CN110612594A - 使用模块化微波源的具有对称且不规则的形状的等离子体 - Google Patents

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Abstract

实施方式包含：等离子体处理工具，所述等离子体处理工具包含：处理腔室，及被耦接至该处理腔室的多个模块化微波源。在一实施方式中，该多个模块化微波源包含：施加器的阵列，所述施加器被设置在介电体上，该介电体形成该处理腔室的外壁的一部分。该施加器的阵列可被耦接至该介电体。此外，该多个模块化微波源可包含：微波放大模块的阵列。在一实施方式中，每一微波放大模块可被耦接至在施加器的阵列中的所述施加器中的至少一者。根据一实施方式，该介电体是平面的、非平面的、对称的，或非对称的。在又一实施方式中，该介电体可包含：多个凹部。在此一实施方式中，至少一个施加器可被设置在所述凹部的至少一者中。

Description

使用模块化微波源的具有对称且不规则的形状的等离子体
技术领域
实施方式涉及：微波等离子体源的领域，以及实施方式尤其涉及：使用模块化微波等离子体源来形成具有对称的和/或不规则的形状的等离子体。
背景技术
等离子体处理被广泛地使用于许多的不同的技术(例如：在半导体工业、显示技术、微机电系统(MEMS)，和类似者中的那些)的制造中。目前地，最常使用射频(RF)产生的等离子体。然而，利用微波源产生的等离子体允许：具有较高密度的等离子体和/或具有高浓度的激发的中性物质的等离子体。不幸的是，利用微波源产生的等离子体也有其自身的缺点。
典型的微波等离子体系统使用单一的大的微波幅射源(典型地为磁控管)和用于将微波幅射从磁控管引导至处理腔室的传输路径。对于在半导体工业中的典型的高功率应用而言，传输路径是微波波导。使用波导是因为在经设计以承载微波源的特定的频率的波导之外，微波功率随着距离快度地衰减。也需要额外的部件(例如：调谐器、耦合器、模式转换器，和类似者)以将微波幅射传送至处理腔室。这些部件将结构限制为大系统(意即，至少与波导和相关联的部件的总和一样大)，并且严重地限制了设计。因此，由于等离子体的几合形状类似于波导的形状，可被产生的等离子体的几何形状受到限制。
在此些微波源中，微波等离子体源的尺寸被限制为：等于或大于微波幅射的波长的一半(意即：λ/2)的尺寸。微波等离子体源的尺寸仅可为微波幅射的半波长的倍数(意即：Nλ/2，其中N等于任何的正整数)以产生稳定的微波等离子体。处于2.45GHz处，微波的波长在空气或真空中为12.25cm。因此，等离子体的尺寸必须为6.125cm的倍数。从而，微波等离子体源被限制为某些对称的几何形状和尺寸，并且限制了可使用微波等离子体源的情况。
因此，难以使得等离子体的几何形状与进行处理的基板的几何形状相匹配。特定地，难以生成一微波等离子体(其中该等离子体是在较大的基板的晶片(例如，300mm的晶片或较大的晶片)的整个表面上产生)。一些微波产生的等离子体可使用槽线型天线以允许微波能量被散布在延伸表面上。然而，此些系统是复杂的、需要特定的几何形状，及在可被耦接至等离子体的功率密度上受到了限制。
此外，微波源通常产生：并非高度地均匀和/或不能够具有空间上可调的密度的等离子体。特定地，等离子体源的均匀性取决于微波的驻波图案相对于微波腔或天线的特定的几何形状的模式。因此，均匀性主要是通过设计的几何形状来决定，并且该均匀性是不可调的。随着进行处理的基板的尺寸继续增加，下列所述者逐渐变得困难的：将由于无法调谐等离子体所造成的边缘效应纳入考虑。此外，无法调谐等离子体限制下列所述者：修改处理配方以将进入的基板的非均匀性纳入考虑的能力和针对于处理系统(其中在所述处理系统中需要非均匀性来补偿处理系统的设计(例如，以适应在一些处理腔室中的旋转晶片的非均匀的径向速度))来调整等离子体密度的能力。
发明内容
实施方式包含：等离子体处理工具，该等离子体处理工具包含：处理腔室，及被耦接至该处理腔室的多个模块化微波源。在一实施方式中，该多个模块化微波源包含：施加器的阵列，所述施加器被设置在介电体上，该介电体形成该处理腔室的外壁的一部分。该施加器的阵列可被耦接至介电体。此外，该多个模块化微波源可包含：微波放大模块的阵列。在一实施方式中，每一微波放大模块可被耦接至在施加器的阵列中的所述施加器的至少一者。
根据一实施方式，介电体是平面的或非平面的。在一实施方式中，介电体可为对称的或非对称的。在又一实施方式中，介电体可包含：多个凹部。在此一实施方式中，至少一个施加器可被设置在所述凹部的至少一者中。
在额外的实施方式中，所述施加器可包含：介电谐振腔；施加器外壳，该施加器外壳围绕该介电谐振腔的外侧壁形成；单极，该单极沿着该介电谐振器的轴向中心向下延伸并且延伸至形成在该介电谐振腔的中心的通道。实施方式也可包含：微波放大模块，所述微波放大模块包含：前置放大器；主功率放大器；电源，该电源电性耦接至该前置放大器，及该主功率放大器；以及循环器。
