[发明专利]等离子体源、用于激发等离子体的激发系统和光学监测系统有效

专利信息
申请号: 201910160394.X 申请日: 2019-03-04
公开(公告)号: CN110662339B 公开(公告)日: 2022-07-01
发明(设计)人: 马克·A·梅洛尼 申请(专利权)人: 真实仪器公司
主分类号: H05H1/46 分类号: H05H1/46;H01L21/67
代理公司: 北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287 代理人: 张晓媛
地址: 美国德*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 等离子体 用于 激发 系统 光学 监测
【说明书】:

本发明提供一种等离子体源和一种用于激发等离子体的激发系统,和一种光学监测系统。在一个实施例中,所述等离子体源包含:(1)同轴谐振腔主体,其具有内长度且包含第一端、第二端、内电极和外电极,(2)射频信号接口,其沿着所述内长度在固定位置电耦合到所述内电极和所述外电极并且经配置以提供射频信号到所述同轴谐振腔主体,(3)窗口,其经定位在所述同轴谐振腔主体的所述第一端处,和(4)安装凸缘,其经定位靠近所述同轴谐振腔主体的所述第一端处的所述窗口且界定等离子体腔,其中所述窗口形成所述等离子体腔的一个侧且将所述同轴谐振腔主体与所述等离子体腔中的等离子体隔离。

相关申请案的交叉参考

本申请案是由马克·A·梅洛尼(Mark A.Meloni)在2018年6月28日提交的标题为“微波等离子体源(MICROWAVE PLASMA SOURCE)”的第16/022,389号美国专利申请案的部分继续申请,其又主张由马克·A·梅洛尼(Mark A.Meloni)在2017年7月10日提交的标题为“微波等离子体源(MICROWAVE PLASMA SOURCE)”的第62/530,589号美国临时申请案的权利,所述两案与本申请案共同转让且其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请案大体上涉及监测半导体工艺且更具体来说,涉及经由工艺气体的微波激发和观察所得光学信号对工艺进行光学监测。

背景技术

在半导体处理领域中,从半导体晶片选择性移除或沉积材料以在其上形成集成电路结构是为人熟知的。从半导体晶片移除材料通常通过采用蚀刻工艺(例如反应离子蚀刻或等离子体蚀刻)实现。将材料沉积到晶片上可涉及例如化学和物理气相沉积和分子束外延的工艺。也已知其它移除和沉积工艺。此类工艺受精确控制且在经调节工艺腔室中执行。

因为必须将精准量的材料沉积在半导体晶片上或从半导体晶片移除,所以必须持续且准确地监测工艺以精确确定特定工艺和相关晶片的状态。工艺的光学监测是用于确定进行中工艺的状态的一个非常有用的工具。例如,工艺腔室内部内的激发气体可经光学监测且通过对从由激发气体形成的等离子体发射的光的预定波长进行光谱分析而检查特定已知化合物。常规光学监测方法包含光学发射光谱学(OES)、吸收光谱学和反射测量术。

一种监测来自半导体等离子体工艺腔室内的光学发射(光)的常规方法是使用光学监测系统,所述光学监测系统由基于阵列的光学光谱仪和将来自腔室内部中的等离子体的光传送到光谱仪的光学耦合系统组成。光学发射光谱通常经记录为一系列光强度测量且以特定时间间隔重复地重新取样。可通过具有带通滤光器的光电二极管检测器在一组窄光谱带中或通过光谱仪在宽光谱内记录所述系列光强度测量。

发明内容

一方面,本发明提供一种用于从一或多种气体激发等离子体及监测由此而来的光学发射的等离子体源。在一个实施例中,所述等离子体源包含:(1)同轴谐振腔主体,其具有内长度且包含第一端、第二端、内电极和外电极,(2)射频信号接口,其沿着所述内长度在固定位置电耦合到所述内电极和所述外电极并且经配置以提供射频信号到所述同轴谐振腔主体,(3)窗口,其经定位在所述同轴谐振腔主体的所述第一端处,和(4)安装凸缘,其经定位靠近所述同轴谐振腔主体的所述第一端处的所述窗口且界定等离子体腔,其中所述窗口形成所述等离子体腔的一个侧且将所述同轴谐振腔主体与所述等离子体腔中的等离子体隔离。

另一方面,本发明提供一种用于激发等离子体的激发系统。在一个实施例中,所述激发系统包含:(1)同轴谐振腔主体,其具有内长度且包含第一端、第二端、内电极和外电极,(2)射频信号接口,其沿着所述内长度在固定位置电耦合到所述内电极和所述外电极并且经配置以提供射频信号到所述同轴谐振腔主体,和(3)源控制器,其经配置以提供射频信号到所述射频信号接口。

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