TWI834306B - 電漿約束系統及方法、電漿處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種電漿約束系統,設置在電漿處理裝置反應腔內的約束區域,所述約束區域位於反應腔的處理區域與排氣區域之間,且位於固定基片的基座外周圍與反應腔側壁之間,所述電漿約束系統設置有多個連通所述處理區域和排氣區域的通道,且各所述通道沿基座的徑向分佈在所述約束區域,使所述處理區域產生的廢氣經過各所述通道輸送到所述排氣區域;其中,各所述通道的長度與其所在位置的原始廢氣流速正相關。本發明還公開了一種電漿約束方法和電漿處理裝置。本發明在不增加電漿洩露風險的前提下盡可能大的增大氣體流導,進而提升電漿蝕刻反應腔的真空度,以更好地滿足製程的要求。
Description
本發明涉及電漿處理領域,具體涉及一種電漿約束系統及方法。
電漿處理是積體電路領域通用的技術,該製程步驟在一電漿處理器的反應腔內部進行。在處理過程中,向反應腔中引入含有適當蝕刻劑或澱積源氣體的反應氣體,然後通過上下電極對引入反應腔的製程氣體施加高功率的射頻功率以生成電漿,通過電漿蝕刻基片表面上的材料層或在基片表面上澱積材料層,進而對半導體基片進行加工。
電漿是擴散性的,雖然大部分電漿會停留在上下電極之間的處理區域中,但部分電漿可能充滿整個反應腔,擴散到處理區域之外的區域,並會對這些區域造成腐蝕、澱積或者侵蝕,導致反應腔內部的顆粒玷污,進而降低等離子處理裝置的重複使用性能,並可能會縮短反應腔或反應腔零部件的工作壽命。同時,如果不將電漿約束在一定的工作區域內,帶電粒子將撞擊未被保護的區域,進而導致半導體基片表面雜質和污染。
目前,通常使用電漿約束系統來約束電漿,在電漿約束系統上設置有多個通道,蝕刻反應後產生的製程廢氣通過此通道,製程廢氣內包括帶電粒子及中性粒子,當電漿內的帶電粒子通過所述通道時可以使帶電粒子被中和,中性粒子通過,從而將放電基本約束在上下電極之間的處理區域以內,避免可能造成的腔體污染問題。電漿約束系統具有兩方面功用:一是將電漿約束在處理區域,防止電漿擴散出去污染反應腔腔體;二是提供蝕刻反應後產生的製程廢氣排出反應腔的通道。但上述兩方面的功用是相互矛盾的,若提高抽氣能力必然會增大電漿從反應區域洩露的風險;而若提高約束性能,就會使氣體流導降低,氣體就不能迅速穿過電漿約束系統而快速排出反應腔,這會導致反應腔內氣壓上升,使部分需要低氣壓的製程無法執行,從而極大地限制了製程的製程視窗。
然而,隨著3D NAND技術的不斷發展,從最初的36層堆疊技術到目前最先進的128層堆疊,對電漿蝕刻的技術要求越來越高,對射頻電漿源的功率要求也逐步提升,60M射頻電漿源的最大功率需要到 3~10 kW,這對電漿的約束是一個很大的挑戰,由於功率增加導致等離子濃度增加,濃度增加導致約束難度增加,因此目前所使用的電漿約束系統已經無法滿足需求。
本發明的目的在於提供一種電漿約束系統及方法,通過有選擇性地改變電漿約束系統不同區域氣體通道的長寬比,以實現在不增加電漿洩露風險的前提下盡可能大的增大氣體流導,進而提升電漿蝕刻反應腔的真空度,以更好地滿足製程的要求。
為了達到上述目的,本發明通過以下技術方案實現:
一種電漿約束系統,設置在電漿處理裝置反應腔內的約束區域,所述約束區域位於反應腔的處理區域與排氣區域之間,且位於固定基片的基座外周圍與反應腔側壁之間,所述電漿約束系統設置有多個連通所述處理區域和排氣區域的通道,且各所述通道沿基座的徑向分佈在所述約束區域,使所述處理區域產生的廢氣經過各所述通道輸送到所述排氣區域;
其中,各所述通道的長度與其所在位置的原始廢氣流速正相關,所述原始廢氣流速為在未設置所述電漿約束系統時所述廢氣經過約束區域的各位置的流速。
較佳地,各所述通道的長度沿所述基座的離心徑向由長逐漸變短。
較佳地,各所述通道的開口寬度與其所在位置的所述原始廢氣流速負相關。
較佳地,各所述通道的長度沿所述基座的離心徑向由長逐漸變短,且各所述通道的開口寬度沿所述基座的離心徑向由窄逐漸變寬。
