CN1809911A - 高密度等离子体反应器 - Google Patents
高密度等离子体反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1809911A CN1809911A CNA2004800176376A CN200480017637A CN1809911A CN 1809911 A CN1809911 A CN 1809911A CN A2004800176376 A CNA2004800176376 A CN A2004800176376A CN 200480017637 A CN200480017637 A CN 200480017637A CN 1809911 A CN1809911 A CN 1809911A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasma
- plasma source
- source apparatus
- aforesaid
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 63
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明的高密度射频等离子体源使用特殊的天线设置以产生一定频率如13.56MHz的波。此天线的可调节性允许使射频能量与促发的等离子体有效地耦合,此促发的等离子体存在于半导体制造中的等离子处理过程中。等离子体源可以被用于下面的用途:等离子刻蚀、沉积、溅射系统、空间发动机、等离子体基消毒、等离子体消除系统。在又一个实施例中,等离子体源与也包括一排磁体和射频线圈的一个或多个处理室连接。一方面,由于反馈控制方法,这些元件可以用于等离子体密封或活化等离子体控制(等离子体自旋),另一方面,可用于现场NMR监控或分析如等离子处理前或后的处理室内的湿度监控、或现场NMR监控晶片或其它工件。
Description
技术领域
本发明涉及用于提高等离子体源和相关过程的方法和装置。
背景技术
已知螺旋波放电可以有效地产生高密度等离子体,并且已经作为高密度等离子工具使用于半导体处理(刻蚀、沉积、溅射...)[参见Lieberman M.A.和Lichtenberg A.J.编著的《等离子体放电原理和材料处理》,由J.Wiley & Sons出版社于1994年在纽约发行]、空间发动机和基础等离子试验。等离子体通常产生在位于100~300G或更高的纵向均匀磁场中的圆柱形真空容器中。电磁能被转移到频率在1~50MHz的等离子体源,通常以13.56MHz用于等离子处理操作。借助于特殊形状的天线,在等离子柱中产生螺旋波。
用于激发螺旋波的最普通的天线是Nagoya III型天线[参见Okamura S等发表在1986年的《核聚变(Nucl.Fusion)》第26期第1491页的文章],它的改进是Boswell的双鞍线圈[参见Boswell R.W.发表在1984年的《等离子体物理控制聚变(Plasma Phys.Control.Fusion)》的第26期第1147页的文章]。螺旋天线首先由Shoji等使用,并已经被改装为如单环天线[参见Sakawa Y.和Koshikawa N以及Shoji T发表在1996年的《应用物理快报(Appl.Phys.Lett.)》第69期第1695页的文章;Carter C.和Khachan J.发表在1999年的《等离子体源科学技术(Plasma Sources Sci.Technol.)》的第8期第432页的文章]、双环天线[参见Tynan G.R.等发表在1997年的《真空科学技术A(J.Vac.Sci.Technol.A)》的第15期第2885页的文章;Degeling A.W.、Jung C.O.、Boswell R.W.、Ellingboe A.R.发表在1996年的《物理等离子体(Phys.Plasmas》第3期第2788页的文章]、螺线管天线[参见Kim J.H.、Yun S.M.和Chang H.Y.发表在1996年的《物理快报A(Phys.Lett.A)》的第221期第94页的文章]和双线旋转场天线[参见Miljak D.G.和Chen F.F.发表在1998年的《等离子体源科学技术(Plasma Source Sci.Technol.》第7期的第61页的文章]。
