[發明專利]使用模塊化微波源的具有對稱且不規則的形狀的等離子體

在審

• 申請號: 202211292228.3
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN115692156A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 蔡泰正;法扎德·霍什曼德;克里斯汀·阿莫米諾;菲利普·艾倫·克勞斯
• 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: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

實施方式包含：等離子體處理工具，所述等離子體處理工具包含：處理腔室，及被耦接至該處理腔室的多個模塊化微波源。在一實施方式中，該多個模塊化微波源包含：施加器的陣列，所述施加器被設置在介電體上，該介電體形成該處理腔室的外壁的一部分。該施加器的陣列可被耦接至該介電體。此外，該多個模塊化微波源可包含：微波放大模塊的陣列。在一實施方式中，每一微波放大模塊可被耦接至在施加器的陣列中的所述施加器中的至少一者。根據一實施方式，該介電體是平面的、非平面的、對稱的，或非對稱的。在又一實施方式中，該介電體可包含：多個凹部。在此一實施方式中，至少一個施加器可被設置在所述凹部的至少一者中。

本申請是申請日為2018年3月12日、申請號為201880030817.X、名稱為“使用模塊化微波源的具有對稱且不規則的形狀的等離子體”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

實施方式涉及：微波等離子體源的領域，以及實施方式尤其涉及：使用模塊化微波等離子體源來形成具有對稱的和/或不規則的形狀的等離子體。

背景技術

等離子體處理被廣泛地使用于許多的不同的技術(例如：在半導體工業、顯示技術、微機電系統(MEMS)，和類似者中的那些)的制造中。目前地，最常使用射頻(RF)產生的等離子體。然而，利用微波源產生的等離子體允許：具有較高密度的等離子體和/或具有高濃度的激發的中性物質的等離子體。不幸的是，利用微波源產生的等離子體也有其自身的缺點。

典型的微波等離子體系統使用單一的大的微波輻射源(典型地為磁控管)和用于將微波輻射從磁控管引導至處理腔室的傳輸路徑。對于在半導體工業中的典型的高功率應用而言，傳輸路徑是微波波導。使用波導是因為在經設計以承載微波源的特定的頻率的波導之外，微波功率隨著距離快度地衰減。也需要額外的部件(例如：調諧器、耦合器、模式轉換器，和類似者)以將微波輻射傳送至處理腔室。這些部件將結構限制為大系統(意即，至少與波導和相關聯的部件的總和一樣大)，并且嚴重地限制了設計。因此，由于等離子體的幾合形狀類似于波導的形狀，可被產生的等離子體的幾何形狀受到限制。

在此些微波源中，微波等離子體源的尺寸被限制為：等于或大于微波輻射的波長的一半(意即：λ/2)的尺寸。微波等離子體源的尺寸僅可為微波輻射的半波長的倍數(意即：Nλ/2，其中N等于任何的正整數)以產生穩定的微波等離子體。處于2.45GHz處，微波的波長在空氣或真空中為12.25cm。因此，等離子體的尺寸必須為6.125cm的倍數。從而，微波等離子體源被限制為某些對稱的幾何形狀和尺寸，并且限制了可使用微波等離子體源的情況。

因此，難以使得等離子體的幾何形狀與進行處理的基板的幾何形狀相匹配。特定地，難以生成一微波等離子體(其中該等離子體是在較大的基板的晶片(例如，300mm的晶片或較大的晶片)的整個表面上產生)。一些微波產生的等離子體可使用槽線型天線以允許微波能量被散布在延伸表面上。然而，此些系統是復雜的、需要特定的幾何形狀，及在可被耦接至等離子體的功率密度上受到了限制。

此外，微波源通常產生：并非高度地均勻和/或不能夠具有空間上可調的密度的等離子體。特定地，等離子體源的均勻性取決于微波的駐波圖案相對于微波腔或天線的特定的幾何形狀的模式。因此，均勻性主要是通過設計的幾何形狀來決定，并且該均勻性是不可調的。隨著進行處理的基板的尺寸繼續增加，下列所述者逐漸變得困難的：將由于無法調諧等離子體所造成的邊緣效應納入考慮。此外，無法調諧等離子體限制下列所述者：修改處理配方以將進入的基板的非均勻性納入考慮的能力和針對于處理系統(其中在所述處理系統中需要非均勻性來補償處理系統的設計(例如，以適應在一些處理腔室中的旋轉晶片的非均勻的徑向速度))來調整等離子體密度的能力。

發明內容