一EM耦合区域262a获取第一微波能量,并且可以利用第一等离子体调谐部分270a将第一微波能量在第一位置(x2a)处传递到处理空间215。第一EM耦合区域262a可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域,或者其任意组合。例如,第一EM耦合距离276a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第一EM耦合距离276a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第一等离子体调谐板261a可以包含电介质材料,并且可以耦合到第一控制组件260a,第一控制组件260a可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于第一等离子体调谐杆(270a、275a)的第一EM调谐部分275a将第一等离子体调谐板261a移动263a第一EM调谐距离277a。第一控制组件260a和第一等离子体调谐板261a可以用于优化从第一EM耦合区域262a耦合到第一等离子体调谐杆(270a、275a)的第一EM调谐部分275a的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间269a内在第一EM调谐部分275a与第一等离子体调谐板261a之间建立第一EM调谐距离277a,并且第一EM调谐距离277a可以从约0.01mm至约1mm变化。
第一等离子体调谐杆(270a、275a)可以具有与其相关联的第一直径(d1a),该第一直径(d1a)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一等离子体调谐板261a可以具有与其相关联的第一直径(D1a),该第一直径(D1a)可以从约1mm至约10mm变化。第一EM耦合区域262a、第一控制组件260a以及第一等离子体调谐板261a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(x1a),第一x/y平面偏移(x1a)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第一控制组件260a可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第一控制组件260a具有的直径(d1a)可以从约1mm至约5mm变化。
第二等离子体调谐杆(270b、275b)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2b)限定的第二位置处延伸第二等离子体调谐距离271b进到处理空间215中的第二等离子体调谐部分270b。例如,第二等离子体调谐距离271b可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件268a中建立的第一EM能量调谐空间269a内距第一腔壁265a第二EM耦合距离276b处建立第二EM耦合区域262b,并且第二EM调谐部分275b可以延伸到第二EM耦合区域262b中。第二EM调谐部分275b可以从第二EM耦合区域262b获取第二微波能量,并且可以利用第二等离子体调谐部分270b将第二微波能量在第二位置(x1b)处传递到处理空间215。第二EM耦合区域262b可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第二EM耦合距离276b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二EM耦合距离276b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第二等离子体调谐板261b可以包含电介质材料,并且可以耦合到第二控制组件260b,第二控制组件260b可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于第二等离子体调谐杆(270b、275b)的第二EM调谐部分275b将第二等离子体调谐板261b移动263b第二EM调谐距离277b。第二控制组件260b和第二等离子体调谐板261b可以用于优化从第二EM耦合区域262b耦合到第二等离子体调谐杆(270b、275b)的第二EM调谐部分275b的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间269a内在第二EM调谐部分275b与第二等离子体调谐板261b之间建立第二EM调谐距离277b,并且第二EM调谐距离277b可以从约0.01mm至约1mm变化。
第二等离子体调谐杆(270b、275b)可以具有与其相关联的第二直径(d1b),该第二直径(d1b)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二等离子体调谐板261b可以具有与其相关联的第二直径(D1b),该第二直径(D1b)可以从约1mm至约10mm变化。第二EM耦合区域262b、第二控制组件260b以及第二等离子体调谐板261b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(x1b),第二x/y平面偏移(x1b)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第二控制组件260b可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第二控制组件260b具有的直径(d1b)可以从约1mm至约5mm变化。
第三等离子体调谐杆(270c、275c)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2c)限定的第三位置处延伸第三等离子体调谐距离271c进到处理空间215中的第三等离子体调谐部分270c。例如,第三等离子体调谐距离271c可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件268a中建立的第一EM能量调谐空间269a内距第一腔壁265a第三EM耦合距离276c处建立第三EM耦合区域262c,并且第三EM调谐部分275c可以延伸到第三EM耦合区域262c中。第三EM调谐部分275c可以从第三EM耦合区域262c获取第三微波能量,并且可以利用第三等离子体调谐部分270c将第三微波能量在第三位置(x2c)处传递到处理空间215。第三EM耦合区域262c可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第三EM耦合距离276c可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第三EM耦合距离276c可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第三等离子体调谐板261c可以包含电介质材料,并且可以耦合到第三控制组件260c,第三控制组件260c可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于第三等离子体调谐杆(270c、275c)的第三EM调谐部分275c将第三等离子体调谐板261c移动263c第三EM调谐距离277c。第三控制组件260c和第三等离子体调谐板261c可以用于优化从第三EM耦合区域262c耦合到第三等离子体调谐杆(270c、275c)的第三EM调谐部分275c的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间269a内在第三EM调谐部分275c与第三等离子体调谐板261c之间建立第三EM调谐距离277c,并且第三EM调谐距离277c可以从约0.01mm至约1mm变化。
第三等离子体调谐杆(270c、275c)可以具有与其相关联的第三直径(d1c),该第三直径(d1c)可以从约0.01mm至约1mm变化。第三等离子体调谐板261c可以具有与其相关联的第三直径(D1c),该第三直径(D1c)可以从约1mm至约10mm变化。第三EM耦合区域262c、第三控制组件260c以及第三等离子体调谐板261c可以具有与其相关联的第三x/y平面偏移(x1c),第三x/y平面偏移(x1c)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第三控制组件260c可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第三控制组件260c具有的直径(d1c)可以从约1mm至约5mm变化。
第四等离子体调谐杆(270d、275d)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2d)限定的第四位置处延伸第四等离子体调谐距离271d进到处理空间215中的第四等离子体调谐部分270d。例如,第四等离子体调谐距离271d可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件268a中建立的第一EM能量调谐空间269a内距第一腔壁265a第四EM耦合距离276d处建立第四EM耦合区域262d,并且第四EM调谐部分275d可以延伸到第四EM耦合区域262d中。第四EM调谐部分275d可以从第四EM耦合区域262d获取第四微波能量,并且可以利用第四等离子体调谐部分270d将第四微波能量在第四位置(x2d)处传递到处理空间215。第四EM耦合区域262d可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第四EM耦合距离276d可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第四EM耦合距离276d可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第四等离子体调谐板261d可以包含电介质材料,并且可以耦合到第四控制组件260d,第四控制组件260d可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于第四等离子体调谐杆(270d、275d)的第四EM调谐部分275d将第四等离子体调谐板261d移动263d第四EM调谐距离277d。第四控制组件260d和第四等离子体调谐板261d可以用于优化从第四EM耦合区域262d耦合到第四等离子体调谐杆(270d、275d)的第四EM调谐部分275d的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间269a内在第四EM调谐部分275d与第四等离子体调谐板261d之间建立第四EM调谐距离277d,并且第四EM调谐距离277d可以从约0.01mm至约1mm变化。
第四等离子体调谐杆(270d、275d)可以具有与其相关联的第四直径(d1d),并且第四直径(d1d)可以从约0.01mm至约1mm变化。第四等离子体调谐板261d可以具有与其相关联的第四直径(D1d),并且第四直径(D1d)可以从约1mm至约10mm变化。第四EM耦合区域262d、第四控制组件260d以及第四等离子体调谐板261d可以具有与其相关联的第四x/y平面偏移(x1d),第四x/y平面偏移(x1d)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第四控制组件260d可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第四控制组件260d具有的直径(d1d)可以从约1mm至约5mm变化。
第五等离子体调谐杆(270e、275e)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2e)限定的第五位置处延伸第五等离子体调谐距离271e进到处理空间215中的第五等离子体调谐部分270e。例如,第五等离子体调谐距离271e可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件268b中建立的第二EM能量调谐空间269b内距第一腔壁265b第五EM耦合距离276e处建立第五EM耦合区域262e,并且第五EM调谐部分275e可以延伸到第五EM耦合区域262e中。第五EM调谐部分275e可以从第五EM耦合区域262e获取第五微波能量,并且可以利用第五等离子体调谐部分270e将第五微波能量在第五位置(x2e)处传递到处理空间215。第五EM耦合区域262e可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第五EM耦合距离276e可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第五EM耦合距离276e可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第五等离子体调谐板261e可以包含电介质材料,并且可以耦合到第五控制组件260e,第五控制组件260e可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于第五等离子体调谐杆(270e、275e)的第五EM调谐部分275e将第五等离子体调谐板261e移动263e第五EM调谐距离277e。第五控制组件260e和第五等离子体调谐板261e可以用于优化从第五EM耦合区域262e耦合到第五等离子体调谐杆(270e、275e)的第五EM调谐部分275e的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间269b内在第五EM调谐部分275e与第五等离子体调谐板261e之间建立第五EM调谐距离277e,并且第五EM调谐距离277e可以从约0.01mm至约1mm变化。
第五等离子体调谐杆(270e、275e)可以具有与其相关联的第五直径(d1e),该第五直径(d1e)可以从约0.01mm至约1mm变化。第五等离子体调谐板261e可以具有与其相关联的第五直径(D1e),该第五直径(D1e)可以从约1mm至约10mm变化。第五EM耦合区域262e、第五控制组件260e以及第五等离子体调谐板261e可以具有与其相关联的第五x/y平面偏移(x1e),第五x/y平面偏移(x1e)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第五控制组件260e可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第五控制组件260e具有的直径(d1e)可以从约1mm至约5mm变化。
仍然参照图2A,第六等离子体调谐杆(270f、275f)可以包含电介质材料,并且可以具有第六等离子体调谐部分270f,该第六等离子体调谐部分270f可以在利用(x2f)限定的第六位置处延伸第六等离子体调谐距离271f进到处理空间215内。第六等离子体调谐距离271f可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件268b中建立的第二EM能量调谐空间269b内距第一腔壁265b第六EM耦合距离276f处建立第六EM耦合区域262f,并且第六EM调谐部分275f可以延伸到第六EM耦合区域262f中。第六EM调谐部分275f可以从第六EM耦合区域262f获取第六微波能量,并且可以利用第六等离子体调谐部分270f将第六微波能量在第六位置(x2f)处传递到处理空间215。第六EM耦合区域262f可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第六EM耦合距离276f可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第六EM耦合距离276f可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第六等离子体调谐板261f可以包含电介质材料,并且可以耦合到第六控制组件260f,第六控制组件260f可以用于在第二EM能量调谐空间269b内相对于第六等离子体调谐杆(270f、275f)的第六EM调谐部分275f将第六等离子体调谐板261f移动263f第六EM调谐距离277f。第六控制组件260f和第六等离子体调谐板261f可以用于优化从第六EM耦合区域262f耦合到第六等离子体调谐杆(270f、275f)的第六EM调谐部分275f的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间269b内在第六EM调谐部分275f与第六等离子体调谐板261f之间建立第六EM调谐距离277f,并且第六EM调谐距离277f可以从约0.01mm至约1mm变化。
第六等离子体调谐杆(270f、275f)可以具有与其相关联的第六直径(d1f),该第六直径(d1f)可以从约0.01mm至约1mm变化。第六等离子体调谐板261f可以具有与其相关联的第六直径(D1f),该第六直径(D1f)可以从约1mm至约10mm变化。第六EM耦合区域262f、第六控制组件260f以及第六等离子体调谐板261f可以具有与其相关联的第六x/y平面偏移(x1f),第六x/y平面偏移(x1f)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。例如,第六控制组件260f可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第六控制组件260f具有的直径(d1f)可以从约1mm至约5mm变化。
第七等离子体调谐杆(270g、275g)可以包含电介质材料,并且可以具有第七等离子体调谐部分270g,该第七等离子体调谐部分270g可以在利用(x2g)限定的第七位置处延伸第七等离子体调谐距离271g进到处理空间215内。第七等离子体调谐距离271g可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件268b中建立的第二EM能量调谐空间269b内距第一腔壁265b第七EM耦合距离276g处建立第七EM耦合区域262g,并且第七EM调谐部分275g可以延伸到第七EM耦合区域262g中。第七EM调谐部分275g可以从第七EM耦合区域262g获取第七微波能量,并且可以利用第七等离子体调谐部分270g将第七微波能量在第七位置(x2g)处传递到处理空间215。第七EM耦合区域262g可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第七EM耦合距离276g可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第七EM耦合距离276g可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第七等离子体调谐板261g可以包含电介质材料,并且可以耦合到第七控制组件260g,第七控制组件260g可以用于在第二EM能量调谐空间269b内相对于第七等离子体调谐杆(270g、275g)的第七EM调谐部分275g将第七等离子体调谐板261g移动263g第七EM调谐距离277g。第七控制组件260g和第七等离子体调谐板261g可以用于优化从第七EM耦合区域262g耦合到第七等离子体调谐杆(270g、275g)的第七EM调谐部分275g的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间269b内在第七EM调谐部分275g与第七等离子体调谐板261g之间建立第七EM调谐距离277g,并且第七EM调谐距离277g可以从约0.01mm至约1mm变化。