该波的衰减可由碰撞理论解释[参见Chen F.F.、Sudit I.D.和Light M.发表在1996年的《等离子体源科学技术》第5期第173页的文章],但是螺旋波的无碰撞(Landau)衰减和称作Trivelpiece-Gould模式的、通过在室边界激发其他波的螺旋波传递也已经被讨论过[参见Chen F.F.编著的《工业射频等离子体源的物理机理(Physicalmechanisms in industrial RF plasma sources)》,由LTP-104出版社于2001年在加州大学洛杉矶分校(UCLA)发行]。该放电类型实现了在0.1帕压力范围高达1012~1013cm-3的电子密度。
形成正确的天线结构以激发产生等离子体的螺旋波的主要特征是:
激发频率:激发频率应当使波满足:ωci<ω<ωc(ωci为离子回旋频率,ωc为电子回旋频率)。工业标准频率如13.56MHz通常用于半导体制造行业。
波模:电磁场产生的波的模式结构使天线的布置可以最佳地被设计为有效地使射频功率与波的激发耦合。两个最低的模式是m=0和m=1模式。激发m=0模式的最佳途径是分开半个波长距离的两个环。对于m=1模式,当波沿主轴传播时,对于电场矢量和磁场矢量有一自然的螺距。对于本领域的情况,激发此模式的现有途径是螺旋形天线。
射频功率与等离子体耦合的效率:等离子体生产的效率取决于射频能量与等离子体的耦合。射频能量衰减的重要机理是Landau衰减。螺旋波的相速率由ω/kz给出,其中kz由频散关系给出和它依靠等离子体密度和磁场强度。理想地,波的相速率应当位于希望电离的气体的电离电势的最大值附近。kz值越高,密度越高。但是如果kz过高,那么电子能可能降低到电离电势之下。因此为了能够增加密度和控制电子温度,控制kz非常重要。
已知以包含四对电极(参见专利USN05146137,发明人为K-HKretschmer等,申请目为1992年9月8日)的装置产生螺旋波。第一对电极与第一电压相连。第二对电极与第二电压相连。第一电压的相相对于第二电压相移90°。第一和第二对电极安装在容器的第一区。然后将第三对电极和第四对电极安装在与容器第一区分开的容器第二区。容器的第三和第四区与移相电压相连,其方式类似于第一和第二对电极。在一替代实例中,通过电磁能从外部穿过容器壁与等离子体,耦合装置利用圆偏振波在容器内部产生等离子体:装置包括四个线圈。第一线圈与第一电压相连。第二线圈与第二电压相连。第一电压的相相对于第二电压相移90°。第三和第四线圈与移相电压相连,其方式类似于第一和第二线圈。在第三形式中,装置包含四对线圈。第一线圈与第一电压相连。第二线圈与第二电压相连。第一电压的相相对于第二电压相移90°。第一和第二对线圈安装在容器的第一区。然后第三对和第四对线圈安装在离开容器第一区的容器第二区。第三和第四对线圈与移相电压相连,其方式类似于第一和第二对线圈。
先前的装置和我们的发明之间的主要差别是,我们的天线存在包含电容元件的一个线圈(导电环和轴向段相连),反之先前的装置包括未与电容元件相连的四个独立的电极或线圈。而且,我们的发明是谐振天线,其中有作为方位角函数的正弦曲线电流分布,而先前的装置不是这样。
