GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Gasaktivierung. Insbesondere, bezieht sich die Erfindung auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von dissoziierten Gasen
und Vorrichtung für
und Verfahren der Verarbeitung von Materialien mit dissoziierten
Gasen.The
The present invention relates to a method and an apparatus
for gas activation. In particular, the invention relates to a
Method and apparatus for generating dissociated gases
and device for
and method of processing dissociated materials
Gases.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Plasmen
werden häufig
benutzt, um Gase zu aktivieren, wobei diese in einen angeregten
Zustand versetzt werden, so dass die Gase eine erhöhte Reaktivität haben.
Die Anregung eines Gases beinhaltet, den Energiezustand des Gases
zu erhöhen.
In einigen Fällen
werden die Gase angeregt, um die dissoziierten Gase zu produzieren,
die Ionen, freie Radikale, Atome und Moleküle enthalten. Dissoziierte Gase
werden in zahlreichen industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen
einschließlich
Verarbeitung fester Materialen wie Halbleiterwafer, Pulvern, und
anderer Gasen verwendet. Die Parameter des dissoziierten Gases und
die Bedingungen der Exposition des dissoziierten Gases auf das zu
bearbeitende Material schwanken weit abhängig von der Anwendung. Um
im Plasma die Gasdissoziation herbeizuführen, wird manchmal große Menge
von Energie benötigt.plasmas
become common
used to activate gases, which in an excited
Condition are added so that the gases have an increased reactivity.
The excitation of a gas involves the energy state of the gas
to increase.
In some cases
the gases are excited to produce the dissociated gases,
containing ions, free radicals, atoms and molecules. Dissociated gases
are used in numerous industrial and scientific applications
including
Processing solid materials such as semiconductor wafers, powders, and
other gases used. The parameters of the dissociated gas and
the conditions of exposure of the dissociated gas to the
Machining material varies widely depending on the application. Around
In a plasma to cause gas dissociation sometimes becomes big quantity
needed by energy.
Plasmaquellen
erzeugen Plasmen durch z. B. Anwendung eines elektrischen Potentiales
mit einer ausreichenden Stärke
auf ein Plasmagas (z. B. O2, N2,
Ar, NF3, H2 und
He), oder eine Mischung von Gasen, um mindestens ein Teil des Gases
zu ionisieren. Plasmen können
auf verschiedenen Weisen, einschließlich DC Entladung, Hochfrequenz
Entladung (RF) und Mikrowelle Entladung erzeugt werden. DC Entladungsplasmen
werden erhalten, indem man ein Potential zwischen zwei Elektroden
in einem Plasmagas anwendet. RF Entladungsplasmen werden durch entweder
elektrostatische oder induktive Koppelung von Energie von einer
Energiequelle in ein Plasma erhalten. Mikrowelle Entladungsplasmen werden
durch direkte Koppelung von Mikrowellenenergie durch eine Mikrowelle
durchlässiges
Fenster in einer Entladungskammern erhalten, die ein Plasmagas enthält. Plasmen
werden gewöhnlich
in Kammern gehalten, die aus metallischen Materialien wie Aluminium
oder dielektrischen Materialien wie Quarz bestehen.Plasma sources generate plasmas by z. B. applying an electric potential of sufficient magnitude to a plasma gas (e.g., O 2 , N 2 , Ar, NF 3 , H 2, and He), or a mixture of gases to ionize at least a portion of the gas. Plasmas can be generated in several ways, including DC discharge, high frequency discharge (RF) and microwave discharge. DC discharge plasmas are obtained by applying a potential between two electrodes in a plasma gas. RF discharge plasmas are obtained by either electrostatic or inductive coupling of energy from an energy source into a plasma. Microwave discharge plasmas are obtained by direct coupling of microwave energy through a microwave transmissive window in a discharge chamber containing a plasma gas. Plasmas are usually kept in chambers made of metallic materials such as aluminum or dielectric materials such as quartz.
Es
gibt Anwendungen, in denen ein aktiviertes Gas möglicherweise nicht mit der
Plasmaquelle kompatibel ist. Lässt
man z. B., während
der Halbleiterherstellung, atomaren Sauerstoff mit einem Fotolack
reagieren, um Fotolack von einem Halbleiterwafer zu entfernen, indem
man den Fotolack in volatile CO2- und H2O-Nebenprodukten umwandelt. Atomarer Sauerstoff
wird gewöhnlich
produziert, indem man O2 (oder ein Gas,
das Sauerstoff enthält)
mit einem Plasma in einer Plasmakammern einer Plasmaquelle dissoziiert.
Die Plasmakammer besteht gewöhnlich aus
Quarz wegen der niedrigen Oberflächenrekombinationsrate
des atomaren Sauerstoffes mit Quarz. Atomarer Fluor wird oft in
Verbindung mit atomarem Sauerstoff benutzt, weil das atomare Fluor
den Fotolackentfernungsprozess beschleunigt. Fluor wird, z. B. durch
Dissoziation von NF3 oder CF4 mit
dem Plasma in der Plasmakammer gewonnen. Fluor ist jedoch in hohem
Grade korrosiv und kann mit dem Quarzkammern nachteilig reagieren.
Unter ähnlichen
Betriebsbedingungen verringert die Verwendung von einem Fluor kompatiblen
Kammermaterial (z. B. Saphir- oder Aluminiumnitrid) die Effizienz
der Erzeugung atomarer Sauerstoffs und erhöht die Verarbeitungskosten,
weil Fluor kompatible Materialien gewöhnlich kostintensiver als Quarz
sind.There are applications where an activated gas may not be compatible with the plasma source. If you leave z. For example, during semiconductor fabrication, atomic oxygen reacts with a photoresist to remove photoresist from a semiconductor wafer by converting the photoresist into volatile CO 2 and H 2 O by-products. Atomic oxygen is usually produced by dissociating O 2 (or a gas containing oxygen) with a plasma in a plasma chamber of a plasma source. The plasma chamber is usually made of quartz because of the low surface recombination rate of atomic oxygen with quartz. Atomic fluorine is often used in conjunction with atomic oxygen because atomic fluorine accelerates the photoresist removal process. Fluorine is, for. B. obtained by dissociation of NF 3 or CF 4 with the plasma in the plasma chamber. However, fluorine is highly corrosive and can be detrimental to quartz compartments. Under similar operating conditions, the use of a fluorine compatible chamber material (eg, sapphire or aluminum nitride) reduces the efficiency of atomic oxygen production and increases processing costs because fluorine compatible materials are usually more costly than quartz.
Eine
andere Anwendung, in der ein aktiviertes Gas nicht mit einem Plasmakammermaterial kompatibel
ist, beinhaltet ein Plasma, das Wasserstoff enthält, das sich innerhalb einer
Quarzkammer befindet. Angeregte Wasserstoffatome und -moleküle können mit
dem Quarz (SiO2) reagieren und den Quarz
in Silizium umwandeln. Änderungen
in der Materialzusammensetzung der Kammer können, z. B. zu unerwünschter
Abweichung der Verarbeitungsparameter und auch in der Partikelbildung
führen.
In anderen Anwendungen kann der Quarz in Si3N4 umgewandelt werden, wenn das Stickstoff
in der Plasmakammer während
der Verarbeitung vorhanden ist.Another application in which an activated gas is incompatible with a plasma chamber material involves a plasma containing hydrogen located within a quartz chamber. Excited hydrogen atoms and molecules can react with the quartz (SiO 2) to convert the quartz in silicon. Changes in the material composition of the chamber can, for. B. lead to undesirable deviation of the processing parameters and also in the particle formation. In other applications, the quartz can be converted to Si 3 N 4 if the nitrogen is present in the plasma chamber during processing.
Dementsprechend
gibt es einen Bedarf zur effektiven Gasdissoziation mit einem Plasma
auf eine Weise, die ungünstigen
Effekten des dissoziierten Gases auf die Plasmakammer minimiert
werden.Accordingly
There is a need for effective gas dissociation with a plasma
in a way, the unfavorable
Minimizes effects of the dissociated gas on the plasma chamber
become.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die
Erfindung bezieht sich in einem Aspekt auf ein Verfahren zum Aktivieren
und Dissoziieren von Gasen. Die Verfahren beinhaltet, ein aktiviertes Gas
mit einem Plasma in einer Kammer zu erzeugen. Das Verfahren beinhaltet
auch, einen Downstrearn-Gaseinlass in Bezug auf einen Auslass der
Plasmakammer anzuordnen, um es dem aktivierten Gas zu ermöglichen,
die Dissoziation eines Downstream-Gases, beziehungsweise eines Gases im
Strömabwärtsbereich,
das durch den Downstrearn-Gaseinlass eingeführt wird, zu fördern, wobei das
dissoziierte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der
Plasmakammer interagiert.The
This invention relates in one aspect to a method of activation
and dissociating gases. The method involves an activated gas
with a plasma in a chamber. The procedure includes
also, a downstrearn gas inlet with respect to an outlet of the
Arrange plasma chamber to allow the activated gas to
the dissociation of a downstream gas, or a gas in the
Strömabwärtsbereich,
which is introduced through the downstrearn gas inlet, whereby the
dissociated downstream gas does not significantly interfere with an inner surface of the
Plasma chamber interacts.
In
einigen Ausführungsformen
kann das Plasma durch eine entfernte Plasmaquelle erzeugt werden.
Die entfernte Plasmaquelle kann, z. B. ein RF Plasmagenerator, ein
Mikrowelle Plasmagenerator oder ein DC Plasmagenerator sein. Das
Plasma kann z. B. aus Sauerstoff, Stickstoff, Helium oder Argon
erzeugt werden. Das Downstream-Gas kann ein Gas aufweisen, das ein
Halogen oder ein Halogenid (z. B., NF3,
CF4, CHF3, C2F6, C2HF5, C3F8,
C4F8, XeF2, Cl2 oder ClF3) enthält.
Das Downstream-Gas kann Fluor enthalten. Eine Innenoberfläche der
Kammer kann z. B. Quarzmaterial, Saphirmaterial, Tonerde, Aluminiumnitrid,
Yttriumoxid, Silikonkarbid, Bornitrid oder Metall wie Aluminium,
Nickel oder rostfreier Stahl aufweisen. Eine Innenoberfläche der
Kammer kann z. B. ein beschichtetes Metall (z. B. anodisiertes Aluminium)
enthalten. In einigen Ausführungsformen können alternative
Gase als das Downstream-Gas, z. B., H2,
O2, N2, Ar, H2O und Ammoniak benutzt werden. In einigen
Ausführungsformen
beinhaltet das Downstream-Gas ein oder mehrere Gase, die metallischen
Materialen oder Halbleitermaterialen enthalten, um die z. B. auf
ein Substrat abzuscheiden. Die metallischen Materialen oder Halbleitermaterialien können, z.
B., Si, GE, Ga, In, AS,
Sb, Ta, W, MO, Ti, Hf, Zr,
Cu, Sr oder Al enthalten. In einigen Ausführungsformen erhält das Downstream-Gas
ein oder mehrere Gase, die metallische oder Halbleitennaterialien enthalten,
oder Oxide oder Nitride, welche metallischen Materialen oder Halbleitermaterialien
enthalten. In einigen Ausführungsformen
weist das Downstream-Gas Kohlenwasserstoffmaterialien ein.In some embodiments, the plasma may be generated by a remote plasma source become. The remote plasma source can, for. An RF plasma generator, a microwave plasma generator or a DC plasma generator. The plasma can z. B. from oxygen, nitrogen, helium or argon can be generated. The downstream gas may comprise a gas containing a halogen or a halide (eg, NF 3 , CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 2 HF 5 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , XeF 2 , Cl 2 or ClF 3 ). The downstream gas may contain fluorine. An inner surface of the chamber may, for. Quartz material, sapphire material, alumina, aluminum nitride, yttria, silicon carbide, boron nitride or metal such as aluminum, nickel or stainless steel. An inner surface of the chamber may, for. A coated metal (eg, anodized aluminum). In some embodiments, alternative gases may be used as the downstream gas, e.g. B., H 2, O 2, N 2, Ar, H 2 O, and ammonia can be used. In some embodiments, the downstream gas includes one or more gases containing metallic materials or semiconductor materials to prevent the z. B. to deposit on a substrate. The metallic materials or semiconductor materials may, for. B., Si, G E , Ga, In, A S , Sb, Ta, W, M O , Ti, H f , Zr, Cu, Sr or Al included. In some embodiments, the downstream gas receives one or more gases containing metallic or semiconductor materials, or oxides or nitrides containing metallic materials or semiconductor materials. In some embodiments, the downstream gas includes hydrocarbon materials.
Das
Downstream-Gas kann in die Kammer an einer Vielzahl von Positionen
eingeführt
werden. In einigen Ausführungsformen
kann das Downstream-Gas an einer Position in Bezug auf den Auslass
der Kammer eingefüht
werden, welche die Interaktion zwischen dem dissoziierten Downstream-Gas
und der Innenoberfläche
der Kammer minimiert. Das Downstream-Gas kann an einer Position
in Bezug auf den Auslass der Kammer eingeführt werden, welche den Grad,
zu dem das Downstream-Gas dissoziiert wird, maximiert. Das Downstream-Gas
kann an einer Position in Bezug auf den Auslass der Kammer eingeführt werden,
welche der Grad, zu dem das dissoziierte Downstream-Gas mit der
Innenoberfläche
der Kammer interagiert mit dem Grad ausgleicht, zu dem das Downstream-Gas dissoziiert wird.
Das dissoziierte Downstream-Gas kann benutzt werden, um Atzen oder
Säubern
von oder Abscheiden auf ein Substrat zu fördern.The
Downstream gas can enter the chamber at a variety of positions
introduced
become. In some embodiments
can the downstream gas at a position relative to the outlet
the chamber was introduced
be the interaction between the dissociated downstream gas
and the inner surface
the chamber minimized. The downstream gas may be at one position
be introduced with respect to the outlet of the chamber, indicating the degree
to which the downstream gas dissociates is maximized. The downstream gas
can be introduced at a position relative to the outlet of the chamber,
which is the degree to which the dissociated downstream gas interacts with the
inner surface
the chamber interacts with the degree to which the downstream gas dissociates.
The dissociated downstream gas can be used to etch or
Clean
from or to deposit on a substrate.
Um
die Oberfläche
der Plasmakammer weiter zu schützen,
kann eine Sperre (z. B. Schild oder Zwischenschicht) nahe dem Auslass
der Plasmakammer und des Downstream-Gaseinlasses eingebracht werden.
Die Sperre kann aus einem Material bestehen, das mit den reaktiven
Gasen chemisch kompatibel ist. In einigen Ausführungsformen ist die Sperre
entfernbar, was periodischen Austauschen erlaubt. Die Sperre kann
aus einem Material gebildet werden, das gegen die reaktiven Gase
im Wesentlichen beständig
ist. Die Sperre kann z. B. aus einem Saphirmaterial bestehen oder
dieses aufweisen, das sich am Auslass der Plasmakammer befindet.
Die Sperre kann teilweise innerhalb der Plasmakammer platziert sein.Around
the surface
continue to protect the plasma chamber,
may have a lock (eg, shield or interlayer) near the outlet
the plasma chamber and the downstream gas inlet are introduced.
The barrier may consist of a material that reacts with the reactive
Gases is chemically compatible. In some embodiments, the lock is
removable, which allows periodic swapping. The lock can
be formed from a material that is resistant to the reactive gases
essentially resistant
is. The lock can z. B. consist of a sapphire material or
have this, which is located at the outlet of the plasma chamber.
The barrier may be partially placed within the plasma chamber.
In
einigen Ausführungsformen
kann die Sperre ein keramisches und/oder Glasmaterial (z. B., Saphir,
Quarz, Tonerde, Aluminiuimnitrid, Yttriumoxid, Silikonkarbid oder
Bornitrid) sein oder dieses aufweisen. Die Sperre kann auch aus
einem Material gebildet sein, das eine niedrige Oberflächenrekombinations-
oder Reaktionsrate mit den dissoziierten Downstream-Gasen hat, so
dass die Transporteffizienz der dissoziierten Gase zum Substrat
verbessert werden kann. Materialien mit niedrigen Rekombinationseigenschaften
schließen,
z. B., Quarz, Diamanten, Diarasant-ähnlicher-Kohlenstoff, Kohlenwasserstoff-basierte
Materialien und Fluorkohlenstoff-basierte Materialien ein. Die Sperre
kann aus einem Metall, wie Aluminium, Nickel oder rostfreiem Stahl gebildet
sein. Der Typ des Metalls kann nach gewünschten mechanischen und thermischen
Eigenschaften des Metalls gewählt
sein.In
some embodiments
the barrier may be a ceramic and / or glass material (eg, sapphire,
Quartz, alumina, aluminum nitride, yttrium oxide, silicon carbide or
Boron nitride) or have this. The lock can also off
be formed of a material which has a low surface recombination
or reaction rate with the dissociated downstream gases, so
that the transport efficiency of the dissociated gases to the substrate
can be improved. Materials with low recombination properties
shut down,
z. Quartz, diamonds, diarasant-like-carbon, hydrocarbon-based
Materials and fluorocarbon-based materials. The barrier
Can be made of a metal such as aluminum, nickel or stainless steel
be. The type of metal can be chosen according to desired mechanical and thermal
Properties of the metal chosen
be.
Die
Oberfläche
der Sperre (z. B., Schild oder Zwischenschicht) kann mit einer Schicht
von chemischen kompatiblen Materialen oder Materialen niedriger
Oberflächenrekombination/Reaktion
beschichtet sein. Die Sperre kann auch aus einem Material gebildet
sein, das mit dem dissoziierten Downstream-Gas reagiert. In einigen
Ausführungsformen
ist z. B. eine Sperre, die langsam verbraucht wird, tatsächlich wünschenswert,
da sie Anhäufen von
Kontaminierung oder Partikeln vermeiden kann. Die Sperre kann teilweise
innerhalb der Plasmakammer platziert sein. Um nachteilige Interaktion
zwischen dem dissoziierten Downstream-Gas und der Plasmakammer zu
verringern, kann zusätzliches Reinigungsgas
zwischen dem Auslass der Plasmakammer und dem Downstream-Gas Zufuhreinlass eingeführt werden.The
surface
The barrier (eg, shield or interlayer) may be covered with a layer
lower of chemically compatible materials or materials
Surface recombination / reaction
be coated. The barrier can also be made of a material
be that reacts with the dissociated downstream gas. In some
embodiments
is z. For example, a lock that is slowly consumed is actually desirable,
since they are accumulating
Contamination or particles can be avoided. The lock can be partial
be placed inside the plasma chamber. To adverse interaction
between the dissociated downstream gas and the plasma chamber too
can reduce, additional cleaning gas
be introduced between the outlet of the plasma chamber and the downstream gas supply inlet.
Das
Verfahren kann auch aufweisen, eine Eigenschaft (z. B. eines oder
mehrere von Druck, Flussrate und Abstand vom Auslass der Kammer), der
Zufuhr des Downstream-Gases zu spezifizieren, um Dissoziation des
Downstream-Gases zu optimieren. Das Verfahren kann auch aufweisen,
eine Eigenschaft (z. B. eine oder mehrere von Druck, Flussrate, Typ
des Gases, Gaszusammensetzung und die dem Plasma zugeführte Energie)
des Plasmagases zu spezifizieren, um Dissoziation des Downstream-Gases
zu optimieren.The
Method may also include a property (eg, one or more)
several of pressure, flow rate and distance from the outlet of the chamber), the
Supply of downstream gas to specify dissociation of the
Optimize downstream gas. The method may also include
a property (eg one or more of pressure, flow rate, type
of the gas, gas composition and the energy supplied to the plasma)
of the plasma gas to dissociation of the downstream gas
to optimize.