第七等离子体调谐杆(270g,275g)可以具有与其相关联的第七直径(d1g),该第七直径(d1g)可以从约0.01mm至约1mm变化。第七等离子体调谐板261g可以具有与其相关联的第七直径(D1g),该第七直径(D1g)可以从约1mm至约10mm变化。第七EM耦合区域262g、第七控制组件260g以及第七等离子体调谐板261g可以具有与其相关联的第七x/y平面偏移(x1g),第七x/y平面偏移(x1g)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第七控制组件260g可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第七控制组件260g具有的直径(d1g)可以从约1mm至约5mm变化。
第八等离子体调谐杆(270h、275h)可以包含电介质材料,并且可以具有第八等离子体调谐部分270h,该第八等离子体调谐部分270h可以在利用(x2h)限定的第八位置处延伸第八等离子体调谐距离271h进到处理空间215内。第八等离子体调谐距离271h可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件268b中建立的第二EM能量调谐空间269b内距第一腔壁265b第八EM耦合距离276h处建立第八EM耦合区域262h,并且第八EM调谐部分275h可以延伸到第八EM耦合区域262h中。第八EM调谐部分275h可以从第八EM耦合区域262h获取第八微波能量,并且可以利用第八等离子体调谐部分270h将第八微波能量在第八位置(x2h)处传递到处理空间215。第八EM耦合区域262h可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第八EM耦合距离276h可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第八EM耦合距离276h可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第八等离子体调谐板261h可以包含电介质材料,并且可以耦合到第八控制组件260h,并且第八控制组件260h可以用于在第二EM能量调谐空间269b内相对于第八等离子体调谐杆(270h、275h)的第八EM调谐部分275h将第八等离子体调谐板261h移动263h第八EM调谐距离277h。第八控制组件260h和第八等离子体调谐板261h可以用于优化从第八EM耦合区域262h耦合到第八等离子体调谐杆(270h、275h)的第八EM调谐部分275h的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间269b内在第八EM调谐部分275h与第八等离子体调谐板261h之间建立第八EM调谐距离277h,并且第八EM调谐距离277h可以从约0.01mm至约1mm变化。
第八等离子体调谐杆(270h,275h)可以具有与其相关联的第八直径(d1h),该第八直径(d1h)可以从约0.01mm至约1mm变化。第八等离子体调谐板261h可以具有与其相关联的第八直径(D1h),该第八直径(D1h)可以从约1mm至约10mm变化。第八EM耦合区域262h、第八控制组件260h以及第八等离子体调谐板261h可以具有与其相关联的第八x/y平面偏移(x1h),第八x/y平面偏移(x1h)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第八控制组件260h可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第八控制组件260h具有的直径(d1h)可以从约1mm至约5mm变化。
第二微波处理系统200的顶视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板246a的顶视图的第一腔控制组件245a的顶视图。第一腔控制组件245a可以具有与其相关联的第一直径(d1aa),并且第一直径(d1aa)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一腔调谐板246a可以具有与其相关联的第二直径(D1aa),并且第二直径(D1aa)可以从约1mm至约10mm变化。第一腔控制组件245a和第一腔调谐板246a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(y1aa),并且第一x/y平面偏移(y1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
此外,第二微波处理系统200的顶视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板246b的顶视图的第二腔控制组件245b的顶视图。第二腔控制组件245b可以具有与其相关联的第一附加直径(d1ba),并且第一附加直径(d1ba)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二腔调谐板246b可以具有与其相关联的第二附加直径(D1ba),并且第二附加直径(D1ba)可以从约1mm至约10mm变化。第二腔控制组件245b和第二腔调谐板246b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(y1ba),并且第二x/y平面偏移(y1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
图2B示出了第二微波处理系统200中的第二处理室210的局部剖切前视图。前视图示出了彼此耦合的多个附加壁212的x/z平面视图,由此产生第二处理室210中的处理空间215的局部剖切前视图。第二微波处理系统200可以配置成在处理空间215内形成均匀的等离子体。
前视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间269a的第一腔组件268a的剖切视图,并且第一腔组件268a可以包括第一腔壁265a、第二腔壁266a、至少一个第三腔壁267a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件268a可以利用第一腔壁265a耦合到第一接口组件212a。前视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间269b的第二腔组件268b的剖切视图,并且第二腔组件268b可以包括第一腔壁265b、第二腔壁266b、至少一个第三腔壁267b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件268b可以利用第一腔壁265b耦合到第二接口组件212b。
在图2B中示出了第一组等离子体调谐杆(270a至270d)的局部前视图(虚线图)、第一组等离子体调谐板(261a至261d)的局部前视图(虚线图)、第二组等离子体调谐杆(270e至270h)的局部前视图(点线图)以及第二组等离子体调谐板(261e至261h)的局部前视图(点线图)。
第一组等离子体调谐杆(270a至270d)和第一组等离子调谐板(261a至261d)可以具有与其相关联的第一组x/y平面偏移(x2a-d),并且第一组x/y平面偏移(x2a-d)可以从约10mm至约100mm变化。第一组等离子体调谐杆(270a至270d)和第一组等离子调谐板(261a至261d)可以具有与其相关联的第一组x/z平面偏移(z1a-d),并且第一组x/z平面偏移(z1a-d)可以从约100mm至约400mm变化。
第二组等离子体调谐杆(270e至270h)和第二组等离子调谐板(261e至261h)可以具有与其相关联的第二组x/y平面偏移(x2e-h),并且第二组x/y平面偏移(x2e-h)可以从约10mm至约100mm变化。第二组等离子体调谐杆(270e至270h)和第二组等离子调谐板(261e至261h)可以具有与其相关联的第二组x/z平面偏移(z1e-h),并且第二组x/z平面偏移(z1e-h)可以从约100mm至约400mm变化。
图2B示出了第二微波处理系统200可以包括耦合到室壁212的一个或更多个等离子体传感器206以获得第一等离子体数据。此外,第二微波处理系统200可以被配置成处理200mm的衬底、300mm的衬底或更大尺寸的衬底。此外,正方形和/或矩形的室可以被配置成使得第二微波处理系统200可以被配置成处理正方形或矩形衬底、晶片或LCD,无论其尺寸如何,这可以被本领域技术人员理解。因此,虽然将结合处理半导体衬底描述本发明的各方面,但是本发明并不仅限于此。
如图2B所示,第一EM源250a可以耦合到第一腔组件268a,第二EM源250b可以耦合到第二腔组件268b。第一EM源250a可以耦合到第一匹配网络252a,并且第一匹配网络252a可以耦合到第一耦合网络254a。第二EM源250b可以耦合到第二匹配网络252b,并且第二匹配网络252b可以耦合到第二耦合网络254b。可替选地,可以使用多个匹配网络(未示出)或多个耦合网络(未示出)。
第一耦合网络254a可以可移除地耦合到第一腔组件268a,该第一腔组件268a可以可移除地耦合到处理室210的第一接口组件212a的上部。第一耦合网络254a可以用于向第一腔组件268a中的第一EM能量调谐空间269a提供微波能量。第二耦合网络254b可以可移除地耦合到第二腔组件268b,该第二腔组件268b可以可移除地耦合到处理室210的第二接口组件212b的上部。第二耦合网络254b可以用于向第二腔组件268b中的第二EM能量调谐空间269b提供附加的微波能量。可替选地,可以使用其他EM耦合配置。
如图2B所示,控制器295可以耦合296到EM源(250a、250b)、匹配网络(252a、252b)、耦合网络(254a、254b)和腔组件(268a、268b),并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(250a、250b)、匹配网络(252a、252b)、耦合网络(254a、254b)和腔组件(268a、268b),以控制处理空间215内的等离子体均匀性。例如,EM源(250a、250b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器295可以耦合296到等离子体传感器206和处理传感器207,并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器206和处理传感器207的数据,以控制处理空间215内的等离子体均匀性。
此外,控制器295可以耦合296到气体供应系统240、气体供应子组件241以及气体喷头243。例如,气体供应系统240、气体供应子组件241以及气体喷头243可以被配置成向处理空间215引入一种或更多种处理气体,并且可以包括流量控制装置和/或流量测量装置。
在干法等离子体蚀刻期间,该处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。例如,当对电介质膜(如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy))进行等离子体蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包含碳氟基化学物质(CxFy)(例如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一种),和/或可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以具有惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种。此外,例如,当对多晶体硅(多晶硅)进行蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包括包含卤素的气体,例如HBr、Cl2、NF3或SF6或者其两种或更多种的组合,并且可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(例如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以包含惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种,或者其两种或更多种。在等离子体增强沉积期间,该处理气体可以包含成膜前体、还原性气体或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。
如图2B所示,第二微波处理系统200可以包括压力控制系统290和耦合到处理室210的端口291,并且被配置成对处理室210进行抽真空以及控制处理室210内的压力。此外,第二微波处理系统200可以包括用于处理衬底205的可移动的衬底保持器220。
第二微波处理系统200的前视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板246a的前视图的第一腔控制组件245a的局部前视图。第一腔控制组件245a和第一腔调谐板246a可以具有与其相关联的第一x/z平面偏移(z1aa),并且第一x/z平面偏移(z1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
第一腔控制组件245a可以用于在第一EM能量调谐空间269a内将第一腔调谐板246a移动247a腔调谐距离248a。控制器295可以耦合296到腔控制组件245a,并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化腔调谐距离248a以实时控制并且保持在处理空间215内的等离子体均匀性。例如,腔调谐距离248a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且腔调谐距离248a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
此外,第二微波处理系统200的前视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板246b的前视图的第二腔控制组件245b的局部前视图。第二腔控制组件245b和第二腔调谐板246b可以具有与其相关联的第二x/z平面偏移(z1ba),该第二x/z平面偏移(z1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
第二腔控制组件245b可以用于在第二EM能量调谐空间269b内将第二腔调谐板246b移动247b第二腔调谐距离248b。控制器295可以耦合296到第二腔控制组件245b,并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二腔调谐距离248b以实时控制并且保持在处理空间215内的等离子体均匀性。例如,第二腔调谐距离248b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二腔调谐距离248b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
图2C示出了第二微波处理系统200中的第二处理室210的局部剖切侧视图。侧视图示出了耦合到第一接口组件212a并且耦合到第二接口组件212b的多个室壁212的y/z平面视图,由此产生了处理室210中的处理空间215的局部剖切侧视图。第二微波处理系统200可以被配置成在处理空间215中形成等离子体。
在图2C中示出了第一腔组件268a中的第一EM能量调谐空间269a的局部侧视图和第二腔组件268b中的第二EM能量调谐空间269b的局部侧视图。在图2C中示出了第一组等离子体调谐杆(270a至270d)的局部侧视图、第一组等离子体调谐板(261a至261d)的局部侧视图、第二组等离子体调谐杆(270e至270h)的局部侧视图以及第二组等离子体调谐板(261e至261h)局部侧视图。
在图2C中还示出了第一组隔离组件(264a、264b、264c和264d)和第二组隔离组件(264e、264f、264g和264h)的侧视图。例如,第一组隔离组件(264a、264b、264c和264d)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(270a、270b、270c和270d)和(275a、275b、275c和275d)}可移除地耦合到第一接口组件212a。第一组隔离组件(264a、264b、264c和264d)中的每一个可以可移除地耦合到第一接口组件212a。此外,第二组隔离组件(264e、264f、264g和264h)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(270e、270f、270g和270h)和(275e、275f、275g和275h)}可移除地耦合到第二接口组件212b。第二组隔离组件(264e、264f、264g和264h)中的每一个可以可移除地耦合到第二接口组件212b。
如图2C所示,第一组等离子体调谐板(261a、261b、261c和261d)可以耦合到第一组控制组件(260a、260b、260c和260d),并且第一组控制组件(260a、260b、260c和260d)可以用于在第一EM能量调谐空间269a内相对于EM调谐部分(275a、275b、275c和275d)将第一组等离子体调谐板(261a、261b、261c和261d)移动(263a、263b、263c和263d)第一组EM调谐距离(277a、277b、277c和277d)。此外第二组等离子体调谐板(261e、261f、261g和261h)可以耦合到第二组控制组件(260e、260f、260g和260h),并且第二组控制组件(260e、260f、260g和260h)可以用于在第二EM能量调谐空间269b内相对于EM调谐部分(275e、275f、275g和275h)将第二组等离子体调谐板(261e、261f、261g和261h)移动(263e、263f、263g和263h)第二组EM调谐距离(277e、277f、277g和277h)。
