CN206546813U - 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器 - Google Patents

利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN206546813U
CN206546813U CN201621084463.1U CN201621084463U CN206546813U CN 206546813 U CN206546813 U CN 206546813U CN 201621084463 U CN201621084463 U CN 201621084463U CN 206546813 U CN206546813 U CN 206546813U
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
plasma reactor
gas
plasma
power
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201621084463.1U
Other languages
English (en)
Inventor
K·拉马斯瓦米
L·王
S·莱恩
Y·杨
S·D·耐马尼
P·戈帕尔拉迦
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.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
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 Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Priority to CN201721159736.9U priority Critical patent/CN207503911U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206546813U publication Critical patent/CN206546813U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/46—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding self-aligning contacts
    • 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
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • 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
    • 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
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • 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
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • 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
    • H01J37/32422—Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • 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
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • 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
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving 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
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • 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
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • 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
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3322—Problems associated with coating
    • H01J2237/3323—Problems associated with coating uniformity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

公开了一种利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器。一种等离子体源，由等离子体点源的阵列组成，该等离子体源对用户界定的区域在空间上和时间上控制带电粒子和自由基的产生。

Description

利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器
本申请要求由Kartik Ramaswamy等人于2015年9月28日提出的、标题为“利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器(A PLASMA REACTOR FOR PROCESSING AWORKPIECE WITH AN ARRAY OF PLASMA POINT SURFACES)”的美国申请No.14/867,240的优先权权益。
技术领域
本公开关于诸如半导体晶片的工件的等离子体处理，以及工艺不均匀性的降低。
背景技术
在传统的等离子体处理中，处理过的晶片可能由于不同的蚀刻环境而遭受不均匀应力造成的局部不均匀性、不均匀的膜组成物(对于沉积工艺)、不均匀的CD(特征的临界尺寸)。这可能是由于引入的晶片之间的差异或处理腔室的特性中的差异(例如，在转盘式处理腔室中，旋转的晶片经历前缘和后缘的自由基停留时间差异或不同的局部温度)。
实用新型内容
一种等离子体反应器，包含：处理腔室以及在该处理腔室中的工件支座，该腔室包含面对该工件支座的下顶板；覆盖在该下顶板上方并面对该下顶板的上顶板以及覆盖在该上顶板上方的气体分配器；在该上顶板与下顶板之间界定多个空腔的多个腔壁，该气体分配器包含至该多个空腔中的相应空腔的多个气流路径；在该下顶板中与该多个空腔中的相应空腔对齐的多个出口孔；以及邻接该多个空腔中的相应空腔的相应功率施加器、电源、耦接到该等功率施加器中的相应功率施加器的多个功率导体、以及耦接在该电源与该多个功率导体之间的功率分配器。
在一个实施例中，该多个腔壁包含电介质腔壁。
在进一步的实施例中，该电源包含RF发电机，且其中该等相应功率施加器中的每个功率施加器由该多个腔壁中的对应腔壁与该多个空腔中的对应空腔的内部分隔。
在一个实施例中，该功率施加器包含电极以用于将RF功率电容地耦合到该多个空腔中的对应空腔中。在此实施例中，每个电极都可以围绕该多个空腔中的对应空腔的一部分。
在另一个实施例中，该功率施加器包含线圈天线以用于将RF功率感应地耦合到该多个空腔中的对应空腔中。在此实施例中，该线圈天线可以包含导体，该导体盘绕该多个空腔中的对应空腔的一部分。
在又进一步的实施例中，该电源为直流发电机，该等功率施加器中的每个功率施加器皆包含用于直流放电的电极，且其中该等电介质腔壁中的每个腔壁皆配置成使对应的电极暴露于该多个空腔中的对应空腔的内部。
在一个实施例中，该功率分配器包含耦接在该发电机的输出与该等功率导体中的相应功率导体之间的多个开关。
在一个实施例中，该等离子体反应器进一步包含处理器，该处理器依据用户定义的指令单独地控制该多个开关。
在一个实施例中，该等离子体反应器进一步包含工艺气源和气体分配器，该气体分配器包含多个阀，该多个阀耦接在该工艺气源与该多个空腔中的相应空腔之间。该工艺气源可以包含不同气体物种的多个气源，其中该多个阀中的相应阀耦接在该多个气源中的相应气源与该多个空腔中的相应空腔之间。在一个实施例中，该等离子体反应器进一步包含处理器，该处理器依据用户定义的指令单独地控制该多个阀。
在一个实施例中，该等离子体反应器进一步包含远程等离子体源，该远程等离子体源被耦接以将等离子体副产物递送到该多个空腔。
在一个实施例中，该处理腔室进一步包含圆柱形侧壁，该反应器进一步包含感应耦合的等离子体源，该感应耦合的等离子体源包含线圈天线及RF发电机，该线圈天线缠绕该圆柱形侧壁，该RF发电机通过阻抗匹配耦接到该线圈天线。
在一个实施例中，一种等离子体反应器包含：处理腔室以及在该处理腔室中的工件支座；覆盖在该工件支座上方的气体分配器；在该气体分配器下方界定多个空腔的多个腔壁，该气体分配器包含至该多个空腔中的相应空腔的多个气流路径；邻接该多个空腔中的相应空腔的相应功率施加器、电源、耦接到该等功率施加器中的相应功率施加器的多个功率导体、以及耦接在该电源与该多个功率导体之间的功率分配器；以及工艺气源和气体分配器，该气体分配器包含多个阀，该多个阀耦接在该工艺气源与该多个空腔中的相应空腔之间。
在进一步的实施例中，一种在等离子体反应器中处理工件的方法，该等离子体反应器包含等离子体点源的阵列，该等离子体点源的阵列分布在该工件的表面上方，所述方法包含以下步骤：在该工件上进行等离子体工艺；观察横跨该工件的该表面的工艺速率的空间分布中的不均匀性；以及通过进行以下步骤中的至少一者来降低该不均匀性：
(a)调整该等离子体点源的阵列之中的等离子体源功率级的分配，或
(b)调整该等离子体点源的阵列之中的气流的分配。
附图说明
因此，为了可以详细理解所得的本实用新型的示例性实施例的方式，可参照在所附附图中示出的本实用新型实施例得出以上简要概述的本实用新型的更具体的描述。应当理解的是，本文中未讨论某些众所周知的工艺，以免模糊本实用新型。
图1A为具有等离子体点源的阵列的第一实施例的简化图。
图1B为图1A的实施例中的等离子体点源的放大平面图。
图2A和图2B绘示等离子体点源的阵列的不同布置。
图3绘示其中等离子体点源采用等离子体直流放电的实施例。
图4绘示其中等离子体点源采用感应耦合的实施例。
图5绘示图1A的实施例采用远程等离子体源的变型。
图6绘示图4的实施例采用远程等离子体源的变型。
图7绘示图1A的实施例除了等离子体点源的阵列以外还具有腔室宽的感应耦合源的变型。
为了便于理解，已在可能处使用相同的附图标记来指附图共有的相同元件。构思的是，可以将一个实施例的元件和特征有益地并入其他实施例中而无需进一步详述。然而，应注意的是，附图仅示出本实用新型的示例性实施例，因此不应被视为限制本实用新型的范围，因本实用新型可认可其他等同有效的实施例。
