CN112368797A - 等离子体扩散设备和系统及在处理炉中扩散等离子体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种扩散等离子体的装置和方法，其允许在较大的处理腔室压力范围内进行等离子体蚀刻。等离子体源，例如线性感应等离子体源，可以被阻塞以改变等离子体源内的背压。然后可以在偏转盘周围扩散等离子体源，所述偏转盘在圆顶下扩散等离子体，这样就可以在基板的表面上实现非常均匀的等离子体蚀刻速率。该设备可以包括位于等离子体扩散部分上面的线性感应等离子体源，所述等离子体扩散部分在水平配置的晶片或其他衬底上扩散等离子体。衬底支撑件可以包括适于增强蚀刻的加热元件。

Description

等离子体扩散设备和系统及在处理炉中扩散等离子体的方法
克雷格·麦科伊
威廉·莫法特
技术领域
本发明涉及等离子体蚀刻，即用于等离子体均匀分布于表面的系统、装置和方法。
附图说明
图1A是根据本发明一些实施例的系统的局部横截面的前视图。
图1B是根据本发明一些实施例的系统的侧视图。
图1C是根据本发明一些实施例的系统的升高的透视图。
图1D是根据本发明一些实施例的系统的处理腔室部分的横截面视图。
图1E是根据本发明一些实施例的系统的处理腔室部分的横截面视图。
图2A是根据本发明一些实施例的等离子体源和束扩散部分的视图。
图2B是根据本发明一些实施例的等离子体源和束扩散部分的横截面视图。
图3是根据本发明一些实施例的系统的图示。
图4是根据本发明一些实施例的群集工具系统的第一实施例的图示。
图5是根据本发明一些实施例的群集工具系统的第二实施例的图示。
发明内容
一种扩散等离子体的装置和方法，其允许在较大的处理腔室压力范围内进行等离子体蚀刻。等离子体源，例如线性感应等离子体源，可以被阻塞以改变等离子体源内的背压。然后可以在偏转盘周围扩散等离子体源，所述偏转盘在圆顶下扩散等离子体，这样就可以在基板的表面上实现非常均匀的等离子体蚀刻速率。该设备可以包括位于等离子体扩散部分上面的线性感应等离子体源，所述等离子体扩散部分在水平配置的晶片或其他衬底上扩散等离子体。衬底支撑件可以包括适于增强蚀刻的加热元件。
具体实施方式
在本发明的一些实施例中，如图1A-D所示，等离子体蚀刻系统200包括安装在处理腔室205上面的等离子体源101。主壳体204包括相关的设备和电子设备以支撑系统。晶片堆叠壳体202包含衬底203，衬底203可以是经历处理以变成半导体产品的半导体晶片。晶片移动机器人201适于将衬底203插入处理腔室205和从处理腔室205移出衬底203。
等离子体源101可以是线性感应等离子体源。该线性感应等离子体源可以是具有集成电力输送系统的感应耦合等离子体源，产生高密度等离子体，该高密度等离子体将惰性处理气体分离成活性组分，该活性组分从装置流出并在安置在下游的衬底上进行工作。在现有的工业用途中，这种等离子体源的性能可能受到限制，使得可能需要将腔室压力限制在一个狭窄的范围内，或者使得这种源下游的衬底上的等离子体蚀刻速率可能在整个衬底上变化过大。
如本发明的实施例中所示，可以以这样的方式利用线性感应等离子体源以克服先前的缺陷。如图1D中的横截面所示，等离子体源101安装在下部处理腔室205的顶上。等离子体源101可以是线性感应等离子体源，该线性感应等离子体源沿一垂直轴线在其内具有圆柱形腔室。等离子体源内的圆柱形腔室内的第一区域114代表等离子体源圆柱形腔室内的环境。在等离子体源内的圆柱形腔室的底部是收缩器102，其可以是圆盘。收缩器102可以具有开口116，其可以是圆形开口。扩散盘103位于收缩器102中的开口116下面。支柱104用于将扩散盘103定位在收缩器102下面并且便于扩散盘103的附接。扩散盘103的底表面可以是平的并且扩散盘103的上表面可以是圆形的。
等离子体处理的目标是衬底108，衬底108可以是经历用于半导体应用的处理的硅晶片。晶片可以驻留在下部处理腔室205内的衬底支撑件106上。衬底支撑件可以具有上板层和层板层并且具有布置在衬底支撑件106的两个板层之间的凹口中的加热器元件107。提升销109可以用来支持晶片移除。加热器元件107可以是不锈钢包覆的元件，其电连接通过加热器联接件111从处理腔室中引出。
真空管线112位于衬底支撑件106下面，以允许在腔室底部进行腔室排气。等离子体输入在处理腔室的顶部，然后等离子体首先被收缩，然后扩散到衬底上面，然后在腔室的底部进行真空排气，此顺序限定了通过处理腔室的流动路线。
下部处理腔室205具有腔室门110，该腔室门110允许将晶片108插入腔室壳体113中和从腔室壳体113中移除晶片108。腔室顶盖105适于促进等离子体在扩散盘103周围的流动并且向下流到晶片108的顶表面上。腔室顶盖105可以开始于垂直对准的圆筒，然后成扇形散开为锥体，以促进等离子体流的径向分布。第二区域115说明晶片108上面的处理腔室205内的环境。
在一说明性实施例中，等离子体源101具有3英寸的内部空间圆柱形直径，其通过具有3/4英寸直径的圆形开口的收缩器102变窄。扩散盘103位于3/4英寸高的间隔件104下面。扩散盘103的外径为1又3/8英寸，并且标称厚度为1/8英寸，其圆顶状顶表面的半径为0.78英寸。收缩器102的底表面在衬底支撑件106的表面上面3又15/16。收缩器102、间隔件104和扩散盘103可以是陶瓷材料。示例性的衬底108是直径为8英寸且厚度为0.030英寸的硅晶片。
