[发明专利]用于产生高效下游微波等离子系统的方法和装置

说明书

背景技术

等离子处理的发展为半导体产业的成长做好了准备。随着半导体产业的成长，使用微波作为功率源，用于基片处理中剥除和非关键蚀刻。剥除应用包括，但不限于，去除大块光刻胶，后金属蚀刻剥除，用于腐蚀控制的钝化，后硅蚀刻剥除，后离子植入剥除，后聚乙烯剥除和后电介质剥除。 

一种表现出持续有希望的发展是在等离子处理机器中使用新的和不同的几何图形。在一种尝试中，使用不同的几何图形，如长直等离子管和盘绕的等离子管，以充分吸收微波功率或者将吸收的微波功率转换为有益等离子物质。为了便于讨论，图1示出现有技术盘绕的等离子管总成的简图。可在等离子管102内通过一种或多种气体(例如，O₂、N₂、N₂H₂、HeH₂、水蒸汽和氟化化合物)与微波功率耦合而形成等离子112，该微波功率由微波功率发生器106经过波导管108传输。本领域的技术人员知道传统的直径一英寸或者更小的等离子管由于热载荷会损失所产生微波功率中的大部分。因为等离子112会包括有害等离子物质和有益等离子物质，可以控制等离子管的形状和直径以允许有害物质重新组合入有用物质。因此，不同的几何图形可转化为更高效的设备。 

考虑这种情况，其中，例如，等离子112穿过等离子管102并且撞上弯曲116。因为等离子112在弯曲116与等离子管102壁相互作用，一些等离子物质会重新组合。然而，利用盘绕的等离子管的情况下， 中性物质重新组合的机会也会增加。结果，等离子管盘绕越多，等离子管将中性物质传输到等离子处理室的效率越低。 

为了减少有益等离子物质重新组合的数量，一些制造商使用直的等离子管。在没有弯曲的情况下，等离子管内等离子物质重新组合率降低。然而，制造商延伸了等离子管以使有害等离子物质进入等离子处理室的可能性最小。 

尽管等离子管的几何形状可提供用于将有益等离子物质传输到等离子处理室的部分解决方案，但是需要的是用于产生高效下游微波等离子系统的方法和装置。 

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种等离子生成装置，其配置为将等离子向下提供至等离子处理室。该装置包括微波波导管总成，该总成具有平行于第一轴的纵轴。该装置还包括等离子管总成，其与该微波波导管总成相交。该等离子管总成具有平行于第二轴的纵轴，该第二轴基本上与该第一轴正交。该等离子管总成还具有由上游多个等离子阱和下游多个等离子阱限定的等离子保持区域。 

在另一个实施方式中，本发明涉及等离子生成装置，配置为将等离子向下游提供至等离子处理室。该装置包括微波波导管总成，该总成具有平行于第一轴的纵轴。该装置还包括等离子管总成，其与该微波波导管总成相交。该等离子管总成具有平行于第二轴的纵轴，该第二轴基本上与该第一轴正交。该等离子管总成还具有由上游等离子阱组和设在相对于该上游等离子阱下游的下游等离子阱组限定的等离子保持区域。该等离子管总成进一步包括下游冷却歧管。该下游冷却歧管设置在与该下游等离子阱组有关的第一总成装置和第二总成之一中。该第一总成装置特征在于在该下游冷却歧管 面向上游表面和该下游等离子阱组的面向下游表面之间基本上没有空气间隙。该第二总成装置特征在于该下游冷却歧管设为邻近该下游等离子阱组。 

在又一个实施方式中，本发明涉及等离子生成装置，配置为将等离子向下游提供至等离子处理室。该装置包括微波波导管总成，该总成具有平行于第一轴的纵轴。该装置还包括等离子管总成，其与该微波波导管总成相交。该等离子管总成平行于第二轴的纵轴，该第二轴基本上与该第一轴正交。该等离子管总成还具有由上游多个等离子阱和下游多个等离子阱限定的等离子保持区域。该下游多个等离子阱至少包括下游外部等离子阱和下游内部等离子阱。该下游外部等离子阱设在相对于该下游内部等离子阱的下游。该装置进一步包括下游冷却歧管，其设置在与该下游外部等离子阱有关的第一总成装置和第二总成装置之一中。该第一总成装置特征在于在该下游冷却歧管的面向上游表面和该下游外部等离子阱的面向下游表面之间基本上没有空气间隙。该第二总成装置特征在于该下游冷却歧管设置为邻近该下游外部等离子阱。 

本发明的这些和其他特征将在下面的具体描述中结合附图更详细地说明。 

附图说明

在附图中，本发明作为示例而不是作为限制来说明，其中类似的参考标号指出相似的元件，其中： 

图1示出现有技术盘绕的等离子管总成的简图。 

图2示出在一个实施方式中，等离子生成装置的剖面。