較佳地,各所述通道是多同圓心的環狀通道,所述電漿約束系統包含在所述約束區域同圓心分佈的一組約束環,通過相鄰約束環之間的空隙構成所述環狀通道。
較佳地, 所述基座頂部未設置凸出基座側壁的覆蓋環,所述約束區域包括沿所述基座的離心徑向依次設置的第一約束分區、第二約束分區和第三約束分區,且所述第一至第三約束分區的所述原始廢氣流速遞減。
較佳地,所述第一至第三約束分區的通道長度遞減。
較佳地,各所述約束分區內的通道長度沿所述基座的離心徑向遞減。
較佳地,所述第一至第三約束分區的通道的開口寬度遞增。
較佳地,各所述約束分區內的通道長度沿所述基座的離心徑向遞減、通道開口寬度沿所述基座的離心徑向遞增。
較佳地,所述基座頂部設置有凸出基座側壁的覆蓋環,所述約束區域包括第一約束分區、第二約束分區和第三約束分區,所述覆蓋環覆蓋第一約束分區的上方,未覆蓋所述第二約束分區和第三約束分區的上方,且所述第二約束分區的所述原始廢氣流速大於第一、第三約束分區。
較佳地,所述第二約束分區的通道長度大於所述第一、第三約束分區。
較佳地,所述第二約束分區的通道開口寬度小於所述第一、第三約束分區。
一種電漿處理裝置,包括一反應腔,所述反應腔內設置有基座,基座頂部通過靜電夾盤來固定基片;所述基座上方設置有將反應氣體引入至反應腔內的噴淋頭;所述噴淋頭與基座之間為處理區域,所述處理區域被反應腔的腔壁包圍;所述噴淋頭處作為上電極,基座處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將處理區域內的反應氣體解離為電漿,通過到達基片上表面的電漿對基片進行處理;電漿處理裝置在反應腔下部設有排氣區域,所述排氣區域與外部的排氣泵相連接;
上述的電漿約束系統設置在所述約束區域,所述電漿約束系統的下方設有支撐和導電接地用的接地環。
一種電漿約束方法,電漿處理裝置的反應腔內,將上述的電漿約束系統設置在所述約束區域;
處理區域產生的廢氣在經過各所述通道送到排氣區域的過程中,帶電粒子被中和,實現電漿約束;
其中,所述通道的分佈密度,與所在位置的電漿分佈密度相關:電漿分佈密度大的位置,通道的分佈密度大,加強電漿約束能力;電漿分佈密度小的位置,通道的分佈密度小,提升氣體流通量。
一種電漿約束系統,設置在電漿處理裝置反應腔內的約束區域,所述約束區域位於反應腔的處理區域與排氣區域之間,且位於固定基片的基座外周圍與反應腔側壁之間,
所述基座頂部設置有凸出基座側壁的覆蓋環,所述電漿約束系統設置有多個連通所述處理區域和排氣區域的通道,且各所述通道沿基座的徑向分佈在所述約束區域,使所述處理區域產生的廢氣經過各所述通道輸送到所述排氣區域;
其中,各所述通道的開口寬度與其所在位置的所述原始廢氣流速負相關,所述原始廢氣流速為在未設置所述電漿約束系統時所述廢氣經過約束區域的各位置的流速;
所述約束區域包括沿所述基座的離心徑向依次設置的第一約束分區、第二約束分區和第三約束分區,所述覆蓋環覆蓋第一約束分區的上方,未覆蓋所述第二約束分區和第三約束分區的上方,且所述第二約束分區的所述原始廢氣流速大於第一、第三約束分區;
所述電漿約束系統的下方設有支撐和導電接地用的接地環。
較佳地,所述第二約束分區的通道開口寬度小於所述第一、第三約束分區。
一種電漿處理裝置,包括一反應腔,所述反應腔內設置有基座,基座頂部通過靜電夾盤來固定基片;所述基座上方設置有將反應氣體引入至反應腔內的噴淋頭;所述噴淋頭與基座之間為處理區域,所述處理區域被反應腔的腔壁包圍;所述噴淋頭處作為上電極,基座處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將處理區域內的反應氣體解離為電漿,通過到達基片上表面的電漿對基片進行處理;電漿處理裝置在反應腔下部設有排氣區域,所述排氣區域與外部的排氣泵相連接;上述的電漿約束系統設置在所述約束區域。
一種電漿約束方法,電漿處理裝置的反應腔內,將上述的電漿約束系統設置在所述約束區域;