In
einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
zum Aktivieren und Dissoziieren von Gasen, das beinhaltet, ein aktiviertes
Gas in ein Plasma in einer Kammer zu erzeugen. Das Verfahren beinhaltet
auch, ein Downstream-Gas in das aktivierte Gas außerhalb
der Kammer an einer Position ausreichend nah an einem Auslass der
Kammer einzuführen,
so dass das aktivierte Gas ein ausreichendes Energieniveau hat,
um Anregung (z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases zu fördern. Die Position
weist auf einen ausreichenden Abstand zum Auslass der Kammer auf,
so dass das angeregte Downstream-Gas nicht im Wesentlichen mit einer
Innenoberfläche
der Kammer interagiert.In another aspect, the invention relates to a method for activating and dissociating gases, which includes an activated gas to generate a plasma in a chamber. The method also includes introducing a downstream gas into the activated gas outside the chamber at a position sufficiently close to an outlet of the chamber such that the activated gas has a sufficient energy level to cause excitation (eg, dissociation) of the downstream gas. To promote gas. The position is at a sufficient distance from the outlet of the chamber so that the excited downstream gas does not substantially interact with an interior surface of the chamber.
In
einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
zum Ätzen
von Fotolack. Das Verfahren beinhaltet, ein aktiviertes Gas mit
einern Plasma zu erzeugen, das sich in einer Kammer befindet. Das
Verfahren beinhaltet auch, ein Downstream-Gas mit mindestens einem
Teil des aktivierten Gases so zu kombinieren, dass das aktivierte
Gas ein ausreichendes Energieniveau enthält, um Anregung (z. B. Dissoziation)
des Downstream-Gases herbeizuführen
und dass das angeregte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer
Innenoberfläche
der Kammer interagiert. Das Verfahren beinhaltet auch, ein Substrat
mit dem dissoziierten Downstream-Gas zu ätzen. Das Verfahren kann auch
beinhalten, eine Oberfläche
mit dem dissoziierten Downstream-Gas zu säubern. Das Verfahren kann auch
verwendet werden, um Materialien auf einem Substrat abzuscheiden.
Das Verfahren kann auch verwendet werden, um Pulver zu produzieren.In
In another aspect, the invention relates to a method
for etching
of photoresist. The method involves using an activated gas
to produce a plasma that is in a chamber. The
Method also includes a downstream gas with at least one
Combine part of the activated gas so that the activated
Gas contains a sufficient energy level to stimulate (eg dissociation)
of the downstream gas
and that the stimulated downstream gas is not significant with a
inner surface
the chamber interacts. The method also includes a substrate
to etch with the dissociated downstream gas. The procedure can also
involve a surface
to clean with the dissociated downstream gas. The procedure can also
used to deposit materials on a substrate.
The process can also be used to produce powder.
In
einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahen
zum Aktivieren und Dissoziieren von Gasen. Das Verfahren beinhaltet,
ein aktiviertes Gas mit einem Plasma in einer Kammer zu erzeugen.
Das Verfahren beinhaltet auch, ein Downstream-Gas außerhalb
des Plasmabereichs einzuführen,
um mit dem aktivierten Gas zu interagieren und es dem aktivierten
Gas zu ermöglichen,
Anregung (z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases zu fördern, wobei
das angeregte Gas nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der
Kammer interagiert.In
In another aspect, the invention relates to a method
for activating and dissociating gases. The procedure involves
to generate an activated gas with a plasma in a chamber.
The process also includes a downstream gas outside
of the plasma area,
to interact with the activated gas and activate it
To allow gas
Stimulate excitation (eg dissociation) of the downstream gas, wherein
the excited gas does not significantly interfere with an inner surface of the
Chamber interacts.
In
einer Ausführungsform
weist die Erfindung ein System zum Aktivieren und Dissoziieren von
Gasen auf. Das System weist eine Plasmaquelle zum Erzeu gen eines
Plasmas in einer Kammer auf, worin das Plasma ein aktiviertes Gas
erzeugt. Das System besitzt auch Mittel zum Kombinieren mindestens
eines Teils des aktivierten Gases mit einem Downstream-Gas, um es
dem aktivierte Gas zu ermöglichen,
Anregung (z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases fördern, wobei
das angeregte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der
Kammer interagiert. In einigen Ausführungsformen ermöglichen
die Interaktionen zwischen dem aktivierten Gas und dem Downstream-Gas
eine Ionisierung des Downstream-Gases. Die Übertragung von Energie von
z. B. dem aktivierten Gas auf das Downstream-Gas erhöht die chemische
Reaktivität
des Downstream-Gases.In
an embodiment
the invention features a system for activating and dissociating
Gases on. The system has a plasma source for generating a
Plasmas in a chamber, wherein the plasma is an activated gas
generated. The system also has means for combining at least
a portion of the activated gas with a downstream gas to it
to enable the activated gas
Promote excitation (eg dissociation) of the downstream gas, wherein
the excited downstream gas does not significantly interfere with an interior surface of the
Chamber interacts. In some embodiments enable
the interactions between the activated gas and the downstream gas
an ionization of the downstream gas. The transmission of energy from
z. B. the activated gas on the downstream gas increases the chemical
Reactivity
of the downstream gas.
Die
Erfindung bezieht sich in einem anderen Aspekt auf eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Dissoziieren halogenhaltiger Gase (z. B. NF3, CHF3 und CF4) mit einem von Plasma aktivierten Gas an
einer Position stromabwärts
einer Plasmakammer ohne erhebliche Interaktion (z. B. Erosion) der
Halogene mit den Wänden
der Plasmakammer.The invention relates in another aspect to an apparatus and a method for dissociating halogen-containing gases (eg. B. NF 3, CHF 3 and CF 4) (with an activated plasma gas at a position downstream of a plasma chamber without significant interaction z. B. erosion) of the halogens with the walls of the plasma chamber.
Die
Erfindung, in einer anderen Ausführungsform,
weist ein System zum Aktivieren und Dissoziieren von Gasen auf.
Das System weist eine entfernte Plasmaquelle zum Erzeugen eines
Plasmabereichs in einer Kammer ein, worin das Plasma ein aktiviertes
Gas erzeugt. Das System besitzt auch eine Zuführungsquelle zur Einführung eines Downstream-Gases,
um mit dem aktivierten Gas außerhalb
des Plasmabereichs zu interagieren, wobei das aktivierte Gas Anregung
(z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases fördert und wobei das angeregte Downstream-Gas
dissoziiertes Downstream-Gas ist und nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der Kammer
interagiert.The
Invention, in another embodiment,
has a system for activating and dissociating gases.
The system has a remote plasma source for generating a
Plasma region in a chamber, wherein the plasma is an activated
Gas generated. The system also has a supply source for introducing a downstream gas,
around with the activated gas outside
to interact with the plasma region, the activated gas excitation
(eg dissociation) of the downstream gas promotes and wherein the excited downstream gas
dissociated downstream gas is and does not significantly interfere with an interior surface of the chamber
interacts.
Das
System kann eine Sperre beinhalten, die an einem Auslass der Kammer
gelegen ist, um Erosion der Kammer zu verringern. Die Sperre kann
z. B. teilweise innerhalb der Kammer angeordnet sein. Die Sperre
kann z. B. teilweise innerhalb eines Auslassdurchganges einer Kammer
angeordnet sein. Das System kann eine Sperre aufweisen, die innerhalb
eines Auslassdurchganges der Kammer angeordnet ist. Das System kann
einen Mischer aufweisen, um Downstream-Gas und aktiviertes Gas zu
mischen. Der Mischer kann ein statische Flussmischer, ein Schraubenmischer,
Messermischer, oder ein Zylinderförmig Schichtmischer aufweisen.
Der Reinigungsgaseinlass kann zwischen einem Auslass der Kammer
und einem Einlass der Zuführungsquelle angeordnet
sein.The
System may include a lock located at an outlet of the chamber
located to reduce erosion of the chamber. The lock can
z. B. may be partially disposed within the chamber. The barrier
can z. Partially within an outlet passage of a chamber
be arranged. The system may have a lock inside
an outlet passage of the chamber is arranged. The system can
have a mixer to downstream gas and activated gas too
Mix. The mixer can be a static flow mixer, a screw mixer,
Blade mixer, or have a cylindrical layer mixer.
The cleaning gas inlet may be between an outlet of the chamber
and an inlet of the supply source
be.
Die
Kammer kann ein Quarzmaterial aufweisen. In einigen Ausführungsformen
ist die Kammer aus einem Stück
Quarzglas gebildet. In einigen Ausführungsformen ist die Kammer
toroidförmig.
In einigen Ausführungsformen
ist die Plasmaquelle eine Toroid-Plasmaquelle.The
Chamber may have a quartz material. In some embodiments
the chamber is one piece
Quartz glass formed. In some embodiments, the chamber is
toroidal.
In some embodiments
the plasma source is a toroid plasma source.
Die
Erfindung bezieht sich in einem anderen Aspekt auf ein Verfahren
zum Abscheiden eines Materials auf ein Substrat. Das Verfahren beinhaltet,
ein aktiviertes Gas mit einem Plasma in einer Kammer zu erzeugen.
Das Verfahren beinhaltet auch, einen Downstream-Gaseinlass in Bezug
auf einen Auslass der Plasmakammer anzuordnen, um es dem aktivierten
Gas zu ermöglichen,
Dissoziation eines durch den Downstream-Gaseinlass eingeführten Downstream-Gases
zu fördern,
wobei das Downstream-Gas ein abzuscheidende Material enthält, und
wobei das dissoziierte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer
Innenoberfläche
der Plasmakammer interagiert.The invention in another aspect relates to a method of depositing a material onto a substrate. The method involves generating an activated gas with a plasma in a chamber. The method also includes arranging a downstream gas inlet with respect to an outlet of the plasma chamber to allow the activated gas to promote dissociation of a downstream gas introduced through the downstream gas inlet, wherein the Downstream gas contains a material to be deposited, and wherein the dissociated downstream gas does not interact significantly with an inner surface of the plasma chamber.
In
einigen Ausführungsformen
wird das Plasma durch eine entfernte Plasmaquelle erzeugt. Die entfernte
Plasmaquelle kann z. B. ein RF Plasmagenerator, ein Mikrowellenplasmagenerator
oder ein DC Plasmagenerator sein. Das Downstream-Gas kann an einer
Vielzahl von Positionen in die Kammer eingeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann
das Downstream-Gas an einer Position in Bezug auf den Auslass der
Kammer eingeführt
werden, welch die Interaktion zwischen dem dissoziierten Downstream-Gas
und der Innenoberfläche
der Kammer minimiert. Das Downstream-Gas kann an einer Position
in Bezug auf den Auslass der Kammer eingeführt werden, welch den Dissoziationsgrad
des Downstream-Gases maximiert. Das Downstream-Gas kann an einer
Position in Bezug auf den Auslass der Kammer eingeführt werden,
welche den Grad, mit dem das dissoziierte Downstream-Gas mit der
Innenoberfläche
der Kammer mit dem Grad interagiert, zu dem das Downstream-Gas dissoziiert
wird, ausgleicht. Das abzuscheidende Material kann eines oder mehrere von
Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr oder Al aufweisen.In
some embodiments
the plasma is generated by a remote plasma source. The remote
Plasma source can, for. An RF plasma generator, a microwave plasma generator
or a DC plasma generator. The downstream gas can be connected to one
Variety of positions are introduced into the chamber. In some embodiments
the downstream gas at a position relative to the outlet of the
Chamber introduced
what the interaction between the dissociated downstream gas
and the inner surface
the chamber minimized. The downstream gas may be at one position
introduced with respect to the outlet of the chamber, what the degree of dissociation
of the downstream gas maximizes. The downstream gas can be connected to one
Position with respect to the outlet of the chamber,
which determines the degree to which the dissociated downstream gas interacts with the gas
inner surface
the chamber interacts with the degree to which the downstream gas dissociates
is compensated. The material to be deposited may include one or more of
Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr or Al.
Die
Erfindung, in einem anderen Aspekt, weist ein System zum Abscheiden
eines Materials auf ein Substrat auf. Das System weist eine entfernte Plasmaquelle
zum Erzeugen eines Plasmabereichs in einer Kammer ein, worin das
Plasma ein aktiviertes Gas erzeugt. Das System weist auch eine Zuführungsquelle
zum Einführen
eines Downstream-Gases ein, das ein abzuscheidende Material enthält, um mit
dem aktivierten Gas außerhalb
des Plasmabereichs zu interagieren, wobei das aktivierte Gas Anregung
(z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases fördert und wobei das angeregte
Downstream-Gas nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der
Kammer interagiert.The
Invention, in another aspect, has a system for deposition
of a material on a substrate. The system has a remote plasma source
for generating a plasma region in a chamber, wherein the
Plasma generates an activated gas. The system also has a supply source
for insertion
a downstream gas containing a material to be deposited to
the activated gas outside
to interact with the plasma region, the activated gas excitation
(eg, dissociation) of the downstream gas promotes and wherein the excited
Downstream gas does not significantly interfere with an interior surface
Chamber interacts.
Das
abzuscheidende Material kann eines oder mehrere von Si, Ge, Ga,
In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr oder Al sein. Das System
kann einen Mischer aufweisen, um Downstream-Gas und aktiviertes
Gas zu mischen. Der Mischer kann ein statische Flussmischer, ein
Schraubenmischer, Messermischer, oder ein Zylinderförmig Schichtmischer
aufweisen. Das System kann einen Reinigungsgaseinlass aufweisen.
Der Reinigungsgaseinlass kann zwischen einem Auslass der Kammer
und einem Einlass der Zuführngsquelle
angeordnet sein.The
material to be deposited may include one or more of Si, Ge, Ga,
In, As, Sb, Ta, W, Mo, Ti, Hf, Zr, Cu, Sr or Al. The system
may have a mixer to downstream gas and activated
To mix gas. The mixer can be a static flow mixer, a
Screw mixer, knife mixer, or a cylindrical layer mixer
exhibit. The system may include a purge gas inlet.
The cleaning gas inlet may be between an outlet of the chamber
and an inlet of the supply source
be arranged.
Die
Erfindung in einem anderen Aspekt weist ein System zum Anregen von
Gasen auf. Das System weist eine entfernte Plasmaquelle zum Erzeugen eines
Plasmabereichs in einer Kammer ein, worin das Plasma ein aktiviertes
Gas erzeugt. Das System besitzt weiter eine Zuführungsquelle zum Einführen eines
Downstream-Gases, um mit dem aktivierten Gas außerhalb des Plasmabereichs
zu interagieren, wobei das aktivierte Gas Anregung des Downstream-Gases
fördert
und wobei das angeregte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer
Innenoberfläche
der Kammer interagiert. Das System weist auch ein Merkmal auf zum
Bereitstellen eines Spalts zwischen einem Auslassflansch der Kammer
und der Zuführungsquelle.The
Invention in another aspect comprises a system for exciting
Gases on. The system has a remote plasma source for generating a
Plasma region in a chamber, wherein the plasma is an activated
Gas generated. The system further has a supply source for introducing a
Downstream gas to use with the activated gas outside the plasma area
interact with the activated gas excitation of the downstream gas
promotes
and wherein the stimulated downstream gas is not significant with a
inner surface
the chamber interacts. The system also has a feature for
Providing a gap between an outlet flange of the chamber
and the supply source.
In
einigen Ausführungsformen
ist der Spalt ein langer, schmaler Spalt, der den Transport der
angeregten Gase zu einer Dichtung verringert, die zwischen dem Auslassflansch
der Kammer und einem Abschnitts des Systems angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Länge
von mindestens 2,5 Millimeter (ein Zehntel von einem Zoll). In einigen
Ausführungsformen
hat der Spalt eine Länge
von zwischen ungefähr
5,08 Millimeter und 50,8 Millimeter (zwei Zehntel von einem Zoll
und zwei Zollen). In einigen Ausführungsformen hat der Spalt
eine Breite von zwischen ungefähr
0,0025 Millimeter und 1,524 Millimeter (ein Zehntel von einem Mal
und sechzig Mil). In einigen Ausführungsformen hat der Spalt
eine Breite von zwischen ungefähr 0,025
Millimeter und 0,508 Millimeter (ein Mil und Zwanzig Mil). In einigen
Ausführungsformen
hat der Spalt ein Verhältnis
von Länge
zu Breite von ungefähr
1,66. In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt ein Verhältnis
von Länge
zu Breite von ungefähr
3,33. In bestimmten Ausführungsformen,
liegt die Länge
des Spalts zwischen ungefähr
2,54 Millimeter und ungefähr
50,8 Millimeter, und die Breite des Spalts liegt zwischen ungefähr 0,0025
Millimeter und ungefähr
1,524 Millimeter.In
some embodiments
the gap is a long, narrow gap that stops the transport
Excited gases reduced to a seal between the outlet flange
the chamber and a portion of the system is arranged. In some embodiments
the gap has a length
of at least 2.5 millimeters (one tenth of an inch). In some
embodiments
the gap has a length
from between about
5.08 millimeters and 50.8 millimeters (two tenths of an inch
and two inches). In some embodiments, the gap has
a width of between about
0.0025 millimeters and 1.524 millimeters (one tenth of a time
and sixty mils). In some embodiments, the gap has
a width of between about 0.025
Mm and 0.508 mm (one mil and twenty mils). In some
embodiments
the gap has a relationship
of length
to width of about
1.66. In some embodiments
the gap has a relationship
of length
to width of about
3.33. In certain embodiments,
lies the length
the gap between about
2.54 millimeters and about
50.8 millimeters, and the width of the gap is between about 0.0025
Millimeters and about
1,524 millimeters.
In
einigen Ausführungsformen
ist das Merkmal ringförmige.
Das Merkmal kann ein Flansch sein. Das Merkmal kann eine Federdichtung
sein. Das Merkmal kann innerhalb seines elastischen Verformungsbereichs
komprimiert und ausgedehnt werden. Das Merkmal kann Aluminium, Saphir
oder ein Nitrid aufweisen. In einigen Ausführungsformen trennt das Merkmal
den Auslassflansch der Kammer von einem Körper der Zuführungsquelle.
Das Merkmal kann Reiben zwischen dem Auslassflansch und dem Körper der
Zuführungsquelle
beschränken.
In einigen Ausführungsformen
weist das System ein Dichtungsmechanismus zwischen dem Auslassflansch
und der Zuführungsquelle
auf. Der Dichtungsmechanismus kann einen O-Ring aufweisen. Der Dichtungsmechanismus
kann eine Federdichtung aufweisen. In einigen Ausführungsformen
weist das System einen Reinigungsgaseinlass auf. Reinigungsgas kann
durch den Reinigungsgaseinlass geleitet werden, durch den Reinigungsgaseinlass,
um den O-Ring weiter zu schützen.In
some embodiments
the feature is annular.
The feature may be a flange. The feature can be a feather seal
be. The feature can be within its elastic deformation range
compressed and expanded. The feature can be aluminum, sapphire
or a nitride. In some embodiments, the feature separates
the outlet flange of the chamber from a body of the supply source.
The feature can rub between the outlet flange and the body of the
supply source
restrict.
In some embodiments
the system has a sealing mechanism between the outlet flange
and the supply source
on. The sealing mechanism may include an O-ring. The sealing mechanism
may have a feather seal. In some embodiments
the system has a purge gas inlet. Cleaning gas can
through the cleaning gas inlet, through the cleaning gas inlet,
to further protect the O-ring.
Die
Erfindung bezieht sich in einem anderen Aspekt auf ein Verfahren
zum Anregen von Gasen. Das Verfahren beinhaltet, ein aktiviertes
Gas mit einem Plasma in einer Kammer zu erzeugen. Das Verfahren
umfasst ferner Anordnen eines Downstream-Gaseinlasses in Bezug auf
einen Auslass der Kammer ein, um es dem aktivierten Gas zu ermöglichen,
Dissoziation eines durch den Gaseinlass eingeführten Downstream-Gases zu fördern, wobei
das dissoziierte Downstream-Gas
nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der Kammer interagiert.
