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TW200415961A - Helix coupled remote plasma source - Google Patents

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Publication number
TW200415961A
TW200415961A TW093102132A TW93102132A TW200415961A TW 200415961 A TW200415961 A TW 200415961A TW 093102132 A TW093102132 A TW 093102132A TW 93102132 A TW93102132 A TW 93102132A TW 200415961 A TW200415961 A TW 200415961A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
plasma
microwave
tube
item
patent application
Prior art date
Application number
TW093102132A
Other languages
English (en)
Inventor
Mohammad Kamarehi
Original Assignee
Axcelis Tech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Axcelis Tech Inc filed Critical Axcelis Tech Inc
Publication of TW200415961A publication Critical patent/TW200415961A/zh

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192Microwave generated discharge
    • H01J37/32211Means for coupling power to the plasma
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    • H01J37/32357Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma Technology (AREA)

Description

200415961 玫、發明說明: 【相關前案之參照】 曰申請之美國專利臨時 该案的整個内容乃併於 本案主張基於2003年1月3〇 申請案序號60/444, 612的優先權, 此以為參考。 【發明所屬之技術領域】 本發明乃關於用料導體製程(料纽灰化和触刻過 程)的遠端電漿源。 【先前技術】 ^在半導體製程中,時常在處理腔室(例如灰化器)的上 游採用遠端電漿產生器,以便於蝕印步驟之後燒掉光阻。 此種遠端電漿產生器已經提供有各式各樣的組態。一般而 。,肖b 1乃耗合至流經電漿管的氣體,以便產生電漿。電 漿產物繼續經過電漿管而朝下游流動、進入處理腔室、最 後衝擊在工件上。 摩馬合能量至流動氣體之一種已知的常見方法是感應耦
合電漿(inductively-coupled-plasma , ICP)產生法。ICP 反應器典型上藉由來自電導體的感應(某種程度上是藉由 電感)而將電能|馬合至流動氣體,該電導體通常呈線圈的 形狀’圍繞著電漿反應器腔室。流動經過導體的電流在腔 室裡所產生的電磁場,乃藉由以高頻率交替電流而重複地 逆轉,因而耦合實質的能量至流經腔室的氣體分子。例如 參見美國專利第5, 964, 949號。 耦合能量至流動氣體的另一種常見方法比較複雜不過 200415961 般比較不昂貴,就是施加微波能量至流動氣體。一種這 類方法的組態乃採用磁控產生器,其將微波能量沿著二 :傳播。在此組態中,》皮導乃安排成產生駐波,其在氣體 管子通過波導的部分有最高峰。耦合足夠的微波能量則會 引發電漿。為此緣故,纟中將能量耦合至流動氣體的管子 部分經常稱為電漿施加器。 沒些傳統電漿產生器的一項困難在於藉由調諧來建立 彳、隹持駐波,例如藉由在波導末端加以粗調諧,並且以波 導裡的—或多個調譜短截線(tuning stub)加以動態地細調 2。然而在處理期間,電栽的質流速率和耦合至電漿的能 =可乂夂化,並且隨著不同的製程條件也會改變。此種改 變造成難以維持著駐波,因此能量轉移至電製的效率也變 糟’導致能量成本增加和處理效果不一致。因此,想要提 仏種从波電漿產生器,其不會遭受微波調諧所帶來的困 【發明内容】 可以藉由將電漿管置於行進波的路徑中而非駐波的路 仕。中’而實質地減少或免除了對於處理期間動態調譜微波 汛號的而求。某一類的行進波結構包括了「慢波」⑷〇w )^構其對於想要降低微波在特定方向之相速度的應 用而言係特別有利。 ^波、、、°構或週期性的結構是通常用於傳統真空管(例如 灯進波和磁控型管)的微波裝置,用以減低微波傳播方向 的號速度’如此於空間中行進的氣體可以與訊號波交互 200415961 作用。於一般的微波波導中,傳播之電磁波(也就是橫向 的電磁(transverse electromagnetic)或「TEM」)的相速 度乃大於光速。於自由空間或真空中,傳播之TEM波的相 速度乃小於光速。在操作用於放大和振盪小訊號成為強很 多訊號的行進波管(travel 1 ing-wave tube,TWT)和磁控型 裝置中,電子雲的速度必須相當於微波訊號的相速度,以 便將電子能量有效地轉移至微波訊號。由於電子速度祇能 加速到稍低於光速的速度,故典型上乃將慢波結構併入 TWT和磁控型裝置中,以使微波訊號的相速度接近電子束 的速度,以便有效地產生交互作用。 纏繞成螺旋形式的電線即一種週期性的慢波結構,並 且在建構行進波管中通常做為慢波裝置來使用(例如參見
Samuel Y· Liao 的微波裝置和線路(Mj_crowave Devices and Circuits),第477頁,圖9· 20,0型行進波管)。行 進經過螺旋之波的相速度2; ^大約可以c sinW來表示,其 中c是光速,而ψ是螺旋的間距角度。由於sin¥的值是 小於1,故沿著螺旋軸向所傳播的微波訊號相速度乃小於 光速,因此使得微波訊號適合與TWT中由DC電極所產生 的電子束發生交互作用。 在傳統的真空管中,螺旋結構可以併於直接接觸電漿 流量的電子束。行進於螺旋上而朝向輸出的射入訊號,典 型上係從電子束抽取能量,%當其離開螺旋時已被放大。 在底下所述的較佳具體態樣中,此原理乃以相反方式來應 用’也就疋說’隨著微波能量沿著螺旋結構傳播,高功率 200415961 的微波能量乃傳遞至螺旋,然後轉移至電漿容器中的氣體 。因此,當足夠的微波能量傳送到氣體時,電漿就在電漿 容器中產生了。 根據某些具體態樣,可以使用螺旋形慢波結構,以產 生和傳遞微波能量成為傳播的波(最好是在2,45〇±5〇百萬 赫级),而產生下游之光阻移除和蝕刻用途所要用的電漿。 在一具體態樣中,乃提供一種遠端電漿產生器,其包 括·微波電源、與電源相通的微波能量波導、電漿腔室( 其建構安裝成與氣體源和處理腔室呈流體相通的型態)。 螺旋線圈則圍繞著電衆腔室,並且波導耦合器將來自波導 的微波能量搞合至螺旋線圈。 根據另一具體態樣,乃提供一種傳送電漿產物至處理 腔至的方法。該方法包括提供與電漿管成流體相通的處理 氣體源,❿該管與處理腔室成流體相通。然後產生微 波訊號’並且沿著微波傳導結構而傳播,㊉㈣波傳導結 構有-部份是螺旋形,纟圍繞著電漿管。然後氣體流動經 過電μ ’如此於電聚管裡的氣體引發電漿,並且電聚產 物最後乃傳送至處理腔室。 另外一個具體態樣乃提供一種從基板移除層的方法。 。亥方去包括將電II源氣體流動經過電聚反應管、在沿著微 波傳導結構的行進波中傳播微波能量(該微波傳導結構具 有慢波結構的形狀,並且圍繞著電聚反應管)。微波能量 =電漿反應管裡引發電漿,並且電漿產物繼續流至處理腔 室,在此撞擊於基板上,以便從基板移除層。在進一步的 200415961 具體態樣中,反應管可以由流經反應管旁之導管的流體加 以冷卻。導管可以包括··慢波結構材料做的中空中心、冷 部護套、或者在微波屏蔽和反應管之間的空間。 【實施方式】 以下的具體態樣大致描述了用於半導體處理(包括灰化 、蝕刻和剝除步驟)的遠端電漿源。在此敘述的遠端電漿 源大致上採用呈螺旋線圈形式的慢波結構,以將微波能量 耦合於流經電漿管的氣體。 圖1和2示意地示範具有本發明特徵之電漿源(或電漿 產生器)1 0的具體態樣。在一具體態樣中,電漿源1 〇大致 上包括:微波產生和調諳結構12、氣體源14、電漿管2〇 和微波吸收負載22。如圖所示,電漿管20由微波傳導結 構24所圍繞’其中間部分形成螺旋線圈26的形狀。在一 較佳的具體態樣中,螺旋線圈26和電漿管2()乃包封於微 波屏蔽30裡,該屏蔽30可以由金屬板或網做成,其建構 成不透過微波能量。某些具體態樣也包括了在螺旋線圈26 和電槳管20之間的冷卻護套32。冷卻護套32 一般乃建構 成從系統元件移除多餘的熱。 此外’系統可以包括位於線圈26和製程腔室之間的微 波拼’以便限制微波能量傳送到反應腔室裡。已經有許多 此種陕的具體悲樣’例如頒給Kamarehi的美國專利第 5,4 9 8,3 0 8號,標題為「具有微波阱的電漿灰化器」 (Plasma Asher with Microwave Trap),其描述一種共振 線路阱。 200415961 微波源可以包括任何認為適合產生所要功率程度之微 波能s的產生器,例如磁控或行進波管型的產生器。在某 些具體態樣中,提供微波調諧結構可能是合意的。在圖\ 和2示意示範之電漿產生器1〇的具體態樣中,乃提供了滑 動短線(sliding sh〇rt)34和調諧短截線36以改變微波訊 號的波長,以便將微波功率對微波傳導結構24的耦合加 以最佳化。