第一组控制组件(260a、260b、260c和260d)可以耦合296到控制器295,并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第一组EM调谐距离(277a、277b、277c和277d),以控制处理空间215内的等离子体均匀性。此外,第二组控制组件(260e、260f、260g和260h)可以耦合296到控制器295,并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二组EM调谐距离(277e、277f、277g和277h),以控制处理空间215内的等离子体均匀性。
控制器295可以耦合296到EM源(250a、250b)、匹配网络(252a、252b)、耦合网络(254a、254b)和腔组件(268a、268b),并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(250a、250b)、匹配网络(252a、252b)、耦合网络(254a、254b)和腔组件(268a、268b),以控制处理空间215内的等离子体均匀性。例如,EM源(250a、250b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器295可以耦合296到等离子体传感器206、处理传感器207和腔传感器(208a和208b),并且控制器295可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器206、处理传感器207和腔传感器(208a和208b)的数据,以控制处理空间215内的等离子体均匀性。
侧视图示出了处理室210,该处理室210在y/z平面内具有与其相关联的总宽度(yT)和总高度(zT)。例如,总宽度(yT)可以从约50mm至约500mm变化,总高度(zT)可以从约50mm至约500mm变化。
图3A示出了在第三微波处理系统300中的第三处理室310的局部剖切顶视图。顶视图示出了第一接口组件312a、第二接口组件312b以及多个附加室壁312的x/y平面视图,该多个附加室壁312耦合到第一接口组件312a和第二接口组件312b,由此形成第三处理空间310。例如,室壁312可以具有与其相关联的壁厚(t),并且壁厚(t)可以从约1mm至约5mm变化。第一接口组件312a可以具有与其相关联的第一接口厚度(ti1),并且第一接口厚度(ti1)可以从约1mm至约10mm变化。第二接口组件312b可以具有与其相关联的第二接口厚度(ti2),并且第二接口厚度(ti2)可以从约1mm至约10mm变化。处理空间315可以具有与其相关联的长度(xT),并且长度(xT)可以从约10mm至约500mm变化。
第三微波处理系统300的顶视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间369a的第一腔组件368a的剖切视图,并且第一腔组件368a可以包括第一腔壁365a、第二腔壁366a、至少一个第三腔壁367a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件368a可以利用第一腔壁365a耦合到第一接口组件312a,并且壁(365a、366a和367a)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(ta),壁厚(ta)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第一EM能量调谐空间369a可以具有与其相关联的第一长度(xT1a)和第一宽度(y1a),第一长度(xT1a)可以从约10mm至约500mm变化,并且第一宽度(y1a)可以从约5mm至约50mm变化。
第三微波处理系统300的顶视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间369b的第二腔组件368b的剖切视图,并且第二腔组件368b可以包括第一腔壁365b、第二腔壁366b、至少一个第三腔壁367b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件368b可以利用第一腔壁365b耦合到第二接口组件312b,并且壁(365b、366b和367b)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(tb),壁厚(tb)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第二EM能量调谐空间369b可以具有与其相关联的第二长度(xT1b)和第二宽度(y1b),第二长度(xT1b)可以从约10mm至约500mm变化,并且第二宽度(y1b)可以从约5mm至约50mm变化。
在一些示例性系统中,第一组隔离组件(364a、364b和364c)可以可移除地耦合到第一接口组件312a并且可以被配置成使处理空间315与第一EM能量调谐空间369a隔离。第一组隔离组件(364a、364b和364c)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(370a、370b和370c)和(375a、375b和375c)}可移除地耦合到第一接口组件312a。例如,第一组等离子体调谐部分(370a、370b和370c)可以配置在处理空间315中,并且第一组EM调谐部分(375a、375b和375c)可以配置在第一EM能量调谐空间369a内。
第二组隔离组件(364d、364e和364f)可以可移除地耦合到第二接口组件312b并且可以被配置成使处理空间315与第二EM能量调谐空间369b隔离。第二组隔离组件(364d、364e和364f)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(370d、370e和370f)和(375d、375e和375f)}可移除地耦合到第二接口组件312b。例如,第二组等离子体调谐部分(370d、370e和370f)可以配置在处理空间315中,并且第二组EM调谐部分(375d、375e和375f)可以配置在第二EM能量调谐空间369b内。
仍然参照图3A,第一等离子体调谐杆(370a、375a)可以包含电介质材料,并且可以具有第一等离子体调谐部分370a,该第一等离子体调谐部分370a可以在利用(x2a)限定的第一位置处延伸第一等离子体调谐距离371a进到处理空间315内。第一等离子体调谐距离371a可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件368a中建立的第一EM能量调谐空间369a内距第一腔壁365a第一EM耦合距离376a处建立第一EM耦合区域362a,并且第一EM调谐部分375a可以延伸到第一EM耦合区域362a中。第一EM调谐部分375a可以从第一EM耦合区域362a获取第一微波能量,并且可以利用第一等离子体调谐部分370a将第一微波能量在第一位置(x2a)处传递到处理空间315。第一EM耦合区域362a可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第一EM耦合距离376a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第一EM耦合距离376a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第一等离子体调谐板361a可以包含电介质材料,并且可以耦合到第一控制组件360a,第一控制组件360a可以用于在第一EM能量调谐空间369a内相对于第一等离子体调谐杆(370a、375a)的第一EM调谐部分375a将第一等离子体调谐板361a移动363a第一EM调谐距离377a。第一控制组件360a和第一等离子体调谐板361a可以用于优化从第一EM耦合区域362a耦合到第一等离子体调谐杆(370a、375a)的第一EM调谐部分375a的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间369a内在第一EM调谐部分375a与第一等离子体调谐板361a之间建立第一EM调谐距离377a,并且第一EM调谐距离377a可以从约0.01mm至约1mm变化。
第一等离子体调谐杆(370a、375a)可以具有与其相关联的第一直径(d1a),该第一直径(d1a)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一等离子体调谐板361a可以具有与其相关联的第一直径(D1a),该第一直径(D1a)可以从约1mm至约10mm变化。第一EM耦合区域362a、第一控制组件360a以及第一等离子体调谐板361a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(x1a),第一x/y平面偏移(x1a)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第一控制组件360a可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第一控制组件360a具有的直径(d1a)可以从约1mm至约5mm变化。
第二等离子体调谐杆(370b、375b)可以具有可以在利用(x2b)限定的第二位置处延伸第二等离子体调谐距离371b进到处理空间315中的第二等离子体调谐部分370b。例如,第二等离子体调谐距离371b可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件368a中建立的第一EM能量调谐空间369a内距第一腔壁365a第二EM耦合距离376b处建立第二EM耦合区域362b,并且第二EM调谐部分375b可以延伸到第二EM耦合区域362b中。第二EM调谐部分375b可以从第二EM耦合区域362b获取第二微波能量,并且可以利用第二等离子体调谐部分370b将第二微波能量在第二位置(x1b)处传递到处理空间315。第二EM耦合区域362b可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第二EM耦合距离376b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二EM耦合距离376b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第二等离子体调谐板361b可以包含电介质材料,并且可以耦合到第二控制组件360b,第二控制组件360b可以用于在第一EM能量调谐空间369a内相对于第二等离子体调谐杆(370b、375b)的第二EM调谐部分375b将第二等离子体调谐板361b移动363b第二EM调谐距离377b。第二控制组件360b和第二等离子体调谐板361b可以用于优化从第二EM耦合区域362b耦合到第二等离子体调谐杆(370b、375b)的第二EM调谐部分375b的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间369a内在第二EM调谐部分375b与第二等离子体调谐板361b之间建立第二EM调谐距离377b,并且第二EM调谐距离377b可以从约0.01mm至约1mm变化。
第二等离子体调谐杆(370b、375b)可以具有与其相关联的第二直径(d1b),并且第二直径(d1b)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二等离子体调谐板361b可以具有与其相关联的第二直径(D1b),并且第二直径(D1b)可以从约1mm至约10mm变化。第二EM耦合区域362b、第二控制组件360b以及第二等离子体调谐板361b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(x1b),第二x/y平面偏移(x1b)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第二控制组件360b可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第二控制组件360b具有的直径(d1b)可以从约1mm至约5mm变化。
第三等离子体调谐杆(370c、375c)可以包含电介质材料,并且可以具有可以在利用(x2c)限定的第三位置处延伸第三等离子体调谐距离371c进到处理空间315中的第三等离子体调谐部分370c。例如,第三等离子体调谐距离371c可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件368a中建立的第一EM能量调谐空间369a内距第一腔壁365a第三EM耦合距离376c处建立第三EM耦合区域362c,并且第三EM调谐部分375c可以延伸到第三EM耦合区域362c中。第三EM调谐部分375c可以从第三EM耦合区域362c获取第三微波能量,并且可以利用第三等离子体调谐部分370c将第三微波能量在第三位置(x2c)处传递到处理空间315。第三EM耦合区域362c可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。第三EM耦合距离376c可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第三EM耦合距离376c可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第三等离子体调谐板361c可以包含电介质材料,并且可以耦合到第三控制组件360c,第三控制组件360c可以用于在第一EM能量调谐空间369a内相对于第三等离子体调谐杆(370c、375c)的第三EM调谐部分375c将第三等离子体调谐板361c移动363c第三EM调谐距离377c。第三控制组件360c和第三等离子体调谐板361c可以用于优化从第三EM耦合区域362c耦合到第三等离子体调谐杆(370c、375c)的第三EM调谐部分375c的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间369a内在第三EM调谐部分375c与第三等离子体调谐板361c之间建立第三EM调谐距离377c,并且第三EM调谐距离377c可以从约0.01mm至约1mm变化。
第三等离子体调谐杆(370c、375c)可以具有与其相关联的第三直径(d1c),该第三直径(d1c)可以从约0.01mm至约1mm变化。第三等离子体调谐板361c可以具有与其相关联的第三直径(D1c),该第三直径(D1c)可以从约1mm至约10mm变化。第三EM耦合区域362c、第三控制组件360c以及第三等离子体调谐板361c可以具有与其相关联的第三x/y平面偏移(x1c),第三x/y平面偏移(x1c)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。例如,第三控制组件360c可以具有圆柱形结构,并且第三控制组件360c具有的直径(d1c)可以从约1mm至约5mm变化。
第四等离子体调谐杆(370d、375d)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2d)限定的第四位置处延伸第四等离子体调谐距离371d进到处理空间315中的第四等离子体调谐部分370d。例如,第四等离子体调谐距离371d可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件368b中建立的第二EM能量调谐空间369b内距第一腔壁365a第四EM耦合距离376d处建立第四EM耦合区域362d,并且第四EM调谐部分375d可以延伸到第四EM耦合区域362d中。第四EM调谐部分375d可以从第四EM耦合区域362d获取第四微波能量,并且可以利用第四等离子体调谐部分370d将第四微波能量在第四位置(x2d)处传递到处理空间315。第四EM耦合区域362d可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第四EM耦合距离376d可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第四EM耦合距离376d可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第四等离子体调谐板361d可以包含电介质材料,并且可以耦合到第四控制组件360d,第四控制组件360d可以用于在第二EM能量调谐空间369b内相对于第四等离子体调谐杆(370d、375d)的第四EM调谐部分375d将第四等离子体调谐板361d移动363d第四EM调谐距离377d。第四控制组件360d和第四等离子体调谐板361d可以用于优化从第四EM耦合区域362d耦合到第四等离子体调谐杆(370d、375d)的第四EM调谐部分375d的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间369b内在第四EM调谐部分375d与第四等离子体调谐板361d之间建立第四EM调谐距离377d,并且第四EM调谐距离377d可以从约0.01mm至约1mm变化。
第四等离子体调谐杆(370d、375d)可以具有与其相关联的第四直径(d1d),该第四直径(d1d)可以从约0.01mm至约1mm变化。第四等离子体调谐板361d可以具有与其相关联的第四直径(D1d),该第四直径(D1d)可以从约1mm至约10mm变化。第四EM耦合区域362d、第四控制组件360d以及第四等离子体调谐板361d可以具有与其相关联的第四x/y平面偏移(x1d),第四x/y平面偏移(x1d)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第四控制组件360d可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第四控制组件360d具有的直径(d1d)可以从约1mm至约5mm变化。