Das Verfahren weist umfasst ferner ein Merkmal zum Bereitstellen
eines Spalts zwischen einem Auslassflansch der Kammer und einem
Körper,
der den Downstream-Gaseinlass
aufweist.The
The invention in another aspect relates to a method
for exciting gases. The procedure involves an activated
To generate gas with a plasma in a chamber. The procedure
further comprising disposing a downstream gas inlet with respect to
an outlet of the chamber to allow the activated gas to
Dissociation of a introduced through the gas inlet downstream gas to promote, wherein
the dissociated downstream gas
not significantly interacting with an interior surface of the chamber.
The method further comprises a feature for providing
a gap between an outlet flange of the chamber and a
Body,
the downstream gas inlet
having.
In
einigen Ausführungsformen
ist der Spalt ein langer, schmaler Spalt, der den Transport angeregter
Gase zu einer Dichtung verringert, die zwischen dem Auslassflansch
der Kammer und einem Abschnitt des Systems angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Länge
von mindestens 2,5 Millimeter (ein Zehntel von einem Zoll). In einigen
Ausführungsformen
hat der Spalt eine Länge
von zwischen ungefähr
5,08 Millimeter und 50,8 Millimeter (zweizehntel von einem Zoll
und zwei Zoll). In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Breite von zwischen ungefähr 0,0025 Millimeter und 1,524
Millimeter (Zehntel von einem Mil und sechzig Mil). In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Breite von zwischen ungefähr 0,025 Millimeter und 0,508
Millimeter (ein Mil und Zwanzig Mil). In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt ein Verhältnis
von Länge
zu Breite von ungefähr
1.66. In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt ein Verhältnis
von Länge
zu Breite von ungefähr
3.33. In bestimmten Ausführungsformen
liegt die Länge
des Spalts zwischen ungefähr
2.54 Millimeter und ungefähr
50,8 Millimeter und die Breite des Spalts liegt zwischen ungefähr 0,0025
Millimeter und ungefähr 1,524
Millimeter.In
some embodiments
the gap is a long, narrow gap, which makes the transport more excited
Gases are reduced to a seal between the outlet flange
the chamber and a portion of the system is arranged. In some embodiments
the gap has a length
of at least 2.5 millimeters (one tenth of an inch). In some
embodiments
the gap has a length
from between about
5.08 millimeters and 50.8 millimeters (two-tenths of an inch
and two inches). In some embodiments
the gap has a width of between about 0.0025 millimeters and 1.524
Millimeters (tenths of a mil and sixty mils). In some embodiments
the gap has a width of between about 0.025 millimeters and 0.508
Millimeters (one mil and twenty mils). In some embodiments
the gap has a relationship
of length
to width of about
1.66. In some embodiments
the gap has a relationship
of length
to width of about
3:33. In certain embodiments
lies the length
the gap between about
2.54 mm and about
50.8 millimeters and the width of the gap is between about 0.0025
Millimeters and about 1,524
Millimeter.
In
einigen Ausführungsformen
ist das Merkmal ringförmig.
Das Merkmal kann ein Flansch sein. Das Merkmal kann eine Federdichtung
sein. Das Merkmal kann innerhalb seines elastischen Verformungsbereichs
komprimiert und ausgedehnt werden. Das Merkmal kann Aluminium, Saphir
oder ein Nitrid beinhalten.In
some embodiments
the feature is annular.
The feature may be a flange. The feature can be a feather seal
be. The feature can be within its elastic deformation range
compressed and expanded. The feature can be aluminum, sapphire
or a nitride.
In
einigen Ausführungsformen
trennt das Merkmal den Auslassflansch der Kammer von einem Körper der
Zuführungsquelle.
Das Merkmal kann Reiben zwischen dem Auslassflansch und dem Körper der
Zuführungsquelle
beschränken.
In einigen Ausführungsformen
beinhaltet das Verfahren eine Vakuumdichtung zwischen dem Auslassflansch
und der Zuführungsquelle
zu erzeugen. Die Vakuumdichtung kann unter der Verwendung eines
Dichtungsmechanismus erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen
wird die Vakuumdichtung unter Verwendung von einem O-Ring oder einer
Federdichtung erzeugt.In
some embodiments
the feature separates the outlet flange of the chamber from a body of the
Supply source.
The feature can rub between the outlet flange and the body of the
supply source
restrict.
In some embodiments
The method includes a vacuum seal between the outlet flange
and the supply source
to create. The vacuum seal can be done using a
Sealing mechanism can be generated. In some embodiments
is the vacuum seal using an O-ring or a
Spring seal generated.
In
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein System zum Anregend
von Gasen bereit. Das System beinhaltet eine entfernte Plasmaquelle
zum Erzeugen eines Plasmabereichs in einer Kammer, worin das Plasma
ein aktiviertes Gas erzeugt. Das System beinhaltet ferner, eine
Zuführungsquelle
zum Einführen
eines Downstream-Gases, um mit dem aktivierten Gas außerhalb
des Plasmabereichs zu interagieren, wobei das aktivierte Gas Anregung
des Downstream-Gases fördert
und wobei das angeregte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer
Innenoberfläche
der Kammer interagiert.In
In another aspect, the invention provides a system for exciting
ready for gases. The system includes a remote plasma source
for generating a plasma region in a chamber, wherein the plasma
generates an activated gas. The system further includes, a
supply source
for insertion
of a downstream gas, with the activated gas outside
to interact with the plasma region, the activated gas excitation
promotes the downstream gas
and wherein the stimulated downstream gas is not significant with a
inner surface
the chamber interacts.
In
einigen Ausführungsformen
beinhaltet Anregen des Downstream-Gases das Downstream-Gas zu Dissoziieren.
In einigen Ausführungsformen
verfügt
das System auch über
eine Sperre, die an einem Auslass der Kammer gelegt ist, um Erosion
der oder Abscheidung auf die Kammer zu vermindern. In einigen Ausführungsformen
ist die Sperr mindestens teilweise in der Kammer angeordnet. In
einigen Ausführungsformen
ist die Sperre mindestens teilweise innerhalb des Auslassdurchganges
der Kammer angeordnet. In einigen Ausführungsformen weist das System
auch eine Sperre auf, die innerhalb eines Auslassdurchganges der
Kammer angeordnet ist.In
some embodiments
involves exciting the downstream gas to dissociate the downstream gas.
In some embodiments
has
the system also over
a barrier, which is placed at an outlet of the chamber to erosion
or to reduce deposition on the chamber. In some embodiments
the lock is at least partially disposed in the chamber. In
some embodiments
the lock is at least partially within the outlet passage
arranged the chamber. In some embodiments, the system
also a barrier which within an outlet passage of the
Chamber is arranged.
In
einigen Ausführungsformen
weist die Kammer ein Quarz auf. In einigen Ausführungsformen ist die Kammer
toroide Kammer. In einigen Ausführungsformen
ist die Plasmaquelle eine Toroid-Plasmaquelle. In einigen Ausführungsformen weist
das System auch einen Mischer auf, um Downstream-Gas und aktiviertes
Gas zu mischen. In einigen Ausführungsformen
umfasst der Mischer ein statische Flussmischer, ein Schraubenmischer,
Messermischer, oder ein Zylinderförmig Schichtmischer. In einigen
Ausführungsformen
weist das System einen Reinigungsgaseinlass auf. In einigen Ausführungsformen
ist der Reinigungsgaseinlass zwischen einem Auslass der Kammer und
einem Einlass der Zuführungsquelle
angeordnet.In
some embodiments
the chamber has a quartz. In some embodiments, the chamber is
toroidal chamber. In some embodiments
the plasma source is a toroid plasma source. In some embodiments
the system also has a mixer on to downstream gas and activated
To mix gas. In some embodiments
the mixer comprises a static flow mixer, a screw mixer,
Knife mixer, or a cylindrical layer mixer. In some
embodiments
the system has a purge gas inlet. In some embodiments
is the cleaning gas inlet between an outlet of the chamber and
an inlet of the supply source
arranged.
Die
vorstehende und anderen Aufgaben, die Aspekte, Merkmale und die
Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und
aus den Ansprüchen
offensichtlicher.The
The above and other tasks, the aspects, characteristics and the
Advantages of the invention will become apparent from the following description and
from the claims
obvious.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die
vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung,
sowie der Erfindung selbst, werden besser aus der folgenden illustrativen
Beschreibung verstanden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind.The
above and other objects, features and advantages of the invention,
as well as the invention itself, will be better understood from the following illustrative
Description understood when combined with the attached drawings
is read, which are not necessarily to scale.
1 ist
eine schematische Teilansicht einer Plasmaquelle zum Produzieren
dissoziierte Gase, welch die Erfindung verwirklicht. 1 Figure 11 is a schematic partial view of a plasma source for producing dissociated gases, which embodies the invention.
2A ist
eine Querschnittansicht einer Gaszuführungsquelle gemäß einer
illustrativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2A FIG. 12 is a cross-sectional view of a gas supply source according to an illustrative embodiment of the present invention. FIG.
2B ist
eine Endansicht der Gaszuführungsquelle
der 2A. 2 B is an end view of the gas supply source of 2A ,
3A ist
eine Querschnittansicht einer Gaszuführungsquelle gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung. 3A FIG. 12 is a cross-sectional view of a gas supply source according to an exemplary embodiment of the invention. FIG.
3B ist
eine Endansicht der Gaszuführungsquelle
der 3A. 3B is an end view of the gas supply source of 3A ,
4 ist
eine graphische Darstellung des NF3 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion des Abstandes vom Auslass einer Quarzplasmakammer,
zu dem NF3 in die Plasmaquelle eingeführt wird,
unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem gemäß der Erfindung. 4 Figure 3 is a graph of NF 3 dissociation percentage as a function of the distance from the outlet of a quartz plasma chamber to which NF 3 is introduced into the plasma source using a gas dissociation system according to the invention.
5 ist
eine graphische Darstellung des CF4 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion des Abstandes vom Auslass einer Quarzplasmakammer,
zu dem CF4 in die Plasmaquelle eingeführt wird,
unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem gemäß der Erfindung
eingeführt
wird. 5 Figure 4 is a graph of the CF 4 dissociation percentage as a function of the distance from the outlet of a quartz plasma chamber to which CF 4 is introduced into the plasma source, using a gas dissociation system according to the invention.
6 ist
eine graphische Darstellung des NF3 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion der Plasmagasflussrate mit einem Gasdissoziationssystem
gemäß der Erfindung. 6 Figure 3 is a plot of NF 3 dissociation percentage as a function of plasma gas flow rate with a gas dissociation system according to the invention.
7 ist
eine graphische Darstellung des NF3 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion des Plasmagasdrucks unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem
gemäß der Erfindung. 7 Figure 3 is a plot of NF 3 dissociation percentage as a function of plasma gas pressure using a gas dissociation system according to the invention.
8 ist
eine graphische Darstellung des NF3 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion der Downstream-NF3-Flussrate
unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem gemäß der Erfindung. 8th Figure 3 is a graph of NF 3 dissociation percentage as a function of downstream NF 3 flow rate using a gas dissociation system according to the invention.
9 ist
eine graphische Darstellung des CF4 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion der Plasmagasflussrate unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem
gemäß der Erfindung. 9 Figure 4 is a graph of CF 4 dissociation percentage as a function of plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the invention.
10 ist
eine graphische Darstellung des CF4 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion des Plasmagasdrucks unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem
gemäß der Erfindung. 10 Figure 4 is a graphical representation of the CF 4 dissociation percentage as a function of plasma gas pressure using a gas dissociation system according to the invention.
11A ist eine graphische Darstellung des CHF4 Dissoziationsprozentsatzes als Funktion
der Plasmagasflussrate unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem
gemäß der Erfindung. 11A Figure 4 is a graph of the CHF 4 percent dissociation as a function of plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the invention.
11B ist eine graphische Darstellung des CHF4 Dissoziationsprozentsatzes als Funktion
der Downstream-CHF3-Plasmagasflussrate unter
Verwendung von einem Gasdissoziationssystem gemäß der Erfindung. 11B Figure 3 is a graph of the CHF 4 percent dissociation as a function of downstream CHF 3 plasma gas flow rate using a gas dissociation system according to the invention.
12 ist
eine schematische Teilansicht einer Plasmaquelle zum Produzieren
dessoziierter Gase, welche die Erfindung verwirklicht. 12 FIG. 13 is a partial schematic view of a plasma source for producing dessociated gases embodying the invention. FIG.
13 ist
eine graphische Darstellung des NF3 Dissoziationsprozentsatzes
als Funktion des Abstandes vom Auslass einer Quarzplasmakammer,
zu dem NF3 in die Plasmaquelle eingeführt wird,
unter Verwendung von einem Gasdissoziationssystem gemäß der Erfindung. 13 is a graphical representation of percent dissociation of NF3 as a function of distance from the output of a quartz plasma chamber is introduced to the NF 3 into the plasma source, using a gas dissociation system according to the invention.
14 ist
eine Querschnittansicht eines Teils einer Gaszuführungsquelle gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung. 14 FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion of a gas supply source according to an exemplary embodiment of the invention. FIG.
15A ist eine Querschnittansicht eines Teils einer
Plasmaquelle, welche die Erfindung verwirklicht. 15A Figure 12 is a cross-sectional view of a portion of a plasma source embodying the invention.
15B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 15A. 15B is an enlarged view of part of the 15A ,
16 ist
eine isometrische Querschnittansicht eines Teils einer Gasdissoziationsquelle,
welche Prinzipien der Erfindung inkorporiert. 16 Figure 4 is an isometric cross-sectional view of a portion of a gas dissociation source incorporating principles of the invention.
17 ist
eine schematische Abbildung eines Teils einer Gasdissoziationsquelle,
welche Prinzipien der Erfindung inkorporiert. 17 Figure 3 is a schematic illustration of a portion of a gas dissociation source incorporating principles of the invention.
18A ist eine Querschnittansicht eines Teils einer
Plasmaquelle, welche die Erfindung verwirklicht. 18A Figure 12 is a cross-sectional view of a portion of a plasma source embodying the invention.
18B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 18A. 18B is an enlarged view of part of the 18A ,
18C ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 18A. 18C is an enlarged view of part of the 18A ,
19 ist
eine schematische Abbildung eines Teils einer Zuführungsquelle
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung. 19 Figure 3 is a schematic diagram of a portion of a supply source according to an exemplary embodiment of the invention.
20A ist eine schematische Abbildung einer toroidförmige Plasmakammer,
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung. 20A is a schematic illustration of a toroidal plasma chamber, according to an exemplary embodiment of the invention.
20B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der
toroidförmige
Plasmakammer von 20A. 20B FIG. 11 is an enlarged view of a portion of the toroidal plasma chamber of FIG 20A ,
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
EMBODIMENTS
1 ist
eine schematische Teildarstellung von einem Gasdissoziationssystem 100 zum
Produzieren dissoziierter Gase, welches die Erfindung verwirklicht.
Plasmen werden häufig
benutzt, um Gase zu aktivieren, wobei diese in einen angeregten
Zustand versetzt werden, so dass die Gase eine erhöhte Reaktivität haben.
Anregen eines Gases beinhaltet, den Energiezustand des Gases zu
erhöhen.
In einigen Fällen
werden die Gase angeregt, um dissoziierter Gase zu produzieren,
die Ionen, freie Radikale, Atome und Moleküle enthalten. Das System 100 weist
eine Plasmagasquelle 112 auf die über eine Gasleitung 116 an
eine Plasmakammer 108 angeschlossen ist. Ein Ventil 120 steuert
den Fluss von Plasmagas (z. B. O2, N2, Ar, NF3, H2 und He) von der Plasmagasquelle 112 durch
die Gasleitung 116 in die Plasmakammer 108. Das
Ventil 120 kann z. B. ein Magnetventil, ein proportionales
Magnetventil oder ein Mengenflusssteuergerät sein. Ein Plasmagenerator 184 erzeugt
einen Bereich von Plasma 132 innerhalb der Plasmakammer 108.
Das Plasma 132 enthält
ein durch Plasma aktiviertes Gas 134, das teilweise aus
der Kammer 108 heraus fließt. Das durch Plasma aktivierte
Gas 134 wird erzeugt als ein Ergebnis von Erhitzen und
Aktivieren des Plasmagases durch das Plasma 132. In dieser
Ausführungsform befindet
sich der Plasmagenerator 184 teilweise um die Plasmakammer 108.
Das System 100 weist auch eine Energiequelle 124 auf,
die Energie über
Anschluss 128 zum Plasmagenerator 184 zur Verfügung stellt,
um das Plasma 132 (das das aktivierte Gas 134 enthält) in der
Plasmakammer 108 zu erzeugen. Die Plasmakammer 108 kann
z. B. aus einem metallischen Material wie Aluminium oder einem hitzebeständigen Metall
gebildet sein oder kann aus einem dielektrischen Material wie Quarz
oder Saphir gebildet sein. In einigen Ausführungsformen wird ein Gas anders
als das Plasmagas benutzt, um das aktivierte Gas zu erzeugen. In
einigen Ausführungsformen
wird das Plasmagas zum Erzeugen des Plasmas von sowohl dem Plasma
als auch dem aktivierten Gas benutzt. 1 is a partial schematic representation of a gas dissociation system 100 for producing dissociated gases embodying the invention. Plasmas are often used to activate gases, which are put into an excited state so that the gases have an increased reactivity. Stimulating a gas involves increasing the energy state of the gas. In some cases, the gases are excited to produce dissociated gases containing ions, free radicals, atoms, and molecules. The system 100 has a plasma gas source 112 on the over a gas line 116 to a plasma chamber 108 connected. A valve 120 controls the flow of plasma gas (e.g., O 2 , N 2 , Ar, NF 3 , H 2, and He) from the plasma gas source 112 through the gas line 116 into the plasma chamber 108 , The valve 120 can z. B. be a solenoid valve, a proportional solenoid valve or a mass flow controller. A plasma generator 184 creates a range of plasma 132 within the plasma chamber 108 , The plasma 132 contains a plasma activated gas 134 partially from the chamber 108 flows out. The plasma activated gas 134 is generated as a result of heating and activation of the plasma gas by the plasma 132 , In this embodiment, the plasma generator is located 184 partly around the plasma chamber 108 , The system 100 also has an energy source 124 on, the power over connection 128 to the plasma generator 184 provides to the plasma 132 (which is the activated gas 134 contains) in the plasma chamber 108 to create. The plasma chamber 108 can z. B. may be formed of a metallic material such as aluminum or a refractory metal or may be formed of a dielectric material such as quartz or sapphire. In some embodiments, a gas other than the plasma gas is used to generate the activated gas. In some embodiments, the plasma gas is used to generate the plasma from both the plasma and the activated gas.
Die
Plasmakammer 108 hat einen Auslass 172, der über einen
Durchgang 168 an einen Einlass 176 einer Prozesskammer 156 angeschlossen
ist. Mindestens ein Teil des aktivierten Gases 134 fließt aus dem
Auslass 172 der Plasmakammer 108 heraus und durch
den Durchgang 168. Die Menge von Energie, die in dem aktivierten
Gas 134 mit geführt wird,
nimmt mit dem Abstand entlang der Länge des Durchganges 168 ab.
Eine Zuführungsquelle 104 (z. B.
eine Gaszuführungsquelle)
befindet sich an einem Abstand 148 entlang der Länge des
Durchganges 168. Die Zuführungsquelle 104 kann
auch innerhalb des unteren Teils der Plasmakammer 108 angeordnet
sein. Die Gaszuführungsquelle 104 hat
mindestens einen Gaseinlass 180, der Gas (z. B. ein Downstream-Gas,
das durch das aktivierte Gas 134 dissoziierte werden soll)
in den Bereich 164 des Durchganges 168 einführt. Eine Downstream-Gas-Quelle 136 führt das Downstream-Gas
(z. B. NF3, CF4,
CHF3, C2F6, C2HF5, C3F8, C4F8, XeF2, Cl2, ClF3, H2 oder NH3) durch
eine Gasleitung 140 und durch den Gaseinlass 180 in
den Bereich 164 des Durchganges 168 ein. Ein Ventil 144 steuert
den Fluss des Downstream-Gases durch die Gasleitung 140.