前文的发明内容并不包含：所有的实施方式的穷举性的列表。考虑到：将所有的系统和方法包含在内，所述系统和方法可从前文概述的各种实施方式的所有的适当的组合，以及在后文的具体实施方式中揭示和在与本申请一同被提交的权利要求书中特定地指出的那些中实施。这样的组合具有并未特定地被引述在前文的发明内容中的特别的优点。
附图说明
图1是根据一实施方式的等离子体处理工具的示意图，该等离子体处理工具包含：模块化微波等离子体源。
图2是根据一实施方式的固态微波等离子体源的示意性的方块图。
图3A是根据一实施方式的施加器的横截面的示例说明，该施加器可被使用以将微波幅射耦合至处理腔室。
图3B是根据一实施方式的被设置在电介质薄片上的施加器的阵列的横截面的示例说明，该电介质薄片是处理腔室的部分。
图4A是根据一实施方式的施加器的阵列的平面图，所述施加器可被使用以将微波幅射耦合至处理腔室。
图4B是根据额外的实施方式的施加器的阵列的平面图，所述施加器可被使用以将微波幅射耦合至处理腔室。
图4C是根据一实施方式的施加器的阵列和用于检测等离子体的状况的多个传感器的平面图。
图4D是根据一实施方式的施加器的阵列的平面图，所述施加器被形成在多区域处理工具的一个区域中。
图5A是根据一实施方式的被装设在对称的介电板上的施加器的阵列的透视图。
图5B是根据一实施方式的施加器的阵列的剖面透视图，所述施加器被部分地内嵌在对称的介电板内。
图5C是根据一实施方式的施加器的阵列的透视图，所述施加器被装设在具有不规则形状的介电板上。
图5D是根据一实施方式的施加器的阵列的横截面的示例说明，所述施加器被部分地内嵌在非平面的介电体内。
图5E是根据一实施方式的施加器的阵列的横截面的示例说明，所述施加器被部分地内嵌在球形的介电体内。
图6说明根据一实施方式的示例性的计算机系统的方块图，该计算机系统可与模块化微波幅射源相结合地来使用。
具体实施方式
根据各种实施方式来描述：包含一或多个模块化微波等离子体源的装置。在后续的描述中，阐述了许多的特定的细节以为了提供：实施方式的透彻的理解。对于本领域技术人员而言将为显而易见的是：实施方式可在没有这些特定的细节的情况下被实施。在其他的情况中，众所周知的态样并未被详细地描述以免不必要地模糊实施方式。此外，应理解到：被显示在随附附图中的各种实施方式是示例说明性的表示并且不必然地按照比例来绘制。
实施方式包含：微波源，该微波源包含：一或多个微波模块。根据一实施方式，每一微波模块包含：微波固态电子部分和施加器部分。在一实施方式中，该施加器部分可为介电谐振器。
固态电子(而非磁控管)的使用允许：等离子体源的尺寸和复杂度的显着的减小。特定地，固态部件比在前文中所描述的磁控管硬件小得多。此外，采用固态部件的分布式布置的使用允许：将微波幅射传送至处理腔室所需要的体积大的波导的消除。反而，微波幅射可利用同轴缆线来传送。波导的消除也允许：大面积微波源的建构，其中形成的等离子体的尺寸并不受到波导的尺寸的限制。反而，微波模块的阵列可以以给定的样式来建构，该样式允许任意地大(以及具有任意的形状)的等离子体的形成以与任何的基板的形状相匹配。举例而言，微波模块的施加器可被布置在介电体上(或被部分地内嵌在介电体内)，所述介电体具有任何的所欲的形状(例如：对称的板、不规则的板、非平面的介电体、具有内部空孔的介电结构，或类似者)。此外，可选择施加器的横截面的形状，以使得该施加器的阵列可尽可能紧密地包装在一起(意即：紧密包装的阵列)。实施方式也可允许在该微波模块的阵列中的施加器具有不一致的尺寸。因此，可进一步地改善包装的效率。
微波模块的阵列的使用也通过独立地改变每一微波模块的功率设定来提供：局部地改变等离子体密度的能力的更大的弹性。此允许：在进行等离子体处理期间的均匀性优化(例如：对于晶片边缘效应作出的调整、对于进入的晶片的非均匀性作出的调整，及针对于处理系统(其中在所述处理系统中需要非均匀性来补偿处理系统的设计(例如，以适应在一些处理腔室中的旋转晶片的非均匀的径向速度))来调整等离子体密度的能力。
额外的实施方式也可包含：一或多个等离子体监控传感器。这样的实施方式提供了一种方式以由每一施加器来局部地测量等离子体的密度(或任何的其他的等离子体特性)，及使用此测量以作为反馈回路的部分而控制：被施加至每一微波模块的功率。从而，每一微波模块可具有独立的反馈，或在阵列中的微波模块的一子集可在控制的区域中被分组，其中反馈回路控制：在该区域中的微波模块的该子集。
除了增进的等离子体的可调谐性之外，个别的微波模块的使用相较于目前可用的等离子体源提供了更大的功率密度。举例而言，微波模块可允许：比典型的RF等离子体处理系统大约5倍或更多倍的功率密度。举例而言，进入等离子体增强化学气相沉积工序的典型的功率是大约3,000W，以及对于具有300mm的直径的晶片提供了大约4W/cm2的功率密度。相对之下，根据实施方式的微波模块可使用具有4cm的直径的施加器的300W的功率放大器，以提供：大约24W/cm2的功率密度。
