CN112514044A - 用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器 - Google Patents

用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器 Download PDF

Info

Publication number
CN112514044A
CN112514044A CN201980050687.0A CN201980050687A CN112514044A CN 112514044 A CN112514044 A CN 112514044A CN 201980050687 A CN201980050687 A CN 201980050687A CN 112514044 A CN112514044 A CN 112514044A
Authority
CN
China
Prior art keywords
assembly
gas injector
opening
disposed
socket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980050687.0A
Other languages
English (en)
Inventor
纳撒尼尔·杰克逊·斯祖莫斯基
安巴理什·查哈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN112514044A publication Critical patent/CN112514044A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/32119—Windows
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67276—Production flow monitoring, e.g. for increasing throughput
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一种用于衬底处理室的组件包含：构造成布置在该衬底处理室的上表面中的石英介电窗；石英介电窗中的凹部，该凹部包括延伸穿过该石英介电窗的第一开口；以及包含气体喷射器的气体喷射器组件。该气体喷射器组件布置在该凹部内，使得该气体喷射器延伸穿过该第一开口。该气体喷射器由固态氧化钇组成和/或包含具有氧化钇涂层的外表面。

Description

用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月31日提交的美国临时申请号62/712,415的权益。以上引用的申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容涉及用于衬底处理系统的气体喷射器。
背景技术
这里提供的背景描述是为了总体上介绍本公开内容的上下文。在此背景技术部分中所描述的范围内，目前提及的发明人的工作以及在提交时可能没有资格作为现有技术的描述的各方面，均未明确或暗示地被当作与本公开内容相对的现有技术一样承认。
在诸如半导体晶片之类的衬底的制造期间，可以在处理室内执行蚀刻工艺和沉积工艺。将衬底设置在处理室中诸如静电卡盘(ESC)或基座之类的衬底支撑件上。引入处理气体并在处理室中激发等离子体。
处理室可以包含变压器耦合等离子体(TCP)反应器线圈。将由电源生成的射频(RF)信号提供给TCP反应器线圈。将介电窗结合到处理室的上表面中。介电窗保持处理室的真空密封，同时允许RF信号从TCP反应器线圈传输到处理室的内部。RF信号激发处理室内的气体分子以生成等离子体。
发明内容
一种用于衬底处理室的组件包含：构造成布置在衬底处理室的上表面中的石英介电窗；石英介电窗中的凹部，该凹部包含延伸穿过石英介电窗的第一开口；以及包含气体喷射器的气体喷射器组件。气体喷射器组件布置在凹部内，使得气体喷射器延伸穿过第一开口。气体喷射器由固态氧化钇组成和/或包含具有氧化钇涂层的外表面。
在其他特征中，气体喷射器对应于包含多个气体出口的蜂窝构造的气体喷射器。组件还包含布置在凹部中的插口，该插口包含第二开口并且气体喷射器延伸穿过第二开口。第二开口对应于卡口式开口(bayonet opening)。插口包括塑料和石英中的至少一种。组件还包含螺母组件，该螺母组件布置成将气体喷射器组件固定在第二开口内。螺母组件构造成用于扭锁操作。组件还包含布置在螺母组件和气体喷射器之间的射频屏蔽件。
在其他特征中，组件还包含布置在射频屏蔽件和气体喷射器组件的气体连接块之间的密封件。射频屏蔽件包含构造成容纳螺母组件的主体的狭槽。狭槽布置在插口上方。气体喷射器包含布置在第二开口内的凸缘，并且射频屏蔽件的下部凸缘位于气体喷射器和插口的凸缘上方。
在其他特征中，组件还包含布置在气体喷射器和介电窗之间的凹槽中的密封件。该密封件是O形环。组件还包含布置在凹部中包含第二开口的插口，气体喷射器延伸穿过第二开口，并且气体喷射器包含布置在第二开口内的凸缘。凸缘的高度基本上等于第一开口的深度和插口的高度中的至少一个。凸缘的上表面与插口的上表面齐平。