具体实施方式
介绍：
等离子体源由大量的或一个阵列的单独受控的局部等离子体点源组成，这允许在用户界定的区域上在空间和时间上控制带电粒子物种(电子、负和正离子)和自由基。
使用能够在空间和时间上控制的等离子体源能够校正局部的不均匀性。这可以通过在产生带电粒子和自由基的不同等离子体点源中启动或关闭等离子体产生来实现。替代地或另外地，这可以通过改变至不同等离子体点源的工艺气流来实现。例如，气流可以被启动或关闭和/或可以改变用于每个等离子体点源的气体混合物。使用者可以选择在局部等离子体点源中被离子化或分解的气体。使用者可以进一步选择放电的时间或持续时间。
人们可以通过在不同的同时局部气体放电中并行操作不同的气体化学过程(空间控制)或通过在同一局部放电中局部交替气体化学过程来改变局部放电化学过程。
人们可以使整个工件(晶片)经受恒定的负直流偏压、但局部吸引离子来布植、或蚀刻或沉积。
可以将等离子体点源的阵列与传统非局部等离子体源(诸如电容耦合的大电极等离子体源或感应耦合的等离子体源)组合，并实时校正等离子体生成中的局部不均匀性。
可以将等离子体点源的阵列与远程等离子体源(例如远程自由基源)组合。自由基处理步骤之后可以接着等离子体处理步骤，在等离子体处理步骤中人们可以改变成分和局部停留时间。过去的解决方案通过改变经过基板支座中的局部加热元件的电流而着重于温度的局部变化。本文描述的实施例添加到现有的解决方案，并实现局部化学过程，并且影响带电粒子和自由基的产生，而不是只依赖温度来加速反应。
实施例：
图1A和图1B描绘具有使用RF频率电容耦合的多个等离子体点源90的实施例。点源90可被布置成各种配置，诸如圆形(图2A)或派形(图2B)。图1A的实施例包括具有处理区域92的工艺腔室主体100，处理区域92被圆柱形侧壁102、下顶板104以及底板106包围。工件支座94在处理区域92内支撑工件96。真空泵108可以通过底板106耦接到处理区域92。支撑在上圆柱形侧壁126上的上顶板110覆盖在下顶板104上方并支撑气体分配器112。下顶板104包括气体出口孔114的阵列。在图1A的实施例中，点源90是圆柱形腔115的阵列，圆柱形腔115被电介质圆柱形腔壁116包围，每个电介质圆柱形腔壁116都平行于圆柱形侧壁102的对称轴并与相应的一个气体出口孔114对齐。电介质圆柱形腔壁116被相应的圆柱形电极118环绕。
每个等离子体点源90都是局部的，其中每个气体出口孔114的面积相对于下顶板104或上顶板110的面积或相对于腔室主体100的直径是较小的。在一个实施例中，每个气体出口孔114的面积都不超过下顶板104或上顶板110的面积或腔室主体100的面积的5％。
在图1A和图1B的描绘的实施例中，每个气体出口开口114的形状都是圆形，并与圆柱形腔115的形状一致。然而，在其他实施例中，每个气体出口孔114都可以具有任意的形状，并且可以不与圆柱形腔115的形状一致。例如，每个气体出口孔114都可以具有非圆形的形状(例如椭圆形)，或可以具有多边形的形状或线性狭缝的形状或一些前述形状的组合。如果气体出口孔114的形状不与圆柱形腔115一致，则在一个实施例中，可以引入适配器(未示出)来提供气体出口孔114与圆柱形腔115之间的气体密封。
上顶板110具有气体入口开口119的阵列，每个气体入口开口119都与相应的一个圆柱形腔115对齐。气体分配器112通过气体入口开口119将工艺气体供应到圆柱形腔115中。单独的功率导体120将功率引导到相应的圆柱形电极118中的单独一个。功率分配器122将功率从电源124分配到功率导体120。在一个实施例中，电源124是交流(AC)发电机或具有射频(RF)阻抗匹配的RF发电机。在相关的实施例中，例如，电源124的频率可以是从直流(D.C.)到超高频(UHF)的任何频率。在一个实施例中，通过将RF功率从圆柱形电极118通过电介质圆柱形腔壁116电容耦合到圆柱形腔115中而在圆柱形腔115中产生等离子体。下顶板104将圆柱形电极118与等离子体隔离。
气体分配器112从多个气体供应器250接收不同的气体物种，并依据用于不同圆柱形腔115的不同的使用者特定的气体配方通过相应的气体入口开口119将不同的气体混合物分配到不同的圆柱形腔115。例如，气体分配器112可以包括由处理器254依据用户定义的指令单独控制的气体阀252的阵列，该指令限定用于单独圆柱形腔115的气体混合物。气体阀252的阵列在多个气体供应器250与气体入口开口119之间耦接到圆柱形腔115。
在一个实施例中，功率分配器122单独地控制供应到每个功率导体120的功率。例如，功率分配器122可以包括电开关262的阵列，电开关262由处理器254依据用户定义的指令独立地控制。可以通过脉宽调制来控制功率，并且用户定义的指令可以限定用于单独圆柱形腔115的功率的单独开/关持续时间(或工作周期)。电开关262的阵列耦接在电源124与功率导体120之间。
在第一实施例中，下顶板104由电介质材料形成，而上顶板110由导电材料形成。在第二实施例中，下顶板104邻接由导电材料形成的下板190，并且下板190和上顶板110都接地。以这种方式，等离子体源位于两个接地的板(即下板190与上顶板110)之间。
图3描绘其中等离子体由直流放电产生并且电源124是直流发电机的实施例。每个电介质圆柱形腔壁116都终止于对应的圆柱形电极118上方。这个特征可以使每个圆柱形电极118直接暴露于等离子体，以促进直流放电。
图4描绘图1A的实施例的变型，其中圆柱形电极118被单独的感应线圈210取代，以在每个圆柱形腔115内产生感应耦合的等离子体。每个感应线圈210都缠绕在对应的圆柱形电介质壁116的底部部分，如图4所描绘。在图4的实施例中，变化的磁场在圆柱形腔115中产生变化的电场，这进而产生封闭转动的振荡的等离子体电流。