在進一步的具體態樣中,也可以使用其他=調 諧結構,例如多重短截線調諧器,並且在另外的具體態樣 中可以在5又汁期間就把裝置最佳化,如此避免在處理期 間動態地調諧微波訊號。相較於傳統的電漿產生器,並未 在所示範系統的波導40中維持駐波,如此動態調諧就不 如在傳統的微波電漿系統中那樣的重要。另外因為電漿管 20並未通過微波波導4〇,所以電漿產生器1〇對於製程條 件的改變(例如氣體/電漿流動經過電漿管2〇之速率的改 變)也就比較不敏感。 你支波傳導結構2 4典型上是金屬材料,其選擇用於沿著 其長度來傳導微波能量。在一具體態樣中,微波傳導結構 24包括一段呈螺旋26形狀的銅管。螺旋26可以其縱軸與 圓柱形電漿官20呈同心的方式來形成。在另外可以選擇 的具體悲樣中,螺旋可以其中央不與管2 〇同軸的方式來 形成。此外’微波傳導結構24可以是實心的,或者可以 包括其他材料,例如鋁、鋼、或其他金屬、複合物,而能 夠傳播微波區域裡的電磁波。微波傳導結構24也可以包 括任何適當之實心或中空截面形狀(例如圓形、矩形、橢 ^61 圓形…等)的材料。參舛 田试波電流沿著螺旋電線26流動眛 就在電漿管20栖吝4 π +、 l勒日f ’ 的氣體。 “磁場,以耦合能量至流經管2。 r 佳的具體態樣中,微波傳導結構24的螺旋區 又26沿者電裝管2。轴所測量的長度 …1。英叶之間。螺旋26的長度「L」可以依據= 動乳體的微波功率程度來變化。對於較低的施加微 :功率而t,可以使用較短的螺旋;而較 ㈣上需要較長的螺旋,以便有相同比例的能量由電: 管2"里的氣體所吸收。類似地,螺…内徑和材;截 ^大小可以依照例如所要傳送的功率大小#因素來變化。 # 一較佳的具體態樣中,螺旋26的長度「Lj大約是16 央对’線圈内徑大約是!英忖,線圈外徑大約是US英时 也就是說,傳導材料大約是025㈣厚)。在—較佳的具 =樣中’螺旋26包括7圈,而每一圈與相鄰圈彼此間隔 :軸向距離大約是0.23英叶。如果想要的話,微波傳導結 24的材料可以直接貫體接觸著冷卻護套μ或電|管 0 ^微波傳導結構24乃藉由波導天線耦合器42而耦合於 微波波導40。在某些例如低功率用途(例如大約低於},刚 瓦特)的具體態樣中’另外可以選擇的或者同時進行的是 使用同軸規線和連接器44,如圖2和6所示,以做為微波 傳導結構24之波導天線麵合器42的—部份。其他將微波 能量耦合至螺旋線圈26的方法也可以採用。 200415961 由於電漿產生器1〇最好採用行進波,故微波傳導結構 24可以描述成具有輸入端46和輸出端48。在輸出端48, u波傳導結構24可以耦合於微波負載,後者乃建構成 吸收離開電漿源1〇的剩餘微波能量。微波傳導結構24可 以藉由波導耦合器42(圖1、3和5)、同軸纜線轉接44(圖 2和6)或其他適合的微波耦合裝置而耦合於微波負載22。 微波負載22可以包括用於將離開微波傳導結構24線 圈。卩刀2 6的微波能量加以逸散或再利用之任何適當的結 構舉例而5 ’在某一具體態樣中,微波吸收負載22包 括水冷式陶瓷結構。另外可以選擇的是將多餘的微波能量 回饋至微波產生和放大結構12,以便回到電漿產生器1 〇。 雖然電漿管20可以包括多種適當的材料,但是典型上 系央陶竟或藍寶石。在此描述的電衆產生器1 〇呈體 態樣可以包括全長大約半英吋(也就是大約12毫米)到大約 10英忖(也就是大約254毫米)的電漿管20。管子長度可以 依據想要的製程參數來變化,例如線圈長度、所要施加的 功率大小、或者想要的製程表現。在一較佳的具體態樣中 ,電漿管20的長度大約是7英吋。當然,在進一步的具體 態樣中,如果想要的話也可以使用不在此範圍内的尺寸。 為了控制電漿管20和其他系統元件的溫度,可以提供 ♦"卩蔓套3 2以包封住將會暴露於局溫電漿產物的電漿管 20區段。冷卻護套32典型上包括一環形空間,經由此空 間,冷卻流體可以在冷卻護套32的壁和電漿管2〇之間循 環。如圖3、5和6所示,冷卻護套32 一般包括流體入口 12 200415961 50(其連接於未顯示的流體源)和流體出口 52(其與未顯示 的熱交換器相通),以便逸散冷卻流體所吸收的熱。冷卻 流體可以藉由任何適當的幫浦(未顯示)而以開路或閉路方 式移動經過冷卻護套32和其他的冷卻系統元件,這對於 热於此技藝者而g疋很、/肖楚的。冷卻護套3 2可以安排成 「逆流」(counter flow)的方式,其中冷卻流體係以大致 相反於熱電聚流向的方向而循環經過冷卻護套3 2。另外可 以遥擇的是冷卻流體係以「平行流」(para 1 1 e 1 f 1 〇w )或其 他想要的安排方式而循環經過冷卻護套3 2。 冷卻護套32最好是由大致上可穿透微波能量的材料所 做成。根據某一具體態樣,冷卻護套32可以由相同或相 似於電漿管20的材料所做成,例如石英、陶瓷或藍寶石 。在這類的具體態樣中,可以選擇大致上可穿透微波能量 的冷卻流體,藉此限制微波能量直接加熱冷卻流體的程度 〇 在某些具體態樣中,例如高功率的用途,例如上述的 冷卻護套32可以由呈中空管形式的微波傳導結構24所補 充或取代,而冷卻流體可以經由此來循環。