一种用于衬底处理室的组件包含：构造成布置在衬底处理室的上表面中的石英介电窗；石英介电窗中的中心凹部，该中心凹部包含延伸穿过石英介电窗的第一开口；布置在中心凹部中的包含第二开口的插口；以及包含气体喷射器的气体喷射器组件。气体喷射器组件布置在中心凹部内，使得气体喷射器延伸穿过第二开口。气体喷射器包含多个气体出口，并且由固态氧化钇组成和/或包含具有氧化钇涂层的外表面。
在其他特征中，组件还包含螺母组件，该螺母组件布置成将气体喷射器组件固定在第二开口内。气体喷射器包含布置在第二开口内的凸缘。凸缘的高度基本上等于第一开口的深度和插口的高度中的至少一个，使得凸缘的上表面与插口的上表面齐平。
根据具体实施方式、权利要求和附图，本公开内容的其他应用领域将变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
通过具体实施方式和附图，将更加全面地理解本公开内容，其中：
图1A是根据本公开内容的包含介电窗的衬底处理系统的示例；
图1B和1C示出了根据本公开内容的示例性介电窗；
图1D和1E示出了根据本公开内容的示例性气体喷射器组件；以及
图2A、2B、2C和2D示出了根据本公开内容的气体喷射器。
在附图中，附图标记可被重复使用以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
一种衬底处理系统可以包含结合到处理室的上表面中的介电窗。气体喷射器组件布置在介电窗的开口中，以将处理气体喷射到处理室中。在一些示例中，介电窗包含中心凹部和布置在该凹部中的插口。插口包括卡口式开口，该卡口式开口构造成容纳气体喷射器组件。
介电窗可以由诸如陶瓷或石英之类的材料构成，并且可以涂覆或可以不涂覆另一种材料。气体喷射器组件包含气体喷射器，该气体喷射器可以包括一种或多种材料，例如陶瓷、石英、氧化钇等，并且可以涂覆或可以不涂覆另一种材料。不同的气体喷射器组件可以构造成与不同类型的介电窗和/或具有不同凹部设计、不同尺寸等的介电窗接合。例如，石英介电窗可能(例如，相对于陶瓷)更脆，因此容易因气体喷射器组件的插入而碎裂。因此，凹部、卡口和/或其他特征的构造可能需要调节，并且气体喷射器可能需要修改以适应调节后的构造。在其他示例中，气体喷射器组件和介电窗之间的密封件的有效性可以取决于气体喷射器组件和介电窗的材料和构造。在美国专利9,947,512(其通过引用整体并入本文)中更详细地描述了示例性的介电窗和具有蜂窝状构造的气体喷射器组件。如其中所描述的，具有蜂窝状构造的气体喷射器减少了与衬底处理有关的中心缺陷并提高了产量。如本文所使用的，术语“蜂窝”表示如下文更详细地描述的那样，气体喷射器具有多个气体出口。
在一些示例中，石英介电窗可以构造成与包含气体喷射器的气体喷射器组件接合，该气体喷射器包括石英、陶瓷、铝、不锈钢、氧化铝、氮化硅等。相反，陶瓷介电窗可以构造成与包含氧化钇气体喷射器的气体喷射器组件接合。然而，常规设计不包含石英介电窗，该石英介电窗构造成与包含固态氧化钇气体喷射器或具有氧化钇涂层的非氧化钇气体喷射器的气体喷射器组件接合。例如，由于高纯度的石英和氧化钇比较脆，因此难以在安装期间在保持气体喷射器组件和介电窗之间的足够密封的同时防止石英介电窗和氧化钇气体喷射器的碎裂。例如，现有的石英介电窗使用夹子来固定石英气体喷射器，这将不能为固态氧化钇和/或氧化钇涂覆的气体喷射器提供足够的密封。
根据本公开内容的石英介电窗和气体喷射器组件构造成与气体喷射器组件一起使用，该气体喷射器组件包含由固态氧化钇或具有氧化钇涂层的非氧化钇材料组成的气体喷射器。介电窗包含构造成容纳适配器(例如，卡口适配器)的中心凹部和插口和用于固定气体喷射器组件的螺母组件。适配器有助于并确保将O形环密封件压缩在气体喷射器和介电窗之间，而不会损坏气体喷射器或介电窗。此外，氧化钇比其他气体喷射器材料更不易剥落以及具有其他颗粒生成缺陷，这使得在处理的衬底中缺陷更少。
现在参照图1A，示出了根据本公开内容的衬底处理系统10的示例。衬底处理系统10包含线圈驱动电路11。在一些示例中，线圈驱动电路11包括RF源12和调谐电路13。调谐电路13可以直接连接到一个或多个电感TCP线圈16。替代地，调谐电路13可以通过可选的可逆电路15连接到一个或多个线圈16。调谐电路13将RF源12的输出调谐到期望的频率和/或期望的相位，匹配线圈16的阻抗并在TCP线圈16之间分配功率。可逆电路15用于选择性地切换通过一个或多个TCP线圈16的电流的极性。
集气室20可以布置在TCP线圈16和介电窗24之间以利用热和/或冷空气流来控制介电窗24的温度。介电窗24沿处理室28的一侧布置。处理室28还包括衬底支撑件(或基座)32。衬底支撑件32可以包括静电卡盘(ESC)，或机械卡盘或其他类型的卡盘。将处理气体供应到处理室28，并且在处理室28的内部生成等离子体40。等离子体40蚀刻衬底34的暴露表面。RF源50和偏置匹配电路52可以用于在操作期间偏置衬底支撑件32以控制离子能量。
气体输送系统56可用于将处理气体混合物供应到处理室28。气体输送系统56可以包含处理和惰性气体源57；气体计量系统58，例如阀门和质量流量控制器；以及歧管59。气体输送系统60可用于经由阀61将气体62输送至集气室20。气体可以包含用于冷却TCP线圈16和介电窗24的冷却气体(空气)。加热器/冷却器64可用于将衬底支撑件32加热/冷却至预定温度。排气系统65包含阀66和泵67，以通过吹扫或抽空从处理室28中去除反应物。