现在对于图1进行参照，其中根据一实施方式来显示：处理工具100的横截面的示例说明。处理工具100可为：适合用于利用等离子体的任何类型的处理操作的处理工具。举例而言，等离子体处理工具100可为：被使用于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、蚀刻和选择性的去除，及等离子体清洁的处理工具。虽然在此详细地描述的实施方式涉及等离子体处理工具，应理解到：额外的实施方式可包含处理工具100，该处理工具包含：利用微波幅射的任何的工具。举例而言，利用微波幅射而不需要等离子体的形成的处理工具100可包含：工业加热和/或固化处理工具100。
通常地，实施方式包含：处理工具100，该处理工具包含：腔室178。在被使用于等离子体处理的处理工具178中，腔室178可为：真空腔室。真空腔室可包含：泵(未被显示出)，该泵用于从腔室中去除气体以提供所欲的真空。额外的实施方式可包含：腔室178，该腔室包含：用于将处理气体提供至腔室178的一或多个气体管线170和用于从腔室178中去除副产物的排气管线172。虽然未被显示出来，应理解到处理工具可包含：用于将处理气体均匀地分布在基板174上的喷头。
在一实施方式中，基板174可被支撑在夹盘176上。举例而言，夹盘176可为：任何的适当的夹盘(例如：静电夹盘)。夹盘也可包含冷却管线和/或加热器以在进行处理期间对于基板174提供温度控制。由于在此描述的微波模块的模块化配置，实施方式允许处理工具100容纳任何的尺寸的基板174。举例而言，基板174可为：半导体晶片(例如：200mm、300mm、450mm，或更大)。替代性的实施方式也包含(除了半导体晶片之外)：基板174。举例而言，实施方式可包含：处理工具100，该处理工具经配置以用于处理玻璃基板(例如，用于显示技术)。
根据一实施方式，处理工具100包含：一或多个模块化微波源105。模块化微波源105可包含：固态微波放大电路130和施加器142。在一实施方式中，电压控制电路110提供输入电压至电压控制振荡器120，以为了在所欲的频率处产生微波幅射，该微波幅射被传送至在每一模块化微波源105中的固态微波放大电路130。在由微波放大电路130进行处理之后，微波幅射被传送至施加器142。根据一实施方式，施加器142的阵列140被耦接至腔室178并且每一者担任天线的角色，该天线用于将微波幅射耦合至在腔室178中的处理气体以产生等离子体。
现在对于图2进行参照，根据一实施方式来显示和更为详细地描述：在模块化微波源中的电子设备的示意性的方块图。如同在前文中所描述者，电压控制电路110提供输入电压至电压控制振荡器120。实施方式可包含：在大约1V与10V DC之间的输入电压。电压控制振荡器120是电子振荡器，该电子振荡器的振荡频率由输入电压来控制。根据一实施方式，来自电压控制电路110的输入电压导致：电压控制振荡器120在所欲的频率处振荡。在一实施方式中，微波幅射可具有：在大约2.3GHz与2.6GHz之间的频率。
根据一实施方式，微波幅射从电压控制振荡器120被传送至微波放大电路130。在所示例说明的实施方式中，微波放大电路130的单个实例被显示。然而，实施方式可包含：任何的数目的微波放大电路130的实例。特定地，微波放大电路130的实例的数目可以等于：在施加器142的阵列140中所需要的施加器142的数目。因此，每一施加器142可被耦接至微波放大电路130的不同的实例以提供：被供应至每一施加器142的功率的个别的控制。根据一实施方式，当多于一个模块化微波源105被使用于处理工具100时，微波放大电路130可包含：移相器232。当仅有单个施加器被使用时，可忽略移相器232。微波放大电路130也可包含：驱动器/前置放大器234，及主微波功率放大器236，前述者中的每一者被耦接至电源239。根据一实施方式，微波放大电路130可操作于脉冲模式。举例而言，微波放大电路130可具有：在1％与99％之间的占空比。在更为特定的实施方式中，微波放大电路130可具有：在大约15％与30％之间的占空比。
在一实施方式中，微波幅射可在被放大之后被传送至施加器142。然而，由于输出阻抗的不匹配，被传送至施加器142的功率的部分可能被反射回来。因此，一些实施方式也包含：反馈线286，该反馈线允许反射的功率的水平被反馈回到电压控制电路110。通过使用在功率放大器236与施加器142之间的循环器238，反射的功率的水平Vfeedback可被引导至反馈线286。循环器238将反射的功率引导至虚拟负载282和接地284，其中在虚拟负载282之前读取反射的功率的水平Vfeedback。在一实施方式中，反射的功率的水平Vfeedback可由电压控制电路110来使用以调整被传送至电压控制振荡器120的输出电压，前述者依次地改变被传送至微波放大电路130的微波幅射的输出频率。此反馈回路的存在允许实施方式提供电压控制振荡器120的输入电压的连续的控制，并且允许反射的功率的水平Vfeedback的降低。在一实施方式中，电压控制振荡器120的反馈控制可允许反射的功率的水平小于正向功率的大约5％。在一些实施方式中，电压控制振荡器120的反馈控制可允许反射的功率的水平小于正向功率的大约2％。因此，实施方式允许增加的百分比的正向功率被耦合至处理腔室178中，并且增加被耦合至等离子体的可用的功率密度。此外，使用反馈线286的阻抗调谐优于在典型的槽板电线中的阻抗调谐。在槽板电线中，阻抗调谐涉及到：移动形成在施加器中的两个电介质片。此涉及到：在施加器中的两个分离的部件的机械运动，前述者增加施加器的复杂度。此外，机械运动可能不如可由电压控制振荡器120提供的频率的改变般地精确。