由於微波能量 疋在微波傳導結構24的外表面上行進,並且僅行進至微 波傳導材料在1 〇-4英吋數量級的深度(表面深度),故行進 經過微波傳導結構24的流體大致上將不會受到微波輻射 的影響。 如圖4所示範的,可以在微波傳導結構24和波導耦合 器42之末端之間的接合旁邊提供修改過的交叉棒終端60 13 200415961 。修改過的父又棒終端6〇乃建構成將來自波導耦合器42 的能量訊號耦合至微波傳導結構24(反之亦然),並且將内 郤的々卻通道耦合至冷卻流體的流動路徑6 2,同時避免冷 部流體直接暴露於微波能量訊號。—般要達成此目標乃提 供父叉棒終端60以固態的微波導體64(從一方向離開終端 60)以及流體出口 66(從相反方向離開終端6〇)。流體出口 66可以包括非傳導區段68,以便避免微波能量沿著流體的 流動路徑62而傳遞。 在如圖5所示範的另一個具體態樣中,舉例來說,電 水源10可以藉由將空氣(或別種冷卻氣體)循環經過微波屏 蔽30和電漿管2〇之間的空間7〇而加以空氣冷卻。根據此 種具體態樣,如果想要的話也可以省略冷卻護套32(圖1、 3 和 6) 〇 經過冷卻系統(也就是冷卻護套32、中空的微波傳導 材料、或是微波屏蔽30裡的空間7〇)的流體流動速率,一 、又而CT係依據例如所要的熱傳速率、流體路徑的尺寸、冷 卻系統元件之間的接觸面積以及其他等多個因素來決定。 熟於此技藝者將會理解如何適當地建構冷卻系統,以便保 持系統元件在可接受的溫度範圍裡。 繼續參考圖1〜6,現在將要敘述具有本發明特徵和優 ^之電漿產生器10的操作方法。根據一具體態樣,磁控 組件(或其他適合的微波產生裝置)所產生的微波能量乃饋 波導40,然後沿著微波傳導結構μ傳播,結構24包括 圍、、%著冷卻護套32(如果有的話)的螺旋線圈區段26和電 200415961 水& 2 0。隨著微波能量沿著螺旋線圈2 6傳播,實質的能 量便轉移而耦合至來自氣體源14而流經電漿管2〇的氣體 :忐量是由沿著螺旋26和電漿管20空間所傳播的微波訊 號,藉由將氣體分子直接激發而耦合至流動的氣體。電漿 產物繼續流過電漿管20,而進入處理腔室8〇,以便處理二 中支承於基板支承物82上的工件。也可以提供擋板84, 乂屏蔽工件免於電漿源釋放的紫外線輻射,並且將電漿產 ,均勻分布於整個處理腔室8〇。剩餘的微波能量則繼續沿 著線圈26傳播,並且由微波負載22所吸收。 在本發明的某些具體態樣中,使用螺旋形慢波結構, 以產生和傳遞微波能量成為傳播的波(最好是在仏〇土5〇 百萬赫兹,波長大約為4.8英吋),以便產生下游之光阻移 除^虫刻用途所要用的電聚。在此頻帶中,對於這些用途 而。,螺旋26可以提供許多特色和優點。由於螺旋%支 持著微波能量的傳播,故在電漿管2〇中形成了均勻分布 的電衆。纟某些具體態樣中,具有螺旋形慢波結構的電毁 原10可以鬲達大約3仟瓦特的施加功率來操作。在一較佳 的具體態樣中,電漿源ΐθ是以具有大約^00到瓦 特功率的微波訊號來操作。 ’ 由於螺旋26是一種行進波結構(相對於共振者而言), 故耦合至電漿氣體的微波並不敏感於或依賴於造成電^負 栽條件狀態的改變。此乃免除了當場或手動阻抗調諧:需 要,即可將功率的傳遞和麵合達到最大,這對於光阻移: 和鈕刻用途而言是顯著而重要的優點,因為該等用途的製 15 、(例如麼力、流速、功率和氣體類型)是會變化的, 以便將製程條件最佳化。 ^ 分布的電漿有助於避免藍寶石管子龜裂。藍寶石 苇=在而要氟化化學配方的用途中當成電漿容器來使 用,而當暴露於不均勻的熱分布和熱衝擊時易於毀壞。因 ’、走幵y來源的另一項優點就是分布後的均勻圖案,其 降低了局部的熱梯度,並且簡化了冷卻。 只驗中,組裝的電漿源包括石英電漿管、具有7 圈和1英时内徑與大約5 ^寸長度「L」(圖1)的螺旋。螺 旋使用高功率同軸I線耗合而麵合至微波源,並且U00 瓦:、2,450百萬赫茲的微波訊號沿著螺旋傳播。〇2和N2 以母刀知6, GGG標準立方公分的速率流動經過電衆管,並 且進入維持於U托耳的處理腔室,# 層的晶圓。此過程產生了每八浐ς Q ^ ^ 、 生Γ母刀鉍5· 9微米的灰化速率。此 貝驗成功地不範了使用碑、、念&士 、 便用陵波結構(例如螺旋線圈)以耦合微 波功率至氣體而產生電漿的操作性。 雖…、在此已經敘述了特定的具體態樣和範例,但是熟 於此技藝者將會理解·鳍昍查 …、 ”兄月曰所顯示和描述之方法和穿 的許多方面可以做不π ^^人 又 冋的、、且5和/或修改,而又形成進一 步的具體態樣。舉例而士 而5 在進一步的具體態樣中,1他 的慢波結構可以用爽& 代螺旋線圈。此外,將會體認 在此所敘述的方法可以佶 便用任何適合進行所述步驟 來實施。上述方法和奘番 ▲ 、置 4置的這類另外可以選擇的具體熊 和用法及其明顯的修^^ 改和專效者,乃欲落於本案的範圍裡 16 200415961 。因此,本發明的範圍不應由上述特定的具體態樣所限制 而是祇應由公正閱讀所附的申請專利範圍所決定。 【圖式簡單說明】 (一) 圖式部分 圖1是示範具有根據本發明特徵之電漿產生器一具體 態樣的示意圖; 圖2是示範具有根據本發明特徵的電漿產生器之另一 具體態樣的示意圖;