控制器54可以用于控制蚀刻工艺。控制器54监测系统参数并控制气体混合物的输送、激发、维持和熄灭等离子体、去除反应物、供应冷却气体等。另外，如下面具体描述的，控制器54可以控制线圈驱动电路11、RF源50和偏置匹配电路52等的各个方面。例如，在共同转让的美国专利号9,515,633(其通过引用整体并入本文)中示出和描述了使用具有开关电容器的TCCT匹配网络的处理室。
温度控制器68可以连接到布置在衬底支撑件32中的多个加热元件70，例如热控制元件(TCE)。加热元件70可以包含但不限于宏加热元件(macro heating element)，其对应于多区域加热板中的各个区域；和/或微型加热元件的阵列，其设置在多区域加热板的多个区域上。温度控制器68可用于控制多个加热元件70，以控制衬底支撑件32和衬底34的温度，如下文更详细地描述的那样。
根据本公开的介电窗24是石英介电窗，该石英介电窗构造成容纳固态氧化钇和/或氧化钇涂覆的气体喷射器(图1A中未示出)，如下文更详细地描述的那样。
现在参照图1B、1C、1D和1E，更详细地示出了根据本发明内容原理的示例性介电窗100和包含由氧化钇构成的气体喷射器108的气体喷射器组件104。例如，气体喷射器108可以由固态氧化钇组成，或者可以包括具有氧化钇涂层的非氧化钇材料。换句话说，气体喷射器108的外表面可以包含氧化钇涂层。介电窗100由石英(例如，高纯度石英)组成。介电窗100包含构造成容纳气体喷射器108的中心凹部112。中心凹部112包含延伸穿过介电窗100的开口116。图1B和图1C示出了介电窗100的视图，而图1D和图1E示出了包含介电窗100和安装在介电窗100内的气体喷射器组件104的组件。
气体喷射器组件104布置在中心凹部112内，使得气体喷射器108延伸穿过介电窗100的开口116。例如，插口120(例如，环形插口，例如圆盘插口)布置在中心凹部112中。可以由塑料、石英或另一种介电材料组成的插口120包含构造成容纳气体喷射器组件104的开口124(例如，卡口式开口)。
气体喷射器108(例如，包含多个气体出口128的蜂窝构造的气体喷射器)延伸穿过开口124和开口116并进入处理室28中。螺母组件132将气体喷射器组件104固定在开口124内。例如，螺母组件132构造成用于扭锁操作，例如在美国专利9,947,512中所描述的那样。RF屏蔽件136布置在螺母组件132与气体喷射器108之间。例如，RF屏蔽件136包含诸如铜、铝等的金属，和/或可以涂覆有金属(例如，银)。
气体喷射器组件104包含一个或多个O形环，以在气体喷射器组件104的各个部件之间提供气体密封。例如，O形环140布置在气体喷射器108(例如，凹槽中)与介电窗100之间。O形环144布置在RF屏蔽件136和气体连接块148之间。O形环152布置在气体喷射器108和气体连接块148之间。
气体喷射器108包含凸缘(例如，环形凸缘)156，其构造成将气体喷射器108固定在介电窗100的插口120内。由于氧化钇很脆并且更容易损坏，因此凸缘156的高度/深度大于包含氧化钇以外的材料的气体喷射器，其中凸缘156包含用于O形环140的凹槽并且在压力下可能破裂。例如，凸缘156的垂直高度可以与开口112的深度和插口120的高度基本相等(例如，在0.05英寸或1.25mm内)。仅作为示例，凸缘156的高度是0.5英寸(+/-0.05英寸)或12.7mm。因此，凸缘156的上表面与插口120的上表面齐平。
RF屏蔽件136包含构造成容纳螺母组件132的主体164的狭槽160。例如，狭槽160被布置在插口120上方(即，不在其内)。此外，RF屏蔽件136的下部凸缘168在凸缘156和插口120上方。
图2A、2B、2C和2D示出了根据本公开内容原理的由氧化钇(例如，固态氧化钇或另一种具有氧化钇涂层的材料)构成的示例性气体喷射器200的替代视图。例如，图2A示出了气体喷射器200的等距视图。图2B示出了气体喷射器200的剖视图。图2C示出了气体喷射器200的侧视图。图2D示出了图2B中所示的特征204的放大视图。
以上描述本质上仅是说明性的，绝不旨在限制本公开内容、其应用或用途。本公开内容的广泛教导能够以多种形式实现。因此，尽管本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应受到如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求之后，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开内容的原理的情况下，可以以不同的顺序(或同时)执行方法内的一个或多个步骤。此外，尽管以上将实施方式中的每一个描述为具有某些特征，但是相对于本公开内容的任何实施方案描述的那些特征中的任一个或多个都可以在其他实施方案中的任一个的特征中实现和/或与其他实施方案中任一个的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是互相排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换仍在本公开内容的范围内。
