耦接至工艺腔室的等离子体源制造技术

提供了一种耦接至工艺腔室的等离子体源，所述等离子体源包括沿第一轴从第一端延伸到第二端的核芯元件。耦接至工艺腔室的等离子体源进一步包括围绕核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置的一个或多个线圈。耦接至工艺腔室的等离子体源进一步包括具有一个或多个内壁的等离子体块，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕核芯元件的第二部分而设置。环形等离子体生成容积包括第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴垂直于定位在第一轴上的第一点，所述第一区域具有在平行于所述第一轴的方向上的宽度以及在垂直于所述第一轴的方向上的深度。第一区域具有至少比第一区域的深度大三倍的宽度。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的实施例总体上涉及等离子体处理系统和材料以及用于控制等离子体处理系统中的等离子体均匀性的装置。
技术介绍
等离子体处理腔室经常被用于各种电子器件制造工艺中，所述电子器件制造工艺诸如，蚀刻工艺、化学气相沉积(CVD)工艺以及与在基板上的电子器件的制造有关的其他工艺。然而，有时在处理基板的腔室中生成等离子体是不期望的且不具有成本效益。在此类情况下，可使用远程等离子体源(RPS)。常规的RPS设计在传统上使用闭合环路RF(射频)源配置，所述RF源配置具有卷绕闭合的磁性可渗透核芯的绕组，所述闭合的磁性可渗透核芯围绕等离子体生成区域的部分。最近，已开发出开放环路RF源配置。开放环路RF源配置使用围绕磁性可渗透核芯的环形处理容积，所述磁性可渗透核芯诸如，磁性可渗透线性杆，其中绕组卷绕所述磁性可渗透核芯。开放环路设计具有能够360度围绕磁性可渗透核芯来产生等离子体的优点，这相对于闭合环路设计可增加效率。虽然开放环路设计具有优点，但是获得用于等离子体均匀性的目标可能具有挑战性。例如，在使用围绕线性磁性可渗透核芯(此核芯在第一水平方向上延伸)的环形等离子体腔室的开放环路设计中，RPS中的等离子体密度可能具有在第一水平方向上偏斜的一个或多个峰值。当等离子体密度相对于环形等离子体腔室的中心，跨水平方向不居中或均匀时，则含有等离子体或含有自由基的气体将不被均匀地供应至工艺腔室，这产生在正在工艺腔室中处理的基板上实现的工艺结果的非均匀性。此外，当对RPS硬件的配置进行小调整(诸如，相对于等离子体腔室对线圈位置的调整)时，经常观察到水平方向上等离子体密度均匀性的显著偏移。因此，对于改善等离子体腔室中的等离子体均匀性的开放环路RF源配置存在需求。
技术实现思路
本文公开的实施例大体上涉及等离子体处理系统和材料以及用于控制等离子体处理系统中的等离子体均匀性的装置。在一个实施例中，提供一种耦接至工艺腔室的等离子体源。等离子体源包括沿第一轴从第一端延伸到第二端的核芯元件。等离子体源进一步包括围绕核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置的一个或多个线圈。等离子体源进一步包括具有一个或多个内壁的等离子体块，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕在核芯元件的第二部分而设置。环形等离子体生成容积包括第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴在沿第一轴而定位的第一点处垂直于所述第一轴，所述第一区域具有在平行于第一轴的方向上的宽度以及在垂直于第一轴的方向上的深度。第一区域的宽度随着距定位在第一轴上的第一点的深度增加而增加。第一区域有位于垂直轴中的一个垂直轴与内壁的交叉点处的中心点，其中，所述中心点距定位在所述第一轴上的第一点第一深度。第一区域进一步具有在一个或多个内壁上的第一位置与第二位置之间的第一宽度，其中所述第一宽度平行于第一轴，并且所述第一宽度距定位在第一轴上的第一点第二深度。第一区域具有横跨第二深度与第一深度之间的距离的第三深度，其中第一宽度至少比第三深度大三倍。在另一实施例中，提供一种耦接至工艺腔室的等离子体源。等离子体源包括沿第一轴从第一端延伸到第二端的核芯元件。等离子体源进一步包括围绕核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置的一个或多个线圈。等离子体源进一步包括具有一个或多个内壁的等离子体块，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕核芯元件的第二部分而设置。