圖3疋示範具有根據本發明特徵之電衆產生器一具體 悲樣的部分剖面示意立體圖; 圖4是示範圖!和2的電漿產生器之交叉棒終端的示 意圖; 圖5是示範建構成空氣冷卻之電漿產生器一具體態樣 的示意立體圖;
圖6是示範採用同軸電纜連接之電漿產生器一具體態 樣的示意立體圖。 (二) 元件代表符號 10 電漿源(電漿產生器) 12 微波產生和調諧結構 14 氣體源 20 電漿管 22 微波(吸收)負載 24 微波傳導結構 26 螺旋線圈(區段) 17 200415961 30 微波屏蔽 32 冷卻護套 34 滑動短線 36 調諧短截線 40 微波波導 42 波導(天線)柄合器 44 同軸纜線和連接器(轉接) 46 輸入端 48 輸出端 50 流體入口 52 流體出口 60 交叉棒終端 62 冷卻流體的流動路徑 64 固態的微波導體 66 流體出口 68 非傳導區段 70 空間 80 處理腔室 82 基板支承物 84 擔板 L 長度
18

Claims (1)

  1. 200415961 拾、申請專利範圍: 1 · 一種遠端電漿產生器,其包括: 微波電源; 與電源相通的微波能量波導,其建構成產生行進波; 電漿腔室,其建構安裝成在氣體源和處理腔室之間呈 流體相通的型態; 圍繞著電漿腔室的螺旋線圈;以及 耦合器,其將來自波導的微波能量耦合至螺旋線圈。 2·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其中 螺旋線圈是由中空的金屬管所形成。 3·如申請專利範圍第2項的遠端電漿產生器,其進 一步包括幫浦’以將冷卻流體循環經過該管。 4·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其進 一步包括圍繞著電漿腔室的冷卻護套。 5·如申請專利範圍第4項的遠端電漿產生器,其中 螺旋線圈圍繞著冷卻護套。 6·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其中 微波電源產生在2, 450土50百萬赫茲的功率。 7 ·如申凊專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其中 螺旋線圈乃建構成將行進波耦合至行經電漿腔室的氣體。 8 ·如申4專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其中 電聚腔室是位在光阻灰化腔室的上游。 9·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其進 一步包括圍繞著電漿腔室和螺旋線圈的微波屏蔽。 19 200415961 1 〇·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其進 一步包括位在螺旋線圈輸出端的微波吸收負載。 11·如申請專利範圍第1項的遠端電漿產生器,其中 耦合器包括一段同軸纜線。 12 · —種傳送電漿至處理腔室的方法,該方法包括: 提供與電漿管成流體相通的處理氣體源,該電漿管與 處理腔室成流體相通; 、 產生行進的微波訊號; 沿著微波傳導結構而傳播行進的微波訊號,該微波傳 導結構有一區段是螺旋形,其圍繞著電漿管; 將氣體流動經過電漿管,如此於氣體中引發電漿;以 及 將電漿產物導入處理腔室。 13·如申請專利範圍第12項的方法,其進一步包括 在微波傳導結構的螺旋區段和電漿管之間提供冷卻護套, 並且將冷卻流體流動經過該冷卻護套。 14·如申凊專利範圍第12項的方法,其進一步包括 在⑺著U波傳導結構而傳播微波訊號之前,先將訊號調諧 至所要的波長。 15·如申請專利範圍第12項的方法,其中產生微波 Λ號乃匕括產生頻率在大約2, 45〇土百萬赫茲的訊號。 1 6·如申請專利範圍第12項的方法,其中產生微波 Λ號乃包括產生功率在大約13〇〇瓦特到大約瓦特 的訊號。 200415961 17·如申請專利範圍第丨2項的方法,其中微波傳導 、口構包括中工t ’並且進一步包括以幫浦將冷卻流體汲引 經過該微波傳導結構。 18.如申請專利範圍第17項的方法,其進一步包括 將冷卻流體隔離於微波訊號。 19·如申請專利範圍第12項的方法,其進一步包括 使用圍繞著螺旋區段和電漿管的微波屏蔽。 2〇·如申請專利範圍第19項的方法,其進一步包括 將冷卻氣體流動經過微波屏蔽和電漿管之間的空間。 21· 一種從基板移除層的方法,該方法包括: 將電漿源氣體流動經過電漿反應管; 在沿著微波傳導結構的行進波中傳播微波能量,該微 波傳導結構具有慢波結構的形狀,並且圍繞著電漿反應管; 在電漿反應管裡引發電漿;以及 將電漿產物流入處理腔室以撞擊於基板上,而移除基 板上的遮罩層。 22·如申請專利範圍第21項的方法,其進一步包括 將冷卻流體流動經過電漿反應管旁的導管。 23·如申請專利範圍第22項的方法,其中導管是微 波屏蔽和電漿反應管之間的空間。 24·如申請專利範圍第22項的方法,其中導管是經 過慢波結構之中空材料的通道。 25.如申睛專利範圍第2 2項的方法,其中導管是同 心圍繞著電漿反應管的冷卻護套。 21 200415961 26. 如申請專利範圍第21項的方法,其中基板是半 導體晶圓。 27. 如申請專利範圍第26項的方法,其中晶圓是矽 〇 28. 如申請專利範圍第27項的方法,其中該層是光 阻材料。 拾壹、圖式: 如次頁。 22