處理區域產生的廢氣在經過各所述通道送到排氣區域的過程中,帶電粒子被中和,實現電漿約束;
其中,所述通道的分佈密度,與所在位置的電漿分佈密度相關:電漿分佈密度大的位置,通道的分佈密度大,加強電漿約束能力;電漿分佈密度小的位置,通道的分佈密度小,提升氣體流通量。
本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、結構簡單,容易實現;
2、可以有效地提高電漿約束系統的約束性能;
3、在不增加電漿洩露風險的前提下,盡可能增大氣體的流導,可以確保氣導率足夠滿足較大的製程視窗。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明作進一步地描述,所描述的實施例不應視為對本發明的限制,本發明所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出具進步性改變前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
在以下的描述中,涉及到“一些實施例”、“一個或多個實施例”,其描述了所有可能實施例的子集,但是可以理解,“一些實施例”、“一個或多個實施例”可以是所有可能實施例的相同子集或不同子集,並且可以在不衝突的情況下相互組合。
在以下的描述中,所涉及的術語“第一\第二\第三”僅僅用於分別類似的物件,不代表針對物件的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允許的情況下可以互換特定的順序或先後次序,以使這裡描述的本發明實施例能夠以除了在圖示或描述的以外的順序實施。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述本發明實施例的目的,不是旨在限制本發明。
圖1示出了一種無覆蓋環(Cover Ring)的電容耦合式電漿處理裝置,其包括一由反應腔壁圍成的可抽真空的反應腔1,該反應腔1內設置有用於固定基片4的基座3、用於引入反應氣體至反應腔1內的噴淋頭2,所述噴淋頭2與基座3之間的處理區域A被反應腔壁包圍;通常噴淋頭2處作為上電極,基座3處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將處理區域A內的反應氣體解離為電漿,到達基片4上表面的電漿可對基片4進行蝕刻等處理;電漿處理裝置在反應腔1下部的合適位置設有排氣區域B,在一些實施例中,排氣區域B為貼近反應腔1底部且圍繞基座3的環形區域,排氣區域B與外部的排氣泵7相連接,將處理過程中蝕刻反應後產生的製程廢氣抽出反應腔1。
並且,在處理區域A與排氣區域B之間,且基座3外周圍與反應腔1側壁之間,還包括一約束區域。為了將電漿約束在處理區域A,防止其擴散出去對未被保護的設備產生腐蝕,在約束區域設置有電漿約束系統6。圖1示出了現有技術的電漿約束系統6,其包括一組約束環,通過相鄰約束環之間的空隙形成了多個同圓心佈置的環狀槽形通道,各通道均連通處理區域A和排氣區域B,各通道在水平方向均勻分佈,且各通道的長度相同、沿基座3徑向的寬度(相鄰通道之間的寬度)相同。由於各通道的相鄰側壁之間形成細長的間隙,當製程廢氣經過這些通道被排出時,製程廢氣中的帶電粒子會發生和其他粒子以及通道側壁的碰撞,通過對電漿中所含粒子平均自由程的計算,使其在從通道逃逸之前在碰撞中消耗掉動能,即可以使帶電粒子限制在通道中,而其中的中性粒子得以通過,從而將放電基本約束在處理區域A,實現電漿約束。所以,電漿約束系統6具有兩方面功用:1、將電漿約束在處理區域A,防止電漿從處理區域A擴散出去污染反應腔的排氣區域B;2、提供製程廢氣排出反應腔的通道。但上述兩方面的功用是相互矛盾的,若提高抽氣能力必然會增大電漿從反應區域洩露的風險;而若提高約束性能,就會使氣體流導降低,氣體就不能迅速穿過電漿約束系統6而快速排出反應腔,這會導致反應腔內氣壓上升,使部分需要低氣壓的製程無法執行,從而極大地限制了製程的製程視窗。但是隨著電漿蝕刻的技術要求越來越高,對射頻電漿源的功率要求逐步提升,由於功率增加導致了等離子濃度增加,為使其電漿不洩露必須極大抑制其抽氣性能,反過來,如果抽氣能力降低則不適應現階段高深寬比蝕刻所要求的低氣壓,所以現有技術的電漿約束系統6無法滿足更高的製程需求。