图5描绘图1A的实施例的另一个变型，其中包括远程等离子体源220和自由基分配板280。自由基分配板280从远程等离子体源220将自由基引导到单独的圆柱形腔115中。远程等离子体源220可以包括由电源224驱动的等离子体源功率施加器222。远程等离子体源220可以进一步包括含有期望自由基物种的前驱物的受控气源226。还有一些远程产生的化学活性自由基在晶片的处理中发挥关键作用的工艺。然而，可能需要遵循使用等离子体处理步骤的自由基处理。具有在空间上和时间上可控制的等离子体源有助于解决自由基的不均匀性。在自由基寿命短(重新结合成为惰性中性粒子)的情况下，具有可控制的等离子体密度可以有助于再生重要的自由基。
图6描绘图4的实施例的变型，其中包括远程等离子体源220和自由基分配板280。在图6的实施例中，将远程等离子体源220与图4的感应耦合的等离子体源(即感应耦合的线圈210)组合。与图1A的实施例的电容耦合的等离子体源相比，感应耦合的等离子体源(线圈210)能够在不同的(较低的)压力状态(例如低于25毫托)下操作。
图7描绘图1A的实施例的变型，其中将等离子体点源90的阵列与较大的非局部感应耦合的等离子体源组合。图7的非局部感应耦合的等离子体源包括围绕圆柱形侧壁102的螺旋状缠绕的线圈天线240。螺旋状缠绕的线圈天线240由RF发电机242通过RF阻抗匹配244驱动。在图7的实施例中，圆柱形侧壁102由非金属材料形成，以使RF功率能够通过圆柱形侧壁102感应地耦合。下板190保护单独的等离子体点源(对应于单独的圆柱形腔115)免受较大的感应耦合的等离子体源(对应于螺旋状缠绕的线圈天线240)破坏。
单独的等离子体点源90(对应于单独的圆柱形腔115)是可单独控制的。这使得能够在空间和时间上控制等离子体分布。可以以降低等离子体分布不均匀性的方式运用这种控制。
控制模式：
电源124可以以不同的模式对每个等离子体点源90供电。在第一模式中，每个等离子体点源90消耗固定量的功率，并且控制系统使用电开关262的阵列接通或断开供应到等离子体点源的功率。在一个示例中，每个点源在接通时消耗约3瓦特的恒定量。电开关262的阵列基本上依命令将功率施加到单独的等离子体点源90。等离子体密度与被接通的等离子体点源90的数量有关。以这种方式，被递送到每个等离子体点源90的净功率可以通过脉宽修改来控制。
在第二模式中，所控制的是被递送到每个等离子体点源90的功率的水平。并且，至单独等离子体点源90(或等离子体点源90的组)的气体成分可以被气体分配器112改变。因此，不同的等离子体点源90不必具有相同的气体放电成分。每个等离子体点源90都具有固定的地址。至每个等离子体点源90的功率和/或气流可以被有针对性地单独接通或断开。
依据一个方法，测量横跨工件表面的工艺速率的空间分布。工艺速率分布中的不均匀性是通过建立供应到等离子体点源90的阵列的功率的开/关工作周期的空间分布来补偿，功率的开/关工作周期的空间分布实际上是测得的工艺速率空间分布的倒数。换句话说，开/关功率工作周期的分布在测得的工艺速率分布具有极小值的位置具有极大值，并且在测得的工艺速率分布具有极大值处具有极小值。
依据另一个方法，工艺速率分布中的不均匀性通过建立供应到等离子体点源90的阵列的工艺气流的开/关工作周期的空间分布来补偿，工艺气流的开/关工作周期的空间分布实际上是测得的工艺速率空间分布的倒数。换句话说，开/关气流工作周期的分布在测得的工艺速率分布具有极小值的位置具有极大值，并且在测得的工艺速率分布具有极大值处具有极小值。
优点：
主要的优点是空间上和时间上完全控制带电粒子和活性自由基的产生。这使得能够对局部带电粒子和活性自由基的分布进行空间上和时间上的控制。
虽然前述是针对本实用新型的实施例，但仍可以在不偏离本实用新型的基本范围的情况下设计出本实用新型的其他和进一步的实施例，而且本实用新型的范围是由所附权利要求书确定。

Claims (19)

1.一种等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器包含：
处理腔室和在所述处理腔室中的工件支座，所述腔室包含面对所述工件支座的下顶板；
覆盖在所述下顶板上方的并且面对所述下顶板的上顶板和覆盖在所述上顶板上方的气体分配器；
在所述上顶板与所述下顶板之间界定多个空腔的多个腔壁，所述气体分配器包含至所述多个空腔中的相应空腔的多个气流路径；
在所述下顶板中与所述多个空腔中的相应空腔对齐的多个出口孔；
邻接所述多个空腔中的相应空腔的相应功率施加器、电源、耦接到所述功率施加器中的相应功率施加器的多个功率导体，以及耦接在所述电源与所述多个功率导体之间的功率分配器。
2.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述多个腔壁包含电介质腔壁。
3.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述电源包含RF发电机，并且其中所述相应功率施加器中的每个功率施加器由所述多个腔壁中的对应腔壁与所述多个空腔中的对应空腔的内部分隔。
4.如权利要求3所述的等离子体反应器，其特征在于，所述功率施加器包含电极，用于将RF功率电容耦合到所述多个空腔中的对应空腔中。
5.如权利要求4所述的等离子体反应器，其特征在于，所述电极围绕所述多个空腔中的对应空腔的一部分。
6.如权利要求3所述的等离子体反应器，其特征在于，所述功率施加器包含线圈天线，用于将RF功率感应耦合到所述多个空腔中的对应空腔中。
7.如权利要求6所述的等离子体反应器，其特征在于，所述线圈天线包含一导体，所述导体盘绕所述多个空腔中的对应空腔的一部分。