环形等离子体生成容积包括第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴在沿着第一轴而定位的第一点处垂直于所述第一轴，所述第一区域具有在平行于第一轴的方向上的宽度以及在垂直于第一轴的方向上的深度。第一区域由曲面和边界线界定，所述曲面从所述内壁中的一个 内壁上的第一位置延伸至第二位置，并且所述边界线具有在第一位置与第二位置之间、平行于第一轴而延伸的第一宽度。曲面上沿垂直轴中的一个垂直轴而定位的点比曲面上位于除了沿垂直轴中的一个垂直轴以外的位置处的点更接近第一轴上的所述第一点。沿垂直轴中的一个垂直轴的曲面上的中心点至边界线之间的距离是第一区域深度，并且第一宽度至少是第一区域深度的三倍。第二区域距第一轴比第一区域距第一轴更远。在又一实施例中，提供一种耦接至工艺腔室的等离子体源。等离子体源包括沿第一轴从第一端延伸到第二端的核芯元件。等离子体源进一步包括围绕核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置的一个或多个线圈。等离子体源进一步包括具有一个或多个内壁的等离子体块，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕核芯元件的第二部分而设置。环形等离子体生成容积包括围绕核芯元件的第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴在沿第一轴而定位的第一点处垂直于所述第一轴。第一区域由曲面和边界线界定，所述曲面从内壁中的一个内壁上的第一位置延伸至第二位置，并且所述边界线具有在第一位置与第二位置之间、平行于第一轴而延伸的第一宽度。曲面上沿垂直轴中的一个垂直轴而定位的点比曲面上位于除了沿垂直轴中的一个垂直轴以外的位置处的点更接近第一轴上的所述第一点。沿垂直轴中的一个垂直轴的曲面上的中心点至边界线之间的距离是第一区域深度，其中第一宽度至少是第一区域深度的三倍。环形等离子体生成容积进一步包括第二区域，所述第二区域距第一轴比第一区域距第一轴更远，其中第一区域和第二区域形成基本上所有环形等离子体生成容积。附图说明因此，为了可详细地理解本公开的上述特征的方式，可参考实施例进行对上文简要概述的本公开的更特定的描述，在所附附图中示出实施例中的一些。然而，应注意的是，附图仅示出本公开的典型实施例，并且因此不被视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他同等有效的实施例。图1A是根据一个实施例的、耦接至工艺腔室的等离子体源的等角视图。图1B是根据一个实施例的、图1A中所示的等离子体源的剖视图。图1C是根据一个实施例的、图1B中所示的等离子体源的部分的近视图。图2是根据另一实施例的等离子体源的部分的近视图。图3是根据另一实施例的等离子体源的剖视图。图4是根据对照实施例的等离子体块的剖视图。为了促进理解，在可能的情况下，已使用相同的元件符号指定诸图共用的相同元件。可以预期，在一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例，而无需特定叙述。具体实施方式本公开的实施例总体上提供一种等离子体源，所述等离子体源能够在等离子体源的等离子体生成区域内生成均匀的等离子体，并且创建在其中处理基板的较大的处理窗口，而不显著地增加处理或硬件成本。图1A是根据一个实施例的、耦接至工艺腔室50的等离子体源100的等角视图。等离子体源100可用于将含有自由基和/或离子的等离子体供应至工艺腔室50。工艺腔室50可包括包围处理区域58(图1B)的腔室盖55和腔室主体56，在处理期间，基板驻留在所述处理区域58中。等离子体源100包括耦接至等离子体块150的圆顶部分104。可在等离子体块150中产生供应至工艺腔室50的等离子体。用于形成等离子体的气体可通过进气口106而被供应至等离子体块150的环形等离子体生成容积158(图1B)。诸如侧盖121、122之类的侧盖可包围等离子体块150的环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦接至工艺腔室的等离子体源，所述等离子体源包含：核芯元件，沿第一轴从第一端延伸至第二端；一个或多个线圈，围绕所述核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置；以及等离子体块，具有一个或多个内壁，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕所述核芯元件的第二部分而设置，所述环形等离子体生成容积包含：第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴在沿所述第一轴而定位的第一点处垂直于所述第一轴，所述第一区域具有：在平行于所述第一轴的方向上的宽度以及在垂直于所述第一轴的方向上的深度，其中所述第一区域的所述宽度随着距定位在所述第一轴上的所述第一点的所述深度增加而增加；中心点，位于所述垂直轴中的一个垂直轴与内壁的交叉点处，其中所述中心点距定位在所述第一轴上的所述第一点第一深度；在所述内壁中的一个或多个内壁上的第一位置与第二位置之间的第一宽度，其中所述第一宽度平行于所述第一轴，并且所述第一宽度距定位在所述第一轴上的所述第一点第二深度；以及横跨所述第二深度与所述第一深度之间的距离的第三深度，其中所述第一宽度至少比所述第三深度大三倍。