通过使用收缩器102，可以在等离子体源中心开口中产生背压，该背压允许等离子体适当地形成，即使下部处理腔室205处于不同或较低的压力下也是如此。例如，使用上面所述的说明性实施例，在蚀刻处理期间可以使用250毫托(mTorr)到1.2托(Torr)的处理腔室压力。在等离子体流过收缩器之后，扩散盘103然后扩散等离子体，使得在处理期间晶片的表面被非常均匀地蚀刻。具有加热元件107的衬底支撑件106允许晶片的加热，例如至250℃，从而允许在某些应用中增强蚀刻。
图1E进一步说明了本发明的系统和方法的一些实施例中的气流和压力区域。感应等离子体源101具有圆柱形腔室313和收缩器板102。收缩器板102具有开口116。在一些方面，等离子体源101可以是科罗拉多州柯林斯堡的先进能源公司的
Figure BDA0002723377430000031
远程等离子体源3001。
在一示例性实施例中，气体输入312作为O2和N2的组合流入等离子体腔室313。O2可以以1200sccm的速率流入，而且N2也可以以120sccm的速率同时流入。流入的气体流入等离子体腔室313并且可以占据可能发生等离子体激发的空间301。由于等离子体处理期间存在连续的流动，从等离子体源101上端部的气体输入312开始，到通过真空出口管线112的出口流310结束，沿着该流动路径将存在不同的压力。在现有系统中，处理效率和处理均匀性可能因处理腔室中的压力变化而受到负面影响。这些压力变化可能是由多种因素引起的，例如真空泵的稳定性、真空节流阀的各个方面、气体分布本身、传感器的精度以及其他因素。
使用腔室压力点311作为腔室压力测量的指示标，以实现在激发空间301中的等离子体激发，可能需要将腔室压力点保持在100毫托(mTorr)的范围内，该范围可以是800-900毫托(mTorr)。在一些系统中，上面列出的可能导致压力变化的因素可能使得难以保持在如此狭窄的压力范围内。压力范围之外的偏移可能导致不完全的等离子体激发或激发的停止。当受这些影响时，处理效率可能会显著降低。当以上面列出的流速将3/4英寸内径116的收缩器102和3英寸的圆柱体313一起使用时，在激发空间301中的完全激发可以在高一个数量级的更大压力差范围例如从250毫托(mTorr)到1.2托的范围内发生。如果没有收缩器，在这种配置下可能不会有完全的或任何等离子体激发。如果收缩太大，等离子体效率也可能受到影响。
在一些方面，等离子体腔室313的内径是3英寸。在一些方面，收缩器102的内径116是3/4英寸。在一些方面，收缩器102的内径116在3/8英寸到1英寸的范围内。在一些方面，收缩器102的内径116在3/8英寸到1.25英寸的范围内。在一些方面，收缩器102的内径116在等离子体腔室313的内径的1/8到等离子体腔室的内径的1/3的范围内。在一些方面，等离子体腔室313的内径在2到4英寸的范围内。
当等离子体流动经过302收缩器102的内部环空116时，流被扩散盘103调节。流在扩散盘103周围被向外引导303。然后，等离子体驻留在由腔室顶盖105从上面限制的腔室205内的中心区域304内。等离子体在衬底108的顶表面上向下工作305。根据本发明实施例的系统的另一个优点是等离子体更均匀地分布到衬底108的顶表面上。在一些方面，蚀刻速率均匀性在6％以内。在一些方面，均匀性在10％以内。示例性数据见表格1。
Figure BDA0002723377430000051
均匀性(*Unif.)＝(最大值-最小值)/2平均值X100
表格1
当等离子体和/或气体流动经过中心区域304时，其在衬底108的外部周围流动306、307。气体流继续308、309，然后出口流310然后流出腔室。如上面所讨论的，收缩器板和束扩散器的使用使得可以在更宽的腔室压力变化范围内实现具有维持等离子体和等离子体效率的综合优点的处理，并且还可以使得衬底的处理更加均匀。
在本发明的一些实施例中，如图2A和2B所示，系统还由气体输入喷头351调节。气体入口管线350可以将处理气体供应到等离子体腔室313的第一、顶部、端部，例如，如上所述，其可以是O2和N2。气体进入气体输入喷头351，该气体输入喷头在等离子体源101的等离子体腔室313上端部的圆形区域上扩散气体流。气体输入喷头351可以具有盘352，该盘352具有布置在盘352的底表面周围的气体出口孔353。气体出口孔353的尺寸可以被设置成使得当气体流通过气体出口孔353排出时，在气体流内存在一定的流动阻力，从而使得通过不同气体出口孔的气体流均匀化。利用等离子体源101(其可以是线性感应等离子体源)的输入端的调节的、均匀的气体输入和通过收缩器102的内部116的调节的气体排出，可以获得非常高的等离子体效率。与锥形腔室顶部105下的气体扩散盘103结合，于是该系统有助于在衬底上进行极其均匀的等离子体处理，如上所述，以及如表格1所示。该系统允许通过等离子体源101的等离子体腔室313的基本上线性的流动路径。
图3是单腔室等离子体蚀刻系统200的说明性示意图。单腔室等离子体蚀刻系统200具有机械臂可进入的处理腔室205，所述机械臂是机器人模块201的一部分。晶片203位于晶片盒202中。机器人模块被定位成使得机械臂可以到达通过处理腔室的腔室门以插入和移除晶片。晶片盒202被定位成使得机械臂可以到达晶片。系统控制器400被连接402到机器人模块201，并且被连接401到处理腔室205，并且可以被连接到晶片盒403。系统控制器400可以包括适于控制处理腔室、机器人模块和晶片盒的硬件和软件。
