单匝和层压壁电感耦合等离子体源制造技术

本公开内容描述了用于制造和使用远程等离子体源上的单匝线圈以减小线圈与等离子体之间的电容性耦合和/或用于制造和使用包括减小线圈与等离子体之间的电容性耦合的至少一个导电层的层压腔室壁的系统、方法和装置。在使用层压腔室壁的情况下，线圈可以是单匝或多匝线圈。可以使用添加工艺将(一个或多个)导电层熔合或接合到下层(例如，电介质层)以及将最终层(例如，电介质)熔合或接合到最外面的导电层。此外，公开了一种方法，其中在等离子体点火期间对层压体内的导电层进行偏置，并且然后在点火之后减小偏置。点火之后减小偏置。点火之后减小偏置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】inductively coupled plasma source design with improved azimuthal symmetry control.”.Marwan H Khater和Lawrence J Overzet.Plasma Sources Science and Technology,Volume 9,Number 4。
[0007]其他现有技术试图将法拉第屏蔽放置在腔室内(例如，Schematic
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of
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ICP
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ion
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source
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C
‑1‑
and
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C
‑2‑
are
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the
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impedance
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matching
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capacitors
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V
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ext_fig3_46276097)。
[0008]从现有技术明显看出，向腔室壁添加层增加成本和复杂性，并且使线圈远离等离子体，这减少热抽空并且减少与等离子体的电感性耦合。因此，本领域认为较薄的腔室壁是优选的。