使用各种术语来描述元素之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系，包含“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“邻近”、“在……的顶部”、“上方”、“下方”和“设置”。除非明确地描述为“直接的”，否则在以上公开内容中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中在第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是其中在第一元件和第二元件之间存在一个或多个中间元件(在空间或功能上)的间接关系。如本文中所使用的，短语A、B和C中的至少一个应使用非排他性逻辑“或”解释为表示逻辑(A或B或C)，并且不应解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方式中，控制器是可以作为上述示例的部分的系统的部分。这样的系统可包括半导体处理设备，包括一个或多个处理工具、一个或多个室、一个或多个用于处理的平台和/或特定的处理部件(晶片基座、气流系统等)。这些系统可以与电子器件集成在一起，以在处理半导体晶片或衬底之前、期间和之后控制它们的操作。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部分。取决于系统的处理要求和/或类型，控制器可以被编程为控制本文公开的任何过程，包括处理气体的输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流量设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片进出工具和其他转移工具和/或连接到特定系统或与特定系统接合的负载锁。
广义地讲，控制器可以被定义为具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件，其接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等。集成电路可以包含存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器，或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式传递给控制器的指令，其定义用于在半导体晶片上或针对半导体晶片或对系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的在一层或多层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的裸片的制作期间完成一个或多个处理步骤的方案的部分。
在一些实施方案中，控制器可以是计算机的一部分或耦合到计算机，该计算机与系统集成、耦合到系统，以其他方式联网到系统或其组合。例如，控制器可以在“云”中，或者是fab主机计算机系统的全部或一部分，这能够实现对晶片处理的远程访问。计算机可以使得能够远程访问系统以监测制作操作的当前进度，检查过去的制作操作的历史，检查来自多个制作操作的趋势或性能指标，以改变当前处理的参数，设置要遵循当前处理的处理步骤，或开始新的过程。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)能够通过网络向系统提供处理方案，该网络可以包含局域网或互联网。远程计算机可以包含用户界面，该用户界面使得能够输入或编程参数和/或设置，然后将该参数和/或设置从远程计算机传送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其为在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤指定参数。应当理解，参数可以特定于要执行的过程的类型以及控制器构造成与之交互或控制的工具的类型。因此，如上所述，可以例如通过包括被联网在一起并朝着共同目的而工作(例如，本文中所描述的过程和控制)的一个或多个离散控制器来分布控制器。用于这种目的的分布式控制器的示例将是室上的一个或多个集成电路，其与远程定位(例如，在平台级别或作为远程计算机的部分)的一个或多个集成电路进行通信，它们进行组合以控制室上的过程。
示例系统不限制地可以包含等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、斜边蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块，以及在半导体晶片的制作和/或制造中可以关联或使用的任何其他半导体处理系统。
如上所述，根据工具要执行的一个或多个处理步骤，控制器会与其他工具电路或模块、其他工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近的工具、遍布工厂的工具、主计算机、另一个控制器或用于材料运输的工具(其将晶片容器运入和运出半导体制造工厂的工具位置和/或装载端口)中的一个或多个进行通信。

Claims (20)

1.一种用于衬底处理室的组件，所述组件包括：
石英介电窗，其构造成布置在所述衬底处理室的上表面中；
所述石英介电窗中的凹部，其中所述凹部包含延伸穿过所述石英介电窗的第一开口；以及
包含气体喷射器的气体喷射器组件，其中，所述气体喷射器组件布置在所述凹部内，使得所述气体喷射器延伸穿过所述第一开口，
其中，所述气体喷射器是以下中的一项：(i)由固态氧化钇组成，以及(ii)包含具有氧化钇涂层的外表面。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述气体喷射器对应于包含多个气体出口的蜂窝构造的气体喷射器。