Das Downstream-Gas kann Abscheidungsvorläufer, die, z. B. Si, Ge, Ga,
In, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr oder Zr enthalten, aufweisen.
Das Ventil 144 kann z. B. ein Magnetventil, ein proportionales
Magnetventil oder ein Mengenflusssteuergerät sein.The plasma chamber 108 has an outlet 172 that's about a passage 168 to an inlet 176 a process chamber 156 connected. At least part of the activated gas 134 flows out of the outlet 172 the plasma chamber 108 out and through the passage 168 , The amount of energy in the activated gas 134 is guided with the distance increases along the length of the passage 168 from. A source of supply 104 (eg a gas supply source) is at a distance 148 along the length of the passage 168 , The source of supply 104 can also be inside the lower part of the plasma chamber 108 be arranged. The gas supply source 104 has at least one gas inlet 180 , the gas (for example, a downstream gas, which is activated by the gas 134 should be dissociated) in the area 164 of the passage 168 introduces. A downstream gas source 136 carries the downstream gas (eg, NF 3 , CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 2 HF 5 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , XeF 2 , Cl 2 , ClF 3 , H 2 or NH 3 ) through a gas line 140 and through the gas inlet 180 in the area 164 of the passage 168 one. A valve 144 controls the flow of the downstream gas through the gas line 140 , The downstream gas may include deposition precursors which, e.g. As Si, Ge, Ga, In, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr or Zr contain. The valve 144 can z. B. be a solenoid valve, a proportional solenoid valve or a mass flow controller.
Downstream-Gas,
das in den Bereich 164 des Durchganges 168 an
dem Abstand 148 eingeführt
wird, interagiert mit mindestens einem Teil des aktivierten Gases 134,
um einen Fluss von dissoziierter Downstream-Gas 152 zu
produzieren. Die Bezeichnung „Downstream-Gas", die hierin benutzt wird,
bezieht sich das auf Gas, das in den Durchgang 168 durch
den Gaseinlass 180 eingeführt wird. Die Bezeichnung „das dissoziierte
Downstream-Gas", die
hierin benutzt wurde, bezieht sich auf das Gas, das als Resultat
aus dem Zusammenwirken von dem aktivierten Gas 134 mit
dem Downstream-Gas erzeugt wird. Das dissoziierte Downstream-Gas 152 kann
z. B. eine Mischung des aktivierten Gases 134, des Downstream-Gases
und des durch das aktivierte Gas 134 angeregten (z. B.
dissoziierte) Downstream-Gases enthalten. In einigen Ausführungsformen
enthält
das dissoziierte Downstream-Gas 152 im Wesentlichen von
Gas, das durch das aktivierte Gas 134 dissoziiert wurde.
In anderen Ausführungsformen
enthält
das dissoziierte Downstream-Gas 152 z. B. im Wesentlichen
aktiviertes Gas 134.Downstream gas in the area 164 of the passage 168 at the distance 148 introduced interacts with at least a portion of the activated gas 134 to a flow of dissociated downstream gas 152 to produce. The term "downstream gas" used herein refers to gas entering the passageway 168 through the gas inlet 180 is introduced. The term "the dissociated downstream gas" as used herein refers to the gas that results from the interaction of the activated gas 134 is generated with the downstream gas. The dissociated downstream gas 152 can z. B. a mixture of the activated gas 134 , of the downstream gas and that of the activated gas 134 contain excited (eg, dissociated) downstream gases. In some embodiments, the dissociated downstream gas contains 152 Essentially of gas passing through the activated gas 134 was dissociated. In other embodiments, the dissociated downstream gas contains 152 z. B. substantially activated gas 134 ,
Das
dissoziierte Downstream-Gas 152 fließt durch den Durchgang 168 und
in den Einlass 176 der Prozesskammer 156. Ein
Probenhalter 160, der in der Prozesskammer 156 sich
befindet, trägt
ein Material, das durch das dissoziierte Downstream-Gas 152 bearbeitet
wird. Ein optionaler Gasverteiler oder ein Dusch kopf (nicht gezeigt)
können
am Einlass 176 der Kammer 156 angeordnet sein,
um das dissoziierte Gas auf die Oberfläche von, z. B. einem Substrat, das
auf dem Probenhalter 160 sich befindet, gleichmäßig zu verteilen.
In einer Ausführungsform
fördert das
dissoziierte Downstream-Gas 152 Ätzen eines Halbleiterwafers
oder eines Substrates, das auf dem Probenhalter 160 in
der Prozesskammer 156 angeordnet ist. In einer anderen
Ausführungsform
fördert das
dissoziierte Downstream-Gas 152 Abscheidung eines Dünnfilms
auf ein Substrat, das auf dem Probenhalter 160 in der Prozesskammer 156 angeordnet
ist. Das aktivierte Gas 134 verfügt über genügende Energie um mit dem Downstream-Gas
zu interagieren, damit um das dissoziierte Downstream-Gas 152 zu
produzieren.The dissociated downstream gas 152 flows through the passage 168 and in the inlet 176 the process chamber 156 , A sample holder 160 who is in the process chamber 156 is located, carries a material through the dissociated downstream gas 152 is processed. An optional gas distributor or shower head (not shown) may be located at the inlet 176 the chamber 156 be arranged to the dissociated gas to the surface of, for. B. a substrate on the sample holder 160 is to distribute evenly. In one embodiment, the dissociated downstream gas promotes 152 Etching a semiconductor wafer or a substrate on the sample holder 160 in the process chamber 156 is arranged. In another embodiment, the dissociated downstream gas promotes 152 Deposition of a thin film on a substrate on the sample holder 160 in the process chamber 156 is arranged. The activated gas 134 has enough de energy to interact with the downstream gas, thus the dissociated downstream gas 152 to produce.
In
einigen Ausführungsformen
wird ein Prozentsatz des Downstream-Gases, das in den Bereich 164 des
Durchganges 168 eingeführt
wird, durch das aktivierte Gas 134 dissoziiert. Der Grad
(z. B. Prozentsatzsatz) zu dem das Downstream-Gas dissoziiert wird,
ist eine Funktion von z. B. dem Energieniveau sowie der Menge von
Energie, die von dem aktivierten Gas 134 mitgeführt wird.
Das aktivierte Gas 134 kann ein Energieniveau haben, das
größer als das
Bindungsenergieniveau des Downstream-Gases ist, um die Bindungen
zwischen Atomen des Downstream-Gases aufzubrechen, um Dissoziation zu
erzielen. In einigen Ausführungsformen
kann das aktivierte Gas 134 auch genügende Energie mitführen, um
das Downstream-Gas durch mehrfache Zusammenstoßprozesse thermisch anzuregen
und zu dissoziieren. Zum Beispiel hat CF4 ein
Bindungsenergieniveau von ungefähr
5,7 eV und NF3 ein Bindungsenergieniveau
von ungefähr
3,6 eV. Dementsprechend unter ähnlichen
Betriebsbedingungen des Dissoziationssystems 100, werden
höhere
Energien des aktivierten Gases 134 benötigt, um CF4 zu
dissoziieren, als sie benötigt
wird um NF3 zu dissoziieren.In some embodiments, a percentage of the downstream gas that is in the range 164 of the passage 168 is introduced by the activated gas 134 dissociated. The degree (e.g., percentage rate) to which the downstream gas is dissociated is a function of e.g. As the energy level and the amount of energy from the activated gas 134 is carried. The activated gas 134 may have an energy level greater than the binding energy level of the downstream gas to break the bonds between atoms of the downstream gas to achieve dissociation. In some embodiments, the activated gas 134 also carry enough energy to thermally excite and dissociate the downstream gas through multiple collision processes. For example, CF 4 has a binding energy level of about 5.7 eV and NF 3 has a binding energy level of about 3.6 eV. Accordingly, under similar operating conditions of the dissociation system 100 , become higher energies of the activated gas 134 needed to dissociate CF 4 , as it is needed to dissociate NF 3 .
In
einer anderen Ausführungsform
weil die Menge von im aktivierten Gas 134 enthaltenden
Energie mit Abstand vom Auslass 172 der Kammer 108 entlang
des Durchganges 168 sich verringert, muss der Abstand 148 klein
genug sei beim Anordnen des Gaseinlasses 180 in Bezug auf
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 so dass das
aktivierte Gas 134 eine Anregung (z. B. Dissoziation) des Downstream-Gases
effektiv fördert,
das in den Durchgang 168 durch die Downstream-Gas-Quelle 104 eingeführt wird.
Der Abstand 148 muss, beim Einbringen des Gaseinlasses 180 in
Bezug auf den Auslass 172 der Plasmakammer 108,
auch groß genug
sein so dass das dissoziierte Downstream-Gas 152 nicht
erheblich mit einer Innenoberfläche
der Plasmakammer 108 interagiert. In einigen Ausführungsformen
kann die Zuführungsquelle 104 innerhalb
des unteren Teils der Plasmakammer 108 angeordnet sein,
z. B. wenn die Plasmadichte im oberen Teil der Plasmakammer 108 konzentriert
ist.In another embodiment, because the amount of in the activated gas 134 containing energy at a distance from the outlet 172 the chamber 108 along the passage 168 decreases, the distance must be 148 small enough to arrange the gas inlet 180 in relation to the outlet 172 the plasma chamber 108 so that the activated gas 134 effectively encourages (eg, dissociation) the downstream gas that enters the passageway 168 through the downstream gas source 104 is introduced. The distance 148 must, when inserting the gas inlet 180 in relation to the outlet 172 the plasma chamber 108 too big enough so that the dissociated downstream gas 152 not significantly with an inner surface of the plasma chamber 108 interacts. In some embodiments, the supply source 104 within the lower part of the plasma chamber 108 be arranged, for. B. when the plasma density in the upper part of the plasma chamber 108 is concentrated.
In
einer Ausführungsform
weist das System 100 eine Sperre auf (z. B. ein Schild
oder eine Zwischenschicht, nicht gezeigt), die im Durchgang 168 am
Auslass 172 der Kammer 108 angeordnet ist. Die Sperre
schützt
den Durchgang 168, indem sie den Kontakt des Durchganges 168 mit
den reaktiven Gasen im System 100 verringert. In einigen
Ausführungsformen
befindet sich der Schild oder die Zwischenschicht teilweise innerhalb
der Kammer 108. Der Schild oder die Zwischenschicht können aus
einem Material gebildet werden, das gegen die reaktiven Gase im
Wesentlich beständig
ist (z. B. das aktivierte Gas 134 und das dissoziierte Downstream-Gas 152).
Auf dieser Weise kann da der Schild oder die Zwischenschicht den
reaktiven Gasen ausgesetzt ist, der Schild oder die Zwischenschicht
benutzt werden, um Erosion der Kammer 108 zu verringern.In one embodiment, the system 100 a lock on (eg a shield or an intermediate layer, not shown) in the passageway 168 at the outlet 172 the chamber 108 is arranged. The barrier protects the passage 168 by making the contact of the passage 168 with the reactive gases in the system 100 reduced. In some embodiments, the shield or interlayer is partially within the chamber 108 , The shield or interlayer may be formed of a material that is substantially resistant to the reactive gases (eg, the activated gas 134 and the dissociated downstream gas 152 ). In this way, since the shield or interlayer is exposed to the reactive gases, the shield or interlayer may be used to erode the chamber 108 to reduce.
In
einer Ausführungsform
ist die Zwischenschicht ein röhrenförmiges Material,
das innerhalb des Durchganges 168 am Auslass 172 der
Kammer 108 angeordnet ist. Die Zwischenschicht kann aus
einem Material gebildet werden, das mit den reaktiven Gasen chemisch
kompatibel ist. Die Zwischenschicht kann komplett oder teilweise
aus Saphirmaterial bestehen. In einigen Ausführungsformen ist der Schild oder
die Zwischenschicht entfernbar, was periodischen austauschen erlaubt.
Der Schild oder die Zwischenschicht können deshalb aus dem gleichen
Material wie die Plasmakammer zu chemischer Übereinstimmung, bestehen.In one embodiment, the intermediate layer is a tubular material that is within the passageway 168 at the outlet 172 the chamber 108 is arranged. The intermediate layer may be formed of a material that is chemically compatible with the reactive gases. The intermediate layer may consist entirely or partially of sapphire material. In some embodiments, the shield or the intermediate layer is removable, allowing for periodic replacement. The shield or interlayer may therefore consist of the same material as the plasma chamber for chemical compatibility.
In
einigen Ausführungsformen
verringert der Schild oder die Zwischenschicht thermische Belastungen
auf Bestandteile in der Kammer 108. Der Schild oder die
Zwischenschicht können
aus einem Material bestehen, das den Verlust der reaktiven Spezie(n)
im aktivierten Gas 134 und im dissoziierten Downstream-Gas 152 verringert,
dadurch den Auslass der reaktiven Spezie(n) maximiert wird. Materialien
mit niedrigen Rekombinationseigenschaften schließen, z. B. Quarz, Diamanten,
Diamant-ähnlich-Kohlenstoff,
Saphir, Kohlenwasserstoff und Fluorkohlenstoff ein. Der Schild oder
die Zwischenschicht kann auch aus einem Metall (z. B. Aluminium, Nickel
oder rostfreier Stahl) für
bessere mechanischen und thermischen Eigenschaften gebildet sein. Die
Oberfläche
eines Metallschildes oder einer Zwischenschicht kann mit einer Schicht
beschichtet sein, die aus einem chemisch kompatiblen Material oder aus
Material mit niedriger Oberflächenrekombination/Reaktion
besteht, um die Gesamtleistungsfähigkeit
zu verbessern.In some embodiments, the shield or intermediate layer reduces thermal stresses on components in the chamber 108 , The shield or intermediate layer may be made of a material that causes the loss of the reactive species in the activated gas 134 and in the dissociated downstream gas 152 thereby maximizing the outlet of the reactive species (s). Include materials with low recombination properties, e.g. Quartz, diamonds, diamond-like carbon, sapphire, hydrocarbon and fluorocarbon. The shield or interlayer may also be formed of a metal (eg, aluminum, nickel or stainless steel) for better mechanical and thermal properties. The surface of a metal shield or intermediate layer may be coated with a layer consisting of a chemically compatible material or low surface recombination / reaction material to improve overall performance.
In
einer Ausführungsform
weist das System 100 einen zusätzlichen Reinigungsgaseinlass
auf (nicht gezeigt), der zwischen dem Auslass 172 der Plasmakammer 108 und
dem Gaseinlass 180 angeordnet ist. Reinigungsgas kann durch
den Gaseinlass 180 eingeführt werden, um Rückfluss
des Downstream-Gases in die Plasmakammer 108 zu verhindern
(oder zu minimieren). Der Rückfluss
kann auftreten, wenn die Flussrate des Plasmagases klein ist. Das
Reinigungsgas kann ein Edelgas (z. B. Ar oder He) oder ein Prozessgas
(z. B. O2 oder H2)
sein.In one embodiment, the system 100 an additional cleaning gas inlet (not shown) located between the outlet 172 the plasma chamber 108 and the gas inlet 180 is arranged. Purge gas can through the gas inlet 180 be introduced to reflux the downstream gas into the plasma chamber 108 to prevent (or minimize). The reflux can occur when the flow rate of the plasma gas is small. The purge gas may be a noble gas (eg Ar or He) or a process gas (eg O 2 or H 2 ).
In
einer Ausführungsform
verfügt
das System 100 über
einen Sensor (nicht gezeigt) zum Messen des Dissoziationsprozentsatzes
des Downstream-Gases im Durchgang 168. In bestimmten Ausführungsformen
wird der gleiche Sensor benutzt, um den Grad zu bestimmen, zu dem
das dissoziierte Downstream-Gas 152 nachteilig mit einer
Inneroberfläche
der Plasmakammer 108 interagiert. Als Bespiel kann ein
Nicolet 510P Messgerät
von Thermo Electron Corporation in Madison, Wisconsin als der Sensor
zum Messen des Dissoziationsprozentsatzes und des Grads, zu dem
das dissoziierte Downstream-Gas 152 mit der Innenoberfläche der Kammer 108 interagiert,
verwendet werden. Der Sensor misst z. B. die Anwesenheit von SiF4. SiF4 ist ein Nebenprodukt
von Fluor (ein dissoziiertes Downstream-Gas), das mit einer Quarzplasmakammer
reagiert. Der Sensor ist nicht notwendig, kann jedoch im System 100 verwendet
werden. Dementsprechend sind Sensormessungen, welche das Vorliegen
von z. B. hohem Niveau von SiF4 anzeigen, ein Indikator, dass das
dissoziierte Downstream-Gas 152 nachteilig mit einer Inneroberfläche einer
Quarzplasmakammer 108 interagiert. Der Dissoziationsprozentsatz
des Downstream-Gases hängt
von einer Vielzahl von Faktoren ab. Ein Faktor ist der Abstand 148,
an dem das Downstream-Gas in den Bereich 164 des Durchganges 168 eingeführt wird.
Ein anderer Faktor ist die Menge von Energie im aktivierten Gas 134 in
dem Abstand 148, in dem das Downstream-Gas in den Bereich 164 des
Durchganges 168 eingeführt
wird.In one embodiment, the system has 100 via a sensor (not shown) for measuring the dissociation percentage of the downstream gas in the passage 168 , In determined Embodiments, the same sensor is used to determine the degree to which the dissociated downstream gas 152 adversely with an inner surface of the plasma chamber 108 interacts. As an example, a Nicolet 510P Thermo Electron Corporation of Madison, Wisconsin as the sensor for measuring the dissociation percentage and degree to which the dissociated downstream gas 152 with the inner surface of the chamber 108 interacts, to be used. The sensor measures z. For example, the presence of SiF 4 . SiF 4 is a byproduct of fluorine (a dissociated downstream gas) which reacts with a quartz plasma chamber. The sensor is not necessary but can be in the system 100 be used. Accordingly, sensor measurements indicating the presence of e.g. For example, indicate high level of SiF4, an indicator that the dissociated downstream gas 152 disadvantageous with an inner surface of a quartz plasma chamber 108 interacts. The dissociation percentage of the downstream gas depends on a variety of factors. One factor is the distance 148 where the downstream gas enters the area 164 of the passage 168 is introduced. Another factor is the amount of energy in the activated gas 134 in the distance 148 in which the downstream gas in the area 164 of the passage 168 is introduced.
In
einer Ausführungsform
wird das Downstream-Gas an einem Abstand 148 in Bezug auf
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 eingeführt, welcher
die Interaktion zwischen dem dissoziierten Gas 152 und
der Innenoberfläche
der Plasmakammer 108 minimiert. In einer anderen Ausführungsform
wird das Downstream-Gas an einem Abstand 148 in Bezug auf
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 eingeführt, welcher
den Dissoziationsgrad des Downstream-Gases maximiert. In einer anderen
Ausführungsform
wird das Downstream-Gas an einem Abstand 148 in Bezug auf
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 eingeführt, welcher
den Grad, zu dem das dissoziierte Downstream-Gas 152 mit
einer Inneroberfläche
der Plasmakammer 108 interagiert, mit dem Dissoziationsgrad
des Downstream-Gases ausgleicht.In one embodiment, the downstream gas is at a distance 148 in relation to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced the interaction between the dissociated gas 152 and the inner surface of the plasma chamber 108 minimized. In another embodiment, the downstream gas is at a distance 148 in relation to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced, which maximizes the degree of dissociation of the downstream gas. In another embodiment, the downstream gas is at a distance 148 in relation to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced the degree to which the dissociated downstream gas 152 with an inner surface of the plasma chamber 108 interacts with the degree of dissociation of the downstream gas.
Die
Plasmaquelle 184 kann z. B. ein DC Plasmagenerator, Hochfrequenz
(RF) Plasmagenerator oder ein Mikrowellen Plasmagenerator sein.
Die Plasmaquelle 184 kann eine entfernte Plasmaquelle sein.
Als Beispiel kann die Plasmaquelle 184 eine entfernte Plasmaquelle
wie ASTRON (R) oder R*evolution (R) sein, der von MKS Instruments,
Inc. in Wilmington MA, hergestellt wird. Ein DC Plasmagenerator
erzeugt DC Entladungen durch das Anwenden eines Potentials zwischen
zwei Elektroden in einem Plasmagas (z. B. O2).
Ein RF Plasmagenerator erzeugt Hochfrequenzentladungen durch entweder
elektrostatische oder induktive Kopplung der Energie von einer Energiequelle
in ein Plasma. Ein Mikrowellen Plasmageneratorer erzeugt Mikrowellenentladungen
durch direkte Kopplung der Mikrowellenenergie durch ein mikrowellendurchlässiges Fenster
in eine Plasmakammer, die ein Plasmagas enthält.The plasma source 184 can z. As a DC plasma generator, radio frequency (RF) plasma generator or a microwave plasma generator. The plasma source 184 may be a remote plasma source. As an example, the plasma source 184 a remote plasma source such as ASTRON (R) or R * evolution (R) manufactured by MKS Instruments, Inc. of Wilmington, MA. A DC plasma generator generates DC discharges by applying a potential between two electrodes in a plasma gas (e.g., O 2 ). An RF plasma generator generates high frequency discharges by either electrostatic or inductive coupling of energy from a power source into a plasma. A microwave plasma generator generates microwave discharges by directly coupling the microwave energy through a microwave transparent window into a plasma chamber containing a plasma gas.
In
einer Ausführungsform
ist die Plasmaquelle eine toroide Plasmaquelle und die Kammer 108 ist eine
Quarzkammer. Die Quarzkammer kann z. B. aus einem Stück Quarzglas
bestehen. In anderen Ausführungsformen
können
alternative Arten von Plasmaquellen und Kammermaterialien benutzt
werden. Zum Beispiel können
Saphir, Tonerde, Aluminiumnitrid, Yttriumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid
oder ein Metall wie Aluminium, Nickel oder rostfreier Stahl oder ein
beschichtetes Metall wie anodisiertes Aluminium benutzt werden.In one embodiment, the plasma source is a toroidal plasma source and the chamber 108 is a quartz chamber. The quartz chamber can z. B. consist of a piece of quartz glass. In other embodiments, alternative types of plasma sources and chamber materials may be used. For example, sapphire, alumina, aluminum nitride, yttria, silicon carbide, boron nitride or a metal such as aluminum, nickel or stainless steel or a coated metal such as anodized aluminum may be used.
Die
Energiequelle 124 kann z. B. ein RF Energiequelle oder
ein Mikrowelle Energiequelle sein. In einigen Ausführungsformen
verfügt
die Plasmakammer 108 über
Mittel zum Erzeugen der freien Ladungen, die ein anfängliches
Ionisationsereignis herbeiführt,
das das Plasma 132 in der Plasmakammer 108 anzündet. Das
anfängliche
Ionisationsereignis kam ein kurzer Hochspannungsimpuls sein, der
auf die Plasmakammer 108 angewendet wird. Der Impuls kann
eine Spannung von ungefähr
500 bis 10.000 Volt haben und kann ungefähr 0,1 Mikrosekunden bis 100
Millisekunden lang sein. Ein Edelgas wie Argon kann in die Plasmakammer 108 eingeführt werden,
um die zum Zünden
des Plasmas 132 erforderliche Spannung zu verringern. Ultraviolette
Strahlung kann auch verwendet werden, um die freien Ladungen in
der Plasmakammer 108 zu erzeugen, die das anfängliche
Ionisationsereignis bereitstellen, durch das das Plasma 132 in
der Plasmakammer 108 gezündet wird.The energy source 124 can z. B. an RF power source or a microwave energy source. In some embodiments, the plasma chamber has 108 via means for generating the free charges that causes an initial ionization event, the plasma 132 in the plasma chamber 108 Kindle. The initial ionization event came to be a short high-voltage pulse applied to the plasma chamber 108 is applied. The pulse may have a voltage of about 500 to 10,000 volts and may be about 0.1 microseconds to 100 milliseconds long. A noble gas such as argon can enter the plasma chamber 108 be introduced to the ignition of the plasma 132 reduce required voltage. Ultraviolet radiation can also be used to free the charges in the plasma chamber 108 which provide the initial ionization event by which the plasma 132 in the plasma chamber 108 is ignited.
Ein
Steuerungssystem (nicht gezeigt) kann z. B. benutzt werden, um den
Betrieb von Ventil 116 zu steuern (z. B. ein Mengenflusssteuerungsgerät), um damit
den Fluss des Plasmagases von der Plasmagasquelle 112 in
die Plasmakammer 108 zu regulieren. Das Steuerungssystem
kann auch benutzt werden, um den Betrieb von Ventil 144 (z.
B. ein Mengenflusssteuerungsgerät)
zu steuern, um damit den Fluss des Downstream-Gases von der Downstream-Gas-Quelle 136 in
den Bereich 164 zu regulieren. Das Steuerungssystem kann
auch benutzt werden, um die Betriebsparameter (z. B. angewendete
Leistung auf das Plasma 132 und nachfolgend das aktivierte
Gas 134, oder Gasflussrate oder -druck) des Plasmagenerators 184 zu
modifizieren.A control system (not shown) may e.g. B. used to operate the valve 116 (eg, a mass flow controller) to thereby control the flow of plasma gas from the plasma gas source 112 into the plasma chamber 108 to regulate. The control system can also be used to control the operation of valve 144 (eg, a mass flow controller) to thereby control the flow of downstream gas from the downstream gas source 136 in the area 164 to regulate. The control system can also be used to determine the operating parameters (eg, applied power to the plasma 132 and subsequently the activated gas 134 , or gas flow rate or pressure) of the plasma generator 184 to modify.
In
einigen Ausführungsformen
ist das System 100 zum Abscheiden eines Materials auf einem Halbleiterwafer,
der auf dem Probenhalter 160 in der Prozesskammer 156 angeordnet
ist, gedacht. Zum Beispiel kann das Downstream-Gas ein Abscheidungsmaterial (z. B.
SiH4, TEOS, oder WF6) enthalten. Das Downstream-Gas
kann auch andere Abscheidungsvorläufer wie z. B. Si, Ge, Ga,
In, Sn, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr und Zr aufweisen. Das
aktivierte Gas 134 interagiert mit dem Abscheidungsmaterial
im Downstream-Gas, um eine Abscheidungspezie(n) zu erzeugen, die
auf den sich auf dem Probenhalter 160 befindlichen Wafer
abgeschieden werden kann. Aussetzung der Abscheidungsvorläufer einem
Plasma kann Vorläufermoleküle veranlassen,
in der Gasdeckschicht zu zerfallen. Dementsprechend kann Anregung
der Vorläufer
durch aktivierte Gase in den Anwendungen vorteilhaft sein, in denen
Aufspaltung der Vorläufer
auf einer Abscheidungsoberfläche
bevorzugt wird. In einigen Ausführungsformen
weist das Downstream-Gas ein oder mehrere Gase auf, die metallische
oder Halbleiterhaltende Materialen enthalten, oder die Oxide oder ein
Nitride, die metallische oder Halbleiterhaltende Materialen enthalten.In some embodiments, the system is 100 for depositing a material on a semiconductor wafer on the sample holder 160 in the process chamber 156 is arranged, thought. To the For example, the downstream gas may contain a deposition material (eg. As SiH4, TEOS, or WF 6). The downstream gas may also contain other deposition precursors such as. B. Si, Ge, Ga, In, Sn, As, Sb, Al, Cu, Ta, Ti, Mo, W, Hf, Sr and Zr have. The activated gas 134 interacts with the deposition material in the downstream gas to produce a deposition species that are deposited on the sample holder 160 located wafer can be deposited. Exposure of the deposition precursors to a plasma can cause precursor molecules to disintegrate in the gas capping layer. Accordingly, activation of the precursors by activated gases may be advantageous in applications where decomposition of the precursors on a deposition surface is preferred. In some embodiments, the downstream gas comprises one or more gases containing metallic or semiconductor-containing materials, or the oxides or nitrides containing metallic or semiconductor-containing materials.
Das
System 100 kann benutzt werden, um optische Schichten auf
ein Substrat, wie einen Spiegel, ein Filter oder eine Lens abzuscheiden.
Das System 100 kann benutzt werden, um Oberflächeneigenschaften
eines Substrates zu ändern.
Das System 100 kann benutzt werden, um eine Oberfläche biokompatible
zu machen oder seine Wasserabsorptionseigenschaften zu verändern. Das
System 100 kann benutzt werden, um die mikroskopische Partikel und
Pulver oder solch im Nano-Bereich zu erzeugen.The system 100 can be used to deposit optical layers on a substrate such as a mirror, a filter or a lens. The system 100 can be used to modify surface properties of a substrate. The system 100 can be used to make a surface biocompatible or alter its water absorption properties. The system 100 can be used to generate the microscopic particles and powders or those in the nano range.
2A und 2B veranschaulichen
eine Ausführungsform
einer Zuführungsquelle 104 welche die
Prinzipien der Erfindung verwirklicht. In dieser Ausführungsform
hat die Zuführungsquelle 104 einen scheibenförmigen Körper 200,
der einen zentralen Bereich 164 definiert. Den Bereich 164 erstreckt
sich von einem ersten Ende 208 des Körpers 200 zu einen
zweites Ende 212 des Körpers 200.
Die Quelle 104 hat auch sechs Einlässe 180a, 180b, 180c, 180d, 180e und 180f (im
Allgemeinen 180), die sich durch den Körper 200 der Quelle 104 erstre cken.
Die Einlässe 180 erstrecken
sich jeweils radial von Öffnungen
in einer Außenfläche 204 des
Körpers 200 zu Öffnungen
entlang einer inneren Oberfläche 214 des Bereichs 164 des
Körpers 200.
In einer Ausführungsforen
sind die Einlässe 180 an
eine Downstream-Gas-Quelle, z. B. die Downstream-Gas-Quelle 136 der 1 angeschlossen.
Die Downstream-Gas-Quelle 136 stellt einen Fluss des Downstream-Gases über die
Einlässe 180 zu
den Bereich 164 zur Verfügung. Ein aktiviertes Gas 134 fließt in die
Quelle 104 über
das erste Ende 204 der Quelle 104 ein. Mindestens
interagiert ein Teil des aktivierten Gases 134 mit mindestens
einem Teil des Downstream-Gases, um dissoziiertes Downstream-Gas 152 zu
produzieren. Das dissoziierte Downstream-Gas 152 fließt aus dem
zweiten Ende 212 des Körpers 200 der
Quelle 104 heraus und entlang z. B. des Durchganges 168 des
Dissoziationssystems 100. Andere Anzahlen, Geometrien und
Winkelausrichtungen der Einlässe 180 sind
bedacht. Als Beispiel können
die Einlässe 180 im
Bezug auf die Mitte des Bereichs 164 des Körpers 200 der Quelle 104 mit
einem Winkeln ausgerichtet werden, wenn von der Oritierung der Endansicht
der 2B betrachtet. 2A and 2 B illustrate an embodiment of a supply source 104 which realizes the principles of the invention. In this embodiment, the supply source 104 a disk-shaped body 200 , the one central area 164 Are defined. The area 164 extends from a first end 208 of the body 200 to a second end 212 of the body 200 , The source 104 also has six inlets 180a . 180b . 180c . 180d . 180e and 180f (in general 180 ), which are through the body 200 the source 104 to extend. The inlets 180 each extend radially from openings in an outer surface 204 of the body 200 to openings along an inner surface 214 of the area 164 of the body 200 , In one execution forums are the inlets 180 to a downstream gas source, e.g. As the downstream gas source 136 of the 1 connected. The downstream gas source 136 provides a flow of downstream gas over the inlets 180 to the area 164 to disposal. An activated gas 134 flows into the source 104 over the first end 204 the source 104 one. At least part of the activated gas interacts 134 with at least a portion of the downstream gas to dissociated downstream gas 152 to produce. The dissociated downstream gas 152 flows out of the second end 212 of the body 200 the source 104 out and along z. B. the passage 168 of the dissociation system 100 , Other numbers, geometries and angular orientations of the inlets 180 are considered. As an example, the inlets 180 in relation to the middle of the range 164 of the body 200 the source 104 to be oriented at an angle when aligning the end view of the 2 B considered.
In
einer anderen Ausführungsform,
die in 3A und 3B gezeigt
ist, hat die Zuführungsquelle 104 hat
einen scheibenförmigen
Körper 200, der
einen Bereich 164 definiert. Der Körper 200 hat ein erstes
Ende 208 und ein zweites Ende 212. Die Quelle 104 hat
sechs Einlässe 180a, 180b, 180c, 180d, 180e und 180f (im
Allgemeinen 180), die sich durch den Körper 200 der Quelle 104 erstrecken.
Andere Anzahlen von Einlässe
können
in anderen Ausführungsformen
verwendet werden. Die Einlässe 180 erstrecken
sich jeweils mit einem Winkeln 304 von Öffnungen in einer Außenfläche 204 des
Körpers 200 zu Öffnungen
entlang einer inneren Oberfläche 214 des
Bereichs 164 des Körpers 200.
In einer Ausführungsform
sind die Einlässe 180 an
eine Downstream-Gas-Quelle z. B. die Downstream-Gas-Quelle 136 der 1 angeschlossen.
Die Downstream-Gas-Quelle 136 stellt einen Fluss von Downstream-Gas über die
Einlässe 180 zu den
Bereich 164 zur Verfügung.
Das Downstream-Gas wird mindestens teilweise durch ein aktiviertes
Gas 134 dissoziiert, das in den Bereich 164 über das
erste Ende 208 des Körpers 200 eingeführt wird.
Dissoziiertes Downstream-Gas 152 verlässt den Bereich 164 über das
zweite Ende 212 des Körpers 200.In another embodiment, in 3A and 3B is shown has the source of supply 104 has a disc-shaped body 200 , the one area 164 Are defined. The body 200 has a first end 208 and a second end 212 , The source 104 has six inlets 180a . 180b . 180c . 180d . 180e and 180f (in general 180 ), which are through the body 200 the source 104 extend. Other numbers of inlets may be used in other embodiments. The inlets 180 each extend at an angle 304 of openings in an outer surface 204 of the body 200 to openings along an inner surface 214 of the area 164 of the body 200 , In one embodiment, the inlets are 180 to a downstream gas source e.g. As the downstream gas source 136 of the 1 connected. The downstream gas source 136 puts a flow of downstream gas over the inlets 180 to the area 164 to disposal. The downstream gas is at least partially activated by an activated gas 134 dissociated into the area 164 over the first end 208 of the body 200 is introduced. Dissociated downstream gas 152 leaves the area 164 over the second end 212 of the body 200 ,
Zu
veranschaulichen, wurde ein Experiment durchgeführt, um NF3 zu
dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 2A und 2B wurde
verwendet, um NF3 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für jeden
der Einlässe 180 vorgewählt. 4 zeigt
ein Diagramm 400, das das Ergebnis der NF3 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 412 des Diagramms 400 ist der
Dissoziationsprozentsatz von NF3. Die X-Achse 416 des Diagramms 400 ist
der Abstand 148, an dem das NF3 (Downstream-Gas)
in den Bereich 164 in Bezug auf den Auslass 172 einer
Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird.To illustrate, an experiment was performed to dissociate NF 3 . The source of supply 104 from 2A and 2 B was used to NF 3 in the field 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. 4 shows a diagram 400 That the result of the NF3 dissociation with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 412 of the diagram 400 is the dissociation percentage of NF 3 . The X-axis 416 of the diagram 400 is the distance 148 at which the NF 3 (downstream gas) in the area 164 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced.
4 zeigt
dass bei einer konstanten Flussrate des Plasmagases (O2/N2) und des Downstream-Gases (NF3),
erhöht
sich der Dissoziationsprozentsatz von NF3 mit
Gasdruck und verringert sich mit dem Abstand vom Auslass der Plasmakammer.
Während
der Abstand 148 sich erhöht, verringert sich der Dissoziationsprozentsatz
von NF3 für ein spezifiziertes Druckniveau
des Plasmagases (2 Torr; 3 Torr; 4 Torr; 5 Torr (Kurve 408);
6 Torr (Kurve 404); 7 Torr. Die Kurve 404 zeigt
z. B., dass für
das Plasmas O2/N2 mit
einer Flussrate von 4/0,4 slm in die Plasmakammer 108 und
bei einem Plasmagasdruck von 6 Torr, sich der NF3 Dissoziationsprozentsatz
von ungefähr
92% Dissoziation von NF3 an einem Abstand 148 von
ungefähr
1,0 Zentimeter auf ungefähr 8%
Dissoziation von NF3 an einem Abstand 148 von ungefähr 12,2
Zentimeter verringert. Die Kurve 408 zeigt, dass für das Plasmas
O2/N2 mit einer
Flussrate von 4/0,4 slm in die Plasmakammer 108 und bei
einem Plasmagasdruck von 5 Torr, sich der NF3 Dissoziationsprozentsatz
von ungefähr
77% Dissoziation von NF3 an einem Abstand 148 von
ungefähr
1,0 Zentimeter auf ungefähr
3% Dissoziation von NF3 an einem Abstand 148 von
ungefähr
12.2 Zentimeter verringert. 4 shows that at a constant flow rate of the plasma gas (O 2 / N 2) and the downstream gas (NF3), the percent dissociation of NF3 increases with gas pressure and decreases with distance from the outlet of the plasma chamber. While the distance 148 increased, verrin the dissociation percentage of NF 3 for a specified pressure level of the plasma gas ( 2 Torr; 3 torr; 4 Torr; 5 Torr (curve 408 ); 6 Torr (curve 404 ); 7 Torr. The curve 404 shows z. B. that for the plasma O 2 / N 2 with a flow rate of 4 / 0.4 slm in the plasma chamber 108 and at a plasma gas pressure of 6 Torr, the NF 3 dissociation percentage of about 92% dissociation of NF 3 at a distance 148 from about 1.0 centimeter to about 8% dissociation of NF 3 at a distance 148 reduced by about 12.2 centimeters. The curve 408 shows that for the plasma O 2 / N 2 with a flow rate of 4 / 0.4 slm in the plasma chamber 108 and at a plasma gas pressure of 5 Torr, the NF3 dissociation percentage of about 77% dissociation of NF 3 at a distance 148 from about 1.0 centimeter to about 3% dissociation of NF 3 at a distance 148 reduced by about 12.2 centimeters.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Der
Nicolet 510P Sensor hat eine Messempfindlichkeit von 1 sccm
von SiF4. Im Experiment wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor unter
den Bedingungen von verschiedenen Plasmagasdrücken und den Abständen 148 gemessen,
unter denen das NF3 (Downstream-Gas) in
den Bereich 164 in Bezug auf den Auslass 172 einer
Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. The Nicolet 510P Sensor has a sensitivity of 1 sccm of SiF4. In the experiment, no SiF4 was detected with the Nicolet sensor under conditions of different plasma gas pressures and distances 148 measured under which the NF 3 (downstream gas) in the range 164 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced.
Zu
veranschaulichen, wurde ein Experiment durchgeführt, um CF4 zu
dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 3A und 3B wurde
verwendet, um CF4 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für jeden
der Einlässe 180 vorgewählt. Ein
Winkel von 30 Grad wurde für
den Winkel 304 für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt.To illustrate, an experiment was performed to dissociate CF 4 . The source of supply 104 from 3A and 3B was used to CF 4 in the area 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. An angle of 30 degrees was used for the angle 304 for each of the inlets 180 preselected.
5 zeigt
ein Diagramm 500, das das Ergebnis der CF4 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 512 des Diagramms 500 ist der
Dissoziationsprozentsatz von CF4. Die X-Achse 516 des
Diagramms 500 ist der Abstand 148, von dem das
CF4 (Downstream-Gas) in den Bereich 164 des
Durchganges 168 in Bezug auf den Auslass 172 einer
Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird. 5 shows a diagram 500 that is the result of CF 4 dissociation, which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 512 of the diagram 500 is the dissociation percentage of CF 4 . The X-axis 516 of the diagram 500 is the distance 148 from which the CF 4 (downstream gas) in the range 164 of the passage 168 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced.
5 zeigt,
dass mit der Zunahme des Abstands 148 der Dissoziationsprozentsatz
von CF4 sich verringert für
verschiedene Plasmagasarten, Flussrate und Drücken sich verringert, (4 slm
von O2 gemischt mit 0.4 slm von N2 bei 4 Torr; 4 slm von O2 bei
4 Torr (kurve 504); 3 slm von N2 bei
2 Torr; und 6 slm von Ar bei 6 Torr (Kurve 508)). Beispielhaft
zeigt Kurve 504, dass für
einen Gasfluss des Plasmas O2 von der Plasmagasquelle 112 mit
einer Rate von 4 slm mit einem Druck von 4 Torr in der Plasmakammer 108,
der Dissoziationsprozentsatz von 100 sccm von CF4, von ungefähr 33% CF4
Dissoziation an einem Abstand 148 von ungefähr 0,53
Zentimeter auf ungefähr
2% CF4 Dissoziation an einem Abstand 148 von ungefähr 1,05
Zentimeter, sich verringert. Kurve 508 zeigt, dass mit
einer Flussrate eines Ar Plasmagases von 6 slm in die Plasmakammer 108 und
mit einem Druck von 6 Torr, der Dissoziationsprozentsatz von CF4
von ungefähr 24%
CF4 Dissoziation an einem Abstand 148 von ungefähr 0,53
Zentimeter auf ungefähr
1% CF4 Dissoziation an einem Abstand 148 von ungefähr 1,05
Zentimeter sich verringert. 5 shows that with the increase in the distance 148 the dissociation percentage of CF4 decreased for various types of plasma gas, flow rate and pressures decreased, (4 slm of O 2 mixed with 0.4 slm of N 2 at 4 Torr; 4 slm of O 2 at 4 Torr (curve 504 ); 3 slm of N 2 at 2 torr; and 6 slm of Ar at 6 Torr (curve 508 )). Example shows curve 504 That for a gas flow of the plasma O 2 by the plasma gas source 112 at a rate of 4 slm with a pressure of 4 Torr in the plasma chamber 108 , the dissociation percentage of 100 sccm of CF4, of about 33% CF4 dissociation at a distance 148 from about 0.53 centimeters to about 2% CF4 dissociation at a distance 148 of about 1.05 centimeters, decreases. Curve 508 shows that with a flow rate of an Ar plasma gas of 6 slm into the plasma chamber 108 and with a pressure of 6 Torr, the dissociation percentage of CF4 is about 24% CF4 dissociation at a distance 148 from about 0.53 centimeters to about 1% CF4 dissociation at a distance 148 decreases by about 1.05 centimeters.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Im Experiment
wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen Plasmagasarten,
Flussraten, Drücke und
Abstände 148,
unten deren Bedingungen das CF4 (Downstream-Gas) in den Bereich 164 in
Bezug auf den Auslass 172 einer Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird,
gemessen.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was used with the Nicolet sensor for the different plasma gas species, flow rates, pressures, and distances 148 , below whose conditions the CF4 (downstream gas) in the range 164 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced, measured.
Ein
anderes Experiment wurde durchgeführt, um NF3 zu
dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 2A und 2B wurde
verwendet, um 100 sccm von NF3 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für jeden
der Einlässe 180 vorgewählt. Das Downstream-Gas
(NF3) wird in den Bereich 164 des Durchganges 168 an
ungefähr
1 Zentimeter (das heißt,
der Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Quarzplasmakammer 108 eingeführt. 6 veranschaulicht
zeigt ein Diagramm 600, das das Ergebnis der NF3 Dissoziation, die mit einem Gasdissoziationssystem,
wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 612 des Diagramms 600 ist der
Dissoziationsprozentsatz von NF3. Die X-Achse 616 des
Diagramms 600 ist die Gasflussrate in Standard Liter pro
Minute des Plasmagases (N2 (Kurve 604);
O2/N2 bei einer
Gasflussrate von 10/1 (Kurve 608); Ar (Kurve 610);
H2; und He) der in die Kammer 108 durch
die Plasmagasquelle 112 eingeführt wird.Another experiment was performed to dissociate NF 3 . The source of supply 104 from 2A and 2 B was used to 100 sccm of NF 3 in the range 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. The downstream gas (NF 3 ) will be in the range 164 of the passage 168 at about 1 centimeter (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the quartz plasma chamber 108 introduced. 6 illustrated shows a diagram 600 That the result of the NF3 dissociation with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 612 of the diagram 600 is the dissociation percentage of NF 3 . The X-axis 616 of the diagram 600 is the gas flow rate in standard liters per minute of plasma gas (N 2 (curve 604 ); O 2 / N 2 at a gas flow rate of 10/1 (curve 608 ); Ar (curve 610 ); H 2 ; and he) the in the chamber 108 through the plasma gas source 112 is introduced.
Beispielhaft
zeigt Kurve 604, dass für
ein N2 Plasmagas, das NF 3 Dissoziationsprozentsatz
von 100 sccm von ungefähr
16% NF3 Dissoziation mit einer N2 Plasmagasflussrate von ungefähr 1,0 slm
auf ungefähr
82% NF3 Dissoziation mit einer N2 Plasmagasflussrate von ungefähr 2,3 slm
zunimmt. Kurve 608 zeigt, dass für ein Gas des Plasmas O2/N2, der NF3 Dissoziationsprozentsatz
von 100 sccm von ungefähr
16% NF3 Dissoziation mit einer Flussrate
des Gases O2/N2 von
2/0,2 slm auf ungefähr
79% NF3 Dissoziation mit einer Flussrate
des Gases O2/N2 von ungefähr 5,5/0,55
slm zunimmt. Kurve 610 zeigt, dass für ein Ar Plasmagas, der Dissoziationsprozentsatz
eines Flusses von 100 sccm von NF3 von ungefähr 14% NF3 Dissoziation mit einer Ar Plasmagasflussrate
von ungefähr
2,0 slm auf ungefähr
29% NF3 Dissoziation mit einer Ar Plasmagasflussrate
von ungefähr
10 slm steigt.Example shows curve 604 in that for an N 2 plasma gas, the NF 3 dissociation percentage is from 100 sccm of approximately 16% NF 3 dissociation with an N 2 plasma gas flow rate of approximately 1.0 slm to approximately 82% NF 3 dissociation with an N 2 plasma gas flow rate of approximately 2.3 slm increases. Curve 608 shows that for a gas of plasma O 2 / N 2 , the NF3 dissociation percentage of 100 sccm of about 16% NF 3 dissociation with a flow rate of the Gases O 2 / N 2 increases from 2 / 0.2 slm to approximately 79% NF 3 dissociation with a flow rate of the gas O 2 / N 2 of approximately 5.5 / 0.55 slm. Curve 610 Figure 4 shows that for an Ar plasma gas, the dissociation percentage of a flow of 100 sccm of NF 3 from about 14% NF 3 dissociation with an Ar plasma gas flow rate of about 2.0 slm to about 29% NF 3 dissociation with an Ar plasma gas flow rate of about 10 slm increases.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Im Experiment
wurde kein SiF4 mit dem vorher genannten Nicolet Sensor für die verschiedenen
Plasmagasarten und -flussraten gemessen.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was measured with the aforementioned Nicolet sensor for the different plasma gas species and flow rates.
Ein
anderes Experiment wurde durchgeführt, um NF3 zu
dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 2A und 2B wurde
verwendet, um 100 sccm von NF3 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für jeden
der Einlässe 180 vorgewählt. Das Downstream-Gas
(NF3) wird an ungefähr 1,0 Zentimeter (das heißt, der
Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Plasmakammer 108 eingeführt. 7 zeigt
ein Diagramm 700, das das Ergebnis der NF3 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 712 des Diagramms 700 ist der
Dissoziationsprozentsatz von NF3. Die X-Achse 716 des
Diagramms 700 ist Gasdruck in Torr des Plasmagases, das
in die Plasmakammer 108 eingeführt wird. Unter den Betriebsbedingungen des
Experimentes, ist der Dissoziationsprozentsatz von NF3,
das ein Ar Plasmagas verwendet (gezeigt als Kurve 710)
zum Ar Gasdruck verhältnismäßig unempfindlich.Another experiment was performed to dissociate NF 3 . The source of supply 104 from 2A and 2 B was used to 100 sccm of NF 3 in the range 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. The downstream gas (NF 3 ) is at approximately 1.0 centimeters (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced. 7 shows a diagram 700 That the result of the NF3 dissociation with a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 712 of the diagram 700 is the dissociation percentage of NF 3 . The X-axis 716 of the diagram 700 is gas pressure in torr of the plasma gas that enters the plasma chamber 108 is introduced. Under the operating conditions of the experiment, the percent dissociation of NF3 using an Ar plasma gas (shown as curve 710 ) to Ar gas pressure relatively insensitive.
Beispielhaft
zeigt Kurve 704, dass für
einen N2 Plasmagasfluss von 1 slm, der NF3
Dissoziationsprozentsatz von 100 sccm von ungefähr 15% NF3 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 1 Torr auf ungefähr 42% NF3 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 3 Torr zunimmt. Kurve 708 zeigt, dass
für einen
Gasfluss des Plasmas O2/N2 von
4/0.4 slm, der NF3 Dissoziationsprozentsatz von 100 sccm von ungefähr 10% NF3 Dissoziation mit einem Plasmagasdruck von
1 Torr auf ungefähr
90% NF3 Dissoziation mit einem Plasmagasdruck
von 6 Torr steigt. Kurve 710 zeigt, dass für einen
Ar Plasmagasfluss von 6 slm, der NF3 Dissoziationsprozentsatz von
100 sccm ungefähr
19% mit einem PlasmaGasdruck von 2 Torr, 22% mit einem Plasmagasdruck
von 6 Torr und ungefähr
21% mit einem Plasmagasdruck von 10 Torr ist.Example shows curve 704 in that for a N 2 plasma gas flow of 1 slm, the NF3 dissociation percentage increases from 100 sccm from about 15% NF 3 dissociation with a plasma gas pressure of 1 Torr to about 42% NF 3 dissociation with a plasma gas pressure of 3 Torr. Curve 708 shows that for a gas flow of the plasma O 2 / N 2 of 4 / 0.4 slm, the NF3 dissociation percentage of 100 sccm from about 10% NF 3 dissociation with a plasma gas pressure of 1 Torr to about 90% NF 3 dissociation with a plasma gas pressure of 6 Torr rises. Curve 710 shows that for an Ar plasma gas flow of 6 slm, the NF3 dissociation percentage of 100 sccm is about 19% with a plasma gas pressure of 2 Torr, 22% with a plasma gas pressure of 6 Torr and about 21% with a plasma gas pressure of 10 Torr.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem früher
genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Im Experiment wurde
kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen Plasmagasarten,
-flussraten und -drücke
gemessen.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the previously mentioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was measured with the Nicolet sensor for the different plasma gas species, flow rates and pressures.
Ein
anderes Experiment wurde durchgeführt, um NF3 zu
dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 2A und 2B wurde
verwendet, um NF3 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Das
Downstream-Gas (NF3) wird an ungefähr 1 Zentimeter
(das heißt,
der Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Plasmakammer 108 eingeführt. 8 zeigt
ein Diagramm, das das Ergebnis der NF3 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 812 des Diagramms 800 ist der
NF3 Dissoziationsprozentsatz. Die X-Achse 816 des Diagramms 800 ist
die Downstream NF3 Flussrate in sccm.Another experiment was performed to dissociate NF 3 . The source of supply 104 from 2A and 2 B was used to NF 3 in the field 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. The downstream gas (NF 3 ) is at about 1 centimeter (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced. 8th shows a diagram showing the result of NF 3 dissociation using a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 812 of the diagram 800 is the NF3 dissociation percentage. The X-axis 816 of the diagram 800 is the downstream NF3 flow rate in sccm.
Kurve 804 auf
dem Diagramm 800 von der 8 zeigt,
dass für
das Plasmasgas O2/N2 mit
einer Flussrate von 4/0,4 slm und einem Druck von 5 Torr, der NF3
Dissoziationsprozentsatz, von einer NF3 Flussrate
von ungefähr
25 sccm bis einer NF3 Flussrate von ungefähr 200 sccm,
beim ungefähr
75% bleibt. Es zeigt, dass unter diesen Betriebsbedingungen der
Dissoziationsprozentsatz von NF3 zur Flussrate
von NF3 verhältnismäßig unempfindlich ist, welches
durch das verhältnismäßig konstant
bleibende Dissoziationsprozentsatz von NF3 (Kurve 804)
belegt wird. Kurve 806 auf dem Diagramm 800 von 8 zeigt,
dass für
ein Ar Plasmagas mit einer Flussrate von ungefähr 6 slm und einem Druck von
6 Torr, der NF3 Dissoziationsprozentsatz von ungefähr 40% mit einer
NF3 von ungefähr 50 sccm bis auf ungefähr 15% mit
einer NF3 Flussrate von ungefähr 200 sccm abnimmt.Curve 804 on the diagram 800 of the 8th shows that for the plasma gas O 2 / N 2 with a flow rate of 4 / 0.4 slm and a pressure of 5 Torr, the NF3 dissociation percentage, from an NF 3 flow rate of about 25 sccm to a NF 3 flow rate of about 200 sccm while remaining at about 75%. It shows that under these operating conditions the dissociation percentage of NF 3 to the flow rate of NF 3 is relatively insensitive, which is due to the relatively constant dissociation percentage of NF 3 (curve 804 ) is occupied. Curve 806 on the diagram 800 from 8th shows that for an Ar plasma gas at a flow rate of about 6 slm and a pressure of 6 Torr, the sccm NF3 dissociation of about 40% with a NF 3 of approximately 50 to approximately 15% with a NF 3 flow rate of about 200 sccm decreases.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem vorher beschriebenen Nicolet 510P Sensor gemessen.
Im Experiment wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen
Betriebsbedingungen des Gasdissoziationssystems 100 gemessen.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the previously described Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was used with the Nicolet sensor for the different operating conditions of the gas dissociation system 100 measured.
Zur
Veranschaulichung wurde ein anderes Experiment durchgeführt, um
CF4 zu dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 3A und 3B wurde
verwendet, um 100 sccm von CF4 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Ein
Winkel von 30 Grad wurde für
den Winkel 304 für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Das Downstream-Gas
(CF4) wird an ungefähr
0,5 Zentimeter (das heißt,
der Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Plasmakammer 108 eingeführt. 9 zeigt
ein Diagramm 900, das das Ergebnis der CF4 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 912 des
Diagramms 900 ist der Dissoziationsprozentsatz von CF4. Die X-Achse 916 des
Diagramms 900 ist die Gasflussrate in Standard Liter pro
Minute des Plasmagases (N2 (Kurve 904);
O2/N2 (Kurve 908);
O2; und Ar) das in die Kammer 108 durch
die Plasmagasquelle 112 eingeführt wird.As an illustration, another experiment was performed to dissociate CF 4 . The source of supply 104 from 3A and 3B was used to 100 sccm of CF 4 in the range 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. An angle of 30 degrees was used for the angle 304 for each of the inlets 180 preselected. The Downstream gas (CF4) is at approximately 0.5 centimeters (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced. 9 shows a diagram 900 that is the result of CF 4 dissociation, which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 912 of the diagram 900 is the dissociation percentage of CF 4 . The X-axis 916 of the diagram 900 is the gas flow rate in standard liters per minute of plasma gas (N 2 (curve 904 ); O 2 / N 2 (curve 908 ); O 2 ; and Ar) that in the chamber 108 through the plasma gas source 112 is introduced.
9 stellt
dar, dass das bei 100 sccm von downstreamm CF4 Fluss
der CF4 Dissoziationsprozentsatz zunimmt, wenn die Plasmagasflussrate
sich erhöht.
Beispielhaft zeigt Kurve 904, dass für ein N2 Plasmagas,
der Dissoziationsprozentsatz eines CF4 Flusses
von 100 Standard Kubikzentimeter pro Minute von CF4 von
ungefähr
10% CF4 Dissoziation mit einer N2 Plasmagasflussrate bei ungefähr 1,0 slm
auf ungefähr
32% CF4 Dissoziation mit einer N2 Plasmagasflussrate
bei ungefähr
3 slm sich erhöht.
Kurve 908 zeigt, dass für
das Plasmas O2/N2,
der Dissoziationsprozentsatz einer CF4 Flussrate
von 100 sccm von ungefähr
5% CF4 Dissoziation mit einer Gasflussrate
des Plasmas O2/N2 von
ungefähr
2,0/0.2 slm auf ungefähr
46% CF4 Dissoziation mit einer Gasflussrate
des Plasmas O2/N2 von
ungefähr 5,0/0,5
slm steigt. 9 Figure 4 illustrates that at 100 sccm from the downstream CF 4 flux, the CF 4 dissociation percentage increases as the plasma gas flow rate increases. Example shows curve 904 in that for an N 2 plasma gas, the dissociation percentage of a CF 4 flow of 100 standard cubic centimeters per minute of CF 4 from about 10% CF 4 dissociation with an N 2 plasma gas flow rate at about 1.0 slm to about 32% CF4 dissociation with an N 2 plasma gas flow rate increases at about 3 slm. Curve 908 shows that for the plasma O 2 / N 2 , the dissociation percentage of a CF 4 flow rate of 100 sccm of about 5% CF 4 dissociation with a gas flow rate of the plasma O 2 / N 2 from about 2.0 / 0.2 slm to about 46% CF 4 dissociation increases with a gas flow rate of plasma O 2 / N 2 of about 5.0 / 0.5 slm.
Im
Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen
des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Im Experiment
wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen Plasmagasarten
und -flussrate gemessen.In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was measured with the Nicolet sensor for the different plasma gas species and flow rate.
Zu
Veranschaulichung wurde ein anderes Experiment durchgeführt, um
CF4 zu dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 3A und 3B wurde
verwendet, um 100 sccm von CF4 in den Bereich 164 des
Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Ein
Winkel von 30 Grad wurde für
den Winkel 304 für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Das Downstream-Gas
(CF4) wird an ungefähr 0,5 Zentimeter (das heißt, der
Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Plasmakammer 108 eingeführt. 10 zeigt
ein Diagramm 1000, das das Ergebnis der CF4 Dissoziation,
die mit einem Gasdissoziationssystem, wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 1012 des
Diagramms 1000 ist der Dissoziationsprozentsatz von CF4. Die X-Achse 1016 des Diagramms 1000 ist
der Gasdruck in Torr des Plasmagases (1 slm von N2; 4/0,4
slm von O2/N2 (Kurve 1004);
4 slm von O2 ; und 6
slm von Ar (Kurve 1008)).For illustration, another experiment was conducted to dissociate CF 4th The source of supply 104 from 3A and 3B was used to 100 sccm of CF 4 in the range 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. An angle of 30 degrees was used for the angle 304 for each of the inlets 180 preselected. The downstream gas (CF 4 ) is at about 0.5 centimeters (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced. 10 shows a diagram 1000 that is the result of CF 4 dissociation, which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 1012 of the diagram 1000 is the dissociation percentage of CF 4 . The X-axis 1016 of the diagram 1000 is the gas pressure in Torr of the plasma gas (1 slm of N 2 ; 4 / 0.4 slm of O 2 / N 2 (curve 1004 ); 4 slm of O 2 ; and 6 slm of Ar (curve 1008 )).
Kurve 1004 zeigt,
dass für
eine Gasflussrate des Plasmas O2/N2 von 4/0.4 slm, der Dissoziationsprozentsatz
einer Flussrate von 100 Standardkubikzentimeter pro Minute von CF4 von ungefähr 5% CF4 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 1,0 Torr auf ungefähr 39% CF4 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 6 Torr sich erhöht. Kurve 1008 zeigt dass
für eine
Gasflussrate des Plasmas Ar von 6 slm, der Dissoziationsprozentsatz
eines Flusses von 100 Standard Kubikzentimeter pro Minute von CF4 von ungefähr 20% CF4 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 2,0 Torr auf ungefähr 25% CF4 Dissoziation
mit einem Plasmagasdruck von 10 Torr sich erhöht Im Experiment wurden minimale
schädliche
Wirkungen des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf die
Quarzkammer 108 mit dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor
gemessen. Im Experiment wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen
Plasmagasarten, -flussraten und -drücke gemessen.Curve 1004 shows that for a gas flow rate of the plasma O 2 / N 2 of 4 / 0.4 slm, the dissociation percentage of a flow rate of 100 standard cubic centimeters per minute of CF 4 of about 5% CF 4 dissociation with a plasma gas pressure of 1.0 Torr to about 39% CF 4 dissociation increases with a plasma gas pressure of 6 Torr. Curve 1008 shows that for a gas flow rate of the plasma Ar of 6 slm, the dissociation percentage of a flow of 100 standard cubic centimeters per minute of CF 4 from about 20% CF 4 dissociation with a plasma gas pressure of 2.0 Torr to about 25% CF 4 dissociation with a plasma gas pressure increased by 10 Torr In the experiment, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was measured with the Nicolet sensor for the different plasma gas species, flow rates and pressures.
Zu
Veranschaulichung wurde ein anderes Experiment durchgeführt, um
CHF3 zu dissoziieren. Die Zuführungsquelle 104 von 3A und 3B wurde
verwendet, um CHF3 in den Bereich 164 des Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 einzuführen. Ein
Innendurchmesser von ungefähr
0,5 Millimeter wurde für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Ein Winkel
von 30 Grad wurde für
den Winkel 304 für
jeden der Einlässe 180 vorgewählt. Das Downstream-Gas
(CF4) wird an ungefähr 0,5 Zentimeter (das heißt, der
Abstand 148) in Bezug auf den Auslass 172 der
Plasmakammer 108 eingeführt.As an illustration, another experiment was performed to dissociate CHF3. The source of supply 104 from 3A and 3B was used to CHF3 in the range 164 of the body 200 the source of supply 104 introduce. An inside diameter of about 0.5 millimeters became for each of the inlets 180 preselected. An angle of 30 degrees was used for the angle 304 for each of the inlets 180 preselected. The downstream gas (CF 4 ) is at about 0.5 centimeters (that is, the distance 148 ) with respect to the outlet 172 the plasma chamber 108 introduced.
11A zeigt ein Diagramm 1100, das das Ergebnis
der CHF3 Dissoziation, die mit einem Gasdissoziationssystem,
wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Das Plasmagas ist eine Mischung von O2 und
N2 bei einem Verhältnis von O2 zu
N2 von 10:1. Die Y-Achse 1112 des
Diagramms 1100 ist der Dissoziationsprozentsatz von CHF3.
Die X-Achse 1116 des Diagramms 1100 ist die Gasflussrate
in Standard Liter pro Minute des O2 im Plasmagas,
das in die Kammer 108 durch die Plasmagasquelle 112 eingeführt wird.
Kurve 1104 von 11A zeigt,
dass für
einen Plasmagasdruck von 1,5 Torr und ein Downstream CHF3 von 100
sccm, nahezu 100% Dissoziation von CHF3 erreicht wird, während die
Flussrate von O2 im Plasmagas im Bereich
von 1 slm bis zu 4 slm liegt. 11A shows a diagram 1100 that is the result of the CHF 3 dissociation, which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The plasma gas is a mixture of O 2 and N 2 at a ratio of O 2 to N 2 of 10: 1. The Y-axis 1112 of the diagram 1100 is the dissociation percentage of CHF3. The X-axis 1116 of the diagram 1100 is the gas flow rate in standard liters per minute of O 2 in plasma gas entering the chamber 108 through the plasma gas source 112 is introduced. Curve 1104 from 11A shows that sccm for a plasma gas pressure of 1.5 Torr and a downstream CHF3 of 100, nearly 100% dissociation of CHF3 is achieved, while the flow rate of O 2 in the plasma gas in the range of 1 slm to 4 slm located.
11B zeigt ein Diagramm 1102, das das Ergebnis
der CHF3 Dissoziation, die mit einem Gasdissoziationssystem,
wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 1 erhalten
wurde. Die Y-Achse 1114 des Diagramms 1102 ist
der Dissoziationsprozentsatz von CHF3. Die
X-Achse 1118 des Diagramms 1102 ist die Flussrate
des Downstream CHF3 in sccm. Kurve 1108 der 11B zeigt, dass für eine Plasmagasflussrate von
4 slm von O2 und von 0.4 slm von N2 mit einem Druck von 1,5 Torr, nahezu 100%
CHF3 Dissoziation erreicht wird, während die Downstream
CHF3 Flussrate im Bereich von 100 sccm bis
zu 200 sccm reicht. 11B shows a diagram 1102 that is the result of the CHF 3 dissociation, which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 1 was obtained. The Y-axis 1114 of the diagram 1102 is the dissociation percentage of CHF 3 . The X-axis 1118 of the diagram 1102 the downstream flow rate is CHF 3 in sc cm. Curve 1108 of the 11B shows that for a plasma gas flow rate of 4 slm of O 2 and 0.4 slm of N 2 at a pressure of 1.5 Torr, nearly 100% CHF 3 dissociation is achieved while the downstream CHF 3 flow rate ranges from 100 sccm up to 200 sccm is enough.
In
den Experimenten wurden minimale schädliche Wirkungen des dissoziierten Downstream-Gases 152 auf
die Quarzkammer 108 wurden mit dem vorher genannten Nicolet 510P Sensor
gemessen. Im Experiment wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen
Plasmagasdrücke
und die Abstände 148 gemessen,
unten denen das CHF3 (Downstream-Gas) in
den Bereich 164 in Bezug auf den Auslass 172 einer
Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird.In the experiments, minimal adverse effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 were with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was used with the Nicolet sensor for the different plasma gas pressures and the distances 148 measured below which the CHF 3 (downstream gas) in the range 164 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced.
In
einer anderen Ausführungsform,
die in der 12 gezeigt ist, verfügt das System 100 über eine Plasmagasquelle 112,
die über
eine Gasleitung 116 an der Plasmakammer 108 angeschlossen
ist. Ein Plasmagenerator 184 erzeugt einen Plasmabereich 132 innerhalb
der Plasmakammer 108. Das Plasma 132 enthält ein Plasma
aktiviertes Gas 134, von dem ein Teil aus dem Plasmabereich 132 heraus
fließt. Das
System 100 weist eine Zuführungsquelle 104 auf.
In dieser Ausführungsform
weist die Zuführungsquelle 104 ein
L-förmiges
Rohr 190 auf, das zu einem Gaseinlass der Zuführungsquelle 104 verbunden
ist. Das Rohr 190 leitet ein Gas (z. B. ein Downstream-Gas,
das durch das aktivierte Gas 134 dissoziiert werden soll)
in einen Bereich 192 des Systems 100 ein. Der
Bereich 192 (das heißt,
der Ort, an dem das aktivierte Gas 134 mit dem Downstream-Gas
interagiert), hängt
davon ab, wo ein Auslass 196 des Rohres 190 positioniert
wird. Der Auslass 196 des Rohres 190 kann z. B.
an einem Abstand 194 innerhalb des Auslasses 172 der
Plasmakammer 108 angeordnet sein. Wahlweise kann der Auslass 196 des
Rohres 190 an einem Abstand außerhalb des Auslasses 172 der
Kammer 108, angeordnet sein, wenn, z. B. die Zuführungsquelle 104, stattdessen
in eine Richtung weg vom Auslass 172 und in die Richtung
zur Prozesskammer 156 verschoben wird. Auf dieser Weise
kann das Downstream-Gas in das System 100 innerhalb oder außerhalb
der Plasmakammer 108 eingeführt werden.In another embodiment, in the 12 shown, the system features 100 via a plasma gas source 112 that have a gas line 116 at the plasma chamber 108 connected. A plasma generator 184 creates a plasma area 132 within the plasma chamber 108 , The plasma 132 contains a plasma activated gas 134 , of which a part of the plasma area 132 flows out. The system 100 has a supply source 104 on. In this embodiment, the supply source 104 an L-shaped tube 190 up to a gas inlet of the feed source 104 connected is. The pipe 190 Forwards a gas (for example, a downstream gas that passes through the activated gas 134 to be dissociated) into one area 192 of the system 100 one. The area 192 (that is, the place where the activated gas 134 interacting with the downstream gas) depends on where an outlet 196 of the pipe 190 is positioned. The outlet 196 of the pipe 190 can z. B. at a distance 194 inside the outlet 172 the plasma chamber 108 be arranged. Optionally, the outlet 196 of the pipe 190 at a distance outside the outlet 172 the chamber 108 , be arranged when, for. B. the supply source 104 instead in a direction away from the outlet 172 and in the direction of the process chamber 156 is moved. In this way, the downstream gas can enter the system 100 inside or outside the plasma chamber 108 be introduced.
Zur
Veranschaulichung wurde ein Experiment zur NF3 Dissoziation
durchgeführt.
Die Zuführungsquelle 104 der 12 wurde
verwendet, um NF3 in den Bereich 192 des
Systems 100 einzuführen. 13 zeigt
ein Diagramm 1300, das das Ergebnis der Dissoziation NF3, die mit einem Gasdissoziationssystem,
wie dem Gasdissoziationssystem 100 der 12 erhalten
wurde. Die Y-Achse 1312 des Diagramms 1300 ist
der Dissoziationsprozentsatz von NF3. Die
X-Achse 1316 des Diagramms 1300 ist der Abstand,
an dem das NF3 (Downstream-Gas) in den Bereich 192 in
Bezug auf den Auslass 172 einer Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird.
Während
eines Tests im Rahmen des Experimentes, wurde das NF3 an
einem Abstand 194 von ungefähr 0,5 Zentimeter innerhalb
des Auslasses 172 der Kammer 108 eingeführt. Das
NF3 wurde auch, während zusätzlichen Tests, an einem Abstand 148 (ungefähr 1,0 Zentimeter,
3,8 Zentimeter, 6,6 Zentimeter, 9,4 Zentimeter und 12,2 Zentimeter)
außerhalb
des Auslasses 172 der Kammer 108 eingeführt.As an illustration, an experiment for NF 3 dissociation was performed. The source of supply 104 of the 12 was used to NF 3 in the field 192 of the system 100 introduce. 13 shows a diagram 1300 that is the result of dissociation NF 3 , which involves a gas dissociation system, such as the gas dissociation system 100 of the 12 was obtained. The Y-axis 1312 of the diagram 1300 is the dissociation percentage of NF 3 . The X-axis 1316 of the diagram 1300 is the distance at which the NF 3 (downstream gas) is in the range 192 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced. During a test in the experiment, the NF 3 became at a distance 194 about 0.5 centimeters inside the outlet 172 the chamber 108 introduced. The NF 3 was also at a distance during additional tests 148 (about 1.0 centimeters, 3.8 centimeters, 6.6 centimeters, 9.4 centimeters and 12.2 centimeters) outside the outlet 172 the chamber 108 introduced.
13 zeigt,
dass der Dissoziationsprozentsatz von NF3 für verschiedene
Plasmagasarte, -flussraten und -drücke sich verringert (4 Standard
Liter pro Minute (slm) von O2 bei 4 Torr
(Kurve 1304); 3 slm von N2 bei
2 Torr; 10 slm von Ar bei 9 Torr; 6 slm von Ar bei 6 Torr; und 4
slm von O2 gemischt mit 0.4 slm von N2 bei 4 Torr (Kurve 1308)). Beispielhaft
zeigt Kurve 1304, dass für einen Gasfluss des Plasmas
O2 von der Plasmagasquelle 112 mit
einer Rate von 4 Standard Liter pro Minute (slm) mit einem Druck
von 4 Torr in der Plasmakammer 108, der Dissoziationsprozentsatz
von 100 Standardkubikzentimeter pro Minute (sccm) von NF3 von ungefähr 90% NF3 Dissoziation
an einem Abstand 194 von ungefähr 0,5 Zentimeter auf ungefähr 2% NF3 Dissoziation an einem Abstand 148 von
ungefähr
12,2 Zentimeter sich verringert. Kurve 1308 zeigt, dass
für eine
Gasflussrate des Plasmas O2/N2 von
4/0.4 slm in die Plasmakammer 108 mit einem Druck von 4
Torr, der Dissoziationsprozentsatz von NF3 von
ungefähr
81% NF3 Dissoziation an einem Abstand 194 von
ungefähr
0,5 Zentimeter auf ungefähr
0% NF3 Dissoziation an einem Abstand 148 von
ungefähr
12.2 Zentimeter sich verringert. 13 Figure 4 shows that the dissociation percentage of NF 3 for various plasma gas rates, flow rates and pressures decreases (4 standard liters per minute (slm) of O 2 at 4 torr (plot 1304 ); 3 slm of N 2 at 2 torr; 10 slm of Ar at 9 Torr; 6 slm of Ar at 6 Torr; and 4 slm of O 2 mixed with 0.4 slm of N 2 at 4 torr (curve 1308 )). Example shows curve 1304 That for a gas flow of the plasma O 2 by the plasma gas source 112 at a rate of 4 standard liters per minute (slm) with a pressure of 4 Torr in the plasma chamber 108 , the dissociation percentage of 100 standard cubic centimeters per minute (sccm) of NF 3 of about 90% NF 3 dissociation at a distance 194 from about 0.5 centimeters to about 2% NF 3 dissociation at a distance 148 reduced by about 12.2 centimeters. Curve 1308 shows that for a gas flow rate of the plasma O 2 / N 2 of 4 / 0.4 slm in the plasma chamber 108 with a pressure of 4 Torr, the percent dissociation of NF3 of about 81% NF 3 dissociation at a distance 194 from about 0.5 centimeters to about 0% NF 3 dissociation at a distance 148 reduced by about 12.2 centimeters.
In
dem Experiment wurden minimale schädliche Wirkungen des dissoziierten
Downstream-Gases 152 auf die Quarzkammer 108 mit
dem zuvor genannten Nicolet 510P Sensor gemessen. Im Experiment
wurde kein SiF4 mit dem Nicolet Sensor für die verschiedenen Plasmagasdrücke und
Abstände 194 und 148 gemessen,
unten denen das NF3 (Downstream-Gas) in
den Bereich 192 in Bezug auf den Auslass 172 einer
Quarzplasmakammer 108 eingeführt wird.In the experiment, minimal harmful effects of the dissociated downstream gas 152 on the quartz chamber 108 with the aforementioned Nicolet 510P Sensor measured. In the experiment, no SiF4 was used with the Nicolet sensor for the different plasma gas pressures and spacings 194 and 148 measured below which the NF 3 (downstream gas) in the range 192 in relation to the outlet 172 a quartz plasma chamber 108 is introduced.
14 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines Teils eines Gasdissoziationssystems (z.
B. das System 100 der 1) einschließlich einer Zuführungsquelle 104,
die verwendet wurde bei der Erzeugung dissoziierter Gase, das die
Erfindung verwirklicht. Ein Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 ist an
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 angeschlossen
(nur ein Teil der Kammer 108 wird abgebildet zwecks der
Klarheit der Abbildung). Die Quelle 104 hat sechs Einlässe 180a, 180b, 180c, 180d, 180e und 180f (im
Allgemeinen 180), die sich durch den Körper 200 der Quelle 104 erstrecken.
Die Einlässe 180b, 180c, 180e und 180f sind
nicht abbildet zwecks der Klarheit der Abbildung. Die Einlässe 180 erstrecken
sich jeweils mit einem Winkeln 304 von Öffnungen in einer Außenfläche 204 des
Körpers 200 zu Öffnungen
entlang einer inneren Oberfläche 214 des
Bereichs 164 des Körperteils 200.
Die Einlässe 180 sind
an eine Downstream-Gas-Quelle
angeschlossen (z. B. die Gasquelle 136 der 1),
um einen Fluss des Downstream-Gases über die Einlässe 180 zu
den Bereich 164 bereitzustellen. 14 Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a portion of a gas dissociation system (eg, the system 100 of the 1 ) including a supply source 104 used in the production of dissociated gases embodying the invention. A body 200 the source of supply 104 is at the outlet 172 the plasma chamber 108 connected (only part of the chamber 108 is shown for the sake of clarity of illustration). The source 104 has six inlets 180a . 180b . 180c . 180d . 180e and 180f (in general 180 ), which are through the body 200 the source 104 extend. The inlets 180b . 180c . 180e and 180f are not pictured for the sake of clarity of picture. The inlets 180 each extend at an angle 304 of openings in an outer surface 204 of the body 200 to openings along an inner surface 214 of the area 164 of the body part 200 , The inlets 180 are connected to a downstream gas source (eg the gas source 136 of the 1 ) to a flow of the downstream gas through the inlets 180 to the area 164 provide.
Plasma
aktiviertes Gas 134 fließt in den Bereich 164 durch
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 ein. Reaktionen
zwischen dem Downstream-Gas und Plasma aktivierten Gas 134 treten
auf, wenn die zwei Gasströme
gemischt werden. Das Fördern
des Mischens der Gase verbessert die Dissoziation des Downstream-Gases.
In einigen Ausführungsformen, ist
es vorteilhaft, das Gasmischen nah an dem Auslass 172 der
Plasmakammer stattfindet. Auf dieser Weise kann das Mischen einen
minimalen Effekt auf das dissoziierte Gas haben, wenn es z. B. eine
Prozesskammer einfließt.Plasma activated gas 134 flows into the area 164 through the outlet 172 the plasma chamber 108 one. Reactions between the downstream gas and plasma activated gas 134 occur when the two gas streams are mixed. The promotion of the mixing of the gases improves the dissociation of the downstream gas. In some embodiments, it is advantageous to mix the gas close to the outlet 172 the plasma chamber takes place. In this way, mixing may have a minimal effect on the dissociated gas, if e.g. B. enters a process chamber.
In
einigen Ausführungsformen
weist das System eine Vorrichtung zum Mischen von Gas auf. Verschiedene
statische Flussmischer, wie Schraubenmischer, Messermischer und
Zylinderförmiger Schichtmischer,
können
benutzt werden, um Downstream-Gas und das Plasma aktivierte Gas 134 zu
mischen. Mit Bezug auf 14 ist in dieser Ausführungsform
der Durchmesser 1404 von dem Bereich 164 größer als
der Durchmesser 1408 des Auslasses 172 der Plasma kammer.
Eine plötzliche
Aufweitung des Durchmessers des Flussdurchganges wegen eines Überganges
in Durchmesser 1408 des Auslass 172 auf den Durchmesser 1404 von
dem Bereich 164 verursacht Turbulenz- und Gasrezirkulation in
den Bereich 164 angesichts des aktivierten Gasfluss 134.
Das verbesserte Mischen durch die Turbulenz und die Rezirkulation
verbesserte die Dissoziation des Downstream-Gases.In some embodiments, the system includes a gas mixing device. Various static flow mixers, such as screw mixers, knife mixers and cylindrical layer mixers, can be used to process downstream gas and plasma activated gas 134 to mix. Regarding 14 is the diameter in this embodiment 1404 from the area 164 bigger than the diameter 1408 the outlet 172 the plasma chamber. A sudden widening of the diameter of the flow passage due to a transition in diameter 1408 the outlet 172 on the diameter 1404 from the area 164 causes turbulence and gas recirculation in the area 164 given the activated gas flow 134 , The improved mixing by turbulence and recirculation improved the dissociation of the downstream gas.