现在对于图3A进行参照，其中根据一实施方式来显示：施加器142的剖面的示例说明。在一实施方式中，微波幅射由同轴缆线351被传送至施加器142，该同轴缆线耦接至单极357，该单极轴向延伸穿过施加器142。单极357也可延伸至通道358，该通道被形成至介电谐振腔353的中心。介电谐振腔353可为：介电材料(例如：石英、氧化铝、氧化钛，或类似者)。额外的实施方式也可包含：并未包含材料的谐振腔353(意即，介电谐振腔353可为：空气或真空)。根据一实施方式，介电谐振器的尺寸被设计成使得介电谐振器支持微波幅射的谐振。通常地，介电谐振腔353的尺寸取决于：被使用以形成介电谐振腔353的材料的介电常数和微波幅射的频率。举例而言，具有较高的介电常数的材料将允许：形成较小的谐振腔353。在介电谐振腔353包含圆形的横截面的实施方式中，介电谐振腔353的直径可以在大约1cm与15cm之间。在一实施方式中，介电谐振腔353的沿着与单极357垂直的平面的横截面可以是任何的形状(只要介电谐振腔353的尺寸被设计为支持谐振)。在所示例说明的实施方式中，沿着与单极357垂直的平面的横截面是圆形的(虽然其他的形状也可被使用，诸如多边形(例如：三角形、矩形等等)、对称的多边形(例如：方形、五边形、六边形等等)、椭圆形，或类似者))。
在一实施方式中，介电谐振腔353的横截面在与单极357垂直的所有的平面上可以不相同。举例而言，靠近施加器外壳355的开放端的底部延伸的横截面相比于靠近通道358的介电谐振腔的横截面为较宽的。除了具有不同的尺寸的横截面之外，介电谐振腔353可具有：不同的形状的横截面。举例而言，靠近通道358的介电谐振腔353的部分可具有：圆形的横截面，然而靠近施加器外壳355的开放端的介电谐振腔353的部分可为：对称的多边形的形状(例如：五边形、六边形等等)。然而，应理解到实施方式也可包含：介电谐振腔353，该介电谐振腔在与单极357垂直的所有的平面上具有均匀的横截面。
根据一实施方式，施加器353也可包含：阻抗调谐短接背板(impedance tuningbackshort)356。短接背板356可为：在施加器外壳355的外表面上滑动的可移位的包壳。当需要对于阻抗进行调整时，致动器(未被显示出来)可沿着施加器外壳355的外表面滑动短接背板356以改变：短接背板356的表面与介电谐振腔353的顶表面之间的距离D。因此，实施方式提供多于一种方式来调整在系统中的阻抗。根据一实施方式，阻抗调谐短接背板356可与在前文中描述的反馈工序相结合地来使用以将阻抗不匹配纳入考虑。可替代性地，反馈工序或阻抗调谐短接背板356可以被自身使用以对于阻抗不匹配进行调整。
根据一实施方式，施加器142担任电介质天线的角色，该电介质天线直接地将微波电磁场耦合至处理腔室178。进入介电谐振腔353的单极357的特定的轴向布置可产生：TM01δ模式激励。然而，不同的施加器布置可能会有不同的模式的激励。举例而言，虽然轴向布置被示例说明于第3中，应理解到单极357可从其他的方位进入介电谐振腔353。在一个此类实施方式中，单极357可水平地进入介电谐振腔353(即，穿过介电谐振腔353的侧壁)。
现在对于图3B进行参照，其中根据一实施方式来显示：具有耦接至腔室178的施加器142的阵列140的处理工具100的一部分的示例说明。在所示例说明的实施方式中，来自施加器142的微波幅射是通过被设置在介电板350附近的方式耦合至腔室178。施加器142对于介电板350的邻近性允许在介电谐振腔353中发生谐振的微波幅射(未被显示于图3B中)与介电板350相耦合，该微波幅射然后可与在腔室中的处理气体相耦合以产生等离子体。在一个实施方式中，介电谐振腔353可与介电板350直接地接触。在额外的实施方式中，只要微波幅射依然可以被传送至介电板350，可将介电谐振腔353与介电板350的表面分隔开来。
根据一实施方式，该施加器142的阵列140可从介电板350移除(例如，为了要进行维护、要重新布置该施加器的阵列以容纳具有不同的尺寸的基板，或为了任何的其他的原因)，而无需将介电板350从腔室178移除。因此，施加器142可从处理工具100被移除，而无需释放在腔室178中的真空。根据额外的实施方式，介电板350也可担任气体注入板或喷头的角色。
如同在前文中所注示者，可对于施加器140的一阵列进行布置，以使得它们提供：任意形状的基板174的覆盖。图4A是施加器142的阵列140的平面图的示例说明，所述施加器以与圆形的基板174匹配的样式来布置。通过以大致上与基板174的形状相匹配的一样式来形成多个施加器142的方式，等离子体在基板174的整个表面上变为可调谐的。举例而言，可控制施加器142中的每一者，以使得：等离子体被形成，该等离子体具有：横跨于基板174的整个表面的均匀的等离子体密度。可替代性地，可独立地控制施加器142中的一或多个以提供：横跨于基板174的表面的可变的等离子体密度。因此，可校正：存在于基板上的引入的非均匀性。举例而言，可控制靠近基板174的外周的施加器142以具有：与靠近基板174的中心的施加器不同的功率密度。