本發明所要解決的技術問題是,在不增加電漿洩露風險的前提下,盡可能增大氣體的流導,進而提升電漿蝕刻反應腔的真空度,以更好地滿足製程的要求。本發明的原理是,由於電漿洩露的風險與氣體流速是正相關的,氣體流速越大的區域電漿洩露風險越大,氣體流速越小的區域電漿洩露風險越小;通過實驗測量出,在約束區域的不同位置,其原始氣體流速(原始廢氣流速是在未設置電漿約束系統6時,廢氣經過約束區域的各位置時的流速)是不同的,所以,有選擇性地針對各不同位置調控其氣體流速,將原始氣體流速較小的位置(即電漿洩露風險較小的位置)的氣體流速相對提高,將原始氣體流速較大的區域(即電漿洩露風險較大的位置)的氣體流速相對降低,即可以實現在不增加電漿洩露風險的基礎上盡可能大的增加氣體流導的目的。
進一步,因為氣體流經通道的長度越長,則其氣體流速降低的就越多;並且,氣體流經通道的寬度越窄,則其氣體流速也降低越多;所以,本發明對氣體流速的調控,是通過對電漿約束系統6不同位置的通道設置不同的長度、寬度或長度及寬度來實現的。具體來說,本發明根據約束區域各位置的原始氣體流速,通過三種方式來實現:1、按照與原始氣體流速正相關的關係,設置電漿約束系統6各位置的通道長度;2、按照與原始氣體流速負相關的關係,設置電漿約束系統6各位置的通道開口寬度;3、按照與原始氣體流速正相關的關係設置電漿約束系統6各位置的通道長度,並且同時按照與原始氣體流速負相關的關係設置電漿約束系統6各位置的通道開口寬度。具體為:
結合圖1、圖1a、圖1b和圖2、圖2a、圖2b所示,本發明提供一種等離子約束系統,設置在電漿處理裝置反應腔內的約束區域,所述約束區域為位於反應腔的處理區域A與排氣區域B之間,且位於固定基片的基座3外周圍與反應腔1側壁之間的環狀空間。
本發明的電漿約束系統設置有多個連通所述處理區域A和排氣區域B的通道,且各通道沿基座3的徑向分佈在約束區域(基座3是具有垂直中心軸線的柱體,本發明中所述徑向均為廣義上理解的徑向:即垂直於基座3的中心軸線的方向,基座3的垂直投影不局限於為圓形,但本案下述的較佳實施例中,將以基座3的垂直投影為圓形進行示例性說明),使所述處理區域A產生的製程廢氣可以經過各所述通道輸送到所述排氣區域B,並且當製程廢氣經過這些通道被排出時,製程廢氣中的帶電粒子被中和,中性粒子得以通過,從而實現電漿約束。在一些實施例中,各通道是多同圓心的環狀通道,電漿約束系統包含在所述約束區域同圓心分佈的一組約束環,通過相鄰約束環之間的空隙構成所述環狀通道。
在一些實施例中,電漿約束系統各位置的通道長度是不一致的,各位置的通道長度按照與其所在位置的原始廢氣流速正相關的關係進行設置,其中,所述原始廢氣流速為在未設置所述電漿約束系統時所述廢氣經過約束位置的各位置的流速。在另一些實施例中,電漿約束系統各位置的通道開口寬度是不一致的,各位置的通道開口寬度按照與其所在位置的原始廢氣流速負相關的關係進行設置。在另一些實施例中,電漿約束系統各各位置的通道長度和寬度均不一致,其中,各位置的通道長度按照與其所在位置的原始廢氣流速正相關的關係進行設置,各位置的通道開口寬度按照與其所在位置的原始廢氣流速負相關的關係進行設置。
在一些實施例中,將約束區域沿基座3的離心徑向依次劃分為3個環狀子空間:第一約束分區61、第二約束分區62和第三約束分區63,其中,第二約束分區62套設在第一約束分區61外部,第三約束分區63套設在第二約束分區62外部。上述基座3的離心徑向是指自基座3外周圍向外輻射的徑向,反之為向心徑向。
圖1為一種無覆蓋環的電容耦合式電漿處理裝置,首先通過實驗方法檢測確定了其約束區域的原始氣體流速,其原始氣體流速沿所述基座的離心徑向遞減。