已知等离子体源与处理室连接,在处理室中定位工件以向工件沉积或刻蚀膜或溅射沉积膜。特别地,为用作现场核磁共振,此处理系统包括外部磁场组件和射频线圈。使用核磁共振(NMR)进行物理、化学和生物学的研究进展地深入且非常成功[参见P.J.Hore编著的《核磁共振》,由牛津大学出版社于1995年在英国牛津发行]。最近对于Tokamak试验已经开始将NMR用于等离子体诊断技术[参见ZwebenS.J.等发表在2003年的《科学工业评述(Rev.Sci.Inst.》的第74期第1460页的文章]。为减少设备的故障检修时间和提高所制造器件的质量,在低压和/或低温等离子体处理中使用NMR,尤其对于湿度监控、污染监控、处理室的表征,仍然是非常新颖的。
发明内容
根据本发明,提供一种如权利要求1所述的等离子体源装置。
本发明使用一个或多个等离子体源连同一个或多个处理室以在处理室内部的大面积上提供较高和均匀的密度。
在又一个实施例中,调节天线的电容元件和/或可移动轴向导电元件以提高射频能和等离子体之间的耦合,形成有源天线。
在又一个实施例中,等离子体源或处理室中的主要组件可以用作在处理室内部(基于NMR原理)现场监控环境或现场监控工件(如作为半导体加工部件的晶片)。
附图说明
图1是根据本发明的天线设置的示意图
图2是又一个实施例的天线设置的示意图
图3是等离子体源的基础配置的示意图
图4是天线配制的示意图,其中轴向导电元件扭曲
图5是包括位于反应器内部和外部的天线的等离子体反应器的配置和单元磁体的排列的示意图
图6是根据本发明、具有开放的导电环的天线排列的示意图
图7是在又一实施例中的天线设置的示意图
图8是根据本发明的天线网络的示意图
定义
流体:此术语包括气体、双相液体或超临界气体
导电环:一种导电元件,可以闭合或开放,其形状可以为环形、椭圆形或具有直角。
射频发生器:以一种或多种频率提供连续或脉冲射频功率的器件。
处理室:在其中发生等离子体处理如刻蚀、沉积、溅射、离子产生、杀菌的室;或其中放置一个或几个工件(晶片)用于传递、调节、储存操作的室。
具体实施方式
从图1,2,4,6和7可以看到,本发明的第一主要结构是天线设置:
射频电流流过至少一对导电环(具有任何布局)2和轴向导电元件1。以此种方式电流流过根据5的图2的设置。从射频电源4提供射频电压。
线圈的一个特征与激发有关。射频线圈的单激发点激发导致线性极化磁场B。使用一个可能的设置(参见图1)中所描述的线圈以直接方式实现90度相移激发。通过在两个输入电容器3激发线圈可以完成90度相移激发,两个输入电容器3沿一个导电环元件2的圆周彼此成直角放置。另外,为了实现希望的圆偏振,用于在两点激发线圈的射频源必须在电路上彼此有90度相位差。这样,如上所示的具有大致均匀横向场的两种模式被激发。
利用多射频放大器来激发天线可以实现天线的进一步特点。各放大器与不同的输入电容器连接,通过各放大器的信号被正确地定相以产生所希望的射频激发。这样,与驱动具有一个或两个放大器的天线的功率需求相比,来自各放大器的功率需求降低了。
天线可以用实心圆线如铜线制造或以包括扭绞或编结在一起的多股分开的绝缘束的导体制造。由于各股导线倾向于占据整个导体的横截面的所有可能位置,这种设计使得电流在整个导体均匀扩展的单股导线的磁链和电抗相等。主要的好处是减小AC损失。已知的此种构造的例子为绞合线(Litz)导线。
应当认识到,上面描述的多个放大器设置仅是示例性的,和利用四个或多个放大器的许多其它组合也是可能的。
图3示出了等离子体源的基础配置。具有Pyrex等离子体发生室6被放在通常为PVC管上的磁场发生器8环绕。射频功率10通过匹配网络9向天线提供能量。
此天线的主要优点是,对于m≠±1的各模式,电流分布显然等于零。在这两种模式中所有的天线功率将被集中。从试验上看,对于以螺旋波等离子体加热,m=1的模式显然是最有效的。另一个优点是,处理室内高度均匀的等离子体可以极大地减少对集成电路的损害,提高制造产率。
