[发明专利]利用可调等离子体电势的可变模式等离子体腔室

权利要求书

1.一种等离子体处理设备，包含：

等离子体腔室，被配置为能够保持等离子体；

介电窗，形成所述等离子体腔室的壁的至少一部分；

气体源，被配置为向所述等离子体腔室提供工艺气体；

感应耦合元件，位于所述介电窗附近，所述感应耦合元件被配置为当用射频（RF）能量供能时，在所述等离子体腔室中由所述工艺气体产生等离子体；

处理腔室，具有被配置为支撑工件的工件支撑件，所述处理腔室与所述等离子体腔室流体连通；

静电屏蔽体，位于所述感应耦合元件与所述介电窗之间，所述静电屏蔽体具有到接地参考的寄生电容并且经由可调电抗阻抗电路接地到所述接地参考，所述可调电抗阻抗电路被配置为在提供给所述感应耦合元件的RF能量的频率下，在电容电抗的条件和电感电抗的条件之间调节所述静电屏蔽体和所述接地参考之间的电抗范围；并且

其中，所述电抗范围包含足以实现与静电屏蔽体和接地参考之间的寄生电容的并联谐振条件的电感电抗。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，进一步包含多个介电限制元件，其中所述多个介电限制元件中的至少两个由间隙隔开，其中所述间隙的宽度小于1 cm。

3.根据权利要求2所述的等离子体处理设备，其中，所述多个介电限制元件包含大致平行于所述处理腔室的接地侧壁安装的多个介电室衬垫。

4.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，进一步包含挡板结构，所述挡板结构位于所述等离子体腔室与所述处理腔室之间，其中所述挡板结构的直径在所述等离子体腔室的直径的10%至70%的范围内，其中所述挡板结构被配置为从所述等离子体吸收一种或多种带电物质。

5.根据权利要求4所述的等离子体处理设备，其中，所述挡板结构的中心位于所述工件支撑件的大致中心的上方。

6.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述可调电抗阻抗电路包含串联连接的电感器和可变电容器，对于ω为供应到所述感应耦合元件的能量的频率，所述电感器具有大于1/（ω² C_s）的电感值，并且C_s为所述静电屏蔽体和所述接地参考之间的寄生电容。

7.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，进一步包含在所述静电屏蔽体与所述感应耦合元件之间耦合的第二可调电抗阻抗电路，所述第二可调电抗阻抗电路被配置为在提供给所述感应耦合元件的RF能量的频率下在电容电抗的条件与电感电抗的条件之间调节所述感应耦合元件与所述静电屏蔽体之间的电抗。

8.一种等离子体处理设备，包含：

等离子体腔室，被配置为能够保持等离子体；

介电窗，形成所述等离子体腔室的壁的至少一部分；

气体源，被配置为向所述等离子体腔室提供工艺气体；

感应耦合元件，位于所述介电窗附近，所述感应耦合元件被配置为当被射频（RF）能量供能时在所述等离子体腔室中由所述工艺气体产生等离子体；

处理腔室，具有被配置为支撑工件的工件支撑件，所述处理腔室与所述等离子体腔室流体连通；

静电屏蔽体，位于所述感应耦合元件与所述介电窗之间，所述静电屏蔽体具有到所述感应耦合元件的寄生电容；以及

可调电抗阻抗电路，耦合在所述感应耦合元件和所述静电屏蔽体之间，所述可调电抗阻抗电路被配置为在提供给所述感应耦合元件的RF能量的频率下在电容电抗条件和电感电抗条件之间调节所述感应耦合元件和所述静电屏蔽体之间的电抗；

其中所述可调电抗阻抗电路能被操作以实现至少近似等于所述寄生电容的电容电抗的电感电抗。

9.根据权利要求8所述的等离子体处理设备，其中所述可调电抗阻抗电路包含电感器和可变电容器，其中电感器具有b/（ω²*C_A）的电感，其中ω是供应给所述感应耦合元件的RF能量的频率，C_A是所述感应耦合元件和所述静电屏蔽体之间的寄生电容，并且b是大于1.01的常数。