在图4A中，在阵列140中的施加器142以从基板174的中心向外延伸的一系列的同心环的形式被包装在一起。然而，实施方式并不限于这样的配置，并且可取决于处理工具100的需要来使用任何的适当的间隔和/或样式。此外，如同在前文中所描述者，实施方式允许：具有任何的对称的横截面的施加器142。因此，可选择针对于施加器选择的横截面的形状以提供：增强的包装效率。
现在对于图4B进行参照，其中根据一实施方式来显示：具有非圆形的横截面的施加器142的阵列140的平面图。示例说明的实施方式包含：具有六边形的横截面的施加器142。此施加器的使用可允许改善的包装效率，这是因为每一施加器142的周边可与邻近的施加器142几乎完美地配合。因此，可以更进一步地增强等离子体的均匀性，这是因为在施加器142的每一者之间的间隔可被最小化。虽然图4B示例说明了共享侧壁表面的邻近的施加器142，应理解到实施方式也可包含：非圆形的对称形状的施加器，所述施加器包含：在邻近的施加器142之间的间隔。
现在对于图4C进行参照，其中根据一实施方式来显示：施加器142的阵列140的额外的平面图的示例说明。在图4C中的阵列140大致上类似于在前文中相关于图4A所描述的阵列140(除了也将多个传感器490包含在内之外)。多个传感器提供：可被使用以提供模块化微波源105的每一者的额外的反馈控制的改善的工序监控能力。在一实施方式中，传感器490可包含：一或多个不同的传感器类型490(例如：等离子体密度传感器、等离子体发射传感器，或类似者)。横跨于基板174的表面来设置传感器允许：在处理腔室100的给定位置处的等离子体特性被监控。
根据一实施方式，每一施加器142可与不同的传感器490配对。在这样的实施方式中，来自每一传感器490的输出可被使用以对于分别的施加器142提供反馈控制，其中传感器490已经与该分别的施加器142配对。额外的实施方式可包含：将每一传感器490与多个施加器142配对。举例而言，每一传感器490可对于多个施加器142提供反馈控制，其中传感器490位于所述施加器142的邻近处。在又一实施方式中，来自多个传感器490的反馈可被使用以作为：多输入多输出(MIMO)控制系统的部分。在此一实施方式中，可基于来自多个传感器490的反馈来调整每一施加器142。举例而言，与第一施加器142直接相邻的第一传感器490可被加权以对于第一施加器142提供控制量(control effort)，该控制量大于由第二传感器490施加在第一施加器142上的控制量，其中该第二传感器位在更远离于第一施加器142的位置处(相较于第一传感器490)。
现在对于图4D进行参照，其中根据一实施方式来显示：被设置在多区域处理工具100中的施加器142的阵列140的额外的平面图的示例说明。在一实施方式中，多区域处理工具100可包含：任何数目的区域。举例而言，示例说明的实施方式包含：区域4751–475n。每一区域475可经配置以在基板174上执行不同的处理操作，其中所述基板被旋转而经过不同的区域475。如同所示例说明者，单个阵列140被设置在区域475n中。然而，取决于装置的需要，实施方式可包含：多区域处理工具100，该多区域处理工具具有：在不同的区域475中的一或多个中的施加器142的阵列140。由实施方式提供的等离子体的空间上可调谐的密度允许：在旋转的基板174穿过不同的区域475时容纳旋转的基板174的非均匀的径向速度。
现在对于图5A至图5E进行参照，不同的实施方式被显示，所述实施方式示例说明：该施加器140的阵列可如何地被布置以为了提供各种形状的等离子体的灵活的本质。如同将于后文中更为详细地描述者，实施方式允许微波模块的施加器142被布置在具有任何的所欲的形状(例如：对称的板、不规则的板、非平面的介电体、具有内部空孔的介电结构，或类似者)的介电体上(或被部分地嵌入于所述介电体内)。因此，实施方式允许等离子体被产生，该等离子体可为任何的所欲的形状并且不限于波导的约束的尺寸(例如：在前文中描述的目前可用的处理工具中使用的那些者)。
现在对于图5A进行参照，其中根据一实施方式来显示：被设置在对称的介电板550上的施加器142的阵列140的透视图。在所示例说明的实施方式中，介电板550大致上为楔形的并且关于线段1-1’对称。根据一实施方式，介电板550可发挥大致上与在前文中相关于图3B描述的介电板350相同的功能。因此，在介电谐振腔中发生谐振的微波幅射(未被显示于图5A中)与介电板550相耦合，该微波幅射然后可与在腔室中的处理气体相耦合以产生等离子体。介电板550用以散布微波幅射，并且通常允许最终的等离子体的形状大致上与介电板550的形状相匹配(即使微波幅射源自于多个分离的施加器142)。