尤其在处理等离子体时,由于不仅与工件作用而且还与整个处理室作用,主要特征(密度、电子温度、离子温度、分压种类...)依赖于处理时间。这就是调整射频能和激发的等离子体之间耦合的可能性允许提高设备的处理效果和正常运行时间的原因。根据本发明形成有源天线的另一个实施例中,我们提出:其中至少一个电容器是可调的和/或至少一个导电环的位置可移动,和/或至少一个旋转的导电环(扭转天线)是可移动的,该旋转的导电环使位于第一上环上的轴向导电元件连接和位于第一下环上的轴向导电元件连接之间形成非零角。另一个配制包括根据用作诊断技术(磁探针、光探针、Langmuir探针、Hall探针...)的传感器反馈控制有源天线。
在根据本发明的又一个实施例中,磁体能传递作为时间和/或空间函数的磁化幅值以使蠕变磁体作用于形成在等离子体产生器的高密度与低密度的连续区中的等离子体。这种模式可以产生多个双层,它们是由具有相反信号的两个相邻电荷外层构成的结构,这两个外层通过单一空间电势分布连接不同的等离子体电势值。
在根据本发明的又一个实施例中,为了提高等离子体源的性能,能够邻近它增加互补的源作为电子回旋谐振源、离子回旋谐振源或电子Bernstein波。
在根据本发明的又一个实施例中,其中通过在射频线圈的纵向轴线周围机械移动同中心的射频屏蔽,实现频率调谐。在射频线圈周围移动屏蔽有效地改变系统的互感,提供调节谐振频率的机理。
根据本发明的又一个实施例中,等离子体源与处理室(参见图5)连接,处理室5包括一排磁体14、一排位于室壁外面的射频线圈15和一排位于室内的射频线圈16。射频线圈可以设计为一个等离子体源,也就是说带有多个电容器。线圈的一部分用作反馈线圈和其它部分用作传感器线圈。通过获得线圈传感器信号和处理后施加方便的电流来提高等离子体的行为可以控制等离子体稳定性。此传感器线圈可以被其它类型的传感器(光探针、Hall探针...)代替。
根据本发明的又一个实施例中,在处理室内增加其上通常为振荡电压的电极系列。此作用允许限制等离子体和/或颗粒。此陷阱中的四极电场向带电粒子施加径向力,它类似于周期性聚焦的四级磁场向带电粒子所施加的径向力。
根据本发明的又一个实施例中,我们使用处理室的组件(磁体阵列和射频线圈阵列)以通过核磁共振进行现场监控。实际上,我们可以通过一个或多个线圈施加射频场的一个瞬时脉冲。在关闭脉冲后,检查发射能量作为在同一线圈中感应的交变电压。NMR信号的幅值与观测物(室壁,工件...)中谐振自旋的数量成正比。但是由于自旋和它们的原子和分子环境之间的相互作用以及由于自旋-自旋之间的相互作用,吸收的多余能量也发生耗散。通过引发两个驰豫过程的分子运动及时调节这些相互作用。它导致了,如化学结合水可以从物理结合在固体表面的水和呈散装液态的水中分离。能够提高对磁场强度的监控,磁场强度沿特定方向形成了梯度。
这些NMR监控允许显著地提高处理过程(等离子体处理前或后,或定期维护后,可以控制气氛的质量,尤其是耗水率),使设备的正常运行时间和由此带来的所制造器件的产率最佳化。
根据本发明的又一个实施例中,等离子体源与光谐振器连接以通过射频等离子体实现气体激光器系统。此器件包括由石英制造以形成光谐振器的两个平坦的半透明镜子密封的气体放电管、用于激发射频放电的磁体中的本发明的天线。一个镜子可以安装在压电式换能器上。排列这些镜子以提供光波的多重反射。
根据本发明的又一个实施例中,等离子体源与产生声空化气泡的装置连接,此气泡作为点燃和保持等离子体的核心。因为等离子体形成在液态环境中,有可能在较以前更低的等离子化温度获得更高的膜沉积速率或刻蚀速率(它取决于所涉及的化学物类)。此外,可以在正常的温度和压力下进行此过程。先前的超声波和微波辐射的组合参见S.Nomura和H.Toyota发表在2003年的《应用物理快报》笫83期第4503页的文章,另一方面,辉光放电由Dow Corning等离子体产生。这里我们提出将超声波与射频等离子体类型结合。
本发明相关的主要应用有:等离子体处理(半导体制造、微米技术、纳米技术)、等离子体焊接、等离子体基消毒、等离子体切割、空间发动机、等离子体消除系统、学术研究...