8.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述电源为直流发电机，所述功率施加器中的每个功率施加器包含用于直流放电的电极，并且其中所述腔壁中的每个腔壁配置成使对应的电极暴露于所述多个空腔中的对应空腔的内部。
9.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述功率分配器包含耦接在所述电源的输出与所述功率导体中的相应功率导体之间的多个开关。
10.如权利要求9所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含处理器，所述处理器依据用户定义的指令单独地控制所述多个开关。
11.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含：
工艺气源和气体分配器，所述气体分配器包含多个阀，所述多个阀耦接在所述工艺气源与所述多个空腔中的相应空腔之间。
12.如权利要求11所述的等离子体反应器，其特征在于，所述工艺气源包含不同气体物种的多个气源，其中所述多个阀中的相应阀耦接在所述多个气源中的相应气源与所述多个空腔中的相应空腔之间。
13.如权利要求12所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含处理器，所述处理器依据用户定义的指令单独地控制所述多个阀。
14.如权利要求9所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含：
工艺气源和气体分配器，所述气体分配器包含多个阀，所述多个阀耦接在所述工艺气源与所述多个空腔中的相应空腔之间。
15.如权利要求14所述的等离子体反应器，其特征在于，所述工艺气源包含不同气体物种的多个气源，其中所述多个阀中的相应阀耦接在所述多个气源中的相应气源与所述多个空腔中的相应空腔之间。
16.如权利要求15所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含处理器，所述处理器依据用户定义的指令单独地控制所述多个阀并且单独地控制所述多个开关。
17.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器进一步包含远程等离子体源，所述远程等离子体源被耦接以将等离子体副产物递送到所述多个空腔。
18.如权利要求1所述的等离子体反应器，其特征在于，所述处理腔室进一步包含在所述下顶板下方的圆柱形侧壁，所述反应器进一步包含感应耦合的等离子体源，所述感应耦合的等离子体源包含线圈天线和RF发电机，所述线圈天线缠绕所述圆柱形侧壁，所述RF发电机通过阻抗匹配耦接到所述线圈天线。
19.一种等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器包含：
处理腔室和所述处理腔室中的工件支座；
气体分配器，覆盖在所述工件支座上方；
在所述气体分配器下方界定多个空腔的多个腔壁，所述气体分配器包含至所述多个空腔中的相应空腔的多个气流路径；
邻接所述多个空腔中的相应空腔的相应功率施加器、电源、耦接到所述功率施加器中的相应功率施加器的多个功率导体，以及耦接在所述电源与所述多个功率导体之间的功率分配器；以及
工艺气源和气体分配器，所述气体分配器包含多个阀，所述多个阀耦接在所述工艺气源与所述多个空腔中的相应空腔之间。
CN201621084463.1U 2015-09-28 2016-09-27 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器 Expired - Fee Related CN206546813U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201721159736.9U CN207503911U (zh) 2015-09-28 2016-09-27 等离子体反应器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/867,240 2015-09-28
US14/867,240 US20170092470A1 (en) 2015-09-28 2015-09-28 Plasma reactor for processing a workpiece with an array of plasma point sources

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721159736.9U Division CN207503911U (zh) 2015-09-28 2016-09-27 等离子体反应器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206546813U true CN206546813U (zh) 2017-10-10

Family

ID=58409895

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610857555.7A Active CN106558468B (zh) 2015-09-28 2016-09-27 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器
CN201621084463.1U Expired - Fee Related CN206546813U (zh) 2015-09-28 2016-09-27 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器