圖1a、1b示出了本發明的適用於圖1所示的無覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的其中兩個電漿約束系統的實施例。
其中,圖1a為通過設置電漿約束系統6各位置的通道長度來調控氣體流速的一些實施例的示意圖,具體為:在一些實施例中,第一約束分區61、第二約束分區62、第三約束分區63的通道長度依序遞減;在一些實施例中,第一約束分區61、第二約束分區62、第三約束分區63的通道長度依序遞減,且各約束分區內的通道長度沿基座3的離心徑向遞減;
圖1b為通過同時設置電漿約束系統6各位置的通道長度和寬度來調控氣體流速的一些實施例的示意圖,具體為:在一些實施例中,第一約束分區61、第二約束分區62、第三約束分區63的通道長度依序遞減、通道開口寬度依序遞增;在一些實施例中,第一約束分區61、第二約束分區62、第三約束分區63的通道長度依序遞減、通道開口寬度依序遞增,且各約束分區內的通道長度沿基座3的離心徑向遞減、通道開口寬度沿所述基座3的離心徑向遞增。通過增加原始氣體流速快的區域的通道長度或減小該區域通道的開口寬度,以實現增強該區域電漿約束能力的目的,同時減小原始氣體流速慢的區域的通道長度或增加該區域通道的開口寬度,以實現增強該區域氣體流速的目的,根據不同製程要求的合理設計,例如高深寬比蝕刻中,可以即達到提高腔室整體的抽氣速率即降低腔室壓力,又能限制電漿洩露的技術效果。
此外,為了改善電漿處理裝置上下電極間的電力線分佈、避免下電極邊緣出現尖端放電現象,以實現更高的製程標準,如附圖2所示,現有技術還包括一種有覆蓋環的電容耦合式電漿處理裝置,其與圖1所示的無覆蓋環的電容耦合式電漿處理裝置相比,區別之處在於:基座3的頂部設置有凸出基座3側壁的覆蓋環5,該覆蓋環5向約束區域延伸了一段距離,延伸部分覆蓋在第一約束分區61的上方,未覆蓋第二約束分區62和第三約束分區63的上方,可以降低第一約束分區61的原始氣體流速,從而降低了第一約束分區61電漿洩露的風險。各約束分區的原始氣體流速關係為:第二約束分區62的原始廢氣流速大於第一約束分區61和第三約束分區63。
圖2a、2b、2c示出了本發明的適用於圖2所示的有覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的其中三個電漿約束系統的實施例的結構示意圖。
其中,圖2a為通過設置電漿約束系統6各位置的通道長度來調控氣體流速的一些實施例的示意圖,其第二約束分區62的通道長度大於第一約束分區61和第三約束分區63的通道長度。
圖2b為通過設置電漿約束系統6各位置的通道開口寬度來調控氣體流速的一些實施例的示意圖,其第二約束分區62的通道開口寬度小於第一約束分區61和第三約束分區63。
圖2c為通過同時設置電漿約束系統6各位置的通道長度和開口寬度來調控氣體流速的一些實施例的示意圖,其第二約束分區62的通道長度大於第一約束分區61和第三約束分區63的通道長度,且第二約束分區62的通道開口寬度小於第一約束分區61和第三約束分區63。
上述的各電漿約束系統的下方均設有支撐和導電接地用的接地環,以避免帶電粒子在通道側壁的堆積,可以及時通過接地環進行電荷的中和。
本實施例還提供一種電漿處理裝置,包括一反應腔,所述反應腔內設置有基座,基座頂部通過靜電夾盤來固定基片;所述基座上方設置有將反應氣體引入至反應腔內的噴淋頭;所述噴淋頭與基座之間為處理區域,所述處理區域被反應腔的腔壁包圍;所述噴淋頭處作為上電極,基座處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將處理區域內的反應氣體解離為電漿,通過到達基片上表面的電漿對基片進行處理;電漿處理裝置在反應腔下部設有排氣區域,所述排氣區域與外部的排氣泵相連接;
並且,上述的本發明的電漿約束系統設置在所述約束區域,電漿約束系統的下方設有支撐和導電接地用的接地環。
本實施例還提供一種電漿約束方法,在電漿處理裝置的反應腔內,將上述的本發明的電漿約束系統設置在所述約束區域;