尽管本发明已经被特定地描述和图解,但本发明意欲解释优选的实施例。可以理解,仅通过实例进行了公开。本领域技术人员可以在部件、步骤和特征的组合和排列方面进行多种改变而没有脱离本发明的精神和附带的权利要求书的保护范围。
Claims (29)
1、一种等离子体源装置,包括:
a.天线,
b.在所述天线附近的等离子体发生室,
c.用于将至少一种流体引入等离子体发生室的流体注射器,
d.具有连续的或脉冲射频电源的射频发生器,
其特征在于,所述天线包括沿一共同的纵轴隔开的两个导电环元件和使所述导电环元件彼此连接的至少一个轴向导电段,每个所述导电环元件和/或所述轴向导电段包括至少一个电容元件。
2、如权利要求1的等离子体源装置,其特征在于只有所述导电环元件包括至少一个电容元件。
3、如权利要求1的等离子体源装置,其特征在于只有所述轴向导电元件包括至少一个电容元件。
4、如权利要求1的等离子体源装置,其特征在于所述导电环元件和所述轴向导电段包括至少一个电容元件。
5、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括几个轴向导电段,各轴向导电段使所述导电环元件相互连接。
6、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括天线冷却装置,如冷却器、热管、低温冷却器或珀尔贴器件。
7、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括等离子体发生室的热控制装置以避免尤其在等离子体点燃过程中等离子体发生室的内部和外部之间的热冲击。
8、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括将射频发射器和天线互连的匹配网络,该互连方式有助于射频能量从射频发生器到天线的最佳传递。
9、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括一个固定的或可移动的屏蔽,该屏蔽包围天线但不与天线连接,并适于实时调整或形成天线和等离子体之间的最佳电磁耦合。
10、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于轴向导电元件通过电容元件与屏蔽直接相连。
11、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括布置在天线周围的磁场发生器。
12、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于至少一个所述电容元件是可调节的。
13、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于所述轴向导电元件或至少一个所述轴向导电段是扭绞的。
14、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于至少一个所述导电环元件是可移动的。
15、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它与一光谐振器连接,所述光谐振器包括放在等离子体发生室范围内的至少两个镜子(其中一个是部分反射),这些镜子排列成用以提供光波的多重反射。
16、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它与通过超声波产生空化气泡的装置连接;然后射频被引入声空化气泡内部,所述气泡作为等离子体点燃和保持的核心。等离子体发生室可以包含从中产生气泡的液体。
17、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它与一互补的等离子体源连接,所述互补等离子体源作为电子回旋谐振源或离子回旋谐振源。
18、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它与等离子体发生室内部或外部的互补天线连接。
19、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于所述天线也适于用作接收系统以对放在等离子体发生室内的流体或工件进行核磁共振(NMR)监控或分析。
20、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,其特征在于所述轴向导电段和/或所述导电环元件的每一个由体导线、通常是绞合线导线的编结导线或管状线制造。
21、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它包括先前的权利要求中限定的天线网络,其中相邻的导电环元件对具有至少一个共同的轴向导电段。
22、如任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它与一个或多个处理室连接。
23、根据任一个前述的权利要求的多个等离子体源装置,各等离子体源协同连接到至少一个处理室。
24、根据任一个前述的权利要求的一个或多个等离子体源装置,它包括多个射频线圈,所述射频线圈靠近所述处理室环形布置。
25、根据任一个前述的权利要求的一个或多个等离子体源装置,其特征在于至少一个射频线圈包括电容元件。
26、根据权利要求22、23、24或25的一个或多个等离子体源装置,它包括多个磁体,该磁体设置成靠近所述处理室环形布置,以对例如所述处理室和/或其中的工件进行NMR监控。
27、根据权利要求22、23、24、25或26的一个或多个等离子体源装置,它包括多个电极,这些电极形成被施加振荡电压的鲍尔(Paul)陷阱型或配宁(Penning)陷阱型。
28、根据任一个前述的权利要求的等离子体源装置,它用于如现场对湿度进行NMR监控或对处理室进行现场NMR监控,或对处理室内的工件(如晶片)进行现场NMR分析。
29、根据任一个前述的权利要求的等离子体源装置的用途,其特征在于射频激发被同时施加到所述天线的一个或多个端口上,优选地施加在两个天线端口上,其中两个端口之间的差别是输入激发上的90度相移。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03405360A EP1480250A1 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | A high density plasma reactor and RF-antenna therefor |
EP03405360.3 | 2003-05-22 | ||
PCT/CH2004/000300 WO2004105078A2 (en) | 2003-05-22 | 2004-05-18 | A high density plasma reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1809911A true CN1809911A (zh) | 2006-07-26 |
CN1809911B CN1809911B (zh) | 2011-06-15 |
Family