第五等离子体调谐杆(370e、375e)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2e)限定的第五位置处延伸第五等离子体调谐距离371e进到处理空间315中的第五等离子体调谐部分370e。例如,第五等离子体调谐距离371e可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件368b中建立的第二EM能量调谐空间369b内距第一腔壁365b第五EM耦合距离376e处建立第五EM耦合区域362e,并且第五EM调谐部分375e可以延伸到第五EM耦合区域362e中。第五EM调谐部分375e可以从第五EM耦合区域362e获取第五微波能量,并且可以利用第五等离子体调谐部分370e将第五微波能量在第五位置(x2e)处传递到处理空间315。第五EM耦合区域362e可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第五EM耦合距离376e可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第五EM耦合距离376e可以是波长相关的,并且可以从约波长(λ/4)至约(10λ)变化。
第五等离子体调谐板361e可以包含电介质材料,并且可以耦合到第五控制组件360e,第五控制组件360e可以用于在第一EM能量调谐空间369a内相对于第五等离子体调谐杆(370e、375e)的第五EM调谐部分375e将第五等离子体调谐板361e移动363e第五EM调谐距离377e。第五控制组件360e和第五等离子体调谐板361e可以用于优化从第五EM耦合区域362e耦合到第五等离子体调谐杆(370e、375e)的第五EM调谐部分375e的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间369b内在第五EM调谐部分375e与第五等离子体调谐板361e之间建立第五EM调谐距离377e,并且第五EM调谐距离377e可以从约0.01mm至约1mm变化。
第五等离子体调谐杆(370e、375e)可以具有与其相关联的第五直径(d1e),该第五直径(d1e)可以从约0.01mm至约1mm变化。第五等离子体调谐板361e可以具有与其相关联的第五直径(D1e),该第五直径(D1e)可以从约1mm至约10mm变化。第五EM耦合区域362e、第五控制组件360e以及第五等离子体调谐板361e可以具有与其相关联的第五x/y平面偏移(x1e),第五x/y平面偏移(x1e)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第五控制组件360e可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第五控制组件360e具有的直径(d1e)可以从约1mm至约5mm变化。
仍然参照图3A,第六等离子体调谐杆(370f、375f)可以包含电介质材料,并且可以具有第六等离子体调谐部分370f,该第六等离子体调谐部分370f可以在利用(x2f)限定的第六位置处延伸第六等离子体调谐距离371f进到处理空间315内。第六等离子体调谐距离371f可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件368b中建立的第二EM能量调谐空间369b内距第一腔壁365b第六EM耦合距离376f处建立第六EM耦合区域362f,并且第六EM调谐部分375f可以延伸到第六EM耦合区域362f中。第六EM调谐部分375f可以从第六EM耦合区域362f获取第六微波能量,并且可以利用第六等离子体调谐部分370f将第六微波能量在第六位置(x2f)处传递到处理空间315。第六EM耦合区域362f可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第六EM耦合距离376f可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第六EM耦合距离376f可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第六等离子体调谐板361f可以包含电介质材料,并且可以耦合到第六控制组件360f,第六控制组件360f可以用于在第二EM能量调谐空间369b内相对于第六等离子体调谐杆(370f、375f)的第六EM调谐部分375f将第六等离子体调谐板361f移动363f第六EM调谐距离377f。第六控制组件360f和第六等离子体调谐板361f可以用于优化从第六EM耦合区域362f耦合到第六等离子体调谐杆(370f、375f)的第六EM调谐部分375f的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间369b内在第六EM调谐部分375f与第六等离子体调谐板361f之间建立第六EM调谐距离377f,并且第六EM调谐距离377f可以从约0.01mm至约1mm变化。
第六等离子体调谐杆(370f、375f)可以具有与其相关联的第六直径(d1f),该第六直径(d1f)可以从约0.01mm至约1mm变化。第六等离子体调谐板361f可以具有与其相关联的第六直径(D1f),该第六直径(D1f)可以从约1mm至约10mm变化。第六EM耦合区域362f、第六控制组件360f以及第六等离子体调谐板361f可以具有与其相关联的第六x/y平面偏移(x1f),第六x/y平面偏移(x1f)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。例如,第六控制组件360f可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第六控制组件360f具有的直径(d1f)可以从约1mm至约5mm变化。
第三微波处理系统300的顶视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板346a的顶视图的第一腔控制组件345a的顶视图。第一腔控制组件345a可以具有与其相关联的第一直径(d1aa),并且第一直径(d1aa)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一腔调谐板346a可以具有与其相关联的第二直径(D1aa),并且第二直径(D1aa)可以从约1mm至约10mm变化。第一腔控制组件345a和第一腔调谐板346a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(y1aa),并且第一x/y平面偏移(y1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
此外,第三微波处理系统300的顶视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板346b的顶视图的第二腔控制组件345b的顶视图。第二腔控制组件345b可以具有与其相关联的第一附加直径(d1ba),并且第一附加直径(d1ba)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二腔调谐板346b可以具有与其相关联的第二附加直径(D1ba),并且第二附加直径(D1ba)可以从约1mm至约10mm变化。第二腔控制组件345b和第二腔调谐板346b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(y1ba),并且第二x/y平面偏移(y1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
图3B示出了第三微波处理系统300中的第三处理室310的局部剖切前视图。前视图示出了彼此耦合的多个附加壁312的x/z平面视图,由此产生第三处理室310中的处理空间315的局部剖切前视图。第三微波处理系统300可以配置成在处理空间315内形成均匀等离子体。
前视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间369a的第一腔组件368a的剖切视图,并且第一腔组件368a可以包括第一腔壁365a、第二腔壁366a、至少一个第三腔壁367a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件368a可以利用第一腔壁365a耦合到第一接口组件312a。前视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间369b的第二腔组件368b的剖切视图,并且第二腔组件368b可以包括第一腔壁365b、第二腔壁366b、至少一个第三腔壁367b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件368b可以利用第一腔壁365b耦合到第二接口组件312b。
在图3B中示出了第一组等离子体调谐杆(370a至370c)的局部前视图(虚线图)、第一组等离子体调谐板(361a至361c)的局部前视图(虚线图)、第二组等离子体调谐杆(370d至370f)的局部前视图(点线图)以及第二组等离子体调谐板(361d至361f)的局部前视图(点线图)。
第一组等离子体调谐杆(370a至370c)和第一组等离子调谐板(361a至361c)可以具有与其相关联的第一组x/y平面偏移(x2a-c),并且第一组x/y平面偏移(x2a-c)可以从约10mm至约100mm变化。第一组等离子体调谐杆(370a至370c)和第一组等离子调谐板(361a至361c)可以具有与其相关联的第一组x/z平面偏移(z1a-c),并且第一组x/z平面偏移(z1a-c)可以从约100mm至约400mm变化。
第二组等离子体调谐杆(370d至370f)和第二组等离子调谐板(361d至361f)可以具有与其相关联的第二组x/y平面偏移(x2d-f),并且第二组x/y平面偏移(x2d-f)可以从约10mm至约100mm变化。第二组等离子体调谐杆(370d至370f)和第二组等离子调谐板(361d至361f)可以具有与其相关联的第二组x/z平面偏移(z1d-f),并且第二组x/z平面偏移(z1d-f)可以从约100mm至约400mm变化。
图3B示出了第三微波处理系统300可以包括耦合到室壁312的一个或更多个等离子体传感器306以获得第一等离子体数据。此外,第三微波处理系统300可以被配置成处理300mm的衬底、300mm的衬底或更大尺寸的衬底。此外,正方形和/或矩形的室可以被配置成使得第三微波处理系统300可以被配置成处理正方形或矩形衬底、晶片或LCD,无论其尺寸如何,这可以被本领域技术人员理解。因此,虽然将结合处理半导体衬底描述本发明的各方面,但是本发明并不仅限于此。
如图3B所示,第一EM源350a可以耦合到第一腔组件368a,第二EM源350b可以耦合到第二腔组件368b。第一EM源350a可以耦合到第一匹配网络352a,并且第一匹配网络352a可以耦合到第一耦合网络354a。第二EM源350b可以耦合到第二匹配网络352b,并且第二匹配网络352b可以耦合到第二耦合网络354b。可替选地,可以使用多个匹配网络(未示出)或多个耦合网络(未示出)。
第一耦合网络354a可以可移除地耦合到第一腔组件368a,并且第一腔组件368a可以可移除地耦合到处理室310的第一接口组件312a的上部。第一耦合网络354a可以用于向第一腔组件368a中的第一EM能量调谐空间369a提供微波能量。第二耦合网络354b可以可移除地耦合到第二腔组件368b,该第二腔组件368b可以可移除地耦合到处理室310的第二接口组件312b的上部。第二耦合网络354b可以用于向第二腔组件368b中的第二EM能量调谐空间369b提供附加微波能量。可替选地,可以使用其他EM耦合配置。
如图3B所示,控制器395可以耦合396到EM源(350a、350b)、匹配网络(352a、352b)、耦合网络(354a、354b)和腔组件(368a、368b),并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(350a、350b)、匹配网络(352a、352b)、耦合网络(354a、354b)和腔组件(368a、368b),以控制处理空间315内的等离子体均匀性。例如,EM源(350a、350b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器395可以耦合396到等离子体传感器306和处理传感器307,并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器306和处理传感器307的数据,以控制处理空间315内的等离子体均匀性。
此外,控制器395可以耦合396到气体供应系统340、气体供应子组件341以及气体喷头343。例如,气体供应系统340、气体供应子组件341以及气体喷头343可以被配置成向处理空间315引入一种或更多种处理气体,并且可以包括流量控制装置和/或流量测量装置。
在干法等离子体蚀刻期间,该处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。例如,当对电介质膜(如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy))进行等离子体蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包含碳氟基化学物质(CxFy)(例如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一种),和/或可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以具有惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种。此外,例如,当对多晶体硅(多晶硅)进行蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包括包含卤素的气体,例如HBr、Cl2、NF3或SF6或者其两种或更多种的组合,并且可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(例如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以包含惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种,或者其两种或更多种。在等离子体增强沉积期间,该处理气体可以包含成膜前体、还原性气体或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。
如图3B所示,第三微波处理系统300可以包括压力控制系统390和耦合到处理室310的端口391,并且被配置成对处理室310进行抽真空以及控制处理室310内的压力。此外,第三微波处理系统300可以包括用于处理衬底305的可移动的衬底保持器320。
第三微波处理系统300的前视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板346a的前视图的第一腔控制组件345a的局部前视图。第一腔控制组件345a和第一腔调谐板346a可以具有与其相关联的第一x/z平面偏移(z1aa),并且第一x/z平面偏移(z1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
第一腔控制组件345a可以用于在第一EM能量调谐空间369a内将第一腔调谐板346a移动347a腔调谐距离348a。控制器395可以耦合396到第一腔控制组件345a,并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化腔调谐距离348a,以实时控制并且保持在处理空间315内的等离子体均匀性。例如,腔调谐距离348a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且腔调谐距离348a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
此外,第三微波处理系统300的前视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板346b的前视图的第二腔控制组件345b的局部前视图。第二腔控制组件345b和第二腔调谐板346b可以具有与其相关联的第二x/z平面偏移(z1ba),并且第二x/z平面偏移(z1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
第二腔控制组件345b可以用于在第二EM能量调谐空间369b内将第二腔调谐板346b移动347b第二腔调谐距离348b。控制器395可以耦合396到第二腔控制组件345b,并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二腔调谐距离348b,以实时控制并且保持在处理空间315内的等离子体均匀性。例如,第二腔调谐距离348b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二腔调谐距离348b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
图3C示出了第三微波处理系统300中的第三处理室310的局部剖切侧视图。侧视图示出了耦合到第一接口组件312a并且耦合到第二接口组件312b的多个室壁312的y/z平面视图,由此产生了处理室310中的处理空间315的局部剖切侧视图。第三微波处理系统300可以被配置成在处理空间315中形成均匀的等离子体。
在图3C中示出了第一腔组件368a中的第一EM能量调谐空间369a的局部侧视图和第二腔组件368b中的第二EM能量调谐空间369b的局部侧视图。在图3C中示出了第一组等离子体调谐杆(370a至370c)的局部侧视图、第一组等离子体调谐板(361a至361c)的局部侧视图、第二组等离子体调谐杆(370d至370f)的局部侧视图以及第二组等离子体调谐板(361d至361f)的局部侧视图。
在图3C中还示出了第一组隔离组件(364a、364b和364c)和第二组隔离组件(364d、364e和364f)的侧视图。例如,第一组隔离组件(364a、364b和364c)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(370a、370b和370c)和(375a、375b和375c)}可移除地耦合到第一接口组件312a。第一组隔离组件(364a、364b和364c)中的每一个可以可移除地耦合到第一接口组件312a。此外,第二组隔离组件(364d、364e和364f)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(370d、370e和370f)和(375d、375e和375f)}可移除地耦合到第二接口组件312b。第二组隔离组件(364d、364e和364f)均可以可移除地耦合到第二接口组件312b。第二组隔离组件(364d、364e和364f)中的每一个可以可移除地耦合到第二接口组件312b。