3.根据权利要求1所述的组件，其还包括布置在所述凹部中的插口，其中，所述插口包含第二开口，并且所述气体喷射器延伸穿过所述第二开口。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述第二开口对应于卡口式开口。
5.根据权利要求3所述的组件，其中，所述插口由塑料和石英中的至少一种组成。
6.根据权利要求3所述的组件，其还包括螺母组件，所述螺母组件布置成将所述气体喷射器组件固定在所述第二开口内。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述螺母组件构造成用于扭锁操作。
8.根据权利要求6所述的组件，其还包括布置在所述螺母组件与所述气体喷射器之间的射频屏蔽件。
9.根据权利要求8所述的组件，其还包括布置在所述射频屏蔽件与所述气体喷射器组件的气体连接块之间的密封件。
10.根据权利要求8所述的组件，其中，所述射频屏蔽件包含构造成容纳所述螺母组件的主体的狭槽。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述狭槽布置在所述插口上方。
12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述气体喷射器包含布置在所述第二开口内的凸缘，并且所述射频屏蔽件的下部凸缘位于(i)所述气体喷射器的凸缘和(ii)所述插口上方。
13.根据权利要求1所述的组件，其还包括布置在所述气体喷射器与所述介电窗之间的凹槽中的密封件。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述密封件是O形环。
15.根据权利要求1所述的组件，还包括：布置在所述凹部中的插口，其中：
所述插口包含第二开口，并且所述气体喷射器延伸穿过所述第二开口；以及
所述气体喷射器包含布置在所述第二开口内的凸缘。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述凸缘的高度基本上等于(i)所述第一开口的深度和(ii)所述插口的高度中的至少一个。
17.根据权利要求15所述的组件，其中，所述凸缘的上表面与所述插口的上表面齐平。
18.一种用于衬底处理室的组件，所述组件包括：
石英介电窗，其构造成布置在所述衬底处理室的上表面中；
在所述石英介电窗中的中心凹部，其中，所述中心凹部包含延伸穿过所述石英介电窗的第一开口；
布置在所述中心凹部中的插口，其中，所述插口包含第二开口；以及
包含气体喷射器的气体喷射器组件，其中，所述气体喷射器组件布置在所述中心凹部内，使得所述气体喷射器延伸穿过所述第二开口，
其中，所述气体喷射器包含多个气体出口，并且是以下中的一项：(i)由固态氧化钇组成，以及(ii)包含具有氧化钇涂层的外表面。
19.根据权利要求18所述的组件，其还包括螺母组件，所述螺母组件布置成将所述气体喷射器组件固定在所述第二开口内，其中，所述气体喷射器包含布置在所述第二开口内的凸缘。
20.根据权利要求19所述的组件，其中，所述凸缘的高度基本上等于(i)所述第一开口的深度和(ii)所述插口的高度中的至少一个，使得所述凸缘的上表面与所述插口的上表面齐平。
CN201980050687.0A 2018-07-31 2019-07-29 用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器 Pending CN112514044A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862712415P 2018-07-31 2018-07-31
US62/712,415 2018-07-31
PCT/US2019/043926 WO2020028256A1 (en) 2018-07-31 2019-07-29 Honeycomb injector with dielectric window for substrate processing systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112514044A true CN112514044A (zh) 2021-03-16

Family

ID=69232551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980050687.0A Pending CN112514044A (zh) 2018-07-31 2019-07-29 用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20210028275A (zh)
CN (1) CN112514044A (zh)
WO (1) WO2020028256A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7220497B2 (en) * 2003-12-18 2007-05-22 Lam Research Corporation Yttria-coated ceramic components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components