處理區域產生的廢氣在經過各所述通道送到排氣區域的過程中,帶電粒子被中和,實現電漿約束;
其中,所述通道的分佈密度,與所在位置的電漿分佈密度相關:電漿分佈密度大的位置,通道的分佈密度大,加強電漿約束能力;電漿分佈密度小的位置,通道的分佈密度小,提升氣體流通量。
以上所述,僅為本發明的實施例而已,並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和範圍之內做出的任何修改、等同替換和改進等,均包含在本發明的保護範圍之內。
1:反應腔
2:噴淋頭
3:基座
4:基片
5:覆蓋環
6:電漿約束系統
61:第一約束分區
62:第二約束分區
63:第三約束分區
7:排氣泵
A:處理區域
B:排氣區域
為了更清楚地說明本發明專利實施例的技術方案,下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明專利的一些實施例,對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者來講,在不付出具進步性改變的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有技術的無覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的結構示意圖;
圖1a、1b為本發明的適用於無覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的其中兩個電漿約束系統的實施例的結構示意圖;
圖2為現有技術的有覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的結構示意圖;以及
圖2a、2b、2c為本發明的適用於有覆蓋環電容耦合式電漿處理裝置的其中三個電漿約束系統的實施例的結構示意圖。
1:反應腔
3:基座
61:第一約束分區
62:第二約束分區
63:第三約束分區
Claims (19)
- 一種電漿約束系統,設置在一電漿處理裝置的一反應腔內的一約束區域,該約束區域位於該反應腔的一處理區域與一排氣區域之間,且位於固定一基片的一基座外周圍與該反應腔的側壁之間,其中,該電漿約束系統設置有多個連通該處理區域和該排氣區域的通道,且各該通道沿該基座的徑向分佈在該約束區域,使該處理區域產生的廢氣經過各該通道輸送到該排氣區域;其中,各該通道的沿該基座軸線方向的長度與其所在位置的原始廢氣流速正相關,所述原始廢氣流速為在未設置該電漿約束系統時所述廢氣經過該約束區域的各位置的流速。
- 如請求項1所述電漿約束系統,其中,各該通道的長度沿該基座的離心徑向由長逐漸變短。
- 如請求項1所述電漿約束系統,其中,各該通道的開口寬度與其所在位置的所述原始廢氣流速負相關。
- 如請求項3所述電漿約束系統,其中,各該通道的長度沿該基座的離心徑向由長逐漸變短,且各該通道的開口寬度沿該基座的離心徑向由窄逐漸變寬。
- 如請求項1或3所述電漿約束系統,其中,各該通道是多個同圓心的環狀通道,該電漿約束系統包含在該約束區域同圓心分佈的一組約束環,通過相鄰該約束環之間的空隙構成該環狀通道。
- 如請求項1或3所述電漿約束系統,其中, 該約束區域包括沿該基座的離心徑向依次設置的一第一約束分區、一第二約束分區和一第三約束分區,且該第一約束分區至該第三約束分區的所述原始廢氣流速遞減。
- 如請求項6所述電漿約束系統,其中,該第一約束分區至該第三約束分區的通道長度遞減。
- 如請求項7所述電漿約束系統,其中,該第一約束分區至該第三約束分區內的通道長度沿該基座的離心徑向遞減。
- 如請求項7所述電漿約束系統,其中,該第一約束分區至該第三約束分區的通道的開口寬度遞增。
- 如請求項9所述電漿約束系統,其中,該第一約束分區至該第三約束分區內的通道長度沿該基座的離心徑向遞減、通道開口寬度沿該基座的離心徑向遞增。