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI638586B (zh) * 2014-03-27 2018-10-11 美商Mks儀器公司 改良功率均勻性的微波電漿施加器

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7164095B2 (en) * 2004-07-07 2007-01-16 Noritsu Koki Co., Ltd. Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency
JP4862375B2 (ja) * 2005-12-06 2012-01-25 株式会社エーイーティー 進行波形マイクロ波プラズマ発生装置
CN101326613B (zh) * 2005-12-07 2010-12-08 艾克塞利斯技术公司 用于去除表面层而不损失基片的中等压力等离子体系统
US7679024B2 (en) * 2005-12-23 2010-03-16 Lam Research Corporation Highly efficient gas distribution arrangement for plasma tube of a plasma processing chamber
US7554053B2 (en) * 2005-12-23 2009-06-30 Lam Research Corporation Corrugated plasma trap arrangement for creating a highly efficient downstream microwave plasma system
US7562638B2 (en) * 2005-12-23 2009-07-21 Lam Research Corporation Methods and arrangement for implementing highly efficient plasma traps
KR101022507B1 (ko) * 2006-01-30 2011-03-16 사이안 가부시키가이샤 소재 처리시스템 및 플라즈마 발생장치
US7589470B2 (en) * 2006-01-31 2009-09-15 Dublin City University Method and apparatus for producing plasma
WO2009142911A2 (en) * 2008-05-19 2009-11-26 Applied Materials, Inc. Robust outlet plumbing for high power flow remote plasma source
US8242696B1 (en) * 2008-10-31 2012-08-14 Ruey-Jen Hwu Vacuum electronic device
US8890410B2 (en) * 2009-09-17 2014-11-18 Imagineering, Inc. Plasma generation device
US9355821B2 (en) * 2013-06-19 2016-05-31 Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Large-area plasma generating apparatus
CN105491780B (zh) * 2014-10-01 2018-03-30 日新电机株式会社 等离子体产生用的天线及具备该天线的等离子体处理装置
JP6584787B2 (ja) * 2015-02-13 2019-10-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマイオン源および荷電粒子ビーム装置
WO2016163017A1 (ja) * 2015-04-09 2016-10-13 ユニ・チャーム株式会社 吸収性物品用シートの製造方法
US10032604B2 (en) 2015-09-25 2018-07-24 Applied Materials, Inc. Remote plasma and electron beam generation system for a plasma reactor
US9831066B1 (en) * 2016-05-27 2017-11-28 Mks Instruments, Inc. Compact microwave plasma applicator utilizing conjoining electric fields