如图3C所示,第一组等离子体调谐板(361a、361b和361c)可以耦合到第一组控制组件(360a、360b和360c),并且第一组控制组件(360a、360b和360c)可以用于在第一EM能量调谐空间369a内相对于EM调谐部分(375a、375b和375c)将第一组等离子体调谐板(361a、361b和361c)移动(363a、363b和363c)第一组EM调谐距离(377a、377b和377c)。此外,第二组等离子体调谐板(361d、361e和361f)可以耦合到第二组控制组件(360d、360e和360f),并且第二组控制组件(360d、360e和360f)可以用于在第二EM能量调谐空间369b内相对于EM调谐部分(375d、375e和375f)将第二组等离子体调谐板(361d、361e和361f)移动(363d、363e和363f)第二组EM调谐距离(377d、377e和377f)。
第一组控制组件(360a、360b和360c)可以耦合396到控制器395,并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第一组EM调谐距离(377a、377b和377c),以控制处理空间315内的等离子体均匀性。此外,第二组控制组件(360d、360e和360f)可以耦合396到控制器395,并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二组EM调谐距离(377d、377e和377f),以控制处理空间315内的等离子体均匀性。
控制器395可以耦合396到EM源(350a、350b)、匹配网络(352a、352b)、耦合网络(354a、354b)和腔组件(368a、368b),并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(350a、350b)、匹配网络(352a、352b)、耦合网络(354a、354b)和腔组件(368a、368b),以控制处理空间315内的等离子体均匀性。例如,EM源(350a、350b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器395可以耦合396到等离子体传感器306、处理传感器307和腔传感器(308a和308b),并且控制器395可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器306、处理传感器307和腔传感器(308a和308b)的数据,以控制处理空间315内的等离子体均匀性。
侧视图示出了处理室310,该处理室310在y/z平面内具有与其相关联的总宽度(yT)和总高度(zT)。总宽度(yT)可以从约50mm至约500mm变化,总高度(zT)可以从约50mm至约500mm变化。
图4A示出了在第四微波处理系统400中的第四处理室410的局部剖切顶视图。顶视图示出了第一接口组件412a、第二接口组件412b以及多个附加室壁412的x/y平面视图,该多个附加室壁412耦合到第一接口组件412a和第二接口组件412b由此形成第四处理空间410。例如,室壁412可以具有与其相关联的壁厚(t),并且壁厚(t)可以从约1mm至约5mm变化。第一接口组件412a可以具有与其相关联的第一接口厚度(ti1),并且第一接口厚度(ti1)可以从约1mm至约10mm变化。第二接口组件412b可以具有与其相关联的第二接口厚度(ti2),并且第二接口厚度(ti2)可以从约1mm至约10mm变化。处理空间415可以具有与其相关联的长度(xT),并且长度(xT)可以从约10mm至约500mm变化。
第四微波处理系统400的顶视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间469a的第一腔组件468a的剖切视图,并且第一腔组件468a可以包括第一腔壁465a、第二腔壁466a、至少一个第三腔壁467a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件468a可以利用第一腔壁465a耦合到第一接口组件412a,并且壁(465a、466a和467a)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(ta),壁厚(ta)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第一EM能量调谐空间469a可以具有与其相关联的第一长度(xT1a)和第一宽度(y1a),第一长度(xT1a)可以从约10mm至约500mm变化,并且第一宽度(y1a)可以从约5mm至约50mm变化。
第四微波处理系统400的顶视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间469b的第二腔组件468b的剖切视图,并且第二腔组件468b可以包括第一腔壁465b、第二腔壁466b、至少一个第三腔壁467b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件468b可以利用第一腔壁465b耦合到第二接口组件412b,并且壁(465b、466b和467b)可以包含电介质材料并且可以具有与其相关联的壁厚(tb),壁厚(tb)可以从约1mm至约5mm变化。此外,第二EM能量调谐空间469b可以具有与其相关联的第二长度(xT1b)和第二宽度(y1b),第二长度(xT1b)可以从约10mm至约500mm变化,并且第二宽度(y1b)可以从约5mm至约50mm变化。
在一些示例性系统中,第一组隔离组件(464a和464b)可以可移除地耦合到第一接口组件412a并且可以被配置成使处理空间415与第一EM能量调谐空间469a隔离。第一组隔离组件(464a和464b)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(470a和470b)和(475a和475b)}可移除地耦合到第一接口组件412a。例如,第一组等离子体调谐部分(470a和470b)可以配置在处理空间415中,并且第一组EM调谐部分(475a和475b)可以配置在第一EM能量调谐空间469a内。
第二组隔离组件(464c和464d)可以可移除地耦合到第二接口组件412b,并且可以被配置成使处理空间415与第二EM能量调谐空间469b隔离。第二组隔离组件(464c和464d)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(470c和470d)和(475c和475d)}可移除地耦合到第二接口组件412b。例如,第二组等离子体调谐部分(470c和470d)可以配置在处理空间415中,并且第二组EM调谐部分(475c和475d)可以配置在第二EM能量调谐空间469b内。
仍然参照图4A,第一等离子体调谐杆(470a、475a)可以包含电介质材料,并且可以具有第一等离子体调谐部分470a,该第一等离子体调谐部分470a可以在利用(x2a)限定的第一位置处延伸第一等离子体调谐距离471a进到处理空间415内。第一等离子体调谐距离471a可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件468a中建立的第一EM能量调谐空间469a内距第一腔壁465a第一EM耦合距离476a处建立第一EM耦合区域462a,并且第一EM调谐部分475a可以延伸到第一EM耦合区域462a中。第一EM调谐部分475a可以从第一EM耦合区域462a获取第一微波能量,并且可以利用第一等离子体调谐部分470a将第一微波能量在第一位置(x2a)处传递到处理空间415。第一EM耦合区域462a可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第一EM耦合距离476a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第一EM耦合距离476a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第一等离子体调谐板461a可以包含电介质材料,并且可以耦合到第一控制组件460a,第一控制组件460a可以用于在第一EM能量调谐空间469a内相对于第一等离子体调谐杆(470a、475a)的第一EM调谐部分475a将第一等离子体调谐板461a移动463a第一EM调谐距离477a。第一控制组件460a和第一等离子体调谐板461a可以用于优化从第一EM耦合区域462a耦合到第一等离子体调谐杆(370a、475a)的第一EM调谐部分475a的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间469a内在第一EM调谐部分475a与第一等离子体调谐板461a之间建立第一EM调谐距离477a,并且第一EM调谐距离477a可以从约0.01mm至约1mm变化。
第一等离子体调谐杆(470a、475a)可以具有与其相关联的第一直径(d1a),该第一直径(d1a)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一等离子体调谐板461a可以具有与其相关联的第一直径(D1a),该第一直径(D1a)可以从约1mm至约10mm变化。第一EM耦合区域462a、第一控制组件460a以及第一等离子体调谐板461a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(x1a),第一x/y平面偏移(x1a)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第一控制组件460a可以具有圆柱形结构,并且第一控制组件460a具有的直径(d1a)可以从约1mm至约5mm变化。
第二等离子体调谐杆(470b、475b)可以具有在利用(x1b)限定的第二位置处延伸第二等离子体调谐距离471b进到处理空间415中的第二等离子体调谐部分470b。例如,第二等离子体调谐距离471b可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第一腔组件468a中建立的第一EM能量调谐空间469a内距第一腔壁465a第二EM耦合距离476b处建立第二EM耦合区域462b,并且第二EM调谐部分475b可以延伸到第二EM耦合区域462b中。第二EM调谐部分475b可以从第二EM耦合区域462b获取第二微波能量,并且可以利用第二等离子体调谐部分470b将第二微波能量在第二位置(x1b)处传递到处理空间415。第二EM耦合区域462b可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第二EM耦合距离476b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二EM耦合距离476b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第二等离子体调谐板461b可以包含电介质材料,并且可以耦合到第二控制组件460b,第二控制组件460b可以用于在第一EM能量调谐空间469a内相对于第二等离子体调谐杆(470b、475b)的第二EM调谐部分475b将第二等离子体调谐板461b移动463b第二EM调谐距离477b。第二控制组件460b和第二等离子体调谐板461b可以用于优化从第二EM耦合区域462b耦合到第二等离子体调谐杆(470b、475b)的第二EM调谐部分475b的微波能量。例如,可以在第一EM能量调谐空间469a内在第二EM调谐部分475b与第二等离子体调谐板461b之间建立第二EM调谐距离477b,并且第二EM调谐距离477b可以从约0.01mm至约1mm变化。
第二等离子体调谐杆(470b、475b)可以具有与其相关联的第二直径(d1b),该第二直径(d1b)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二等离子体调谐板461b可以具有与其相关联的第二直径(D1b),并且第二直径(D1b)可以从约1mm至约10mm变化。第二EM耦合区域462b、第二控制组件460b以及第二等离子体调谐板461b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(x1b),第二x/y平面偏移(x1b)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第二控制组件460b可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第二控制组件460b具有的直径(d1b)可以从约1mm至约5mm变化。
第三等离子体调谐杆(470c、475c)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2c)限定的第三位置处延伸第三等离子体调谐距离471c进到处理空间415中的第三等离子体调谐部分470c。例如,第三等离子体调谐距离471c可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件468b中建立的第二EM能量调谐空间469b内距第一腔壁465a第三EM耦合距离476c处建立第三EM耦合区域462c,并且第三EM调谐部分475c可以延伸到第三EM耦合区域462c中。第三EM调谐部分475c可以从第三EM耦合区域462c获取第三微波能量,并且可以利用第三等离子体调谐部分470c将第三微波能量在第三位置(x2c)处传递到处理空间415。第三EM耦合区域462c可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第三EM耦合距离476c可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第三EM耦合距离476c可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第三等离子体调谐板461c可以包含电介质材料,并且可以耦合到第三控制组件460c,第三控制组件460c可以用于在第二EM能量调谐空间469b内相对于第三等离子体调谐杆(470c、475c)的第三EM调谐部分475c将第三等离子体调谐板461c移动463c第三EM调谐距离477c。第三控制组件460c和第三等离子体调谐板461c可以用于优化从第三EM耦合区域462c耦合到第三等离子体调谐杆(470c、475c)的第三EM调谐部分475c的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间469b内在第三EM调谐部分475c与第三等离子体调谐板461c之间建立第三EM调谐距离477c,并且第三EM调谐距离477c可以从约0.01mm至约1mm变化。
第三等离子体调谐杆(470c、475c)可以具有与其相关联的第三直径(d1c),该第三直径(d1c)可以从约0.01mm至约1mm变化。第三等离子体调谐板461c可以具有与其相关联的第三直径(D1c),该第三直径(D1c)可以从约1mm至约10mm变化。第三EM耦合区域462c、第三控制组件460c以及第三等离子体调谐板461c可以具有与其相关联的第三x/y平面偏移(x1c),第三x/y平面偏移(x1c)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第三控制组件460c可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第三控制组件460c具有的直径(d1c)可以从约1mm至约5mm变化。
第四等离子体调谐杆(470d、475d)可以包含电介质材料,并且可以具有在利用(x2d)限定的第四位置处延伸第四等离子体调谐距离471d进到处理空间415中的第四等离子体调谐部分470d。例如,第四等离子体调谐距离471d可以从约10mm至约400mm变化。
可以在第二腔组件468b中建立的第二EM能量调谐空间469b内距第一腔壁465a第四EM耦合距离476d处建立第四EM耦合区域462d,并且第四EM调谐部分475d可以延伸到第四EM耦合区域462d中。第四EM调谐部分475d可以从第四EM耦合区域462d获取第四微波能量,并且可以利用第四等离子体调谐部分470d将第四微波能量在第四位置(x2d)处传递到处理空间415。第四EM耦合区域462d可以包括最大场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。例如,第四EM耦合距离476d可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第四EM耦合距离476d可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
第四等离子体调谐板461d可以包含电介质材料,并且可以耦合到第四控制组件460d,第四控制组件460d可以用于在第二EM能量调谐空间469b内相对于第四等离子体调谐杆(470d、475d)的第四EM调谐部分475d将第四等离子体调谐板461d移动463d第四EM调谐距离477d。第四控制组件460d和第四等离子体调谐板461d可以用于优化从第四EM耦合区域462d耦合到第四等离子体调谐杆(470d、475d)的第四EM调谐部分475d的微波能量。例如,可以在第二EM能量调谐空间469b内在第四EM调谐部分475d与第四等离子体调谐板461d之间建立第四EM调谐距离477d,并且第四EM调谐距离477d可以从约0.01mm至约1mm变化。
第四等离子体调谐杆(470d、475d)可以具有与其相关联的第四直径(d1d),该第四直径(d1d)可以从约0.01mm至约1mm变化。第四等离子体调谐板461d可以具有与其相关联的第四直径(D1d),该第四直径(D1d)可以从约1mm至约10mm变化。第四EM耦合区域462d、第四控制组件460d以及第四等离子体调谐板461d可以具有与其相关联的第四x/y平面偏移(x1d),第四x/y平面偏移(x1d)可以是波长相关的,并且可以从约四分之一波长(λ/4)至约(10λ)变化。第四控制组件460d可以包含电介质材料,可以具有圆柱形结构,并且第四控制组件460d具有的直径(d1d)可以从约1mm至约5mm变化。