然而，应理解到最终的等离子体的形状并不受到介电板550的形状的限制，这是因为在阵列140中的施加器142的每一者可个别地控制或被成组地控制。因此，实施方式可局部地且独立地允许相邻的源的建设性干扰和破坏性干扰以实现所欲的等离子体形状和/或增加等离子体的均匀性。举例而言，用于邻近的施加器142的微波源可以以某个相位差将彼此的相位相互锁定以产生所欲的等离子体形状。在一特定的实施方式中，两个相邻的施加器142可使它们的微波源的相位被锁定至180度异相。此将导致：两个微波源在施加器之间的破坏性干扰，而导致在此位置的较弱的等离子体密度。类似地，建设性干扰可被使用以在所欲的位置产生较强的等离子体密度。
此外，针对施加器142(或施加器142的组)中的每一者对于在时间周期期间的频率、振幅、相位角，及占空比所进行的控制可被使用以改善：晶片上的结果的均匀性。用于施加器142中的每一者的这些参数的任何者或所有者的个别化的控制允许由于施加器142的互动所造成的“热点(hot spots)”被最小化或完全地被避免。在一实施方式中，改变传送至个别的施加器142的功率源的频率和振幅会导致：改善的均匀性，这是因为热点被减少和/或被时间平均化(time-averaged))。在一实施方式中，改变传送至每一模块的脉冲功率的时序以(例如)通过具有最近的邻近者(其中脉冲功率的时序使得没有邻近的施加器142中的二者会在相同的时间开启)的方式而将交互作用最小化。
在一实施方式中，介电板550的厚度被最小化，以为了尽可能靠近处理环境地放置施加器142。举例而言，介电板550的厚度可小于大约30mm。在一些实施方式中，介电板550的厚度可为：在5mm与15mm之间的厚度。然而，应理解到：减小介电板550的厚度可降低介电板550的结构完整性。取决于在处理腔室中的条件，减小介电板550的厚度可能导致：在处理腔室外部的压力使得介电板550破裂或以另外的方式损坏介电板550。
从而，实施方式也可包含：介电板，该介电板包含：凹部，其中施加器可被放置在所述凹部中。根据此一实施方式的介电板被示例说明于图5B中。在所示例说明的实施方式中，六个凹部552被形成至介电板550中。然而，应理解到：可包含许多的凹部552。为了达到示例说明性的目的，凹部552中的二者是空的(即，没有被放置在凹部552中的施加器142)以为了显示：凹部552在不具有施加器142的情况下可能看起来如何的示例性的示例说明。此外，应理解到：在一些实施方式中，施加器142可坐落于凹部552中，但并非被永久地固定至介电板550。因此，可依据需要来移除施加器142。
凹部552允许施加器142通过介电材料的较薄的部分与腔室的处理区域分离。因此，将微波幅射传送至处理腔室可以是更有效率的，而不显着地降低介电板550的结构完整性。举例而言，在具有凹部552的实施方式中，施加器142可通过具有低于15mm的厚度的介电材料与腔室的处理区域分离。在一些实施方式中，在凹部552的底部处的介电材料的厚度可为大约5mm或更小。
除了示例说明凹部552之外，图5B也示例说明实施方式还可包含：施加器142，所述施加器并非全部具有相同的尺寸。举例而言，空的凹部552(意即：最左侧的二个凹部552)小于其他的凹部552。因此，经设计以装入这些凹部的施加器142可具有比其他的施加器142更小的直径横截面。可以改变施加器142的尺寸，而不通过改变在施加器142中的介电材料的方式来改变谐振。举例而言，可选择在每一施加器142中的谐振器的介电常数，以使得每一施加器142具有相同的谐振。修改施加器142的尺寸的能力允许：在介电板550上的增加的包装效率。举例而言，在被示例说明于图5B中的楔形的介电板550中，较小的施加器142可沿着楔形物的较窄的部分来设置，以为了确保施加器142被设置在介电板550的表面区域的较大的部分上。
如同在前文中所注示者，该施加器142的阵列140的模块化设计和可调谐性允许：任何的所欲的形状的等离子体的形成。此一实施方式的一般性示例被示例说明在显示于图5C中的透视图中。如同所示例说明者，在图5C中的介电板550是任意的形状并且多个施加器142被放置在介电板550的表面上。在其他的实施方式中，介电板550可以是任何的形状(例如：多边形、圆形的、椭圆形的，该形状可包含：直的边缘和弯曲的边缘，或类似者)。在这样的实施方式中，可将施加器142分布在表面上，以为了提供所欲的形状的等离子体。举例而言，施加器142中的每一者可以是均匀的形状、施加器142可包含：多个不同的形状、可以有：具有不同的几何形状的施加器142，或需要用来提供所欲的形状的等离子体的任何的其他的构造。此外，虽然被示例说明于图5C中的施加器142被显示为坐落在介电板550的顶表面上，应理解到施加器142也可被放置在形成于介电板550中的凹部中(类似于在前文中所描述的图5B)。
在又一实施方式中，该施加器的阵列可被布置在非平面的配置中。此一实施方式被示例说明在显示于图5D中的横截面的示例说明中。如同在图5D中所显示者，施加器142的阵列140被设置于凹部552中，该凹部被形成至非平面的介电体550中。在所示例说明的实施方式中，非平面的介电体550被显示在X-Z平面中。在一实施方式中，非平面的介电体550可以是：允许施加器142被设置在非一致的Z高度(Z-height)处的任何的形状。举例而言，非平面的介电体550可为：拱形的、圆顶形的、金字塔形的、球形的，或任何的其他的所欲的形状。从而，实施方式允许：在处理腔室内的大致上为非平面的等离子体的形成。当需要等离子体工序以处理并不必然地为平面的物体(例如：除了基板(例如：晶片、平板，或类似者)之外的物体)，或以阵列的方式排列在非平面的组中的物体的集合时，此一实施方式可为有益的。