CN201721159736.9U Expired - Fee Related CN207503911U (zh) 2015-09-28 2016-09-27 等离子体反应器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610857555.7A Active CN106558468B (zh) 2015-09-28 2016-09-27 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201721159736.9U Expired - Fee Related CN207503911U (zh) 2015-09-28 2016-09-27 等离子体反应器

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20170092470A1 (zh)
JP (3) JP6831644B2 (zh)
KR (1) KR102545738B1 (zh)
CN (3) CN106558468B (zh)
TW (2) TWI709995B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170092470A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-30 Applied Materials, Inc. Plasma reactor for processing a workpiece with an array of plasma point sources
US20180174801A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 Ulvac Technologies, Inc. Apparatuses and methods for surface treatment
JP6763815B2 (ja) 2017-03-31 2020-09-30 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機及びターボ冷凍機
US11244808B2 (en) 2017-05-26 2022-02-08 Applied Materials, Inc. Monopole antenna array source for semiconductor process equipment
TWI794240B (zh) * 2017-06-22 2023-03-01 美商應用材料股份有限公司 用於電漿處理的處理工具及電漿反應器
TWI788390B (zh) 2017-08-10 2023-01-01 美商應用材料股份有限公司 用於電漿處理的分佈式電極陣列
GB201813451D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Spts Technologies Ltd Plasma apparatus
US11094508B2 (en) * 2018-12-14 2021-08-17 Applied Materials, Inc. Film stress control for plasma enhanced chemical vapor deposition
JP7221115B2 (ja) * 2019-04-03 2023-02-13 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR102610445B1 (ko) * 2020-12-08 2023-12-05 세메스 주식회사 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5683517A (en) * 1995-06-07 1997-11-04 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with programmable reactant gas distribution
US5702530A (en) * 1995-06-23 1997-12-30 Applied Materials, Inc. Distributed microwave plasma reactor for semiconductor processing
US6054013A (en) * 1996-02-02 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Parallel plate electrode plasma reactor having an inductive antenna and adjustable radial distribution of plasma ion density
US5683548A (en) * 1996-02-22 1997-11-04 Motorola, Inc. Inductively coupled plasma reactor and process
US6267074B1 (en) * 1997-02-24 2001-07-31 Foi Corporation Plasma treatment systems
JP4056144B2 (ja) * 1998-09-10 2008-03-05 株式会社エフオーアイ プラズマ処理装置