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 62/133,1601.一种耦接至工艺腔室的等离子体源，所述等离子体源包含：核芯元件，沿第一轴从第一端延伸至第二端；一个或多个线圈，围绕所述核芯元件的相应的一个或多个第一部分而设置；以及等离子体块，具有一个或多个内壁，所述一个或多个内壁至少部分地包围环形等离子体生成容积，所述环形等离子体生成容积围绕所述核芯元件的第二部分而设置，所述环形等离子体生成容积包含：第一区域，所述第一区域关于多个垂直轴对称，所述多个垂直轴在沿所述第一轴而定位的第一点处垂直于所述第一轴，所述第一区域具有：在平行于所述第一轴的方向上的宽度以及在垂直于所述第一轴的方向上的深度，其中所述第一区域的所述宽度随着距定位在所述第一轴上的所述第一点的所述深度增加而增加；中心点，位于所述垂直轴中的一个垂直轴与内壁的交叉点处，其中所述中心点距定位在所述第一轴上的所述第一点第一深度；在所述内壁中的一个或多个内壁上的第一位置与第二位置之间的第一宽度，其中所述第一宽度平行于所述第一轴，并且所述第一宽度距定位在所述第一轴上的所述第一点第二深度；以及横跨所述第二深度与所述第一深度之间的距离的第三深度，其中所述第一宽度至少比所述第三深度大三倍。2.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一宽度至少比所述第三深度大五倍。3.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域的所述宽度随着所述第一区域的所述深度增加而以恒定的斜率增加。4.如权利要求3所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述 环形等离子体生成容积进一步包含第二区域，所述第二区域距所述核芯元件比所述第一区域距所述核芯元件更远。5.如权利要求4所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域形成基本上所有的环形等离子体生成容积。6.如权利要求5所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第二区域是所述第一区域的镜象。7.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域的所述宽度随着所述第一区域的所述深度增加而以不断变化的斜率增加。8.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域由所述内壁中的一个内壁上的曲面以及在所述内壁中的一个或多个内壁上的所述第一位置与所述第二位置之间的边界线来界定。9.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述环形等离子体生成容积围绕与所述第一轴共线的中心轴而设置。10.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域围绕所述核芯元件。11.如权利要求10所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述第一区域包含所述环形等离子体生成容积的至少三分之一的容积。12.如权利要求1所述的耦接至工艺腔室的等离子体源，其特征在于，所述环形等离子体生成容积进一步包含第二区域，所述第二区域距所述核芯元件比所述第一区域距所述核芯元件更远，并且平行于所述第一轴的所述第二区域 的第二宽度在垂直于所述第一轴的方向上基本上恒定。13.一种耦接至工艺腔室的等离子体源，所述等离子体源包含：核芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·哈贾，M·阿优伯，R·博卡，J·D·平森二世，J·C·罗查阿尔瓦瑞斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：新型
国别省市：美国;US