[發明專利]對稱等離子體處理室

有效

• 申請號: 201210548948.1
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103094045B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 詹姆斯·D·卡達希;哈密迪·塔瓦索里;阿吉特·巴拉克利斯納;陳智剛;安德魯·源;道格拉斯·A·小布什伯格;卡爾蒂克·賈亞拉曼;沙希德·勞夫;肯尼思·S·柯林斯
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 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31100
• 代理人: 張欣

本申請是基于申請日為2012年10月8日、申請號為201210391087.0、發明名稱為“對稱等離子體處理室”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及用于制造其中等離子體被施加在電極之間的RF功率激發的襯底的等離子體處理設備。更具體地，本發明涉及為改進的等離子體均勻控制而提供電、氣體流和熱對稱的等離子體處理室。

背景技術

諸如平板顯示器和集成電路的電子裝置通過一系列處理步驟來制造，其中，層沉積在襯底上，并且沉積的材料被蝕刻為期望的圖案。處理步驟通常包括物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PECVD)和其他等離子體處理。具體地，等離子體處理要求將處理氣體混合物供應到真空處理室，并施加電或者電磁功率(RF功率)以將處理氣體激發到等離子體狀態。等離子體將氣體混合物分解成執行期望的沉積或者蝕刻處理的離子顆粒。

等離子處理遇到的一個問題是與在處理過程中在襯底的表面上建立均勻的等離子體密度相關的困難，這會導致在襯底的中心和邊緣區域之間不均勻的處理。建立均勻等離子體密度的困難的一個原因涉及由于物理處理室設計的不對稱而造成的固有的電、氣流和熱差異(skew)。這種差異不僅造成固有地、方位角的、非均勻等離子體密度，而且還難以使用其他處理變量或者“旋鈕”來控制中心到邊緣的等離子體均勻性。

因而，存在對提高電、氣流和熱對稱性以提高等離子體均勻控制的等離子體處理設備的需要。

發明內容

在本發明的一個實施例中，提供一種等離子體設備，包括蓋組件和室體，其圍成處理區域。襯底支撐組件設置在室體中。蓋組件包括：上電極，其具有一個或多個流體入口和一個或多個流體出口；多個導電配件，其中一個導電配件耦合到一個或多個流體入口和一個或多個流體出口中的各一者；以及多個導電塞，其耦合到上電極，其中，導電配件和導電塞圍繞襯底支撐組件的中心軸線對稱布置。

在另一實施例中，用于等離子體處理設備的蓋組件包括：上電極，其具有一個或多個流體入口和一個或多個流體出口；多個導電配件，其中一個導電配件耦合到一個或多個流體入口和一個或多個流體出口中的各一者；以及多個導電塞，其耦合到上電極，其中，導電配件和導電塞圍繞上電極的中心軸線對稱布置。

在另一實施例中，等離子體設備包括：蓋組件和室體，其圍成處理區域。襯底支撐組件設置在室體中。蓋組件包括：上電極，其具有一個或多個流體入口和一個或多個流體出口；多個導電配件，其中一個導電配件耦合到一個或多個流體入口和一個或多個流體出口中的各一者；以及多個導電塞，其耦合到上電極，其中，導電配件和導電塞圍繞襯底支撐組件的中心軸線對稱布置。排氣組件與室體限定抽真空區域，其中，室體包括圍繞襯底支撐組件的中心軸線對稱設置并將處理區域與抽真空區域流體連接的多個通道。

附圖說明

以本發明以上所述的特征能被詳細理解的方式，通過參照實施例，對以上簡要概括的本發明進行更具體地描述，實施例的一部分圖示在附圖中。然而，要注意，附圖僅僅圖示本發明的典型實施例，因而不能認為限制其范圍，因為本發明允許其他等同的實施例。

圖1是根據本發明的一個實施例的等離子體處理設備的示意橫截面視圖。

圖2是圖1的處理設備的上電極的示意頂視圖。

圖3A是設置在室體的上部內包圍圖1的處理設備的處理區域的上襯里組件的示意等距視圖。

圖3B是室體和上襯里組件的一部分的局部、橫截面視圖。

圖4是沿著圖1所示的線4-4所取的處理設備的示意視圖。

圖5是延伸通過圖1的處理設備的進出管的布局的示意描述。

具體實施方式

如之前提及，傳統的等離子體系統的問題是由于室的不對稱而難以提供均勻等離子體密度。本發明的實施例通過提供允許極其對稱的電、熱和氣流傳導通過室的室設計而緩解此問題。通過提供這種在室內形成的對稱、等離子體，已經提高了設置在室的處理區域中的襯底的表面上均勻性。此外，其他室的附加情況，諸如提供操縱上下電極之間以及氣體入口和被處理的襯底之間的間隙的能力，與傳統的系統相比提供能更好地控制等離子處理和均勻性的大的處理窗。