US7685965B1 (en) * 2006-01-26 2010-03-30 Lam Research Corporation Apparatus for shielding process chamber port
JP5457109B2 (ja) * 2009-09-02 2014-04-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5377587B2 (ja) * 2011-07-06 2013-12-25 東京エレクトロン株式会社 アンテナ、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US9947512B2 (en) * 2011-10-25 2018-04-17 Lam Research Corporation Window and mounting arrangement for twist-and-lock gas injector assembly of inductively coupled plasma chamber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020028256A1 (en) 2020-02-06
KR20210028275A (ko) 2021-03-11
TW202036751A (zh) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7062383B2 (ja) アーク放電および点火を防ぎプロセスの均一性を向上させるための特徴を有する静電チャック
KR102521717B1 (ko) 아킹 (arcing) 을 감소시키기 위한 헬륨 플러그 설계
KR20230163977A (ko) 개방 볼륨 이퀄라이제이션 통로들 및 측면 밀폐부를 가진 평면형 기판 에지 콘택트
US10460977B2 (en) Lift pin holder with spring retention for substrate processing systems
US11133211B2 (en) Ceramic baseplate with channels having non-square corners
KR20220104779A (ko) 플라즈마 챔버들을 위한 저온 소결된 (sintered) 코팅들
TWI823977B (zh) 預防半導體基板處理中基座上的沉積
US10096471B2 (en) Partial net shape and partial near net shape silicon carbide chemical vapor deposition
TWI838390B (zh) 用於基板處理系統的利用介電窗之蜂巢型注射器
CN112514044A (zh) 用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器
US20180005867A1 (en) Esc ceramic sidewall modification for particle and metals performance enhancements
WO2018165292A1 (en) Boltless substrate support assembly
US20230245854A1 (en) Hybrid liquid/air cooling system for tcp windows
US20220375725A1 (en) Segmented gas distribution plate for high-power, high-pressure processes
US20220235459A1 (en) Reduced diameter carrier ring hardware for substrate processing systems
WO2023239531A1 (en) Liquid cooling plate for cooling of dielectric window of a substrate processing system
TW202416338A (zh) 用於冷卻基板處理系統之介電窗的液體冷卻板
TW202231136A (zh) 用於浮動變壓器耦合電漿腔室氣體板的承載環
WO2023043768A1 (en) Enclosure for mitigating rf power ramp up in icp source
WO2023077002A1 (en) Showerhead with hole sizes for radical species delivery
CN113795610A (zh) 在处理室中衬底的高温加热
WO2021061907A1 (en) Tunable and non-tunable heat shields to affect temperature distribution profiles of substrate supports

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination