TWI752765B - 具有旋轉微波電漿源之工件處理腔室 - Google Patents

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Abstract

在具有微波電漿源的處理反應器中，微波輻射器係安裝於旋轉微波耦合上，以連續地旋轉。

Description

具有旋轉微波電漿源之工件處理腔室
本揭露書關於用於使用微波功率處理工件(諸如半導體晶圓)之腔室或反應器。
工件(諸如半導體晶圓)的處理可使用電磁能(例如，諸如RF功率或微波功率)的形式而實施。舉例來說，功率可被利用以產生電漿，以實施基於電漿的處理(諸如電漿強化化學氣相沉積(PECVD)或電漿強化反應離子蝕刻(PERIE))。一些處理需要具有極低的電漿離子能量之極高的電漿離子密度。這對諸如類金剛石碳(diamond-like carbon, DLC)之沉積而言為事實，其中沉積一些類型的DLC膜所需的時間可以數小時為計，取決於所欲的厚度及電漿離子密度。較高的電漿密度需要較高的源功率且大體轉化成較短的沉積時間。
當微波源產生低於其他來源(如，感應耦合RF電漿源或電容耦合RF電漿源)之電漿離子能量電漿離子能量時，微波源典型地產生非常高的電漿離子密度。因此，微波源將為理想的。然而，微波源不能達到用於遍布工件之沉積率或蝕刻率的分配所需之嚴格均勻度。最小均勻度可能遍布越過300mm直徑工件而小於1%的處理率變化。微波功率經由微波天線(諸如具有槽之波導，槽係面對腔室之介電視窗)而傳送至腔室內。微波經由槽傳播至腔室內。天線具有周期功率沉積圖案，周期功率沉積圖案反映微波發射之波圖案和槽布局，使得處理率分布不均勻。此妨礙了達到遍布工件之所欲的處理率均勻度。
對於處理率的限制係可被傳送至處腔室而不損害或過熱腔室之微波視窗的微波功率的量。現在，微波視窗(諸如石英板)可在DLC沉積處理抵抗僅低的微波功率位準，DLC沉積處理可能需要數小時以達到所欲的DLC膜厚度。微波視窗提供腔室的真空邊界且因此易受到重大的機械應力，使得微波視窗易受到來自過熱的損害。
一種用於處理工件的反應器，包括：腔室，包括微波傳輸視窗；氣體分配板；微波輻射器，位於微波傳輸視窗之上方並包括微波輸入埠；旋轉波導耦合，包括(a)靜止構件，包括微波功率接收埠；及(b)旋轉構件，耦合至微波輻射器之微波輸入埠；及旋轉致動器，耦合至旋轉構件。
在一個實施例中，旋轉致動器包括馬達和旋轉驅動齒輪，旋轉驅動齒輪耦接至馬達，且旋轉構件包括從動齒輪，從動齒輪係緊固至旋轉構件並與旋轉驅動齒輪嚙合。在相關的實施例中，旋轉驅動齒輪係在靜止位置處且係繞徑向軸而可旋轉的，且從動齒輪係在相對於旋轉構件而固定的位置處。
一相關的實施例進一步包括軸向波導，軸向波導連接於微波輻射器之微波輸入埠和旋轉構件間。軸向波導可與對稱軸同軸。
一相關的實施例進一步包括微波產生器及撓性波導導管，撓性波導導管連接於微波產生器和靜止構件之微波功率接收埠間。
在進一步的實施例中，一種用於處理工件的反應器包括：(a)腔室和工件支撐件，工件支撐件係位於腔室中，腔室包括室頂及側壁，室頂包括微波傳輸視窗；(b)第一氣體分配板，位於工件支撐件之上方並包括複數個氣體注入流孔；處理氣體氣室位於第一氣體分配板之上方；及處理氣體供應導管耦接至處理氣體氣室；(c)微波輻射器，位於微波傳輸視窗之上方並包括圓柱中空導電外殼，圓柱中空導電外殼具有頂部、側壁及底部室底；開口陣列，位於底部室底中；及微波輸入埠；(d)旋轉波導耦合，包括靜止構件，相對於腔室而固定並具有微波功率接收埠；及旋轉構件，耦接至微波輻射器的微波輸入埠並具有旋轉軸，旋轉軸與圓柱中空導電外殼之對稱軸重合；及旋轉致動器，耦接至旋轉構件，藉此微波輻射器藉由旋轉致動器而繞對稱軸可旋轉。
在一實施例中，旋轉致動器包括馬達及旋轉驅動齒輪，旋轉驅動齒輪耦接至馬達，且旋轉構件包括從動齒輪，從動齒輪係緊固至旋轉構件並與旋轉驅動齒輪嚙合。
在一實施例中，旋轉驅動齒輪係在靜止位置處且係繞徑向軸而可旋轉的，且從動齒輪係在相對於旋轉構件而固定的位置處。
在一個實施例中，反應器進一步包括軸向波導，軸向波導連接於微波輻射器之微波輸入埠和旋轉構件間。在一實施例中，軸向波導可與對稱軸同軸。
一個實施例進一步包括微波產生器及撓性波導導管，撓性波導導管連接於微波產生器和靜止構件之微波功率接收埠間。
在一個實施例中，在微波輻射器之底部室底中之開口陣列具有對應於微波波長之函數的周期間隔。
一實施例進一步包括第二氣體分配板，位於第一氣體分配板之下方並包括複數個第二氣體注入流孔；下方處理氣體氣室，在第一和第二氣體分配板間；及第二處理氣體供應導管，耦接至下方處理氣體氣室。
在一相關的實施例中，第一處理氣體供應導管被耦接以接收非反應處理氣體，且第二氣體處理供應導管被耦接以接收反應處理氣體。
一個實施例進一步包括感應耦合RF功率施加器，鄰近於微波傳輸視窗；及RF功率產生器，耦合至感應耦合RF功率施加器。在一個實施例中，感應耦合RF功率施加器經由微波傳輸視窗而耦合RF功率。一相關的實施例進一步包括控制器，控制RF功率產生器的輸出功率位準。
可歸因於微波天線之周期功率沉積圖案的處理不均勻度之問題係藉由相對於工件連續地旋轉微波天線而解決於一個實施例中。旋轉係於施加微波功率期間所執行或與施加微波功率同時執行。旋轉可繞對稱軸。此對稱軸可為處理腔室、工件及/或天線的對稱軸。
必須限制微波功率以避免損害微波視窗的問題係藉由提供通過視窗的通道及流動冷卻劑通過通道而解決。在一個實施例中，冷卻劑係不吸收微波功率(或吸收非常少)之液體。在一個實施例中，微波視窗係以由通道所分隔之一對視窗層所提供。
微波電漿源的優點係微波電漿源有效地產生電漿於廣範圍的腔室壓力中，大體為高達大氣壓力，而低至10-6 Torr或更低的壓力。此允許微波電漿源的使用遍布於非常廣範圍的處理應用。與之相比，其他電漿源(諸如感應耦合電漿源或電容耦合電漿源)可僅使用於較窄範圍的腔室壓力，且因此於相應受限的處理應用組中有用。旋轉微波源：
現參照第1圖，工件處理反應器包含腔室100，腔室100包含工件支撐件102。腔室100係藉由側壁104和由微波透明材料(諸如介電材料)所形成的室頂106所包圍。室頂106可以平行板之形狀所形成的一對介電視窗108及110所實施。微波天線114位於該對介電視窗108、110的上方。微波天線114係由導電屏蔽件122所包圍，導電屏蔽件122係由圓柱側壁124和盤形蓋126所組成。在第2圖中所示的一個實施例中，微波天線114係盤形。
如第1圖中所示，微波天線114係藉由軸向波導116所饋送。軸向波導116係經由上方旋轉微波耦合118而耦合至微波饋送120。旋轉耦合118包含靜止構件118-1和旋轉構件118-2。靜止構件118-1係相對於腔室100而靜止且被連接至微波饋送120。旋轉構件118-2係連接至軸向波導116並具有與微波天線114之對稱軸114a重合的旋轉軸。旋轉微波耦合118允許微波能量以微乎其微的損失或洩漏而從靜止構件118-1流至旋轉構件118-2。作為一個可能的例子，滑動環RF密封(圖未示)可被放置於靜止構件118-1和旋轉構件118-2間的介面處。
旋轉致動器140係相對於腔室100而靜止且包含旋轉馬達140-1和旋轉驅動齒輪140-2，旋轉驅動齒輪140-2係由旋轉馬達140-1所驅動。固接或緊固至旋轉構件118-2之從動齒輪180-3係與驅動齒輪140-2嚙合，使得馬達140-1使旋轉構件118-2繞對稱軸114a而旋轉。舉例來說，從動齒輪118-3可以在旋轉構件118-2之底表面上的圓型齒陣列而實施。
在第1及2圖的實施例中，微波天線114係包含盤形室底130、盤形室頂132及圓柱側壁134的中空導電波導。室底130面對室頂106並具有槽136之陣列(最佳地由第2A圖中所示)，槽136之陣列影響天線輻射圖案。室頂132包含軸向波導116延伸進入之中央開口132a。在槽間之間隔可經選擇為饋送至微波天線114之微波功率之波長的函數，且槽圖案和形狀可不必與第2A圖中所示的圖案相符。
在第1及3圖中所示的一個實施例中，氣體分配板(gas distribution plate, GDP)144係設置於室頂106之下，並具有延伸通過氣體分配板144之氣體注入流孔145之陣列，以提供氣體流動路徑至腔室100的內部。氣體供應氣室146位於氣體分配板144的上方並由處理氣體供應器147接收處理氣體。在第4圖中所示的進一步實施例中，氣體分配板144由上方氣體分配板144-1及下方氣體分配板144-2所組成，上方氣體分配板144-1及下方氣體分配板144-2藉由各自的上方及下方氣體供應氣室146-1和146-2而饋送各自的處理氣體，上方及下方氣體供應氣室146-1和146-2從各自的上方及下方氣體供應器147-1和147-2接收處理氣體。舉例來說，上方氣體供應器147-1可提供非反應或惰性氣體，同時下方氣體供應器147-2可提供反應處理氣體(諸如含氟氣體)。
如第5圖中所示，遠端微波產生器150係藉由微波饋送120而耦合至旋轉耦合118。在第5圖之實施例中，微波饋送120係為長可撓之波導形式。微波饋送120可具有足夠的長度，以容納於遠端微波產生器150和腔室100間(舉例來說)幾公尺或更多的間隔。於腔室100和微波產生器150間的此間隔允許微波產生器150具有用於高功率且不影響腔室100之尺寸或佔地面積的大尺寸。微波饋送120可為由波紋金屬所形成的市售類型，而允許微波饋送120被彎曲，同時保持微波饋送120的截面形狀和波導特性。熱控制視窗：
再次參照第1圖，室頂106可由一對介電視窗108、110所組成，該對介電視窗108、110係大體彼此平行並於介電視窗108、110間包圍孔隙或通道112。通道112沿著徑向平面設置，徑向平面係正交於微波傳輸天線的對稱軸114a。冷卻劑循環源160泵送熱交換媒介(諸如液體或氣體冷卻劑)通過介電視窗108和110間的通道112。冷卻劑循環源可為用於冷卻熱交換媒介的熱交換器。在一個實施例中，熱交換媒介為不吸收微波能量的液體。此液體係揭露於美國專利案第5,235,251號中。以此方式，介電視窗108和110被冷卻以抵抗非常高的微波功率位準。此接著移除了微波功率的限制，使得高微波功率位準可用以提供高處理率。舉例來說，在DLC膜的PECVD成形中，非常高的沉積率可使用以千瓦範圍用於連續波模式或以百萬瓦範圍用於脈衝模式的微波功率而被實現，並縮短處理時間至現在所需處理時間的一小部分。
參照第6圖，在一個實施例中，徑向入口112a的半圓形陣列藉由入口氣室113a而饋送至通道112。徑向入口112a係穿過內側環形柵欄125a而形成。此外，出口112b的半圓形陣列藉由出口氣室113b而從通道112被排出。入口和出口氣室113a、113b係通過各自的埠115a、115b而分別耦接至冷卻劑循環源160之輸出埠和返回埠。各自的埠115a和115b係形成於外側環形柵欄125b中。
如第7圖中之虛線所示，在一個實施例中，冷卻源162注入熱交換媒介(諸如冷卻氣體(冷卻的空氣或氮，舉例來說))經由軸向波導116而進入微波天線114的內部。此氣體通過波導槽136(第2及2A圖)離開微波天線114朝向介電視窗108。為此目的，冷卻源162係通過旋轉耦合(舉例來說)而耦接至軸向波導116之內部。氣體返回導管164可經由屏蔽件122而被耦接至冷卻源162之返回埠，以將氣體返回至冷卻源用以冷卻和再循環。冷卻源162可包含冷卻單元，以再冷卻由氣體返回導管所接收的氣體。於膜沉積期間具有用於晶格缺陷修復之可控制的離子能量的微波源
於在PECVD處理中的膜沉積期間，被沉積之層可能具有一些空的原子晶格位置。當額外的層被沉積時，額外的層覆蓋空的晶格位置，因此在所沉積材料的結晶結構中形成孔隙。這些孔隙為晶格缺陷並損害所沉積材料的品質。微波源(諸如應用於第1圖之實施例中的微波源)產生具有非常低的離子能量之電漿，使得電漿不會擾亂所沉積材料的晶格結構，包含晶格瑕疵。此微波源可具有2.45GHz的頻率，此頻率產生具有微乎其微的離子能量位準之電漿。在一個實施例中，晶格缺陷的問題係藉由以感應耦合電漿(ICP)源而增補微波源。此結合係顯示於第7圖中，其中ICP源為頂上的線圈天線170。於微波源產生執行PECVD處理之電漿時的期間，功率從RF產生器172經過RF阻抗匹配174而施加至線圈天線170。來自RF產生器172之RF功率的位準可經選擇為在移除(濺射)於PECVD處理期間所沉積之小量原子所需之最小位準處。來自RF產生器172之RF功率的位準可被設定成稍高於此最低位準。此濺射原子的一小部分在PECVD處理期間傾向於再沉積於前面所述的孔隙中。因此，在沉積材料中的晶格缺陷或孔隙的形成被防止。為此目的，控制器176被提供以使得使用者(或處理管理系統)選擇RF產生器172之理想的功率位準。
在第7圖的實施例中，介電視窗108和110之每一者在介電視窗108和110之邊緣處具有凹陷的環形物，以在微波天線114的平面下形成線圈天線170被接收進入的環形袋600。為此目的，介電視窗108具有盤形主要部分108a、環形凹陷邊緣部分108b及軸向圓柱部分108c，軸向圓柱部分108c接合主要部分108a和凹陷邊緣部分108b。類似地，介電視窗110具有盤形主要部分110a、環形凹陷邊緣部分110b及軸向圓柱部分110c，軸向圓柱部分110c接合主要部分110a和凹陷邊緣部分110b。環形袋600係界定於軸向圓柱部分108c和屏蔽件122之側壁124間。環形袋600係夠深的以保持整個線圈天線170於微波天線114的平面下。
雖然前面部分係關於本發明的實施例，本發明的其他和進一步的實施例可被設計而不背離本發明的基本範圍，且本發明的範圍係由以下的申請專利範圍所決定。
100:腔室 102:工件支撐件 104:側壁 106:室頂 108:介電視窗 108a:主要部分 108b:凹陷邊緣部分 108c:軸向圓柱部分 110:介電視窗 110a:主要部分 110b:凹陷邊緣部分 110c:軸向圓柱部分 112:通道 112a:徑向入口 112b:出口 113a:入口氣室 113b:出口氣室 114:微波天線 114a:對稱軸 115a:埠 115b:埠 116:軸向波導 118:旋轉微波耦合/旋轉耦合 118-1:靜止構件 118-2:旋轉構件 118-3:從動齒輪 120:微波饋送 122:屏蔽件 124:圓柱側壁 125a:內側環形柵欄 125b:外側環形柵欄 126:盤狀蓋 130:室底 132:室頂 132a:中央開口 134:圓柱側壁 136:槽 140:旋轉致動器 140-1:馬達 140-2:驅動齒輪 144:氣體分配板 144-1:上方氣體分配板 144-2:下方氣體分配板 145:氣體注入流孔 146:氣體供應氣室 146-1:上方氣體供應氣室 146-2:下方氣體供應氣室 147:氣體供應器 147-1:上方氣體供應器 147-2:下方氣體供應器 150:微波產生器 160:冷卻劑循環源 162:冷卻源 164:氣體返回導管 170:線圈天線 172:RF產生器 174:RF阻抗匹配 176:控制器 600:環形袋
為使所獲得之本發明的示例性實施例可被詳細理解之方式，可藉由參照其描繪於附隨圖式中的實施例而獲得本發明之較特定的說明(如前面所簡單地摘要者)。應理解特定的已知處理不於此討論，以免於混淆本發明。
第1圖為第一實施例之剖面正視圖。
第2圖為第1圖之實施例中的微波天線之剖面透視圖。
第2A圖為對應第2圖之底視圖。
第3圖為第1圖之實施例的第一修改例的剖面正視圖。
第4圖為第1圖之實施例的第一修改例的剖面正視圖。
第5圖為第二實施例之部分剖面正視圖。
第6圖為依據包含溫度控制微波視窗之第三實施例的部分剖面頂視圖。
第7圖為依據包含感應耦合RF功率施加器之第四實施例的部分剖面正視圖。
為幫助理解，已盡可能使用相同的元件符號以指定共用於圖式的相同元件。應理解一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例中，而毋需進一步引用。然而，應注意附隨的圖示僅說明本發明的示例實施例，且因此並不被視為限制本發明之範圍，因為本發明可允許其他等效的實施例。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:腔室
102:工件支撐件
104:側壁
106:室頂
108:介電視窗
110:介電視窗
112:通道
114:微波天線
114a:對稱軸
116:軸向波導
118:旋轉微波耦合/旋轉耦合
118-1:靜止構件
118-2:旋轉構件
118-3:從動齒輪
120:微波饋送
122:屏蔽件
124:圓柱側壁
126:盤狀蓋
140:旋轉致動器
140-1:馬達
140-2:驅動齒輪
144:氣體分配板
160:冷卻劑循環源

Claims (11)

  1. 一種用於處理一工件的反應器，包括：一腔室，該腔室包括一微波傳輸視窗；一氣體分配器，該氣體分配器提供氣體至該腔室；一可旋轉的微波天線，該可旋轉的微波天線位於該微波傳輸視窗之上方及藉由該視窗與該腔室流體分離，該可旋轉的微波天線包括一可旋轉的圓柱中空導電外殼，該圓柱中空導電外殼具有一頂部、一側壁及位於該視窗上方的一底部室底、該底部室底中的一開口陣列及一微波輸入埠；一旋轉波導耦合，包括：(A)一靜止構件，該靜止構件相對於該腔室而固定並包括耦接至一微波饋送的一微波功率接收埠；及(B)一旋轉構件，該旋轉構件耦接至該可旋轉的微波天線的該微波輸入埠；及一旋轉致動器，該旋轉致動器耦接至該旋轉構件。
  2. 如請求項1所述之反應器，其中：該旋轉致動器包括一馬達及一旋轉驅動齒輪，該旋轉驅動齒輪耦接至該馬達；該旋轉構件包括一從動齒輪，該從動齒輪係緊固至該旋轉構件並與該旋轉驅動齒輪嚙合。
  3. 如請求項2所述之反應器，其中該旋轉驅動齒輪係在一靜止位置處且係繞一徑向軸而可旋轉的，且該從動齒輪係在相對於該旋轉構件而固定的一位置處。
  4. 如請求項1所述之反應器，進一步包括一軸向波導，該軸向波導連接於該可旋轉的微波天線之該微波輸入埠和該旋轉構件之間。
  5. 如請求項4所述之反應器，其中該軸向波導係與一對稱軸同軸。
  6. 如請求項1所述之反應器，進一步包括一微波產生器及一撓性波導導管，該撓性波導導管連接於該微波產生器和該靜止構件之該微波功率接收埠之間。
  7. 如請求項1所述之反應器，其中在該可旋轉的微波輻射器之該底部室底中的該複數個開口經佈置在具有對應於一微波波長之一函數的一周期間隔的一陣列中。
  8. 如請求項7所述之反應器，其中該複數個開口的該周期間隔使得在操作中該可旋轉的微波 輻射器產生一輻射圖案，該輻射圖案具有對應於該周期間隔之一周期不均勻度，其中在工件支撐件上的一工件上藉由該可旋轉的微波輻射器的旋轉來平均該輻射圖案。
  9. 如請求項1所述之反應器，包括一熱交換器，該熱交換器經配置以使一冷卻劑流過該可旋轉的微波輻射器。
  10. 如請求項9所述之反應器，包括一覆蓋物，該覆蓋物在該可旋轉的微波輻射器上方延伸以在該可旋轉的微波輻射器周圍形成一容積，該容積包括在該底部室底與該微波傳輸視窗之間的一間隙。
  11. 如請求項10所述之反應器，其中該熱交換器耦接在第二中空微波波導與該可旋轉的微波輻射器周圍的該容積之間，使得該冷卻劑流過該複數個開口。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3121519B1 (en) * 2014-03-20 2021-12-29 Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co., Ltd. Connection structure and input/output connection structure of semiconductor microwave generator for microwave oven, and microwave oven
US10858727B2 (en) 2016-08-19 2020-12-08 Applied Materials, Inc. High density, low stress amorphous carbon film, and process and equipment for its deposition
US10431427B2 (en) * 2017-05-26 2019-10-01 Applied Materials, Inc. Monopole antenna array source with phase shifted zones for semiconductor process equipment
US20190051495A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 Qiwei Liang Microwave Reactor For Deposition or Treatment of Carbon Compounds
US11007681B2 (en) * 2018-09-24 2021-05-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Microwave applicator with pressurizer for planar material heating
US11564292B2 (en) * 2019-09-27 2023-01-24 Applied Materials, Inc. Monolithic modular microwave source with integrated temperature control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201232640A (en) * 2010-11-19 2012-08-01 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335289A (en) * 1978-12-21 1982-06-15 Amana Refrigeration, Inc. Microwave oven
US4546225A (en) * 1985-05-07 1985-10-08 Amana Refrigeration, Inc. Bearing support for microwave oven antenna
US4613836A (en) * 1985-11-12 1986-09-23 Westinghouse Electric Corp. Device for switching between linear and circular polarization using rotation in an axis across a square waveguide
US6063233A (en) * 1991-06-27 2000-05-16 Applied Materials, Inc. Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna
US5235251A (en) 1991-08-09 1993-08-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Hydraulic fluid cooling of high power microwave plasma tubes
US5182426A (en) * 1991-12-17 1993-01-26 Raytheon Company Microwave oven having an improved antenna
US5387288A (en) * 1993-05-14 1995-02-07 Modular Process Technology Corp. Apparatus for depositing diamond and refractory materials comprising rotating antenna
JPH07201820A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Fujitsu Ltd 水銀カドミウムテルル基板のエッチング方法
US6444037B1 (en) * 1996-11-13 2002-09-03 Applied Materials, Inc. Chamber liner for high temperature processing chamber
US5844195A (en) * 1996-11-18 1998-12-01 Applied Materials, Inc. Remote plasma source
US6357385B1 (en) 1997-01-29 2002-03-19 Tadahiro Ohmi Plasma device
US5990466A (en) * 1998-04-02 1999-11-23 Turbochef Technologies, Inc. Apparatus for supplying microwave energy to a cavity
US6008483A (en) * 1998-10-09 1999-12-28 Turbochef Technologies, Inc. Apparatus for supplying microwave energy to a cavity
US6688375B1 (en) * 1997-10-14 2004-02-10 Applied Materials, Inc. Vacuum processing system having improved substrate heating and cooling
US6110556A (en) * 1997-10-17 2000-08-29 Applied Materials, Inc. Lid assembly for a process chamber employing asymmetric flow geometries
US6376817B1 (en) * 1998-10-09 2002-04-23 Turbochef Technologies, Inc. Compact quick-cooking oven
JP4053173B2 (ja) 1999-03-29 2008-02-27 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置及び方法
US6910440B2 (en) * 2000-03-30 2005-06-28 Tokyo Electron Ltd. Apparatus for plasma processing
US6893907B2 (en) * 2002-06-05 2005-05-17 Applied Materials, Inc. Fabrication of silicon-on-insulator structure using plasma immersion ion implantation
US7137354B2 (en) * 2000-08-11 2006-11-21 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation apparatus including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
JP3764639B2 (ja) * 2000-09-13 2006-04-12 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法
JP2002134417A (ja) 2000-10-23 2002-05-10 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP2002246381A (ja) 2001-02-15 2002-08-30 Anelva Corp Ｃｖｄ方法
JP5010781B2 (ja) 2001-03-28 2012-08-29 忠弘 大見 プラズマ処理装置
RU2215061C1 (ru) 2002-09-30 2003-10-27 Институт прикладной физики РАН Высокоскоростной способ осаждения алмазных пленок из газовой фазы в плазме свч-разряда и плазменный реактор для его реализации
US20070137575A1 (en) * 2003-11-05 2007-06-21 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP3966858B2 (ja) * 2004-01-15 2007-08-29 シャープ株式会社 加熱調理装置
JP4134226B2 (ja) * 2004-03-10 2008-08-20 東京エレクトロン株式会社 分配器および方法、プラズマ処理装置および方法、並びに、ｌｃｄの製造方法
US8642135B2 (en) * 2005-09-01 2014-02-04 Micron Technology, Inc. Systems and methods for plasma doping microfeature workpieces
US7695567B2 (en) * 2006-02-10 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Water vapor passivation of a wall facing a plasma
US7967996B2 (en) * 2007-01-30 2011-06-28 Applied Materials, Inc. Process for wafer backside polymer removal and wafer front side photoresist removal
WO2008140022A1 (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Tokyo Electron Limited 化合物半導体の熱処理方法及びその装置
US8100082B2 (en) * 2007-05-18 2012-01-24 Tokyo Electron Limited Method and system for introducing process fluid through a chamber component
JP5096047B2 (ja) * 2007-06-14 2012-12-12 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波透過板
RU2363668C2 (ru) * 2007-08-08 2009-08-10 Леонид Михайлович Блинов Способ изготовления заготовок волоконных световодов, устройство для его осуществления и заготовка, изготовленная этим способом
US8349156B2 (en) * 2008-05-14 2013-01-08 Applied Materials, Inc. Microwave-assisted rotatable PVD
US20100139562A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-10 Jusung Engineering Co., Ltd. Substrate treatment apparatus
JP5234791B2 (ja) 2009-02-19 2013-07-10 日本電信電話株式会社 プラズマ装置
SG10201605310RA (en) * 2009-10-27 2016-08-30 Entegris Inc Ion implantation system and method
JP5698563B2 (ja) 2011-03-02 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 表面波プラズマ発生用アンテナおよび表面波プラズマ処理装置
US9018110B2 (en) * 2011-04-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for microwave processing of semiconductor substrates
KR101076466B1 (ko) 2011-05-23 2011-10-25 권선배 엘이디 광고장치
KR101299702B1 (ko) 2011-05-31 2013-08-28 세메스 주식회사 기판 처리 장치
US9679751B2 (en) * 2012-03-15 2017-06-13 Lam Research Corporation Chamber filler kit for plasma etch chamber useful for fast gas switching
KR20130117994A (ko) 2012-04-19 2013-10-29 주성엔지니어링(주) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US20130284093A1 (en) 2012-04-30 2013-10-31 Semes Co., Ltd. Substrate treating apparatus
US8962224B2 (en) * 2012-08-13 2015-02-24 Applied Materials, Inc. Methods for controlling defects for extreme ultraviolet lithography (EUVL) photomask substrate
US8970114B2 (en) 2013-02-01 2015-03-03 Lam Research Corporation Temperature controlled window of a plasma processing chamber component
US20150279626A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 Mks Instruments, Inc. Microwave plasma applicator with improved power uniformity
US10269541B2 (en) 2014-06-02 2019-04-23 Applied Materials, Inc. Workpiece processing chamber having a thermal controlled microwave window

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201232640A (en) * 2010-11-19 2012-08-01 Hitachi Int Electric Inc Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

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