图4是根据本发明一些实施例的多腔室等离子体蚀刻系统500的图示。多个处理腔室205群集在一系列位置中，允许机器人模块201的机械臂进入处理腔室的腔室门。多个晶片盒202被定位成使得它们可以由机器人模块的机械臂到达，从而允许机械臂存取晶片203。系统控制器501被连接503到机器人模块201，并且被连接502、505、507到处理腔室205，并且可以被连接到晶片盒202。系统控制器501可以包括适于控制处理腔室、机器人模块和晶片盒的硬件和软件。
图5是根据本发明一些实施例的多腔室等离子体蚀刻系统600的图示。多个处理腔室205沿着定位轨道602被安置在一系列位置中，在机器人模块201沿着603定位轨道602移动时，允许机器人模块201的机械臂进入处理腔室的腔室门。轨道机构604可以沿着定位轨道602移动使机器人模块。多个晶片盒202被定位成使得在机器人模块沿着定位轨道移动时，它们可以由机器人模块的机械臂到达，从而允许机械臂存取晶片203。系统控制器可以连接到机器人模块201、处理腔室205，并且可以连接到晶片盒202。系统控制器可以包括适于控制处理腔室、机器人模块和晶片盒的硬件和软件。
从以上描述中显而易见的是，可以根据本文给出的描述来配置各种各样的实施例，并且本领域技术人员将容易想到附加的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节和说明性示例。因此，可以在不偏离申请人的总体发明的精神或范围的情况下偏离这些细节。

Claims (36)

1.一种等离子体蚀刻处理腔室，所述等离子体蚀刻处理腔室包括：
等离子体源，所述等离子体源包括第一端部和第二端部，所述第一端部包括气体输入部分，所述等离子体源在第二端部连结到处理腔室；
处理腔室；
收缩板，其适于收缩来自所述等离子体源的等离子体流，所述收缩板位于所述等离子体源的所述第二端部；
扩散盘，所述扩散盘适于在等离子体流动通过所述收缩板之后扩散等离子体流，所述扩散盘设置在所述收缩板和衬底支撑件之间；
衬底支撑件，所述支撑件适于在扩散的等离子体流中支撑衬底，所述衬底支撑件驻留在所述处理腔室内；
真空系统，所述真空系统适于排空所述处理腔室。
2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述等离子体源是线性感应等离子体源。
3.根据权利要求2所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述等离子体源具有圆柱形的等离子体腔室。
4.根据权利要求3所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩板包括具有环空的盘，所述盘从所述圆柱形等离子体腔室的内表面延伸。
5.根据权利要求4所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩器板中的所述环空的直径与所述圆柱形等离子体腔室的内径之比在1∶8至1∶3的范围内。
6.根据权利要求4所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩器板中的所述环空的直径与所述圆柱形等离子体腔室的内径之比在1∶5至1∶2.5的范围内。
7.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻处理腔室，其还包括气体输入喷头，所述气体输入喷头位于所述等离子体源的第一端部。
8.根据权利要求4所述的等离子体蚀刻处理腔室，其还包括气体输入喷头，所述气体输入喷头位于所述等离子体源的第一端部。
9.根据权利要求4所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述扩散盘是圆形的，并且所述扩散盘的直径大于所述收缩器板中的所述环空的直径。
10.根据权利要求5所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述扩散盘是圆形的，并且所述扩散盘的直径大于所述收缩器板中的所述环空的直径。
11.根据权利要求10所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述扩散盘包括面对所述收缩器板的弯曲表面。
12.一种用于等离子体处理的方法，所述方法包括步骤：
使处理气体流入等离子体源的第一端部；
当等离子体通过所述等离子体源的第二端部离开等离子体源时，收缩等离子体的流动；
在收缩等离子体的流动之后，扩散等离子体的流动。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，使处理气体流入等离子体源的步骤包括使气体流动通过位于所述等离子体源的所述第一端部的气体输入喷头。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，收缩等离子体的流动的步骤包括使气体流动通过位于所述等离子体源的所述第二端部的收缩盘的环空。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，收缩等离子体的流动的步骤包括使气体流动通过位于所述等离子体源的所述第二端部的收缩盘的环空。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，扩散等离子体的流动的步骤包括使等离子体在位于所述收缩盘下游的扩散盘周围流动。