US6632322B1 (en) 2000-06-30 2003-10-14 Lam Research Corporation Switched uniformity control
JP2004296953A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ドライエッチング装置および方法
IES20050301A2 (en) * 2005-05-11 2006-11-15 Univ Dublin City Plasma source
JP2007095905A (ja) 2005-09-28 2007-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd ドライエッチング装置
JP4784977B2 (ja) 2005-09-29 2011-10-05 国立大学法人名古屋大学 ラジカル発生装置
JP4810281B2 (ja) 2006-03-31 2011-11-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5168907B2 (ja) * 2007-01-15 2013-03-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体
US7976674B2 (en) * 2007-06-13 2011-07-12 Tokyo Electron Limited Embedded multi-inductive large area plasma source
TWI440405B (zh) * 2007-10-22 2014-06-01 New Power Plasma Co Ltd 電容式耦合電漿反應器
JP2010103455A (ja) * 2008-09-26 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
KR20110028414A (ko) * 2009-09-12 2011-03-18 위순임 다중 외부 방전관을 이용한 스퍼터 장치
KR101161169B1 (ko) * 2010-02-25 2012-07-02 (주)젠 다중 용량 결합 전극 어셈블리 및 이를 구비한 플라즈마 처리장치
US9190289B2 (en) * 2010-02-26 2015-11-17 Lam Research Corporation System, method and apparatus for plasma etch having independent control of ion generation and dissociation of process gas
JP5689294B2 (ja) * 2010-11-25 2015-03-25 東京エレクトロン株式会社 処理装置
US8980046B2 (en) * 2011-04-11 2015-03-17 Lam Research Corporation Semiconductor processing system with source for decoupled ion and radical control
WO2012142038A1 (en) 2011-04-11 2012-10-18 Lam Research Corporation E-beam enhanced decoupled source for semiconductor processing
US8900403B2 (en) * 2011-05-10 2014-12-02 Lam Research Corporation Semiconductor processing system having multiple decoupled plasma sources
US20120255678A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-11 Lam Research Corporation Multi-Frequency Hollow Cathode System for Substrate Plasma Processing
SG10201602785TA (en) * 2011-04-11 2016-05-30 Lam Res Corp E-beam enhanced decoupled source for semiconductor processing
SG193614A1 (en) * 2011-05-10 2013-10-30 Lam Res Corp Semiconductor processing system having multiple decoupled plasma sources
JP5792563B2 (ja) * 2011-08-31 2015-10-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
KR101246191B1 (ko) 2011-10-13 2013-03-21 주식회사 윈텔 플라즈마 장치 및 기판 처리 장치
KR101504532B1 (ko) * 2012-03-09 2015-03-24 주식회사 윈텔 플라즈마 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP5713043B2 (ja) 2012-05-07 2015-05-07 株式会社デンソー 半導体基板の製造方法