根据另一实施方式，非平面的介电体550可具有：圆形的横截面。此一实施方式被显示在显示于图5E中的横截面的示例说明中。如同所显示者，非平面的介电体550在X-Z平面中形成环。在一些实施方式中，非平面的介电体550可在Y平面中延伸以形成圆柱体。在另一个实施方式中，非平面的介电体可具有：三角形的横截面。在另一个实施方式中，非平面的介电体可具有：方形的横截面。在另一个实施方式中，非平面的介电体可具有：矩形的横截面。在另一个实施方式中，非平面的介电体可具有：横截面(其边界为若尔当曲线(Jordancurve)(即：在平面中的非自相交的连续的环路))。在额外的实施方式中，非平面的介电体550可形成球体(意即，非平面的介电体可为：具有内部空孔的介电体)。在非平面的介电体550是具有内部空孔的三维的形状的实施方式中，非平面体550可由被耦接在一起以形成该形状的两个或更多个介电体构成。当需要等离子体工序以处理三维的物体的所有的表面时，这样的实施方式可为有益的。
现在对于图6进行参照，根据一实施方式来示例说明：处理工具100的示例性的计算机系统660的方块图。在一实施方式中，计算机系统660被耦接至处理工具100并且控制在处理工具100中的处理。计算机系统660可被连接(例如，以网络连接的方式)至在局域网络(Local Area Network,LAN))、内部网络、外部网络，或因特网中的其他的机器。计算机系统660可以服务器或客户端机器的身份在客户端-服务器网络环境中进行操作，或是作为对等机器在对等网络环境(或分布式网络环境)中进行操作。计算机系统660可为：个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂巢式移动电话、网络设备、服务器、网络路由器、交换器或网桥，或能够执行一组指令(顺序的或以另外的方式)的任何的机器，该组指令指定：要由此机器进行的动作。再者，虽然针对于计算机系统660而言仅有单个机器被示例说明，词汇“机器(machine)”也应被用以包含：个别地或联合地执行一组(或多组)的指令以执行在此描述的方法中的任何的一或多个的机器(例如：计算机)的任何的集合。
计算机系统660可包含：计算机程序产品，或软件622，前述者具有：非暂时性的机器可读取介质，该非暂时性的机器可读取介质具有存储于其上的指令，所述指令可被使用以对于计算机系统660(或其他的电子装置)进行编程以根据实施方式来执行处理。机器可读取介质包含：用于以可由机器(例如：计算机)读取的形式来存储或传送信息的任何的构件。举例而言，机器可读取(例如，计算机可读取)的介质包含：机器(例如：计算机)可读取存储介质(例如：只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置等等)、机器(例如：计算机)可读取的传输介质(电气、光学、声音或其他形式的传播信号(例如：红外线信号、数字信号等等))等等。
在一实施方式中，计算机系统660包含：系统处理器602、主存储器604(例如：只读存储器(ROM)、闪存、动态随机存取存储器(DRAM)(例如：同步的DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等等)、静态存储器606(例如：闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等等)，及辅助存储器618(例如：数据存储装置)，其中前述者彼此之间经由总线630进行通信。
系统处理器602代表：一或多个通用处理装置(例如：微系统处理器、中央处理单元，或类似者)。更为特定地，系统处理器可为：复杂指令集计算(CISC)微系统处理器、精简指令集计算(RISC)微系统处理器，超长指令字(VLIW)微系统处理器、实施其他的指令组的系统处理器，或实施指令组的组合的系统处理器。系统处理器602也可为：一或多个专用处理装置(例如：专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号系统处理器(DSP)、网络系统处理器，或类似者)。系统处理器602经配置以执行处理逻辑626，该处理逻辑用于执行在此描述的操作。
计算机系统660可进一步包含：用于与其他的装置或机器进行通信的系统网络接口装置608。计算机系统660也可包含：视频显示单元610(例如：液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)，或阴极射线管(CRT))、文字数字输入装置612(例如：键盘)、光标控制装置614(例如：鼠标)，及信号产生装置616(例如：扬声器)。