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，扩散等离子体的流动的步骤包括使等离子体在位于所述收缩盘下游的扩散盘周围流动。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述等离子体源是具有圆柱形等离子体腔室的线性感应等离子体源。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，收缩器板中的环空的直径与圆柱形等离子体腔室的内径之比在1∶8至1∶3的范围内。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述扩散盘的直径大于所述收缩器板中的所述环空的直径。
21.一种多腔室等离子体蚀刻系统，包括：
多个等离子体蚀刻腔室，每个所述等离子体蚀刻腔室包括：
等离子体源，所述等离子体源包括第一端部和第二端部，所述第一端部包括气体输入部分，所述等离子体源在第二端部连结到处理腔室；
处理腔室，所述处理腔室包括腔室门；
收缩板，其适于收缩来自所述等离子体源的等离子体流，所述收缩板位于所述等离子体源的所述第二端部；
扩散盘，所述扩散盘适于在等离子体流动通过所述收缩板之后扩散等离子体流，所述扩散盘设置在所述收缩板和衬底支撑件之间；
衬底支撑件，所述支撑件适于在扩散的等离子体流中支撑衬底，所述衬底支撑件驻留在所述处理腔室内；
机器人模块，所述机器人模块包括机械臂，所述机器人模块被定位成邻近所述多个等离子体蚀刻腔室，使得所述机械臂可以到达所述等离子体蚀刻腔室的所述处理腔室的腔室门。
22.根据权利要求21所述的多腔室等离子体蚀刻系统，其还包括一个或多个晶片盒，所述一个或多个晶片盒被定位成邻近所述机器人模块，使得所述机械臂可以到达所述一个或多个晶片盒。
23.根据权利要求22所述的多腔室等离子体蚀刻系统，系统控制器，其中，所述系统控制器连结到所述处理腔室，并且所述系统控制器连结到所述机器人模块。
24.根据权利要求232所述的多腔室等离子体蚀刻系统，其中，所述系统控制器连结到晶片盒。
25.一种多腔室等离子体蚀刻系统，包括：
多个等离子体蚀刻腔室，每个所述等离子体蚀刻腔室包括：
等离子体源，所述等离子体源包括第一端部和第二端部，所述第一端部包括气体输入部分，所述等离子体源在第二端部连结到处理腔室；
处理腔室，所述处理腔室包括腔室门；
收缩板，其适于收缩来自所述等离子体源的等离子体流，所述收缩板位于所述等离子体源的所述第二端部；
扩散盘，所述扩散盘适于在等离子体流动通过所述收缩板之后扩散等离子体流，所述扩散盘设置在所述收缩板和衬底支撑件之间；
衬底支撑件，所述支撑件适于在扩散的等离子体流中支撑衬底，所述衬底支撑件驻留在所述处理腔室内；
定位轨道，所述定位轨道适于移动机器人模块，其中，所述等离子体蚀刻腔室沿着所述定位轨道定位；
机器人模块，所述机器人模块包括机械臂，所述机器人模块连结到所述定位轨道，其中所述定位轨道可以将所述机械臂定位成邻近所述多个等离子体蚀刻腔室，使得所述机械臂可以到达所述等离子体蚀刻腔室的所述处理腔室的腔室门。
26.根据权利要求25所述的多腔室等离子体蚀刻系统，其还包括一个或多个晶片盒，所述一个或多个晶片盒被定位成邻近所述定位轨道，使得所述机械臂可以到达所述一个或多个晶片盒。
27.根据权利要求26所述的多腔室等离子体蚀刻系统，系统控制器，其中，所述系统控制器连结到所述处理腔室，并且所述系统控制器连结到所述机器人模块。
28.一种单腔室等离子体蚀刻系统，包括：
等离子体蚀刻腔室，所述等离子体蚀刻腔室包括：
等离子体源，所述等离子体源包括第一端部和第二端部，所述第一端部包括气体输入部分，所述等离子体源在第二端部连结到处理腔室；
处理腔室，所述处理腔室包括腔室门；
收缩板，其适于收缩来自所述等离子体源的等离子体流，所述收缩板位于所述等离子体源的所述第二端部；
扩散盘，所述扩散盘适于在等离子体流动通过所述收缩板之后扩散等离子体流，所述扩散盘设置在所述收缩板和衬底支撑件之间；
衬底支撑件，所述支撑件适于在扩散的等离子体流中支撑衬底，所述衬底支撑件驻留在所述处理腔室内；
定位轨道，所述定位轨道适于移动机器人模块，其中，所述等离子体蚀刻腔室沿着所述定位轨道定位；
机器人模块，所述机器人模块包括机械臂，所述机器人模块被定位成使得所述机械臂可以到达所述等离子体蚀刻腔室的所述处理腔室的腔室门。
29.根据权利要求28所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述等离子体源是线性感应等离子体源。
30.根据权利要求29所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述等离子体源具有圆柱形的等离子体腔室。
31.根据权利要求30所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩板包括具有环空的盘，所述盘从所述圆柱形等离子体腔室的内表面延伸。
32.根据权利要求31所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩器板中的所述环空的直径与所述圆柱形等离子体腔室的内径之比在1∶8至1∶3的范围内。