第四微波处理系统400的顶视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板446a的顶视图的第一腔控制组件445a的顶视图。第一腔控制组件445a可以具有与其相关联的第一直径(d1aa),并且第一直径(d1aa)可以从约0.01mm至约1mm变化。第一腔调谐板446a可以具有与其相关联的第二直径(D1aa),并且第二直径(D1aa)可以从约1mm至约10mm变化。第一腔控制组件445a和第一腔调谐板446a可以具有与其相关联的第一x/y平面偏移(y1aa),并且第一x/y平面偏移(y1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
此外,第四微波处理系统400的顶视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板446b的顶视图的第二腔控制组件445b的顶视图。第二腔控制组件445b可以具有与其相关联的第一附加直径(d1ba),并且第一附加直径(d1ba)可以从约0.01mm至约1mm变化。第二腔调谐板446b可以具有与其相关联的第二附加直径(D1ba),并且第二附加直径(D1ba)可以从约1mm至约10mm变化。第二腔控制组件445b和第二腔调谐板446b可以具有与其相关联的第二x/y平面偏移(y1ba),并且第二x/y平面偏移(y1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
图4B示出了第四微波处理系统400中的第四处理室410的局部剖切前视图。前视图示出了彼此耦合的多个附加壁412的x/z平面视图,由此产生了第四处理室410中的处理空间415的局部剖切前视图。第四微波处理系统400可以配置成在处理空间415内形成等离子体。
第四微波处理系统400的前视图示出了其中具有第一EM能量调谐空间469a的第一腔组件468a的剖切视图,并且第一腔组件468a可以包括第一腔壁465a、第二腔壁466a、至少一个第三腔壁467a以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第一腔组件468a可以利用第一腔壁465a耦合到第一接口组件412a。前视图还示出了其中具有第二EM能量调谐空间469b的第二腔组件468b的剖切视图,并且第二腔组件468b可以包括第一腔壁465b、第二腔壁466b、至少一个第三腔壁467b以及一个或更多个附加腔壁(未示出)。例如,第二腔组件468b可以利用第一腔壁465b耦合到第二接口组件412b。
在图4B中示出了第一组等离子体调谐杆(470a至470b)的局部前视图(虚线图)、第一组等离子体调谐板(461a至461b)的局部前视图(虚线图)、第二组等离子体调谐杆(470c至470d)的局部前视图(点线图)以及第二组等离子体调谐板(461c至461d)的局部前视图(点线图)。
第一组等离子体调谐杆(470a至470b)和第一组等离子调谐板(461a至461b)可以具有与其相关联的第一组x/y平面偏移(x2a-b),该第一组x/y平面偏移(x2a-b)可以从约10mm至约100mm变化。第一组等离子体调谐杆(470a至470b)和第一组等离子调谐板(461a至461b)可以具有与其相关联的第一组x/z平面偏移(z1a-b),并且第一组x/z平面偏移(z1a-b)可以从约100mm至约400mm变化。
第二组等离子体调谐杆(470c至470d)和第二组等离子调谐板(461c至461d)可以具有与其相关联的第二组x/y平面偏移(x2c-d),并且第二组x/y平面偏移(x2c-d)可以从约10mm至约100mm变化。第二组等离子体调谐杆(470c至470d)和第二组等离子调谐板(461c至461d)可以具有与其相关联的第二组x/z平面偏移(z1c-d),并且第二组x/z平面偏移(z1c-d)可以从约100mm至约400mm变化。
图4B示出了第四微波处理系统400可以包括耦合到室壁412的一个或更多个等离子体传感器406以获得第一等离子体数据。此外,第四微波处理系统400可以被配置成处理400mm的衬底、300mm的衬底或更大尺寸的衬底。此外,正方形和/或矩形的室可以被配置成使得第四微波处理系统400可以被配置成处理正方形或矩形衬底、晶片或LCD,无论其尺寸如何,这可以被本领域技术人员理解。因此,虽然将结合处理半导体衬底描述本发明的各方面,但是本发明并不仅限于此。
如图4B所示,第一EM源450a可以耦合到第一腔组件468a,第二EM源450b可以耦合到第二腔组件468b。第一EM源450a可以耦合到第一匹配网络452a,并且第一匹配网络452a可以耦合到第一耦合网络454a。第二EM源450b可以耦合到第二匹配网络452b,并且第二匹配网络452b可以耦合到第二耦合网络454b。可替选地,可以使用多个匹配网络(未示出)或多个耦合网络(未示出)。
第一耦合网络454a可以可移除地耦合到第一腔组件468a,该第一腔组件468a可以可移除地耦合到处理室410的第一接口组件412a的上部。第一耦合网络454a可以用于向第一腔组件468a中的第一EM能量调谐空间469a提供微波能量。第二耦合网络454b可以可移除地耦合到第二腔组件468b,该第二腔组件468b可以可移除地耦合到处理室410的第二接口组件412b的上部。第二耦合网络454b可以用于向第二腔组件468b中的第二EM能量调谐空间469b提供附加的微波能量。可替选地,可以使用其他EM耦合配置。
如图4B所示,控制器495可以耦合496到EM源(450a、450b)、匹配网络(452a、452b)、耦合网络(454a、454b)和腔组件(468a、468b),并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(450a、450b)、匹配网络(452a、452b)、耦合网络(454a、454b)和腔组件(468a、468b),以控制处理空间415内的等离子体均匀性。例如,EM源(450a、450b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器495可以耦合496到等离子体传感器406和处理传感器407,并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器406和处理传感器407的数据,以控制处理空间415内的等离子体均匀性。
此外,控制器495可以耦合496到气体供应系统440、气体供应子组件441以及气体喷头443。例如,气体供应系统440、气体供应子组件441以及气体喷头443可以被配置成向处理空间415引入一种或更多种处理气体,并且可以包括流量控制装置和/或流量测量装置。
在干法等离子体蚀刻期间,该处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。例如,当对电介质膜(如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy))进行等离子体蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包含碳氟基化学物质(CxFy)(例如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一种),和/或可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以具有惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种。此外,例如,当对多晶体硅(多晶硅)进行蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包括包含卤素的气体,例如HBr、Cl2、NF3或SF6或者其两种或更多种的组合,并且可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(例如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以包含惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种,或者其两种或更多种。在等离子体增强沉积期间,该处理气体可以包含成膜前体、还原性气体或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。
如图4B所示,第四微波处理系统400可以包括压力控制系统490和耦合到处理室410的端口491,并且被配置成对处理室410进行抽真空以及控制处理室410内的压力。此外,第四微波处理系统400可以包括用于处理衬底405的可移动的衬底保持器420。
第四微波处理系统400的前视图包括被示出为耦合到第一腔调谐板446a的前视图的第一腔控制组件445a的局部前视图。第一腔控制组件445a和第一腔调谐板446a可以具有与其相关联的第一x/z平面偏移(z1aa),并且第一x/z平面偏移(z1aa)可以从约1mm至约10mm变化。
第一腔控制组件445a可以用于在第一EM能量调谐空间469a内将第一腔调谐板446a移动447a第四腔调谐距离448a。控制器495可以耦合496到第一腔控制组件445a,并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第四腔调谐距离448a,以实时控制并且保持在处理空间415内的等离子体均匀性。例如,第四腔调谐距离448a可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第四腔调谐距离448a可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
此外,第四微波处理系统400的前视图包括被示出为耦合到第二腔调谐板446b的前视图的第二腔控制组件445b的局部前视图。第二腔控制组件445b和第二腔调谐板446b可以具有与其相关联的第二x/z平面偏移(z1ba),该第二x/z平面偏移(z1ba)可以从约1mm至约10mm变化。
第二腔控制组件445b可以用于在第二EM能量调谐空间469b内将第二腔调谐板446b移动447b第二腔调谐距离448b。控制器495可以耦合到第二腔控制组件445b,并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二腔调谐距离448b,以实时控制并且保持在处理空间415内的等离子体均匀性。例如,第二腔调谐距离448b可以从约0.01mm至约10mm变化,并且第二腔调谐距离448b可以是波长相关的,并且可以从约(λ/4)至约(10λ)变化。
图4C示出了第四微波处理系统400中的第四处理室410的局部剖切侧视图。侧视图示出了耦合到第一接口组件412a并且耦合到第二接口组件412b的多个室壁412的y/z平面视图,由此产生了处理室410中的处理空间415的局部剖切侧视图。第四微波处理系统400可以被配置成在处理空间415中形成等离子体。
在图4C中示出了第一腔组件468a中的第一EM能量调谐空间469a的局部侧视图和第二腔组件468b中的第二EM能量调谐空间469b的局部侧视图。在图4C中示出了第一组等离子体调谐杆(470a至470b)的局部侧视图、第一组等离子体调谐板(461a至461b)的局部侧视图、第二组等离子体调谐杆(470c至470d)的局部侧视图以及第二组等离子体调谐板(461c至461d)的局部侧视图。
在图4C中还示出了第一组隔离组件(464a和464b)和第二组隔离组件(464c和464d)的侧视图。例如,第一组隔离组件(464a和464b)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(470a和470b)和(475a和475b)}可移除地耦合到第一接口组件412a。第一组隔离组件(464a和464b)中的每一个可以可移除地耦合到第一接口组件412a。此外,第二组隔离组件(464c和464d)可以用于将第二组等离子体调谐杆{(470c和470d)和(475c和475d)}可移除地耦合到第二接口组件412b。第二组隔离组件(464c和464d)中的每一个可以可移除地耦合到第二接口组件412b。
如图4C所示,第一组等离子体调谐板(461a和461b)可以耦合到第一组控制组件(460a和460b),并且第一组控制组件(460a和460b)可以用于在第一EM能量调谐空间469a内相对于EM调谐部分(475a、和475b)将第一组等离子体调谐板(461a和461b)移动(463a和463b)第一组EM调谐距离(477a和477b)。此外第二组等离子体调谐板(461c和461d)可以耦合到第二组控制组件(460c和460d),并且第二组控制组件(460c和460d)可以用于在第二EM能量调谐空间469b内相对于EM调谐部分(475c和475d)将第二组等离子体调谐板(461c和461d)移动(463c和463d)第二组EM调谐距离(477c和477d)。
第一组控制组件(460a和460b)可以耦合到控制器495,并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第一组EM调谐距离(477a、和477b),以控制处理空间415内的等离子体均匀性。此外,第二组控制组件(460c和460d)可以耦合到控制器495,并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化第二组EM调谐距离(477c和477d),以控制处理空间415内的等离子体均匀性。
控制器495可以耦合496到EM源(450a、450b)、匹配网络(452a、452b)、耦合网络(454a、454b)和腔组件(468a、468b),并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(450a、450b)、匹配网络(452a、452b)、耦合网络(454a、454b)和腔组件(468a、468b),以控制处理空间415内的等离子体均匀性。例如,EM源(450a、450b)可以在从约500MHz至约5000MHz的频率下操作。此外,控制器495可以耦合496到等离子体传感器406、处理传感器407和腔传感器(408a和408b),并且控制器495可以使用工艺制法来建立、控制并且优化来自等离子体传感器406、处理传感器407和腔传感器(408a和408b)的数据,以控制处理空间415内的等离子体均匀性。
侧视图示出了处理室410,该处理室410在y/z平面内具有与其相关联的总宽度(yT)和总高度(zT)。总宽度(yT)可以从约50mm至约500mm变化,总高度(zT)可以从约50mm至约500mm变化。
图5A至图5D示出了根据本发明的实施方式的示例性等离子体调谐杆的不同视图。图5A示出了第一示例性等离子体调谐杆(570a,575a)的前视图和侧视图。第一等离子体调谐部分570a可以具有与其相关联的第一长度(y11),并且第一长度(y11)可以从约1mm至约400mm变化。第一EM调谐部分575a可以具有与其相关联的长度(y12),并且长度(y12)可以从约1mm至约400mm变化。第一等离子体调谐部分570a和第一EM调谐部分575a可以具有与其相关联的第一高度(x1),并且第一高度(x1)可以从约0.1mm至约10mm变化。第一等离子体调谐部分570a和第一EM调谐部分575a可以具有与其相关联的第一宽度(z1),并且第一宽度(z1)可以从约0.1mm至约10mm变化。
图5B示出了第二示例性等离子体调谐杆(570b、575b)的前视图和侧视图。第二等离子体调谐部分570b可以具有与其相关联的第一长度(y21),并且第一长度(y21)可以从约1mm至约400mm变化。第二EM调谐部分575b可以具有与其相关联的长度(y22),并且长度(y22)可以从约1mm至约400mm变化。第二等离子体调谐部分570b和第二EM调谐部分575b可以具有与其相关联的第二高度(x2),并且第二高度(x2)可以从约0.1mm至约10mm变化。第二等离子体调谐部分570b和第二EM调谐部分575b可以具有与其相关联的第二宽度(z2),并且第二宽度(z2)可以从约0.1mm至约10mm变化。
图5C示出了第三示例性等离子体调谐杆(570c、575c)的前视图和侧视图。第三等离子体调谐部分570c可以具有与其相关联的第三长度(y31),并且第三长度(y31)可以从约1mm至约400mm变化。第三EM调谐部分575c可以具有与其相关联的长度(y32),并且长度(y32)可以从约1mm至约400mm变化。第三等离子体调谐部分570c和第三EM调谐部分575c可以具有与其相关联的第三高度(x3),并且第三高度(x3)可以从约0.1mm至约10mm变化。第三等离子体调谐部分570c和第三EM调谐部分575c可以具有与其相关联的第三宽度(z3),并且第三宽度(z3)可以从约0.1mm至约10mm变化。
图5D示出了第四示例性等离子体调谐杆(570d、575d)的前视图和侧视图。第四等离子体调谐部分570d可以具有与其相关联的第四长度(y41),并且第四长度(y41)可以从约1mm至约400mm变化。第四EM调谐部分575d可以具有与其相关联的长度(y42),并且长度(y42)可以从约1mm至约400mm变化。第四等离子体调谐部分570d和第四EM调谐部分575d可以具有与其相关联的第四高度(x4),并且第四高度(x4)可以从约0.1mm至约10mm变化。第四等离子体调谐部分570d和第四EM调谐部分575d可以具有与其相关联的第四宽度(z4),并且第四宽度(z4)可以从约0.1mm至约10mm变化。
图6A至图6D是示出根据本发明的实施方式的示例性等离子体调谐杆的不同视图。图6A示出了第一示例性等离子体调谐杆(670a、675a)的前视图和侧视图。第一等离子体调谐部分670a可以具有与其相关联的第一长度(y11),并且第一长度(y11)可以从约1mm至约400mm变化。第一EM调谐部分675a可以具有与其相关联的长度(y12),并且长度(y12)可以从约1mm至约400mm变化。第一等离子体调谐部分670a和第一EM调谐部分675a可以具有与其相关联的第一高度(x1),并且第一高度(x1)可以从约0.1mm至约10mm变化。第一等离子体调谐部分670a和第一EM调谐部分675a可以具有与其相关联的第一宽度(z1),并且第一宽度(z1)可以从约0.1mm至约10mm变化。第一等离子体调谐部分670a和第一EM调谐部分675a可以具有与其相关联的第一厚度(tz1),并且第一厚度(tz1)可以从约0.01mm至约1mm变化。
图6B示出了第二示例性等离子体调谐杆(670b、675b)的前视图和侧视图。第二等离子体调谐部分670b可以具有与其相关联的第一长度(y21),并且第一长度(y21)可以从约1mm至约400mm变化。第二EM调谐部分675b可以具有与其相关联的长度(y22),并且长度(y22)可以从约1mm至约400mm变化。第二等离子体调谐部分670b和第二EM调谐部分675b可以具有与其相关联的第二高度(x2),并且第二高度(x2)可以从约0.1mm至约10mm变化。第二等离子体调谐部分670b和第二EM调谐部分675b可以具有与其相关联的第二宽度(z2),并且第二宽度(z2)可以从约0.1mm至约10mm变化。第二等离子体调谐部分670b和第二EM调谐部分675b可以具有与其相关联的第二厚度(tz2),并且第二厚度(tz2)可以从约0.01mm至约1mm变化。