CN107949145A (zh) * 2017-12-27 2018-04-20 长沙新材料产业研究院有限公司 一种微波等离子体激发装置
DE102019111908B4 (de) * 2019-05-08 2021-08-12 Dreebit Gmbh ECR-Ionenquelle und Verfahren zum Betreiben einer ECR-Ionenquelle
EP3890449A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-06 Tofwerk AG Microwave driven plasma ion source
US11985756B2 (en) * 2021-10-20 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Linear accelerator coil including multiple fluid channels
JP2025056902A (ja) 2023-09-27 2025-04-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ源及びプラズマ処理装置
JP2025056912A (ja) 2023-09-27 2025-04-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ源及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3814983A (en) * 1972-02-07 1974-06-04 C Weissfloch Apparatus and method for plasma generation and material treatment with electromagnetic radiation
US4494039A (en) * 1982-10-19 1985-01-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Gyrotron traveling-wave device including quarter wavelength anti-reflective dielectric layer to enhance microwave absorption
JPH0425222Y2 (zh) * 1985-07-31 1992-06-16
JPH0687440B2 (ja) * 1987-05-11 1994-11-02 松下電器産業株式会社 マイクロ波プラズマ発生方法
JPH01179323A (ja) * 1988-01-06 1989-07-17 Hitachi Ltd プラズマ反応装置
JPH01242141A (ja) * 1988-03-23 1989-09-27 Hitachi Ltd 高気圧マイクロ波プラズマ反応装置
JP2805009B2 (ja) * 1988-05-11 1998-09-30 株式会社日立製作所 プラズマ発生装置及びプラズマ元素分析装置
JPH01296599A (ja) * 1988-05-25 1989-11-29 Tel Sagami Ltd Ecrプラズマ発生装置
JP2922223B2 (ja) * 1989-09-08 1999-07-19 株式会社日立製作所 マイクロ波プラズマ発生装置
WO1991010341A1 (en) * 1990-01-04 1991-07-11 Savas Stephen E A low frequency inductive rf plasma reactor
US5321222A (en) * 1991-11-14 1994-06-14 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Variable frequency microwave furnace system
US5412684A (en) * 1993-03-10 1995-05-02 Fusion Systems Corporation Microwave excited gas laser
JPH07130492A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマ製造方法及び装置
US5811022A (en) * 1994-11-15 1998-09-22 Mattson Technology, Inc. Inductive plasma reactor
JPH08222397A (ja) * 1995-02-16 1996-08-30 Applied Sci & Technol Inc マイクロ波プラズマ・システム用の液体冷却マイクロ波プラズマ・アプリケータおよび液体冷却誘電体窓