- 如請求項1或3所述電漿約束系統,其中,該基座的頂部設置有凸出該基座的側壁的一覆蓋環,該約束區域包括一第一約束分區、一第二約束分區和一第三約束分區,該覆蓋環覆蓋該第一約束分區的上方,未覆蓋該第二約束分區和該第三約束分區的上方,且該第二約束分區的所述原始廢氣流速大於該第一約束分區、該第三約束分區。
- 如請求項11所述電漿約束系統,其中,該第二約束分區的通道長度大於該第一約束分區、該第三約束分區。
- 如請求項12所述電漿約束系統,其中, 該第二約束分區的通道開口寬度小於該第一約束分區、該第三約束分區。
- 一種電漿處理裝置,包括一反應腔,該反應腔內設置有一基座,該基座的頂部通過一靜電夾盤來固定一基片;該基座上方設置有將反應氣體引入至該反應腔內的一噴淋頭;該噴淋頭與該基座之間為一處理區域,該處理區域被該反應腔的腔壁包圍;該噴淋頭處作為上電極,該基座處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將該處理區域內的反應氣體解離為電漿,通過到達該基片上表面的電漿對該基片進行處理;該電漿處理裝置在該反應腔下部設有一排氣區域,該排氣區域與外部的排氣泵相連接;其中,請求項1-13中任意一項所述的電漿約束系統設置在該約束區域,該電漿約束系統的下方設有支撐和導電接地用的一接地環。
- 一種電漿約束方法,其中,一電漿處理裝置的一反應腔內,將請求項1-13中任意一項所述的電漿約束系統設置在該約束區域;該處理區域產生的廢氣在經過各該通道送到該排氣區域的過程中,帶電粒子被中和,實現電漿約束;其中,該通道的分佈密度,與所在位置的電漿分佈密度相關:電漿分佈密度大的位置,該通道的分佈密度大,加強電漿約束能力;電漿分佈密度小的位置,該通道的分佈密度小,提升氣體流通量。
- 一種電漿約束系統,設置在一電漿處理裝置的一反應腔內的一約束區域,該約束區域位於該反應腔的一處理區域與一排氣區域之間,且位於固定一基片的一基座外周圍與該反應腔側壁之間,其中,該基座頂部設置有凸出該基座側壁的一覆蓋環,該電漿約束系統設置有 多個連通該處理區域和該排氣區域的通道,且各該通道沿該基座的徑向分佈在該約束區域,使該處理區域產生的廢氣經過各該通道輸送到該排氣區域;其中,各該通道的開口寬度與其所在位置的原始廢氣流速負相關,所述原始廢氣流速為在未設置所述電漿約束系統時所述廢氣經過該約束區域的各位置的流速;該約束區域包括沿該基座的離心徑向依次設置的一第一約束分區、一第二約束分區和一第三約束分區,該覆蓋環覆蓋該第一約束分區的上方,未覆蓋該第二約束分區和該第三約束分區的上方,且該第二約束分區的所述原始廢氣流速大於該第一約束分區、該第三約束分區;該電漿約束系統的下方設有支撐和導電接地用的一接地環。
- 如請求項16所述電漿約束系統,其中,該第二約束分區的通道開口寬度小於該第一約束分區、該第三約束分區。
- 一種電漿處理裝置,包括一反應腔,該反應腔內設置有一基座,該基座頂部通過一靜電夾盤來固定一基片;該基座上方設置有將反應氣體引入至該反應腔內的一噴淋頭;該噴淋頭與該基座之間為一處理區域,該處理區域被該反應腔的腔壁包圍;該噴淋頭處作為上電極,該基座處作為下電極並施加有高頻射頻功率,將該處理區域內的反應氣體解離為電漿,通過到達該基片上表面的電漿對該基片進行處理;該電漿處理裝置在該反應腔下部設有一排氣區域,該排氣區域與外部的排氣泵相連接;其中,請求項16-17中任意一項所述的電漿約束系統設置在該約束區域。
- 一種電漿約束方法,其中,一電漿處理裝置的一反應腔內,將請求項16-17中任意一項所述的電漿約束系統設置在該約束區域;該處理區域產生的廢氣在經過各該通道送到該排氣區域的過程中,帶電粒子被中和,實現電漿約束;其中,該通道的分佈密度,與所在位置的電漿分佈密度相關:電漿分佈密度大的位置,該通道的分佈密度大,加強電漿約束能力;電漿分佈密度小的位置,該通道的分佈密度小,提升氣體流通量。
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