33.根据权利要求31所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述收缩器板中的所述环空的直径与所述圆柱形等离子体腔室的内径之比在1∶5至1∶2.5的范围内。
34.根据权利要求33所述的等离子体蚀刻处理腔室，其还包括气体输入喷头，所述气体输入喷头位于所述等离子体源的第一端部。
35.根据权利要求31所述的等离子体蚀刻处理腔室，其还包括气体输入喷头，所述气体输入喷头位于所述等离子体源的第一端部。
36.根据权利要求31所述的等离子体蚀刻处理腔室，其中，所述扩散盘是圆形的，并且所述扩散盘的直径大于所述收缩器板中的所述环空的直径。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10840068B2 (en) * 2017-02-15 2020-11-17 Yield Engineering Systems, Inc. Plasma spreading apparatus and method of spreading plasma in process ovens
US11444053B2 (en) 2020-02-25 2022-09-13 Yield Engineering Systems, Inc. Batch processing oven and method
US11688621B2 (en) 2020-12-10 2023-06-27 Yield Engineering Systems, Inc. Batch processing oven and operating methods

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4718976A (en) * 1982-03-31 1988-01-12 Fujitsu Limited Process and apparatus for plasma treatment
US4951601A (en) * 1986-12-19 1990-08-28 Applied Materials, Inc. Multi-chamber integrated process system
GB0323001D0 (en) * 2003-10-01 2003-11-05 Oxford Instr Plasma Technology Apparatus and method for plasma treating a substrate
CN1716530A (zh) * 2004-06-30 2006-01-04 应用材料有限公司 稳定等离子体处理的方法和设备
CN1822343A (zh) * 2005-12-28 2006-08-23 良率国际贸易（上海）有限公司 半导体缺陷信号检测与统计系统及其方法
CN101789354A (zh) * 2010-02-11 2010-07-28 中微半导体设备(上海)有限公司 带扩散解离区域的等离子体处理装置
US20170236688A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Lam Research Corporation Chamber memeber of a plasma source and pedestal with radially outward positioned lift pins for translation of a substrate c-ring
CN107099783A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 超科技公司 具有减少的基于石英的污染物的等离子体增强原子层沉积方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580385A (en) * 1994-06-30 1996-12-03 Texas Instruments, Incorporated Structure and method for incorporating an inductively coupled plasma source in a plasma processing chamber
JP2000026975A (ja) * 1998-07-09 2000-01-25 Komatsu Ltd 表面処理装置
US6287643B1 (en) * 1999-09-30 2001-09-11 Novellus Systems, Inc. Apparatus and method for injecting and modifying gas concentration of a meta-stable or atomic species in a downstream plasma reactor
US20030230385A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Applied Materials, Inc. Electro-magnetic configuration for uniformity enhancement in a dual chamber plasma processing system