15A und 15B sind
Querschnittansichten einer Gasdissoziationsquelle (z. B. die Quelle der 1 oder
eine andere Quelle, die nicht Downstream Prozesse verwendet, um
Gas zu dissoziieren) einschließlich
einer Zuführungsquelle 104 zur
Gasdissoziation, welches die Erfindung verwirklicht. Ein Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 wird an
den Auslass 172 der Plasmakammer 108 angeschlossen
(nur ein Teil der Kammer 108 wird zwecks Klarheit der Abbildung
gezeigt). Die Plasmakammer 108 hat einen Flansch 1516.
Ein O-Ring 1504 (oder ein anderer geeigneter Dichtungsmechanismus) stellt
eine Dichtung (z. B. eine Vakuumdichtung) zwischen dem Flansch 1516 und
einem Teil 1500 der Gasdissoziationsquelle bereit. In einigen
Ausführungsformen,
stößt der Flansch 1516 gegen
den Körper 200.
In einigen Ausführungsformen
berührt
jedoch der Flansch 1516 nicht den Körper 200. 15B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Gasdissoziationsquelle
in der 15A. 15A and 15B Fig. 15 are cross-sectional views of a gas dissociation source (e.g., the source of the gas 1 or another source that does not use downstream processes to dissociate gas), including a source of supply 104 for gas dissociation, which realizes the invention. A body 200 the source of supply 104 gets to the outlet 172 the plasma chamber 108 connected (only part of the chamber 108 is shown for clarity of illustration). The plasma chamber 108 has a flange 1516 , An O-ring 1504 (or another suitable sealing mechanism) places a seal (eg, a vacuum seal) between the flange 1516 and a part 1500 the gas dissociation source ready. In some embodiments, the flange abuts 1516 against the body 200 , However, in some embodiments, the flange contacts 1516 not the body 200 , 15B FIG. 14 is an enlarged view of a portion of the gas dissociation source in FIG 15A ,
In
dieser Ausführungsform
weist das System ein Merkmal 1512 auf, das einen Spalt 1508 zwischen
dem Flansch 1516 und dem Körper 200 der Zuführungsquelle 104 erzeugt.
Der Spalt 1508 verringert (z. B. setzt herab oder hemmt),
den Transport der angeregten Gase, die sich innerhalb des Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 befindet,
zu dem O-Ring 1504. In dieser Ausführungsform ist Der Spalt 1508 ein
langer, schmaler Spalt 1508. In dieser Ausführungsform
weist der Flansch 1516 Quarz auf und das Merkmal 1512 ist
ein Aluminiumflansch 1512. Das Aluminiummerkmal 1512 schützt den
Quarzflansch 1516 vor den fluorhaltigen Gasen, die sich
innerhalb des Körperteils 200 der
Zuführungsquelle 104 sich
befinden. In dieser Ausführungsform
begrenzt das Merkmal 1512 auch Reiben zwischen dem Flansch 1516 und
dem Körper 200.
Auf dieser Weise wird Partikelerzeugung verringert, weil der Flansch 1516 nicht
direkt gegen den Körper 200 reibt.
Zusätzlich
ist die Lebensdauer des Systems (z. B. der O-Ring 1504 und
der Flansch 1516) verlängert.In this embodiment, the system has a feature 1512 on, that's a crack 1508 between the flange 1516 and the body 200 the source of supply 104 generated. The gap 1508 Decreases (eg, lowers or inhibits) the transport of the excited gases that are inside the body 200 the source of supply 104 located to the O-ring 1504 , In this embodiment, the gap is 1508 a long, narrow gap 1508 , In this embodiment, the flange 1516 Quartz on and the feature 1512 is an aluminum flange 1512 , The aluminum feature 1512 protects the quartz flange 1516 in front of the fluorine-containing gases that are inside the body part 200 the source of supply 104 to find oneself. In this embodiment, the feature limits 1512 also rubbing between the flange 1516 and the body 200 , In this way, particle production is reduced because of the flange 1516 not directly against the body 200 rubs. In addition, the life of the system (such as the O-ring 1504 and the flange 1516 ) extended.
Wie
oben bemerkt, ist der Spalt 1508 ein langer und schmaler
Spalt. In einigen Ausführungsformen
ist die Länge
des Spalts mindestens ein Zehntel von einem Zoll (2.54 Millimeter).
In anderen Ausführungsformen
ist die Länge
des Spalts zwischen ungefähr
zwei Zehntel von einem Zoll (5,08 Millimeter) und zwei Zoll (50,8
Millimeter). Zusätzlich
ist die Breite des Spalts (Abstand entlang des Y-Achses) schmal um
die Kontaminierung zu beschränken.
In einigen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Breite zwischen ungefähr Zehntel von einem Mal (0,0025
Millimeter) und sechzig Mil (1,524 Millimeter). In anderen Ausführungsformen
hat der Spalt eine Breite zwischen ungefähr einem Mil (0,025 Millimeter)
und Zwanzig Mil (0,508 Millimeter).As noted above, the gap is 1508 a long and narrow gap. In some embodiments, the length of the gap is at least one-tenth of one inch (2.54 millimeters). In other embodiments, the length of the gap is between about two-tenths of an inch (5.08 millimeters) and two inches (50.8 millimeters). In addition, the width of the gap (distance along the Y-axis) is narrow to limit the contamination. In some embodiments, the gap has a width between about one-tenth of one-time (0.0025 millimeters) and sixty mils (1.524 millimeters). In other embodiments, the gap has a width of between about one mil (0.025 millimeters) and twenty mils (0.508 millimeters).
In
alternativen Ausführungsformen
der Erfindung kann der Gebrauch von einer Ringdichtung als das Merkmal 1512 in
Betracht gezogen werden. In einer Ausführungsform, ist das Merkmal 1512 eine Ringdichtung,
welche Schmutzbeständiges
Material (das heißt,
ein Material das nicht erheblich mit aktiviertem Gas in dem Körper 200 der
Einspritzquelle 104 interagiert, wie Aluminium). Die Ringdichtung wird
innerhalb seines elastischen Verformungsbereichs komprimiert und
würde leichte
Kompression und die glatten Schnitstelle haben, damit Verkratzen des
Flansches 1516 (z. B. ein Quarzflansch) minimiert wird.In alternative embodiments of the invention, the use of a ring seal as the feature 1512 be considered. In one embodiment, the feature is 1512 a ring seal which is a soot-resistant material (that is, a material that does not significantly interfere with activated gas in the body 200 the injection source 104 interacts, like aluminum). The ring seal is compressed within its elastic deformation range and would have slight compression and smooth interface for scratching the flange 1516 (eg a quartz flange) is minimized.
In
alternativen Ausführungsformen
der Erfindung werden der Gebrauch von alternativen Materialien (z.
B. Saphir, Nitride) zum Produzieren von Flansch 1516 und
Merkmal 1512 in Erwägung
gezogen.In alternative embodiments of the invention, the use of alternative materia (eg sapphire, nitrides) to produce flange 1516 and feature 1512 considered.
In
einigen Ausführungsformen
können
alternative Dichtungselemente oder -komponente benutzt werden, um
eine Dichtung zwischen dem Flansch 1516 und dem Teil 1500 der
Gasdissoziationsquelle zur Verfügung
zu stellen. Eine Ringdichtung konnte stattdessen zwischen dem Flansch 1516 und
dem Teil 1500 der Gaszuführungsquelle benutzt werden.In some embodiments, alternative sealing members or components may be used to seal between the flange 1516 and the part 1500 to provide the gas dissociation source. A ring seal could instead be between the flange 1516 and the part 1500 the gas supply source can be used.
In
einigen Ausführungsformen
ist eine Dichtung zwischen alternativen Teilen des Systems zur Verfügung gestellt
(z. B. zwischen einem anderen Teil der Kammer 108 und einer
entsprechenden Position des Gasdissoziationssystems).In some embodiments, a seal is provided between alternative parts of the system (eg, between another part of the chamber 108 and a corresponding position of the gas dissociation system).
In
einigen Ausführungsformen
weist die Gasdissoziationsquelle einen Reinigungsgaseinlass auf, der
(nicht dargestellt) zwischen dem O-Ring 1504 und dem Spalt 1508 oder
dem Merkmal 1512 angeordnet ist. Reinigungsgas kann über Reinigungsgaseinlass
eingeführt
werden, um den O-Ring 1504 weiter zu schützen.In some embodiments, the gas dissociation source has a purge gas inlet (not shown) between the O-ring 1504 and the gap 1508 or the characteristic 1512 is arranged. Purge gas can be introduced through purge gas inlet to the O-ring 1504 continue to protect.
16 ist
eine isometrische Querschnittansicht eines Teils einer Gasdissoziationsquelle,
wie der Gasdissoziationsquelle, die in 15A und 15B gezeigt ist. In dieser Ausführungsform
ist das Merkmal 1512 eine ringförmige Struktur, die zwischen
dem Flansch 1516 und dem Körper 200 der Zuführungsquelle 104 angeordnet
ist. 16 FIG. 12 is an isometric cross-sectional view of a portion of a gas dissociation source, such as the gas dissociation source, shown in FIG 15A and 15B is shown. In this embodiment, the feature is 1512 an annular structure between the flange 1516 and the body 200 the source of supply 104 is arranged.
17 ist
eine schematische Abbildung eines Teils einer Gasdissoziationsquelle 100,
welche Prinzipien der Erfindung verwirklicht. Die Quelle 100 weist
eine Kammer 108 auf. In dieser Ausführungsform ist die Kammer 108 eine
toroidförmige
Kammer. Die Quelle 100 weist auch eine Zuführungsquelle 104 auf.
Der Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 ist
von einem Flansch 1516 der Kammer 108 durch einen langen,
schmalen Spalt getrennt (nicht gezeigt zwecks Klarheit der Abbildung).
Der Spalt wird gewonnen, indem man ein Merkmal 1512 zwischen dem
Flansch 1516 und dem Körper 200 der
Zuführungsquelle
anordnet, ähnlich
wie vorher beschrieben. 17 Figure 3 is a schematic illustration of a portion of a gas dissociation source 100 which embodies principles of the invention. The source 100 has a chamber 108 on. In this embodiment, the chamber 108 a toroidal chamber. The source 100 also has a supply source 104 on. The body 200 the source of supply 104 is from a flange 1516 the chamber 108 separated by a long, narrow gap (not shown for clarity of illustration). The gap is won by adding a feature 1512 between the flange 1516 and the body 200 arranges the supply source, similar to previously described.
In
einigen Ausführungsformen
können,
die in Zusammenhang mit 15–17 beschriebenen Konzepte
in Plasmasystemen verwendet werden, welches zur Downstream Dissoziation
von Gasen fähig
sind. In anderen Ausführungsformen
können
diese Konzepte in Plasmasystemen angewendet werden, die Gasdissoziation
ohne Verwendung von Downstream Techniken bewerkstelligen.In some embodiments, those associated with 15 - 17 described concepts are used in plasma systems, which are capable of the downstream dissociation of gases. In other embodiments, these concepts may be applied in plasma systems that accomplish gas dissociation without the use of downstream techniques.
18A und 18B sind
Querschnittansichten einer Gasdissoziationsquelle, welche die Erfindung
verwirklicht. Die Quelle enthält
eine Zuführungsquelle 104, die
beim Erzeugen dissoziierter Gase verwendet wird. Ein Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 ist
an den Auslass 172 der Plasmakammer 108 angeschlossen
(nur ein Teil der Kammer 108 gezeigt zwecks Klarheit der
Abbildung). Die Plasmakammer 108 hat einen Flansch 1816.
Ein O-Ring 1804 (oder ein anderer geeigneter Dichtungsmechanismum)
stellt eine Dichtung zwischen dem Flansch 1816 und einem
oder mehreren Teilen der Gasdissoziationsquelle bereit. 18A and 18B Figure 11 are cross-sectional views of a gas dissociation source embodying the invention. The source contains a supply source 104 used in generating dissociated gases. A body 200 the source of supply 104 is at the outlet 172 the plasma chamber 108 connected (only part of the chamber 108 shown for clarity of illustration). The plasma chamber 108 has a flange 1816 , An O-ring 1804 (or another suitable sealing mechanism) provides a seal between the flange 1816 and one or more portions of the gas dissociation source.
In
dieser Ausführungsform
stellt der O-Ring 1804 eine Dichtung zwischen einem Ring 1800 der Zuführungsquelle 104,
einem Ring 1818 des Flansches 1816 und einem Teil
der Zuführungsquelle 104 zur
Verfügung.
In dieser Ausführungsform
hat der Flansch 1816 einen Ring 1818 und einen
Schlitz 1820. Die Zuführungsquelle 104 hat
den Ring 1800, eine Abschirmwand 1822 und eine
Nut 1824. Die Nut 1824 ist zwischen dem Ring 1800 und
der Abschirmwand 1822 angeordnet (entlang der X-Achse). 18B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Gasdissoziationsquelle,
die in der 18A gezeigt wird. Wie in 18B gezeigt ist der Ring 1818 des Flansches 1816 in
der Nut 1824 der Zuführungsquelle 104.
Die Abschirmwand 1822 der Zuführungsquelle 104 ist
im Schlitz 1820 des Flansches 1816.In this embodiment, the O-ring 1804 a seal between a ring 1800 the source of supply 104 , a ring 1818 of the flange 1816 and a part of the supply source 104 to disposal. In this embodiment, the flange has 1816 a ring 1818 and a slot 1820 , The source of supply 104 has the ring 1800 , a shielding wall 1822 and a groove 1824 , The groove 1824 is between the ring 1800 and the shielding wall 1822 arranged (along the X-axis). 18B FIG. 11 is an enlarged view of a portion of the gas dissociation source shown in FIG 18A will be shown. As in 18B shown is the ring 1818 of the flange 1816 in the groove 1824 the source of supply 104 , The shielding wall 1822 the source of supply 104 is in the slot 1820 of the flange 1816 ,
In
dieser Ausführungsform
weist das System ein Merkmal 1812 zwischen dem Flansch 1816 und dem
Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 auf.
Die Abschirmwand 1822, Schlitz 1820, Ring 1818,
Nut 1824 und Ring 1800 in der Kombination definieren
einen Spalt 1808, der einen im Allgemeinen Umweg zwischen
der Position des Auslasses 172 der Kammer 108 und
des O-Ringes 1804 definiert. Das Vorhandensein des Spalts 1808 und
des Umwegs verringern (z. B. minimieren oder unterdrücken), den Transport
der angeregten Gase, die sich innerhalb des Körpers 200 der Zuführungsquelle 104 befinden, zu
dem O-Ring 1804.In this embodiment, the system has a feature 1812 between the flange 1816 and the body 200 the source of supply 104 on. The shielding wall 1822 , Slot 1820 , Ring 1818 , Groove 1824 and ring 1800 in the combination define a gap 1808 , which generally detours between the position of the outlet 172 the chamber 108 and the O-ring 1804 Are defined. The presence of the gap 1808 and reduce the detour (for example, minimize or suppress), the transport of the excited gases that are inside the body 200 the source of supply 104 to the O-ring 1804 ,
18C ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der
Gasdissoziationsquelle, die in der 18A gezeigt
ist, die exemplarisch Dimensionen für eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
In dieser Ausführungsform
ist die Weglänge
entlang des Umwegs von der Position des Auslasses 172 zum
O-Ring 1804 ungefähr
22,86 Millimeter (0.9 Zoll). In dieser Ausführungsform sind Abstand a,
b und c jeweils ungefähr
0,381 Millimeter (0,015 Zoll). Abstand d ist ungefähr 4,98
Millimeter (0.9 Zoll). Abstand e ist ungefähr 4,32 Millimeter (0,17 Zoll).
Abstand f ist ungefähr
3.76 Millimeter (0,148 Zoll). Abstand g ist ungefähr 8.20
Millimeter (0.323 Zoll). Abstand h ist ungefähr 2.72 Millimeter (0,107 Zoll).
Abstände
I, J und k sind jeder ungefähr
0,508 Millimeter (0,02 Zoll). In alternative Ausführungsformen
der Erfindung können
alternative Geometrien, Formen, Merkmale und Abmessungen haben,
und dennoch z. B. den Transport der Gase, die sich im Körper 200 der
Zuführungsquelle 104 befinden,
zu dem O-Ring minimieren und unterdrücken und den Prozess des Zusammenfügens des
Systems vereinfachen. 18C FIG. 11 is an enlarged view of a portion of the gas dissociation source shown in FIG 18A which exemplifies dimensions for one embodiment of the invention. In this embodiment, the path length is along the detour from the position of the outlet 172 to the O-ring 1804 about 22.86 millimeters (0.9 inches). In this embodiment, distances a, b, and c are each about 0.381 millimeters (0.015 inches). Distance d is about 4.98 millimeters (0.9 inches). Distance e is about 4.32 millimeters (0.17 inches). Distance f is about 3.76 millimeters (0.148 inches). Distance g is about 8.20 mm (0.323 inches). Distance h is about 2.72 millimeters (0.107 inches). Distances I, J, and k are each about 0.508 mm (0.02 inches). In alternative embodiments of the invention, alternative geometries, shapes, Have features and dimensions, and yet z. As the transport of gases, which are in the body 200 the source of supply 104 Minimize and suppress the O-ring and simplify the process of assembling the system.
19 zeigt
eine dreidimensionale Perspektivansicht eines Teils des Körpers 200 der
Zuführungsquelle 104 von 18A, 18B und 18C. Die Zuführungsquelle 104 hat
einen äußeren Ring 1800,
eine Abschirmwand 1822 und eine Nut 1824. Die
Nut 1824 ist zwischen dem Ring 1800 und der Abschirmwand 1822 angeordnet. 19 shows a three-dimensional perspective view of a part of the body 200 the source of supply 104 from 18A . 18B and 18C , The source of supply 104 has an outer ring 1800 , a shielding wall 1822 and a groove 1824 , The groove 1824 is between the ring 1800 and the shielding wall 1822 arranged.
20A und 20B sind
schematische Abbildungen einer toroidförmigen Plasmakammer, z. B.
der Plasmakammer 108 von 18A, 18B und 18C.
Die Plasmakammer 108 hat einen Ring 1818, einen
Flansch 186 und einen Schlitz 1820. 20A and 20B are schematic illustrations of a toroidal plasma chamber, z. B. the plasma chamber 108 from 18A . 18B and 18C , The plasma chamber 108 has a ring 1818 , a flange 186 and a slot 1820 ,
Den
Fachleuten werden Variationen, Modifikationen und andere Implementierungen
dessen einfallen, was hierin beschrieben ist, ohne vom Geist und
vom Bereich der Erfindung wie beansprucht abzuweichen. Dementsprechend
soll die Erfindung nicht durch die vorhergehende illustrative Beschreibung,
sondern durch den Geist und den Bereich der folgenden Ansprüche definiert
sein.The
Experts will get variations, modifications and other implementations
to think of what is described herein without the mind and
to depart from the scope of the invention as claimed. Accordingly
the invention should not be limited by the preceding illustrative description,
but defined by the spirit and scope of the following claims
be.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Aktivieren und Dissoziieren von
Gasen weist auf, ein aktiviertes Gas mit einem Plasma, das sich
in einer Kammer befindet, zu erzeugen. Ein Downstream-Gas-Einlass
ist in Bezug auf einen Auslass der Kammer angeordnet, um es dem
aktivierten Gas zu ermöglichen,
Dissoziation eines durch den Gas-Einlass eingeführten Downstream-Gases zu fördern, wobei
das dissoziierte Downstream-Gas nicht erheblich mit einer Innenoberfläche der
Kammer interagiert.One
Method and device for activating and dissociating
Gases indicates an activated gas with a plasma that is
in a chamber. A downstream gas inlet
is arranged with respect to an outlet of the chamber to make it the
to enable activated gas
Dissociation of a introduced through the gas inlet downstream gas to promote, wherein
the dissociated downstream gas does not significantly interfere with an interior surface of the
Chamber interacts.