FR2734979B1 (fr) * 1995-05-29 1997-08-01 Univ Lille Sciences Tech Cavite de decharge forte puissance a onde lente dans le domaine des radiofrequences
US5983828A (en) * 1995-10-13 1999-11-16 Mattson Technology, Inc. Apparatus and method for pulsed plasma processing of a semiconductor substrate
WO1997033300A1 (en) * 1996-03-06 1997-09-12 Mattson Technology, Inc. Icp reactor having a conically-shaped plasma-generating section
US5895548A (en) * 1996-03-29 1999-04-20 Applied Komatsu Technology, Inc. High power microwave plasma applicator
JPH10303132A (ja) * 1997-04-28 1998-11-13 Kokusai Electric Co Ltd コイル内蔵型整合器およびプラズマcvd装置
US5841243A (en) * 1997-05-23 1998-11-24 Northrop Grumman Corporation Load matched excitation circuit for an electrodeless lamp including a frequency swept RF excitation source
US5841244A (en) * 1997-06-18 1998-11-24 Northrop Grumman Corporation RF coil/heat pipe for solid state light driver
US5841237A (en) * 1997-07-14 1998-11-24 Lockheed Martin Energy Research Corporation Production of large resonant plasma volumes in microwave electron cyclotron resonance ion sources
US6208095B1 (en) * 1998-12-23 2001-03-27 Axcelis Technologies, Inc. Compact helical resonator coil for ion implanter linear accelerator
US6263830B1 (en) * 1999-04-12 2001-07-24 Matrix Integrated Systems, Inc. Microwave choke for remote plasma generator
JP2001015298A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラズマ発生装置
US6281135B1 (en) * 1999-08-05 2001-08-28 Axcelis Technologies, Inc. Oxygen free plasma stripping process
JP4384301B2 (ja) * 1999-09-13 2009-12-16 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置
US6225745B1 (en) * 1999-12-17 2001-05-01 Axcelis Technologies, Inc. Dual plasma source for plasma process chamber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI638586B (zh) * 2014-03-27 2018-10-11 美商Mks儀器公司 改良功率均勻性的微波電漿施加器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004068559A3 (en) 2004-11-11
US20040182834A1 (en) 2004-09-23
WO2004068559A2 (en) 2004-08-12
JP2006516806A (ja) 2006-07-06
US7183514B2 (en) 2007-02-27

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