ID=33041145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2004800176376A Expired - Lifetime CN1809911B (zh) | 2003-05-22 | 2004-05-18 | 高密度等离子体反应器 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8974629B2 (zh) |
EP (2) | EP1480250A1 (zh) |
JP (1) | JP2007511867A (zh) |
KR (1) | KR20060040588A (zh) |
CN (1) | CN1809911B (zh) |
AT (1) | ATE422097T1 (zh) |
DE (1) | DE602004019281D1 (zh) |
TW (1) | TWI383711B (zh) |
WO (1) | WO2004105078A2 (zh) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102318034A (zh) * | 2009-02-10 | 2012-01-11 | 赫利森有限责任公司 | 用于大面积等离子体加工的装置 |
CN101945689B (zh) * | 2008-01-30 | 2012-07-18 | 应用材料公司 | 用于预离子化表面波发射的等离子体放电源的系统和方法 |
CN104947047A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 斯克林集团公司 | 溅射装置 |
CN105340063A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-02-17 | 应用材料公司 | 用于等离子体处理系统的天线阵列配置 |
CN108288766A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 株式会社理光 | 天线装置、通信装置及天线装置的制造方法 |
CN109074998A (zh) * | 2016-04-29 | 2018-12-21 | 雷特罗萨米科技有限责任公司 | Vhf z线圈等离子体源 |
CN109586716A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 新奥科技发展有限公司 | 相位分频器和射频电源系统 |
CN109804260A (zh) * | 2016-10-10 | 2019-05-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 共面的射频线圈馈电 |
CN111183504A (zh) * | 2017-10-02 | 2020-05-19 | 东京毅力科创株式会社 | 制造过程中的超局部和等离子体均匀性控制 |
CN111916329A (zh) * | 2019-05-08 | 2020-11-10 | 德利比特有限责任公司 | Ecr离子源及操作ecr离子源的方法 |
CN112133165A (zh) * | 2020-10-15 | 2020-12-25 | 大连理工大学 | 一种直线等离子体实验装置 |
CN113285223A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种分立式π/2相位差离子回旋共振加热天线 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1605493A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-14 | HELYSSEN S.à.r.l. | Plasma processing control |
GB0501460D0 (en) * | 2005-01-25 | 2005-03-02 | Univ Edinburgh | Improved plasma cleaning method |
KR100847007B1 (ko) * | 2007-05-31 | 2008-07-17 | 세메스 주식회사 | 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법 |
EP2234649A4 (en) * | 2007-11-21 | 2011-04-20 | Univ Florida | SELF-STERILIZING DEVICE EMPLOYING PLASMA FIELDS |
JP2010090434A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置の製造装置 |
ITMI20092107A1 (it) * | 2009-11-30 | 2011-06-01 | Milano Politecnico | Metodo e apparato per la deposizione di strati sottili nanostrutturati con morfologia e nanostruttura controllata |
KR20120004040A (ko) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 발생장치 |
US20140202131A1 (en) * | 2011-05-12 | 2014-07-24 | Roderick William Boswell | Plasma micro-thruster |
JP6318447B2 (ja) * | 2014-05-23 | 2018-05-09 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ加速装置及びプラズマ加速方法 |
US10017857B2 (en) * | 2015-05-02 | 2018-07-10 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for controlling plasma near the edge of a substrate |
JP6794382B2 (ja) | 2015-07-03 | 2020-12-02 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | プラズマ増強プロセスにおけるウェブ状基材の処理のためのデバイス |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3629000C1 (de) | 1986-08-27 | 1987-10-29 | Nukem Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden einer Schicht durch plasmachemischen Prozess |
US4990229A (en) * | 1989-06-13 | 1991-02-05 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