US7829471B2 (en) * 2005-07-29 2010-11-09 Applied Materials, Inc. Cluster tool and method for process integration in manufacturing of a photomask
US10083817B1 (en) * 2006-08-22 2018-09-25 Valery Godyak Linear remote plasma source
US7655571B2 (en) * 2006-10-26 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Integrated method and apparatus for efficient removal of halogen residues from etched substrates
US8043434B2 (en) * 2008-10-23 2011-10-25 Lam Research Corporation Method and apparatus for removing photoresist
TW201123291A (en) * 2009-09-25 2011-07-01 Applied Materials Inc Method and apparatus for high efficiency gas dissociation in inductive coupled plasma reactor
US8742665B2 (en) * 2009-11-18 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Plasma source design
US8524004B2 (en) * 2010-06-16 2013-09-03 Applied Materials, Inc. Loadlock batch ozone cure
US9666414B2 (en) * 2011-10-27 2017-05-30 Applied Materials, Inc. Process chamber for etching low k and other dielectric films
US9502218B2 (en) * 2014-01-31 2016-11-22 Applied Materials, Inc. RPS assisted RF plasma source for semiconductor processing
US10113236B2 (en) * 2014-05-14 2018-10-30 Applied Materials, Inc. Batch curing chamber with gas distribution and individual pumping
US10840068B2 (en) * 2017-02-15 2020-11-17 Yield Engineering Systems, Inc. Plasma spreading apparatus and method of spreading plasma in process ovens

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4718976A (en) * 1982-03-31 1988-01-12 Fujitsu Limited Process and apparatus for plasma treatment
US4951601A (en) * 1986-12-19 1990-08-28 Applied Materials, Inc. Multi-chamber integrated process system
GB0323001D0 (en) * 2003-10-01 2003-11-05 Oxford Instr Plasma Technology Apparatus and method for plasma treating a substrate
CN1716530A (zh) * 2004-06-30 2006-01-04 应用材料有限公司 稳定等离子体处理的方法和设备
CN1822343A (zh) * 2005-12-28 2006-08-23 良率国际贸易（上海）有限公司 半导体缺陷信号检测与统计系统及其方法
CN101789354A (zh) * 2010-02-11 2010-07-28 中微半导体设备(上海)有限公司 带扩散解离区域的等离子体处理装置
US20170236688A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Lam Research Corporation Chamber memeber of a plasma source and pedestal with radially outward positioned lift pins for translation of a substrate c-ring
CN107099783A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 超科技公司 具有减少的基于石英的污染物的等离子体增强原子层沉积方法

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