[发明专利]具有直接出口环状等离子体源的等离子体处理系统

说明书

等离子体处理系统包括处理腔室及等离子体源，该等离子体源在等离子体腔中产生等离子体。该等离子体腔围绕环轴是实质对称的。该等离子体源在该等离子体腔的第一轴向侧上限定多个出口孔。由该等离子体所产生的等离子体产物在轴向方向上通过该多个出口孔从该等离子体腔朝该处理腔室传递。一种等离子体处理的方法，包括以下步骤：在实质环状的等离子体腔内产生等离子体以形成等离子体产物，该实质环状的等离子体腔限定环轴，及通过多个出口开口向处理腔室将等离子体产物直接分布进处理腔室中，该多个出口开口实质在方位上分布于该等离子体腔的第一轴向侧周围。

技术领域

本公开广泛地应用于等离子体处理设备的领域。更具体而言，公开了用于提供空间上均匀的等离子体产物的系统及方法。

背景技术

半导体处理通常利用等离子体处理来在半导体晶片上蚀刻、清洁或沉积材料。所有这样的处理在受处理晶片的整个表面上有利地是高度均匀的。在这几年，显著地，在特征尺寸已减小的同时晶片尺寸已增加，以致于每个受处理晶片可收获更多的集成电路。典型的晶片直径从1970年代的约2或3英寸增加到2010年代的12英寸或更大。在同一时间框架下，商用集成电路的典型最小特征尺寸从约5微米减小到约0.015微米。在晶片生长得更大的同时处理较小的特征需要处理均匀性上的显著改进。晶片以外的工件的等离子体处理亦可受益于改进的处理均匀性。

发明内容

在实施例中，一种等离子体处理系统包括处理腔室及等离子体源，该等离子体源在等离子体腔中产生等离子体。该等离子体腔围绕环轴是实质对称的。该等离子体源在该等离子体腔的第一轴向侧上限定多个出口孔。由该等离子体所产生的等离子体产物在轴向方向上通过该多个出口孔从该等离子体腔朝该处理腔室传递。

在实施例中，一种等离子体处理系统包括：处理腔室，围绕腔室轴是实质径向对称的；外等离子体源，在外等离子体腔中产生第一等离子体；及内等离子体源，在内等离子体腔中产生第二等离子体。该外等离子体腔及该内等离子体腔围绕环轴是径向对称的，该环轴与该腔室轴重合。该内等离子体腔是自该外等离子体腔径向朝内的。该外及内等离子体腔沿该外等离子体源的第一轴向侧通过相应的外及内出口开口与该处理腔室流体连通，使得由该第一等离子体所产生的等离子体产物在轴向方向上通过该外及内出口开口从该外及内等离子体腔朝该处理腔室传递。

在实施例中，一种等离子体处理的方法包括以下步骤：在实质环状的等离子体腔内产生等离子体以形成等离子体产物，该实质环状的等离子体腔限定环轴，及通过多个出口开口向处理腔室将等离子体产物直接分布进处理腔室中，该多个出口开口实质在方位上分布于该等离子体腔的第一轴向侧周围。

附图说明

图1根据实施例示意性地描绘等离子体处理系统的主要构件。

图2根据实施例示意性地描绘直接出口环状等离子体源的所选构件。

图3根据实施例示意性地描绘直接出口环状等离子体源的所选构件。

图4根据实施例示意性地描绘直接出口环状等离子体源的所选构件。

图5根据实施例示意性地描绘直接出口环状等离子体源的所选构件。

图6是图5的直接出口环状等离子体源的示意性剖视图(在断线6-6处取得)。

图7是图5的直接出口环状等离子体源的示意性剖视图(在断线7-7处取得)。

图8根据实施例示意性地描绘具有等离子体腔的直接出口环状等离子体源，该等离子体腔通过在板附近安置等离子体阻挡件来限定。

图9根据实施例示意性地描绘具有等离子体腔的另一直接出口环状等离子体源，该等离子体腔通过在板附近安置等离子体阻挡件来限定。

图10根据实施例示意性地描绘直接出口环状等离子体源，图示了入口气体歧管，该入口气体歧管向其中的等离子体腔供应源气体。