DE3942964A1 (de) * | 1989-12-23 | 1991-06-27 | Leybold Ag | Einrichtung fuer die erzeugung eines plasmas |
NL9000809A (nl) * | 1990-04-06 | 1991-11-01 | Philips Nv | Plasmagenerator. |
US6024826A (en) * | 1996-05-13 | 2000-02-15 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
US5728253A (en) * | 1993-03-04 | 1998-03-17 | Tokyo Electron Limited | Method and devices for detecting the end point of plasma process |
JP2770753B2 (ja) * | 1994-09-16 | 1998-07-02 | 日本電気株式会社 | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
US5811022A (en) * | 1994-11-15 | 1998-09-22 | Mattson Technology, Inc. | Inductive plasma reactor |
US5643639A (en) * | 1994-12-22 | 1997-07-01 | Research Triangle Institute | Plasma treatment method for treatment of a large-area work surface apparatus and methods |
US5888413A (en) * | 1995-06-06 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing method and apparatus |
JP2845199B2 (ja) * | 1996-06-14 | 1999-01-13 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 |
JP3646901B2 (ja) * | 1996-08-26 | 2005-05-11 | 株式会社アルバック | プラズマ励起用アンテナ、プラズマ処理装置 |
US6164241A (en) * | 1998-06-30 | 2000-12-26 | Lam Research Corporation | Multiple coil antenna for inductively-coupled plasma generation systems |
JP2000150483A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | C Bui Res:Kk | プラズマ処理装置 |
GB2344930B (en) * | 1998-12-17 | 2003-10-01 | Trikon Holdings Ltd | Inductive coil assembly |
US6257168B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-07-10 | Lam Research Corporation | Elevated stationary uniformity ring design |
US6441555B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-08-27 | Lam Research Corporation | Plasma excitation coil |
KR20010108968A (ko) * | 2000-06-01 | 2001-12-08 | 황 철 주 | 플라즈마 공정장치 |
KR100396214B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2003-09-02 | 주성엔지니어링(주) | 초단파 병렬 공명 안테나를 구비하는 플라즈마 공정장치 |
-
2003
- 2003-05-22 EP EP03405360A patent/EP1480250A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-18 CN CN2004800176376A patent/CN1809911B/zh not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-18 AT AT04733521T patent/ATE422097T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-05-18 KR KR1020057022316A patent/KR20060040588A/ko not_active Application Discontinuation
- 2004-05-18 DE DE602004019281T patent/DE602004019281D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-18 EP EP04733521A patent/EP1627413B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-05-18 JP JP2006529535A patent/JP2007511867A/ja active Pending
- 2004-05-18 US US10/557,695 patent/US8974629B2/en active Active
- 2004-05-18 WO PCT/CH2004/000300 patent/WO2004105078A2/en active Application Filing
- 2004-05-21 TW TW093114547A patent/TWI383711B/zh active
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101945689B (zh) * | 2008-01-30 | 2012-07-18 | 应用材料公司 | 用于预离子化表面波发射的等离子体放电源的系统和方法 |
CN102318034B (zh) * | 2009-02-10 | 2014-07-23 | 赫利森有限责任公司 | 用于大面积等离子体加工的装置 |
CN102318034A (zh) * | 2009-02-10 | 2012-01-11 | 赫利森有限责任公司 | 用于大面积等离子体加工的装置 |
CN105340063A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-02-17 | 应用材料公司 | 用于等离子体处理系统的天线阵列配置 |
CN104947047A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 斯克林集团公司 | 溅射装置 |
