[發明專利]襯底處理裝置中的等離子體

在審

• 申請號: 202010564372.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112126914A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: N·霍爾姆;鈴木俊哉
• 申請（專利權）人: 皮考遜公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 馬明月

本公開的實施例涉及襯底處理裝置中的等離子體。襯底處理裝置(100)及相關方法，其中等離子體物質經由等離子體進料線(115)而被引入到針對沉積目標(160)的反應室(130)中。等離子體進料線(115)經過等離子體形成區。在等離子體進料線內的等離子體物質的速度通過等離子體形成區下游的收縮部(112)而加速。

技術領域

本發明總體上涉及襯底處理方法和裝置。更具體但非排他地，本發明涉及等離子體增強的原子層沉積(ALD)反應器。

背景技術

本部分說明了有用的背景信息，而非承認本文中描述的任何技術代表現有技術。然而，例如通過考慮授權的專利US 9,095,869B2，所描述的反應器結構可以被更好地理解。

在諸如原子層沉積(ALD)的化學沉積方法中，等離子體可以用于提供針對表面反應所需的附加能量。然而，等離子體源的使用可能引起沉積反應器的某些要求或特定問題。一個這樣的問題是等離子體中的反應物質具有有限的壽命。

發明內容

本發明的某些實施例的一個目的是應對等離子體的有限壽命或至少提供現有技術的備選方案。

根據本發明的第一示例方面，提供了一種方法，該方法包括：

經由等離子體進料線，將等離子體物質引入到襯底處理裝置中的針對沉積目標的反應室中，其中等離子體進料線經過等離子體形成區；以及

通過等離子體形成區下游的收縮部，來將在等離子體進料線內的等離子體物質的速度加速。

在某些實施例中，收縮部是以直的通道的形式。在某些實施例中，收縮部形成具有不變直徑的直的通道。在某些實施例中，收縮部形成在其長度上具有不變直徑的直通道。在某些實施例中，收縮部形成圓柱形的、直的通道。在某些實施例中，收縮部形成具有如下長度的直的通道，通道直徑沿著該長度是恒定的。在某些實施例中，收縮部是管狀制品或管狀形式。

在某些實施例中，收縮部將進料線的截面流動面積減小至少8％。

在某些實施例中，經收縮的截面流動面積為收縮部之前的截面流動面積的92％或更小。在某些優選的實施例中，經收縮的截面流動面積為收縮部之前的截面流動面積的75％或更小。在某些優選的實施例中，經收縮的截面流動面積為收縮部之前的截面流動面積的50％或更小。在某些優選的實施例中，經收縮的截面流動面積為收縮部之前的截面流動面積的25％或更少。在某些優選的實施例中，經收縮的截面流動面積在收縮部之前的截面流動面積的從10％至75％的范圍內。在某些優選實施例中，經收縮的截面流動面積在收縮部之前的截面流動面積的從20％至60％的范圍內。在某些優選實施例中，經收縮的截面流動面積在收縮部之前的截面流動面積的從40％至50％的范圍內。

術語“收縮部之前的截面流動面積”意指緊接在收縮部之前的進料線(流動通道)的截面流動面積(例如，等離子體源管的截面流動面積)。

在某些優選實施例中，進入等離子體形成區的等離子體氣體的流動速率在從500sccm至10000sccm的范圍內，優選地在從4000sccm至10000sccm的范圍內。

在某些優選實施例中，在如下范圍內的等離子功率被應用到等離子體形成區：從10W至10000W、優選地從300W至1000W、更優選地從300至500W的范圍內，或從1000W至10000W、更優選地從2000W至10000W，然而更優選地從3000W至10000W的范圍內。

在某些優選實施例中，具有在從0.1秒至60秒的范圍內的持續時間的等離子體形成時段被應用。