[發明專利]電增強等離子體約束

有效

• 申請號: 200580044623.8
• 申請日: 2005-12-29
• 公開（公告）號: CN101088139A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: A·庫提;J·金;E·蘭斯;R·迪恩德薩;L·李;R·薩賈迪
• 申請（專利權）人: 拉姆研究有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李玲

技術領域

本發明一般涉及等離子體處理器，尤其涉及包括具有電動約束結構的受約束等離子體區。?

背景技術

真空等離子體處理器被用來在通常為半導體、介電和金屬襯底的工件上沉積材料或從其上蝕刻材料。將氣體引入其中設置有工件的真空等離子體處理室。室壓通常在0.1到1000托的范圍內。響應于RF電場或電磁場，氣體被引燃成RF(射頻)等離子體。RF場通過通常是將RF磁場和RF靜電場兩者與氣體耦合的電極陣列或線圈的電抗性阻抗元件來提供。該電抗性阻抗元件被連接到具有第一相對較高的RF頻率和充足電源的第一RF源，從而將氣體引燃成等離子體。通常，通過室的頂部將氣體引入到室內，并從室的底部抽取出。通常使處于室頂部的電極與一系列導流片以及進入激勵區的開口相關聯，以向流入激勵區的氣體提供噴淋頭效果。工件通常安裝在室內等離子體激勵區底部的電極上。在一些室中，承載工件的電極是供以第一RF頻率的電抗性阻抗元件，而與承載工件的電極隔開、通常處于頂部的第二電極被連接到通常為接地的基準電位。在其它室中，頂部電極被供以第二RF頻率。提供這樣一種具有處于例如接地的基準電位的外金屬壁以及與此金屬壁隔開-即處于室內部-的等離子體約束區的室是眾所周知的。?

等離子體約束區包括設計成防止等離子體流出此區域、并允許不帶電氣體分子流出此約束區的諸如環形百葉窗的結構。不帶電氣體分子流過約束區外圍附近的彼此相對的相鄰表面之間的一個或多個間隙。不帶電氣體從該(這些)間隙流入室內的約束區與室壁之間的區域，流向連接到真空泵的室的出口。?

在約束區間隙與等離子體之間形成鞘層(sheath)，該鞘層不包括帶電粒子且其厚度由等離子體密度決定。相鄰環形百葉窗對之間間隙的間隔使得鞘層具有在相鄰百葉窗對之間的整個間隙上延伸的厚度。結果，帶電粒子不入射在室的外壁上，以便(1)提供對約束區內和此約束區外凈化室中的等離子體的更佳控制，以及(2)由于等離子體不入射在室的約束區外部分上，減少了對這些部分的損壞。?

然而，眾所周知，在具有約束區的典型現有技術等離子體處理器中，有時會喪失等離子體約束，即室的約束區外部與室壁之間的部分出現了等離子體。等離子體約束的喪失通常是由于：(1)等離子體通過間隙直接傳輸；和/或(2)在環形百葉窗-即約束環-的外部生成等離子體。原因(1)和(2)通過實際上作為RF電極的泄漏等離子體而相互關聯，該RF電極帶有從約束區到此約束區外部與室壁之間的室區域的間隙通過的等離子體的RF電位。假定不存在通過約束結構間隙的等離子體泄漏，則約束區外部的RF電壓不足以引燃約束區外部的氣體以形成等離子體。?

為了構建具有所需厚度的鞘層以便完全防止具有典型現有技術約束結構時等離子體約束的喪失，相鄰百葉窗對之間間隙的相對表面之間的間隔常常足夠窄，使得約束區內部與室的約束區外部分之間存在相當大的氣流阻抗。從而，流入和流出約束區的氣體的流速常常達不到最佳。?

因此，本發明的一個目的是提供具有新穎的和經改進的約束區的等離子體處理器。?

本發明的另一個目的是提供操作等離子體處理器以向與室壁隔開的區域提供增強等離子體約束的新穎的和經改進的方法。?

本發明的又一個目的是提供具有約束區的等離子體處理器，在不對區域內的等離子體約束產生不利影響的情況下，該約束區在其內部與室的約束區外部分之間具有較低氣流阻抗-即較大的氣流導電率。?

本發明的另一個目的是提供操作具有約束區的等離子體處理器的新穎的和經改進的方法，其中等離子體處理器用在不對區域內的等離子體約束產生不利影響的情況下約束區的內部與室的約束區外部分之間具有較低氣流阻抗-即較大的氣流導電率的方式操作。?

本發明的再一個目的是提供具有帶至少一間隙的新穎的和經改進的約束區的等離子體處理器，其中在不對區域內的等離子體約束產生不利影響的情況下，增加了間隙的彼此相對的相鄰表面之間的間隔。?

本發明的又一個目的是提供操作具有帶至少一間隙的約束區的等離子體處理器的新穎的和經改進的方法，其中該等離子體處理器用在不對區域內的等離子體約束產生不利影響的情況下增加間隙的彼此相對的相鄰表面之間的間隔的方式操作。?

發明內容