技术实现思路

[0009]以下呈现了与本文公开的一个或多个方面和/或实施例有关的简化
技术实现思路
。因此，不应将以下
技术实现思路
视为与所有所涵盖的方面和/或实施例有关的广泛综述，也不应将以下
技术实现思路
视为识别与所有所涵盖的方面和/或实施例有关的关键或重要要素或描述与任何特定方面和/或实施例相关联的范围。因此，以下
技术实现思路
仅具有在以下呈现的具体实施方式之前以简化形式呈现与涉及本文公开的机制的一个或多个方面和/或实施例有关的某些概念的目的。
[0010]本公开内容的一些实施例的特征可以在于具有延长的寿命的远程等离子体源腔室，该远程等离子体源腔室被配置为用于耦合到处理腔室。远程等离子体源腔室可以包括具有内部部分、外部部分和导电中间部分的圆柱形腔室。内部部分和外部部分可以包括电介质，并且在内部部分与外部部分之间的导电中间部分可以限定一个或多个磁场通道窗口。内部部分和外部部分可以包封导电中间部分，并且当远程等离子体源腔室在操作中时，防止中间部分暴露于等离子体。当在内部部分的内部表面处形成在远程源与处理腔室之间的真空密封时，这是最适用的。然而，当在外部部分的外部表面处形成真空密封时，则不需要包封中间部分的端部。导电线圈可以布置在圆柱形腔室外部但是与圆柱形腔室接触，并且可以包括第一端部和第二端部，第一端部被配置为用于耦合到交流电源的高电压节点，第二端部被配置为用于耦合到交流电源的低电压节点或接地节点。
[0011]本公开内容的其他实施例的特征还可以在于一种用于制造远程等离子体源腔室的方法，该远程等离子体源腔室由于腔室的壁的减少的电容性溅射而具有延长的寿命，该腔室被配置为用于耦合到处理腔室并且向处理腔室提供等离子体。该方法可以包括形成圆柱形腔室，其中该工艺可以包括提供形成有电介质的圆柱形内部部分。然后，该工艺可以包括将导电层沉积到内部部分的外部表面上，其中导电层包括穿过导电层暴露电介质的一个或多个窗口。该工艺还可以包括在导电层和暴露的内部部分之上沉积第一电介质层。该工艺还可以包括将导电线圈布置在圆柱形腔室外部但是与圆柱形腔室接触，导电线圈包括第一端部和第二端部，第一端部被配置为用于耦合到交流电源的高电压节点，第二端部被配置为用于耦合到交流电源的低电压节点或接地节点。
[0012]本公开内容的其他实施例的特征可以在于一种用于电感耦合远程等离子体源的系统，该远程等离子体源具有单匝线圈(或双匝或三匝线圈)，该单匝线圈缠绕在传统的电介质腔室壁周围或包括夹在电介质层之间的至少一个导电层的层压腔室壁周围。单匝线圈
和腔室可以浸入其中具有陶瓷颗粒的可固化聚合物中，或者浸入某种其他可固化热传输介质中。单匝线圈可以在等离子体维持期间以感应状态操作，并且可以在短时间段内被偏置到较高的点火电压以点火等离子体。可替代地或并行地，腔室壁内的(一个或多个)可选导电层可以被偏置到高电压，以增强与等离子体的电容性耦合并且点火或帮助点火等离子体。
[0013]本公开内容的其他实施例的特征可以在于一种远程等离子体源系统，该远程等离子体源系统包括圆柱形腔室，该圆柱形腔室具有：包括电介质的内部部分；包括电介质的外部部分；导电中间部分，导电中间部分在内部部分与外部部分之间，导电中间部分限定一个或多个磁场通道窗口。同时，当远程等离子体源腔室在操作中时，内部部分和外部部分可以包封中间部分并且防止中间部分暴露于等离子体。最后，导电线圈可以布置在圆柱形腔室外部但是与圆柱形腔室接触。导电线圈可以包括第一端部和第二端部，其中第一端部可以被配置为用于耦合到交流电源的高电压节点，并且第二端部可以被配置为用于耦合到交流电源的低电压节点或接地节点。圆柱形腔室还可以包括一个或多个气体入口，以及一个或多个等离子体或化学物质出口。圆柱形腔室可以包括电源连接，该电源连接可以在电源与导电线圈之间接口连接。在一些实施例中，系统可以是下游系统而不是上游源。
[0014]在本公开内容的其他实施例中，前段中提到的远程等离子体源系统可以是等离子体处理系统的一部分。所述系统可以包括前述耦合到处理腔室的远程等离子体源系统。处理腔室可以包括基板支架和用于基板支架的偏置装置。处理腔室可以包括气体/等离子体出口导管和泵，该泵被配置为经由出口导管去除气体/等离子体。
附图说明
[0015]当结合附图时，通过参考以下具体实施方式和所附权利要求，本公开内容的各种目的和优点以及更完整的理解将是显而易见的并且是更容易理解的：
[0016]图1a示出了具有上游电感耦合远程等离子体源的等离子体处理系统，该远程等离子体源具有围绕圆柱形腔室的单匝线圈。
[0017]图1b示出了具有上游电感耦合远程等离子体源的等离子体处理系统，该远程等离子体源具有围绕圆柱形腔室的多匝线圈。
[0018]图2a示出了具有下游电感耦合远程等离子体源的等离子体处理系统，该远程等离子体源具有围绕圆柱形腔室的单匝线圈。
[0019]图2b示出了具有下游电感耦合远程等离子体源的等离子体处理系统，该远程等离子体源具有围绕圆柱形腔室的单匝线圈。
[0020]图3a示出了单匝线圈的长度的第一实施例。
[0021]图3b示出了单匝线圈的长度的第二实施例。
[0022]图3c示出了分成多个相同偏置的部分的单匝线圈的变型。
[0023]图4a示出了图3c所示的偏置电路的第一状态。
[0024]图4b示出了图3c所示的偏置电路的第二状态。
[0025]图5示出了典型的圆柱形远程等离子体源腔室。
[0026]图6示出了图1所示的远程等离子体源的截面图。
[0027]图7示出了图6的截面，但是具有两个导电层和布置在这两个导电层之间的电介质
层。
[0028]图8示出了两种不同的磁场通道窗口图案。
[0029]图9示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有延长的寿命的远程等离子体源腔室，所述远程等离子体源腔室被配置为用于耦合到处理腔室，所述远程等离子体源腔室包括：圆柱形腔室，所述圆柱形腔室具有：包括电介质的内部部分；包括电介质的外部部分；导电中间部分，所述导电中间部分在所述内部部分与所述外部部分之间，所述导电中间部分限定一个或多个磁场通道窗口；以及导电线圈，所述导电线圈布置在所述圆柱形腔室外部但是与所述圆柱形腔室接触，所述导电线圈包括第一端部和第二端部，所述第一端部被配置为用于耦合到交流电源的高电压节点，所述第二端部被配置为用于耦合到所述交流电源的低电压节点或接地节点。2.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电中间部分具有用于在等离子体处理方法的操作的不同时段期间接地、偏置或接地和偏置两者的电连接。3.根据权利要求2所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电中间部分被分开为电隔离的部件，这些部件中的每一个部件具有其自己的用于在等离子体处理方法的操作的不同时段期间接地、偏置、或接地和偏置两者的电连接。4.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电中间部分比所述内部部分薄。5.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述内部部分和所述外部部分直接接触，使得所述中间部分完全被电介质封闭。6.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电中间部分包括两个或更多个导电层，每个导电层由电介质层分开。7.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述电介质是电绝缘且导热的。8.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电线圈是平面线圈。9.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述一个或多个磁场通道窗口沿着所述圆柱形腔室的纵轴伸长。10.根据权利要求1所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电线圈围绕所述圆柱形腔室形成单匝。11.根据权利要求10所述的远程等离子体源腔室，其中，所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：先进工程解决方案全球控股私人有限公司，
类型：发明
国别省市：