图6C示出了第三示例性等离子体调谐杆(670c,675c)的前视图和侧视图。第三等离子体调谐部分670c可以具有与其相关联的第三长度(y31),并且第三长度(y31)可以从约1mm至约400mm变化。第三EM调谐部分675c可以具有与其相关联的长度(y32),并且长度(y32)可以从约1mm至约400mm变化。第三等离子体调谐部分670c和第三EM调谐部分675c可以具有与其相关联的第三高度(x3),并且第三高度(x3)可以从约0.1mm至约10mm变化。第三等离子体调谐部分670c和第三EM调谐部分675c可以具有与其相关联的第三宽度(z3),并且第三宽度(z3)可以从约0.1mm至约10mm变化。第三等离子体调谐部分670c和第三EM调谐部分675c可以具有与其相关联的第三厚度(tz3和tx3),并且第三厚度(tz3和tx3)可以从约0.01mm至约1mm变化。
图6D示出了第四示例性等离子体调谐杆(670d、675d)的前视图和侧视图。第四等离子体调谐部分670d可以具有与其相关联的第四长度(y41),并且第四长度(y41)可以从约1mm至约400mm变化。第四EM调谐部分675d可以具有与其相关联的长度(y42),并且长度(y42)可以从约1mm至约400mm变化。第四等离子体调谐部分670d和第四EM调谐部分675d可以具有与其相关联的第四高度(x4),并且第四高度(x4)可以从约0.1mm至约10mm变化。第四等离子体调谐部分670d和第四EM调谐部分675d可以具有与其相关联的第四宽度(z4),并且第四宽度(z4)可以从约0.1mm至约10mm变化。第四等离子体调谐部分670d和第四EM调谐部分675d可以具有与其相关联的第四厚度(tz4和tx4),并且第四厚度(tz4和tx4)可以从约0.01mm至约1mm变化。
图7A至图7D示出了根据本发明的实施方式的示例性等离子体调谐杆的不同视图。图7A示出了第一示例性等离子体调谐杆(770a、775a)的前视图和侧视图。第一等离子体调谐部分770a可以具有与其相关联的第一长度(y11),并且第一长度(y11)可以从约1mm至约400mm变化。第一EM调谐部分775a可以具有与其相关联的长度(y12),并且长度(y12)可以从约1mm至约400mm变化。第一等离子体调谐部分770a和第一EM调谐部分775a可以具有与其相关联的第一高度(x1),并且第一高度(x1)可以从约0.1mm至约10mm变化。第一等离子体调谐部分770a和第一EM调谐部分775a可以具有与其相关联的第一宽度(z1),并且第一宽度(z1)可以从约0.1mm至约10mm变化。第一温度控制环路772a可以被配置在第一示例性等离子体调谐杆(770a,775a)内。例如,温度控制流体和/或气体可以流过第一温度控制环路772a,以控制第一示例性等离子体调谐杆(770a,775a)的温度。第一温度控制环路772a可以具有与其相关联的第一直径(dz1),并且第一直径(dz1)可以从约0.001mm至约0.1mm变化。此外,第一温度控制环路772a可以具有与其相关联的第一偏移(lx11和lx12),并且第一偏移(lx11和lx12)可以从约0.01mm至约0.1mm变化。
图7B示出了第二示例性等离子体调谐杆(770b、775b)的前视图和侧视图。第二等离子体调谐部分770b可以具有与其相关联的第一长度(y21),并且第一长度(y21)可以从约1mm至约400mm变化。第二EM调谐部分775b可以具有与其相关联的长度(y22),并且长度(y22)可以从约1mm至约400mm变化。第二等离子体调谐部分770b和第二EM调谐部分775b可以具有与其相关联的第二高度(x2),并且第二高度(x2)可以从约0.1mm至约10mm变化。第二等离子体调谐部分770b和第二EM调谐部分775b可以具有与其相关联的第二宽度(z2),并且第二宽度(z2)可以从约0.1mm至约10mm变化。第二温度控制环路772b可以被配置在第二示例性等离子体调谐杆(770b、775b)内。例如,温度控制流体和/或气体可以流过第二温度控制环路772b,以控制第二示例性等离子体调谐杆(770b、775b)的温度。第二温度控制环路772b可以具有与其相关联的第二直径(dz2),并且第二直径(dz2)可以从约0.001mm至约0.1mm变化。此外,第二温度控制环路772b可以具有与其相关联的第二偏移(lx21和lx22),并且第二偏移(lx21和lx22)可以从约0.01mm至约0.1mm变化。
图7C示出了第三示例性等离子体调谐杆(770c、775c)的前视图和侧视图。第三等离子体调谐部分770c可以具有与其相关联的第三长度(y31),并且第三长度(y31)可以从约1mm至约400mm变化。第三EM调谐部分775c可以具有与其相关联的长度(y32),并且长度(y32)可以从约1mm至约400mm变化。第三等离子体调谐部分770c和第三EM调谐部分775c可以具有与其相关联的第三高度(x3),并且第三高度(x3)可以从约0.1mm至约10mm变化。第三等离子体调谐部分770c和第三EM调谐部分775c可以具有与其相关联的第三宽度(z3),并且第三宽度(z3)可以从约0.1mm至约10mm变化。第三温度控制环路772c可以被配置在第三示例性等离子体调谐杆(770c,775c)内。例如,温度控制流体和/或气体可以流过第三温度控制环路772c,以控制第三示例性等离子体调谐杆(770c、775c)的温度。第三温度控制环路772c可以具有与其相关联的第三直径(dz3),并且第三直径(dz3)可以从约0.001mm至约0.1mm变化。此外,第三温度控制环路772c可以具有与其相关联的第三偏移(lx31和lx32),并且第三偏移(lx31和lx32)可以从约0.01mm至约0.1mm变化。
图7D示出了第四示例性等离子体调谐杆(770d、775d)的前视图和侧视图。第四等离子体调谐部分770d可以具有与其相关联的第四长度(y41),并且第四长度(y41)可以从约1mm至约400mm变化。第四EM调谐部分775d可以具有与其相关联的长度(y42),并且长度(y42)可以从约1mm至约400mm变化。第四等离子体调谐部分770d和第四EM调谐部分775d可以具有与其相关联的第四高度(x4),并且第四高度(x4)可以从约0.1mm至约10mm变化。第四等离子体调谐部分770d和第四EM调谐部分775d可以具有与其相关联的第四宽度(z4),并且第四宽度(z4)可以从约0.1mm至约10mm变化。第四温度控制环路772d可以被配置在第四示例性等离子体调谐杆(770d、775d)内。例如,温度控制流体和/或气体可以流过第四温度控制环路772d,以控制第四示例性等离子体调谐杆(770d、775d)的温度。第四温度控制环路772d可以具有与其相关联的第四直径(dz4),并且第四直径(dz4)可以从约0.001mm至约0.1mm变化。此外,第四温度控制环路772d可以具有与其相关联的第四偏移(lx41和lx42),并且第四偏移(lx41和lx42)可以从约0.01mm至约0.1mm变化。
图8示出了根据本发明的实施方式的示例性操作过程的流程图。在图8中示出了示例性多步过程800。
在810中,在处理室中将衬底定位在衬底保持器上,可以将第一腔组件(168a,图1)和第二腔组件(168b,图1)耦合到处理室。在一种实施方式中,其中具有第一EM能量调谐空间(169a,图1)的第一腔组件(168a,图1)可以利用第一接口组件(112a,图1)耦合到第一处理室(110,图1),并且其中具有第二EM能量调谐空间(169b,图1)的第二腔组件(168b,图1)可以利用第二接口组件(112b,图1)耦合到第一处理室(110,图1)。
在820中,第一组第一等离子体调谐杆{(170a至170e)和(175a至175e),图1}可以被配置为从第一腔组件(168a,图1)穿过第一接口组件(112a,图1)进到第一处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)中。第一组隔离组件(164a至164e,图1)可被可移除地耦合到第一接口组件(112a,图1),并且可以被配置成使第一处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)与第一腔组件(168a,图1)中的第一EM能量调谐空间(169a,图1)隔离。第一组隔离组件(164a至164e,图1)可以用于将第一组等离子体调谐杆{(170a至170e)和(175a至175e),图1}可移除地耦合到第一接口组件(112a,图1)。例如,可以将第一等离子体调谐部分(170a至170e,图1)配置在处理空间(115,图1)中,可以将第一EM调谐部分(175a至175e,图1)配置在第一EM能量调谐空间(169a,图1)内。
在830中,一组第二等离子体调谐杆{(170f至170j)和(175f至175j),图1}可被配置为从第二腔组件(168b,图1)穿过第二接口组件(112b,图1)进到第一处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)中。第二组隔离组件(164f至164j,图1)可被可移除地耦合到第二接口组件(112b,图1),并且可以被配置成使第一处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)与第二腔组件(168b,图1)中的第二EM能量调谐空间(169b,图1)隔离。第二组隔离组件(164f至164j,图1)可以用于将该组第二等离子体调谐杆{(170f至170j)和(175f至175j),图1}可移除地耦合到第二接口组件(112b,图1)。例如,可以将第二组等离子体调谐部分(170f至170j,图1)配置在处理空间(115,图1)中,可以将第二EM调谐部分(175f至175j,图1)配置在第二EM能量调谐空间(169b,图1)内。
在840中,可以将处理气体供应到处理室中在第一等离子体调谐杆和第二等离子体调谐杆上方。在干法等离子体蚀刻期间,该处理气体可以包括蚀刻剂、钝化剂或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。例如,当对电介质膜(如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SixNy))进行等离子体蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包含碳氟基化学物质(CxFy)(例如C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4等中的至少一种),和/或可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以具有惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种。此外,例如,当对多晶体硅(多晶硅)进行蚀刻时,等离子体蚀刻气体组合物通常包括包含卤素的气体,例如HBr、Cl2、NF3或SF6或者其两种或更多种的组合,并且可以包含氟代烃基化学物质(CxHyFz)(例如CHF3、CH2F2等中的至少一种),并且可以包含惰性气体、氧气、CO或CO2中的至少一种,或者其两种或更多种。在等离子体增强沉积期间,该处理气体可以包含成膜前体、还原性气体或惰性气体,或者其两种或更多种的组合。
在850中,可以通过将第一可调谐的微波信号施加到第一等离子体调谐杆,并且将第二可调谐的微波信号施加到第二等离子体调谐杆,来创建均匀的微波等离子体。
在一些系统中,可以在第一腔组件(168a,图1)中建立的第一EM能量调谐空间(169a,图1)内距第一腔壁(165a,图1)第一EM耦合距离(176a至176e,图1)处建立第一组EM耦合区域(162a至162e,图1),并且第一组EM调谐部分(175a至175e,图1)可以延伸到第一组EM耦合区域(162a至162e,图1)中。第一组EM调谐部分(175a至175e,图1)可以从第一组EM耦合区域(162a至162e,图1)获得不同的可调谐微波信号(能量),并且可以利用第一组等离子体调谐部分(170a至170e,图1)将不同的可调谐微波信号(能量)在第一组位置(x2a至x2e,图1)处传递到处理空间(115,图1)。第一组EM耦合区域(162a至162e,图1)可以包括可调谐的E场区域、可调谐的H场区域、最大E场区域、最大H场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。
第一组等离子体调谐板(161a至161e,图1)可以耦合到第一组控制组件(160a至160e,图1),并且第一组控制组件(160a至160e,图1)可以用于在第一EM能量调谐空间(169a,图1)内相对于第一组等离子体调谐杆{(170a至170e)和(175a至175e)}的第一组EM调谐部分(175a至175e,图1)将第一组等离子体调谐板(161a至161e,图1)移动(163a至163e,图1)第一组EM调谐距离(177a至177c,图1)。第一组控制组件(160a至160e,图1)和第一组等离子体调谐板(161a至161e,图1)可以用于调谐/优化从第一组EM耦合区域(162a至162e,图1)耦合到第一组等离子体调谐杆{(170a至170e)和(175a至175e),图1}的第一组EM调谐部分(175a至175e,图1)的不同的可调谐的微波信号(能量)。例如,可以在第一EM能量调谐空间(169a,图1)内在第一组EM调谐距离(177a至177e,图1)与第一组等离子体调谐板(161a至161e,图1)之间建立第一组EM调谐距离(177a至177e,图1),并且第一组EM调谐距离(177a至177e,图1)可以从约0.01mm至约1mm变化。一个或更多个控制器(195,图1)可以耦合到第一组控制组件(160a至160e,图1),并且可以用于控制/优化第一组等离子体调谐板(161a至161e,图1)的移动(163a至163e,图1)。例如,一个或更多个控制器(195,图1)可以用于控制/优化第一组EM调谐距离(177a至177e,图1),以在衬底处理期间在处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)内创建、优化和/或保持均匀的微波等离子体。
此外,可以在第二腔组件(168b,图1)中建立的第二EM能量调谐空间(169b,图1)内距第一腔壁(165b,图1)第二组EM耦合距离(176e至176j,图1)处建立第二组EM耦合区域(162e至162j,图1),并且第二组EM调谐部分(175f至175j,图1)可以延伸到第二组EM耦合区域(162f至162j,图1)中。第二组EM调谐部分(175f至175j,图1)可以从第二组EM耦合区域(162f至162j,图1)获得不同的可调谐微波信号(能量),并且利用第二组等离子体调谐部分(170f至170j,图1)在第二组位置(x2f至x2j,图1)处将不同的可调谐微波信号(能量)传递到处理空间(115,图1)。第二组EM耦合区域(162f至162j,图1)可以包括可调谐的E场区域、可调谐的H场区域、最大E场区域、最大H场区域、最大电压区域、最大能量区域、或最大电流区域、或者其任意组合。
第二组等离子体调谐板(161f至161j,图1)可以耦合到第二组控制组件(160f至160j,图1),并且第二组控制组件(160f至160j,图1)可以用于在第二EM能量调谐空间(169b,图1)内相对于第二组等离子体调谐杆{(170f至170j)和(175f至175j),图1}的第二组EM调谐部分(175f至175j,图1)将第二组等离子体调谐板(161f至161j,图1)移动(163f至163j,图1)第二组EM调谐距离(177f至177c,图1)。第二组控制组件(160f至160j,图1)和第二组等离子体调谐板(161f至161j,图1)可以用于调谐/优化从第二组EM耦合区域(162f至162j,图1)耦合到第二组等离子体调谐杆{(170f至170j)和(175f至175j),图1}的第二组EM调谐部分(175f至175j,图1)的不同的可调谐微波信号(能量)。例如,可以在第二EM能量调谐空间(169b,图1)内在第二组EM调谐距离(177f至177j,图1)与第二组等离子体调谐板(161f至161j,图1)之间建立第二组EM调谐距离(177f至177j,图1),并且第二组EM调谐距离(177f至177j,图1)可以从约0.01mm至约1mm变化。一个或更多个控制器(195,图1)可以耦合到第二组控制组件(160f至160j,图1),并且可以用于控制/优化第二组等离子体调谐板(161f至161j,图1)的第二组移动(163f至163j,图1)。例如,一个或更多个控制器(195,图1)可以用于控制/优化第二组EM调谐距离(177f至177j,图1),以在衬底处理期间在处理室(110,图1)中的处理空间(115,图1)内创建、优化和/或保持均匀的微波等离子体。
此外,一个或更多个控制器(195,图1)可以耦合到EM源(150a和150b,图1)、匹配网络(152a和152b,图1)、耦合网络(154a和154b,图1)和腔组件(168a和168b,图1),并且至少一个控制器(195,图1)可以使用工艺制法来建立、控制并且优化EM源(150a和150b,图1)、匹配网络(152a和152b,图1)、耦合网络(154a和154b,图1)和腔组件(168a和168b,图1),以控制处理空间(115,图1)内的微波等离子体均匀性。
在860中,可以通过将衬底移动通过均匀的微波等离子体来处理衬底。
图9示出了根据本发明的实施方式的等离子体处理系统900。等离子体处理系统900可以包括干法等离子体蚀刻系统或等离子体增强沉积系统。
等离子体处理系统900包括处理室910,该处理室910具有被配置成限定处理空间915的多个室壁922和接口组件(922a和922b)。等离子体处理系统900包括被配置成支承和/或移动906衬底905通过处理空间915的衬底保持器(未示出)。衬底905被暴露于处理空间915中的等离子体或处理化学物质。等离子体处理系统900可以包括耦合到接口组件(922a和922b)的多个腔组件(968a、968b、968c、968d、968e和968f)。第一腔组件968a可以耦合到第一组等离子体调谐杆(911a和912a);第二腔组件968b可以耦合到第二组等离子体调谐杆(911b和912b);第三腔组件968c可以耦合到第三组等离子体调谐杆(911c和912c);第四腔组件968d可以耦合到第四组等离子体调谐杆(911d和912d);第五腔组件968e可以耦合到第五组等离子体调谐杆(911e和912e);以及第六腔组件968f可以耦合到第六组等离子体调谐杆(911f和912f)。多个等离子体调谐杆(911a,912a,911b,912b,911c,912c,911d,912d,911e,912e,911f和912f)可以被配置成在处理空间115内形成等离子体。例如,腔组件(968a、968b、968c、968d、968e和968f)和等离子体调谐杆(911a,912a,911b,912b,911c,912c,911d,912d,911e,912e,911f和912f)可以使用本文所描述的微波系统(100、200、300或400)来配置。
