[发明专利]对称等离子体处理室

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于制造其中等离子体被施加在电极之间的RF功率激发的衬底的等离子体处理设备。更具体地，本发明涉及为改进的等离子体均匀控制而提供电、气体流和热对称的等离子体处理室。

背景技术

诸如平板显示器和集成电路的电子装置通过一系列处理步骤来制造，其中，层沉积在衬底上，并且沉积的材料被蚀刻为期望的图案。处理步骤通常包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECVD)和其他等离子体处理。具体地，等离子体处理要求将处理气体混合物供应到真空处理室，并施加电或者电磁功率(RF功率)以将处理气体激发到等离子体状态。等离子体将气体混合物分解成执行期望的沉积或者蚀刻处理的离子颗粒。

等离子处理遇到的一个问题是与在处理过程中在衬底的表面上建立均匀的等离子体密度相关的困难，这会导致在衬底的中心和边缘区域之间不均匀的处理。建立均匀等离子体密度的困难的一个原因涉及由于物理处理室设计的不对称而造成的固有的电、气流和热差异(skew)。这种差异不仅造成固有地、方位角的、非均匀等离子体密度，而且还难以使用其他处理变量或者“旋钮”来控制中心到边缘的等离子体均匀性。

因而，存在对提高电、气流和热对称性以提高等离子体均匀控制的等离子体处理设备的需要。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供一种等离子体设备，包括盖组件和室体，其围成处理区域。衬底支撑组件设置在室体中。设置在室体内限定抽真空区域的排气组件。室体包括围绕衬底支撑组件的中心轴线对称设置并将处理区域与抽真空区域流体连接的多个通路(passage)。衬底支撑组件包括下电极和设置在中心区域中的支撑基座，中心区域与处理和抽真空区域流体地密封。多个进出管贯穿室体定位以提供到中心区域的进出，并布置成围绕衬底支撑组件的中心轴线而对称布置。

在另一实施例中，等离子体设备包括盖组件和室体，其围成处理区域。衬底支撑组件设置在室体中。盖组件包括上电极，其具有构造成将处理气体分配到处理区域中的中心歧管和构造成将处理气体分配到处理区域中的一个或者多个外部歧管。盖组件还包括环形歧管，其经由多个气体管耦合到一个或者多个外部歧管，气体管围绕衬底支撑组件的中心轴线对称地布置。

在另一实施例中，等离子体设备包括：盖组件和室体，其围成处理区域。衬底支撑组件设置在室体中。上衬里设置在室体内并包围处理区域。上衬里具有圆柱形壁，该圆柱形壁具有多个槽，该多个槽贯穿设置并围绕衬底支撑组件的中心轴线对称地布置。背衬耦合到圆柱形壁并覆盖多个槽中的至少一者。网衬围绕衬底支撑组件环形地设置，并电耦合到上衬里。

附图说明

以本发明以上所述的特征能被详细理解的方式，通过参照实施例，对以上简要概括的本发明进行更具体地描述，实施例的一部分图示在附图中。然而，要注意，附图仅仅图示本发明的典型实施例，因而不能认为限制其范围，因为本发明允许其他等同的实施例。

图1是根据本发明的一个实施例的等离子体处理设备的示意横截面视图。

图2是图1的处理设备的上电极的示意顶视图。

图3A是设置在室体的上部内包围图1的处理设备的处理区域的上衬里组件的示意等距视图。

图3B是室体和上衬里组件的一部分的局部、横截面视图。

图4是沿着图1所示的线4-4所取的处理设备的示意视图。

图5是延伸通过图1的处理设备的进出管的布局的示意描述。

具体实施方式

如之前提及，传统的等离子体系统的问题是由于室的不对称而难以提供均匀等离子体密度。本发明的实施例通过提供允许极其对称的电、热和气流传导通过室的室设计而缓解此问题。通过提供这种在室内形成的对称、等离子体，已经提高了设置在室的处理区域中的衬底的表面上均匀性。此外，其他室的附加情况，诸如提供操纵上下电极之间以及气体入口和被处理的衬底之间的间隙的能力，与传统的系统相比提供能更好地控制等离子处理和均匀性的大的处理窗。