辅助存储器618可包含：机器可存取存储介质631(或更为特定地为计算机可读取存储介质)，其中一或多组的指令(例如：软件622)被存储在该机器可存取存储介质上，所述指令体现在此描述的方法或功能中的任何的一或多个。在由计算机系统660执行软件622期间，软件622也可(完全地或至少部分地)常驻于主存储器604之内和/或系统处理器602之内，其中主存储器604和系统处理器602也构成机器可读取存储介质。软件622可进一步地经由系统网络接口装置608且透过网络620被传送或接收。
虽然机器可存取存储介质631在一示例性的实施方式中被显示为：单一的介质，词汇“机器可读取存储介质(machine-readable storage medium)”应被用以包含：存储一或多组的指令的单一的介质或多个介质(例如：集中式或分布式的数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器)。词汇“机器可读取存储介质(machine-readable storage medium)”也应被用以包含：能够存储或编码由该机器执行并且使得该机器执行方法中的任何的一或多个的一组指令的任何的介质。词汇“机器可读取存储介质(machine-readable storagemedium)”应从而被用以包含(但不限于)：固态存储器，及光学介质和磁性介质。
在前述的说明书中，已经描述了特定的示例性的实施方式。下列所述者将为明显的：可对其进行各种修正而不偏离后续的权利要求书的范围。因此，说明书和附图被认为是示例说明性的，而非限制性的。

Claims (15)

1.一种等离子体处理工具，包含：
处理腔室；和
多个模块化微波源，所述模块化微波源被耦接至所述处理腔室，其中所述多个模块化微波源包含：
施加器的阵列，其中所述施加器的阵列被设置在介电体上，所述介电体形成所述处理腔室的外壁的一部分，并且其中所述施加器的阵列被耦接至所述介电体；和
微波放大模块的阵列，其中每一微波放大模块被耦接至在所述施加器的阵列中的所述施加器中的至少一者。
2.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是对称的，其中所述介电体大致上为楔形的。
3.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是非对称的。
4.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是非平面的。
5.如权利要求4所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是圆顶，或是具有内部空孔的三维形状。
6.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述介电体包含：被耦接在一起的两个或更多个介电部件。
7.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述介电体包含：多个凹部，其中至少一个施加器在所述凹部的至少一者内。
8.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述施加器的阵列包含：具有不一致的尺寸的施加器，并且其中所述施加器中的每一者的谐振是一致的。
9.如权利要求1所述的等离子体处理工具，其中所述微波放大模块中的每一者是可独立控制的。
10.如权利要求1所述的等离子体处理工具，进一步包含：多个等离子体传感器，所述等离子体传感器被设置在所述施加器之间，其中针对每一微波放大模块的反馈控制数据是由所述多个等离子体传感器中的一或多个提供。
11.一种等离子体处理工具，包含：
处理腔室，其中所述处理腔室的至少一个表面是介电体；和
多个模块化微波源，所述模块化微波源被耦接至所述处理腔室，其中所述多个模块化微波源包含：
施加器的阵列，其中所述施加器的阵列被设置为与所述介电体接触，及其中每一施加器包含：
介电谐振腔；
施加器外壳，所述施加器外壳围绕所述介电谐振腔的外侧壁形成；
单极，所述单极沿着所述介电谐振器的轴向中心向下沿伸并且延伸至形成在所述介电谐振腔的所述中心的通道；和
微波放大模块的阵列，其中每一微波放大模块被耦接至在所述施加器的阵列中的所述施加器中的至少一者，及其中每一微波放大模块包含：
前置放大器；
主功率放大器；
电源，所述电源电性耦接至所述前置放大器，及所述主功率放大器；和
循环器。
12.如权利要求11所述的等离子体处理工具，其中所述介电体具有小于大约30mm的厚度。
13.如权利要求11所述的等离子体处理工具，其中所述介电体包含多个凹部，及至少一个施加器在所述凹部的至少一者内，并且其中所述多个凹部并非全部具有相同的尺寸。
14.如权利要求11所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是对称的。
15.如权利要求11所述的等离子体处理工具，其中所述介电体是非平面的。
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