尽管以上仅已经详细描述了本发明的某些实施方式,但是本领域技术人员容易理解在本质上不偏离本发明的新颖教导和优点的情况下,可以对实施方式进行许多修改。因此,所有这样的修改意在被包括在本发明的范围内。
因此,本说明书并非意在限制本发明,并且鉴于本文中呈现的详细水平,在了解了实施方式的修改和变化是可能的情况下,描述了本发明的配置、操作或行为。因此,先前详细描述并非意在或旨在以任何方式限制本发明,更确切地,本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于处理衬底的微波处理系统,包括:
矩形处理室,所述矩形处理室包括处理空间,所述处理空间中具有可移动的衬底保持器;
第一腔组件,所述第一腔组件利用第一接口组件耦合到所述矩形处理室,所述第一腔组件中具有第一电磁(EM)能量调谐空间,所述第一接口组件包括第一组隔离组件,其中,第一EM能量调谐空间中建立有第一组EM耦合区域;
第一组等离子体调谐杆,所述第一组等离子体调谐杆耦合到所述第一组隔离组件,所述第一组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的第一组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第一EM能量调谐空间中并且与所述第一组EM耦合区域中的至少之一耦合的第一组EM调谐部分;
第二腔组件,所述第二腔组件利用第二接口组件耦合到所述矩形处理室,所述第二腔组件中具有第二EM能量调谐空间,所述第二接口组件包括第二组隔离组件,其中,所述第二EM能量调谐空间中建立有第二组EM耦合区域;
第二组等离子体调谐杆,所述第二组等离子体调谐杆耦合到所述第二组隔离组件,所述第二组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的第二组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第二EM能量调谐空间中并且与所述第二组EM耦合区域中的至少之一耦合的第二组EM调谐部分;以及
控制器,所述控制器耦合到所述第一腔组件和所述第二腔组件,其中,所述控制器被配置成控制所述第一EM能量调谐空间中的所述第一组EM耦合区域以及所述第二EM能量调谐空间中的所述第二组EM耦合区域,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
2.根据权利要求1所述的微波处理系统,还包括:
第一耦合网络,所述第一耦合网络耦合到所述第一腔组件;
第一匹配网络,所述第一匹配网络耦合到所述第一耦合网络;
第一EM源,所述第一EM源耦合到所述第一匹配网络,其中,所述第一EM源被配置成在500MHz至5000MHz的频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第一EM源并且被配置成控制所述第一EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
第二耦合网络,所述第二耦合网络耦合到所述第二腔组件;
第二匹配网络,所述第二匹配网络耦合到所述第二耦合网络;
第二EM源,所述第二EM源耦合到所述第二匹配网络,其中,所述第二EM源被配置成在500MHz至5000MHz的第二频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第二EM源并且被配置成控制所述第二EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
3.根据权利要求1所述的微波处理系统,还包括:
第一等离子体调谐板,所述第一等离子体调谐板被配置成靠近所述第一EM能量调谐空间中的所述第一EM耦合区域;
第一控制组件,所述第一控制组件通过第一腔组件壁耦合到所述第一等离子体调谐板,所述第一等离子体调谐板被所述第一控制组件定位在与所述第一EM调谐部分相距第一EM耦合距离处;其中,所述控制器耦合到所述第一控制组件并且被配置成控制第一等离子体调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
第二等离子体调谐板,所述第二等离子体调谐板被配置成靠近所述第二EM能量调谐空间中的所述第二EM耦合区域;
第二控制组件,所述第二控制组件通过第二腔组件壁耦合到所述第二等离子体调谐板,所述第二等离子体调谐板被所述第二控制组件定位在与所述第二EM调谐部分相距第二EM耦合距离处;其中,所述控制器耦合到所述第二控制组件并且被配置成控制第二等离子体调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
4.根据权利要求1所述的微波处理系统,其中,所述第一组等离子体调谐杆、所述第一腔组件、所述第二组等离子体调谐杆和所述第二腔组件包含电介质材料。
5.根据权利要求1所述的微波处理系统,还包括:
气体喷头,所述气体喷头耦合到所述矩形处理室;
气体供应子组件,所述气体供应子组件耦合到所述气体喷头;以及
气体供应系统,所述气体供应系统耦合到所述气体供应子组件,其中,所述气体喷头被配置成向所述处理空间引入处理气体,其中,所述控制器耦合到所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,并且所述控制器被配置成控制所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
6.根据权利要求5所述的微波处理系统,其中,所述处理气体包括C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4、CHF3、CH2F2、惰性气体、氧气、CO和CO2中的两种或更多种。
7.根据权利要求所述5的微波处理系统,其中,所述处理气体包括HBr、Cl2、NF3、SF6、CHF3、CH2F2、惰性气体、氧气、CO和CO2中的两种或更多种。
8.根据权利要求1所述的微波处理系统,还包括:
第一腔调谐板,所述第一腔调谐板被配置成靠近所述第一腔组件中的所述第一EM能量调谐空间的第一端;
第一腔控制组件,所述第一腔控制组件耦合到所述第一腔调谐板,其中,所述第一腔调谐板定位在与所述第一腔组件的至少一个壁相距第一腔调谐距离处,其中,所述控制器耦合到所述第一腔控制组件并且被配置成控制所述第一腔调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
第二腔调谐板,所述第二腔调谐板被配置成靠近所述第二腔组件中的所述第二EM能量调谐空间的第一端;以及
第二腔控制组件,所述第二腔控制组件耦合到所述第二腔调谐板,其中,所述第二腔调谐板定位在与所述第二腔组件的至少一个壁相距第二腔调谐距离处,其中,所述控制器耦合到所述第二腔控制组件并且被配置成控制所述第二腔调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
9.根据权利要求8所述的微波处理系统,其中,所述第一腔调谐板、所述第一腔控制组件、所述第二腔调谐板和所述第二腔控制组件包含电介质材料。(在说明书中不能找到对于电介质材料的支持)
10.一种用于处理衬底的微波处理系统,包括:
处理室,所述处理室包括处理空间,所述处理空间中具有可移动的衬底保持器;
第一腔组件,所述第一腔组件利用第一接口组件耦合到所述处理室,所述第一腔组件中具有第一电磁(EM)能量调谐空间,所述第一接口组件包括第一隔离组件,其中,第一EM能量调谐空间中建立有第一对EM耦合区域;
第一对等离子体调谐杆,所述第一对等离子体调谐杆耦合到所述第一隔离组件,所述第一对等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的等离子体调谐部分,并且具有被配置在所述第一EM能量调谐空间中的EM调谐部分,其中,第一EM调谐部分与第一EM耦合区域耦合,并且第二EM调谐部分与第二EM耦合区域耦合;
第二腔组件,所述第二腔组件利用第二接口组件耦合到所述处理室,所述第二腔组件中具有第二EM能量调谐空间,所述第二接口组件包括第二隔离组件,其中,所述第二EM能量调谐空间中建立有第二对EM耦合区域;
第二对等离子体调谐杆,所述第二对等离子体调谐杆耦合到所述第二隔离组件,所述第二对等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的第二等离子体调谐部分,并且具有被配置在所述第二EM能量调谐空间中的第二EM调谐部分,其中,第三EM调谐部分与第三EM耦合区域耦合,并且第四EM调谐部分与第四EM耦合区域耦合,以及
控制器,所述控制器耦合到所述第一腔组件和所述第二腔组件,其中,所述控制器被配置成控制所述第一EM能量调谐空间中的所述第一对EM耦合区域和所述第二EM能量调谐空间中的所述第二对EM耦合区域,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
11.根据权利要求10所述的微波处理系统,还包括:
第一耦合网络,所述第一耦合网络耦合到所述第一腔组件;
第一匹配网络,所述第一匹配网络耦合到所述第一耦合网络;
第一EM源,所述第一EM源耦合到所述第一匹配网络,其中,所述第一EM源被配置成在500MHz至5000MHz的频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第一EM源并且被配置成控制所述第一EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
第二耦合网络,所述第二耦合网络耦合到所述第二腔组件;
第二匹配网络,所述第二匹配网络耦合到所述第二耦合网络;以及
第二EM源,所述第二EM源耦合到所述第二匹配网络,其中,所述第二EM源被配置成在500MHz至5000MHz的第二频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第二EM源并且被配置成控制所述第二EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
12.根据权利要求10所述的微波处理系统,还包括:
第一对等离子体调谐板,所述第一对等离子体调谐板被配置成靠近所述第一EM能量调谐空间中的所述第一EM耦合区域;
第一对控制组件,所述第一对控制组件通过第一腔组件壁耦合到所述第一对等离子体调谐板,第一等离子体调谐板被第一控制组件定位在与所述第一EM调谐部分相距第一EM耦合距离处;
第二等离子体调谐板,所述第二等离子体调谐板被第二控制组件定位在与所述第二EM调谐部分相距第二EM耦合距离处,其中,所述控制器耦合到所述第一控制组件和所述第二控制组件,所述控制器被配置成控制所述第一EM耦合距离和所述第二EM耦合距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
第二对等离子体调谐板,所述第二对等离子体调谐板被配置成靠近所述第二EM能量调谐空间中的所述第二EM耦合区域;
第二对控制组件,所述第二对控制组件通过第二腔组件壁耦合到所述第二对等离子体调谐板,第三等离子体调谐板被第三控制组件定位在与所述第三EM调谐部分相距第三EM耦合距离处;以及
第四等离子体调谐板,所述第四等离子体调谐板被第四控制组件定位在与所述第四EM调谐部分相距第四EM耦合距离处,其中,所述控制器耦合到所述第一控制组件和所述第二控制组件,所述控制器被配置成控制所述第三EM耦合距离和所述第四EM耦合距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
13.根据权利要求10所述的微波处理系统,还包括:
气体喷头,所述气体喷头耦合到所述处理室;
气体供应子组件,所述气体供应子组件耦合到所述气体喷头;以及
气体供应系统,所述气体供应系统耦合到所述气体供应子组件,其中,所述气体喷头被配置成向所述处理空间引入处理气体,其中,所述控制器耦合到所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,并且所述控制器被配置成控制所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
14.一种利用微波处理系统处理衬底的方法,包括:
将衬底定位在矩形处理室中的处理空间内的可移动的衬底保持器上;
利用第一接口组件将第一腔组件耦合到所述矩形处理室,所述第一腔组件中具有第一EM能量调谐空间,所述第一接口组件包括第一组隔离组件,其中,所述第一EM能量调谐空间中建立有第一组EM耦合区域;
将第一组等离子体调谐杆耦合到所述第一组隔离组件,所述第一组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的第一组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第一EM能量调谐空间中并且与所述第一组EM耦合区域中的至少之一耦合的第一组EM调谐部分;
利用第二接口组件将第二腔组件耦合到所述矩形处理室,所述第二腔组件中具有第二EM能量调谐空间,所述第二接口组件包括第二组隔离组件,其中,所述第二EM能量调谐空间中建立有第二组EM耦合区域;
将第二组等离子体调谐杆耦合到所述第二组隔离组件,所述第二组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的第二组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第二EM能量调谐空间中并且与所述第二组EM耦合区域中的至少之一耦合的第二组EM调谐部分;以及
将控制器耦合到所述第一腔组件和所述第二腔组件,其中,所述控制器被配置成控制所述第一EM能量调谐空间中的所述第一组EM耦合耦合区域和所述第二EM能量调谐空间中的所述第二组EM耦合区域,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
将第一耦合网络耦合到所述第一腔组件;
将第一匹配网络耦合到所述第一耦合网络;
将第一EM源耦合到所述第一匹配网络,其中,所述第一EM源被配置成在500MHz至5000MHz的频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第一EM源,并且被配置成控制所述第一EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
将第二耦合网络耦合到所述第二腔组件;
将第二匹配网络耦合到所述第二耦合网络;以及
将第二EM源耦合到所述第二匹配网络,其中,所述第二EM源被配置成在500MHz至5000MHz的第二频率范围中操作,其中,所述控制器耦合到所述第二EM源,并且被配置成控制所述第二EM源,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
16.根据权利要求14所述的方法,还包括:
利用所述第一接口组件将所述第一腔组件耦合到所述矩形处理室,所述第一腔组件中具有所述第一电磁(EM)能量调谐空间,所述第一接口组件包括第一组隔离组件,其中,所述第一EM能量调谐空间中建立有第一组EM耦合区域;
将所述第一组等离子体调谐杆耦合到所述第一组隔离组件,所述第一组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的所述第一组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第一EM能量调谐空间中并且与所述第一组EM耦合区域中的至少之一耦合的所述第一组EM调谐部分;
利用所述第二接口组件将所述第二腔组件耦合到所述矩形处理室,所述第二腔组件中具有所述第二EM能量调谐空间,所述第二接口组件包括第二组隔离组件,其中,所述第二EM能量调谐空间中建立有第二组EM耦合区域;
将所述第二组等离子体调谐杆耦合到所述第二组隔离组件,所述第二组等离子体调谐杆具有被配置在所述处理空间中的所述第二组等离子体调谐部分,以及被配置在所述第二EM能量调谐空间中并且与所述第二组EM耦合区域中的至少之一耦合的所述第二组EM调谐部分;以及
控制所述第一EM能量调谐空间中的所述第一组EM耦合耦合区域,并且控制所述第二EM能量调谐空间中的所述第二组EM耦合区域,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性,其中,所述控制器耦合到所述第一腔组件和所述第二腔组件。
17.根据权利要求14所述的方法,还包括:
将气体喷头耦合到所述矩形处理室;
将气体供应子组件耦合到所述气体喷头;以及
将气体供应系统耦合到所述气体供应子组件,其中,所述气体喷头被配置成向所述处理空间引入处理气体,其中,所述控制器耦合到所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,并且所述控制器被配置成控制所述气体供应系统、所述气体供应子组件和所述气体喷头,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述处理气体包括C4F8、C5F8、C3F6、C4F6、CF4、CHF3、CH2F2、惰性气体、氧气、CO和CO2中的两种或更多种。
19.根据权利要求17所述的方法,其中,所述处理气体包括HBr、Cl2、NF3、SF6、CHF3、CH2F2、惰性气体、氧气、CO和CO2中的两种或更多种。
20.根据权利要求14所述的方法,还包括:
将第一腔调谐板定位在靠近所述第一腔组件中的所述第一EM能量调谐空间的第一端;
将第一腔控制组件耦合到所述第一腔调谐板,其中,所述第一腔调谐板定位在与所述第一腔组件的至少一个壁相距第一腔调谐距离处,其中,所述控制器耦合到所述第一腔控制组件并且被配置成控制所述第一腔调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性;
将第二腔调谐板定位在靠近所述第二腔组件中的所述第二EM能量调谐空间的第二端;以及
将第二腔控制组件耦合到所述第二腔调谐板,其中,所述第二腔调谐板定位在与所述第二腔组件的至少一个壁相距第二腔调谐距离处,其中,所述控制器耦合到所述第二腔控制组件并且被配置成控制所述第二腔调谐距离,由此控制所述处理空间中的等离子体均匀性。
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