CN109074998A (zh) * | 2016-04-29 | 2018-12-21 | 雷特罗萨米科技有限责任公司 | Vhf z线圈等离子体源 |
CN109804260A (zh) * | 2016-10-10 | 2019-05-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 共面的射频线圈馈电 |
CN109804260B (zh) * | 2016-10-10 | 2021-09-28 | 皇家飞利浦有限公司 | 共面的射频线圈馈电 |
CN108288766A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 株式会社理光 | 天线装置、通信装置及天线装置的制造方法 |
US10522910B2 (en) | 2017-01-10 | 2019-12-31 | Ricoh Company, Ltd. | Antenna device, communication device, and method for producing antenna device |
CN111183504A (zh) * | 2017-10-02 | 2020-05-19 | 东京毅力科创株式会社 | 制造过程中的超局部和等离子体均匀性控制 |
CN111183504B (zh) * | 2017-10-02 | 2023-07-21 | 东京毅力科创株式会社 | 制造过程中的超局部和等离子体均匀性控制 |
CN109586716A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 新奥科技发展有限公司 | 相位分频器和射频电源系统 |
CN111916329A (zh) * | 2019-05-08 | 2020-11-10 | 德利比特有限责任公司 | Ecr离子源及操作ecr离子源的方法 |
CN111916329B (zh) * | 2019-05-08 | 2023-06-27 | 德利比特有限责任公司 | Ecr离子源及操作ecr离子源的方法 |
CN112133165A (zh) * | 2020-10-15 | 2020-12-25 | 大连理工大学 | 一种直线等离子体实验装置 |
CN113285223A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种分立式π/2相位差离子回旋共振加热天线 |
CN113285223B (zh) * | 2021-05-24 | 2023-10-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种分立式π/2相位差离子回旋共振加热天线 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004105078A2 (en) | 2004-12-02 |
US20070056515A1 (en) | 2007-03-15 |
CN1809911B (zh) | 2011-06-15 |
EP1627413A2 (en) | 2006-02-22 |
JP2007511867A (ja) | 2007-05-10 |
KR20060040588A (ko) | 2006-05-10 |
ATE422097T1 (de) | 2009-02-15 |
EP1480250A1 (en) | 2004-11-24 |
WO2004105078A3 (en) | 2005-05-12 |
EP1627413B1 (en) | 2009-01-28 |
US8974629B2 (en) | 2015-03-10 |
TWI383711B (zh) | 2013-01-21 |
TW200505296A (en) | 2005-02-01 |
DE602004019281D1 (de) | 2009-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1809911B (zh) | 高密度等离子体反应器 | |
US5430355A (en) | RF induction plasma source for plasma processing | |
KR0141592B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 | |
KR101357123B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
US8179050B2 (en) | Helicon plasma source with permanent magnets | |
CN1316547C (zh) | 等离子体反应器线圈磁体系统 | |
CN1602563A (zh) | 等离子体产生装置和方法以及rf驱动器电路 | |
KR101092511B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 생성장치 | |
KR20100084108A (ko) | 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 생성장치 | |
JP2010166011A5 (zh) | ||
WO2007002455A2 (en) | Helicon plasma source with permanent magnets | |
CN101248707B (zh) | 制造等离子体的方法和装置 | |
US20060225653A1 (en) | Apparatus and method for generating uniform plasmas | |
Menard et al. | Laboratory measurements and optimization of inductively coupled loop antenna plasma sources | |
JPH06124794A (ja) | プラズマ発生装置 | |
Chen | 6.1 Introduction In the etching and deposition steps in the production of semiconductor chips, plasma processing is required for three main reasons. First, electrons are used to dissociate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Lausanne, Belmont, Switzerland Patentee after: HELYSSEN S.A.R.L. Address before: Lausanne Patentee before: HELYSSEN S.A.R.L. |
|
CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110615 |
|
CX01 | Expiry of patent term |