US10049948B2 (en) * 2012-11-30 2018-08-14 Lam Research Corporation Power switching system for ESC with array of thermal control elements
US9431218B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-30 Tokyo Electron Limited Scalable and uniformity controllable diffusion plasma source
US20170092470A1 (en) * 2015-09-28 2017-03-30 Applied Materials, Inc. Plasma reactor for processing a workpiece with an array of plasma point sources

Also Published As

Publication number Publication date
CN106558468A (zh) 2017-04-05
TWI709995B (zh) 2020-11-11
TW202125572A (zh) 2021-07-01
JP2021093363A (ja) 2021-06-17
JP6831644B2 (ja) 2021-02-17
US20200312630A1 (en) 2020-10-01
CN106558468B (zh) 2020-07-17
US20170092470A1 (en) 2017-03-30
JP2023100969A (ja) 2023-07-19
TWI778429B (zh) 2022-09-21
KR20170039557A (ko) 2017-04-11
JP7313387B2 (ja) 2023-07-24
TW201712722A (zh) 2017-04-01
US10957518B2 (en) 2021-03-23
CN207503911U (zh) 2018-06-15
JP2017069540A (ja) 2017-04-06
KR102545738B1 (ko) 2023-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206546813U (zh) 利用等离子体点源的阵列处理工件的等离子体反应器
CN103890897B (zh) 用于先进等离子体离子能量处理系统的晶圆吸附系统
CN100551200C (zh) 等离子体处理装置
CN106356274A (zh) 通过等离子体操作调节极端边缘鞘和晶片轮廓
US11764038B2 (en) Plasma processing apparatus, electrostatic attraction method, and electrostatic attraction program
CN101999155A (zh) 单能中性束激活的化学处理系统及其使用方法
CN106165070B (zh) 加热器供电机构和载置台的温度控制方法
US8317970B2 (en) Ceiling electrode with process gas dispersers housing plural inductive RF power applicators extending into the plasma
US20080317965A1 (en) Plasma processing apparatus and method
KR101062461B1 (ko) 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나 및 이를 포함하는 유도결합형 플라즈마 발생장치
US20130098872A1 (en) Switched electron beam plasma source array for uniform plasma production
JP2004104095A (ja) マグネトロンプラズマエッチング装置
KR20090008932A (ko) 멀티 코어 플라즈마 발생 플레이트를 구비한 플라즈마반응기
US8329055B2 (en) Plasma uniformity control using biased array
CN107369604B (zh) 反应腔室及半导体加工设备
KR101226266B1 (ko) 플라즈마 텍스처링 반응 장치
KR20210116260A (ko) 검사 방법, 검사 장치, 및 플라즈마 처리 장치
CN103715050B (zh) 基板支承组件及基板处理装置
KR20210097027A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR20220009335A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US20230167554A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR102409167B1 (ko) 플라즈마 발생장치
KR20090033648A (ko) 플라즈마 처리장치 및 이의 구동방법
KR20080061811A (ko) 기판 표면처리장치
KR100469890B1 (ko) 건식식각용 반도체 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171010