[发明专利]实现高效等离子阱的方法和装置

说明书

背景技术

等离子处理由于制造企业试图在半导体工业中保持竞争力而 继续发展。为了获得竞争优势，实现各种方法和装置以增加在基片 处理中使用的等离子的量以生产没有缺陷的器件。

一种表现出持续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 离子管和盘旋等离子管，以充分吸收微波功率或者将吸收的微波功 率转换为有用的等离子物质。为了便于讨论，图1示出现有技术中 的盘旋等离子管总成的简化图。可在等离子管102内经过一种或多 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会包括有害的等离子物质和有用的等离子物质，可以 控制等离子管的形状和直径以允许有害物质重组入有用物质。因 此，不同的几何图形转化成更高效的设备。

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的壁相互作 用，一些等离子物质会重组。然而，利用盘旋等离子管，中性物质 重组的机会增加。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。

为了减少有用的等离子物质重组的数量，一些制造商使用直等 离子管。在没有弯曲的情况下，等离子管内等离子物质重组率降低。 然而，为了使有害的等离子物质进入等离子处理室的可能性最小， 制造商不得不延伸等离子管。

另外，由于可能发生的微波辐射泄露，等离子物质会在等离子 管的波导管围绕区域之外形成。在有的等离子管总成中使用阱来限 制泄露量。阱通常是中空的铝的圆盘状装置，其大约为0.5英寸到2 英寸厚。然而，在实践中，并不是所有的微波辐射都能被包含，仍 可能会发生微波泄漏，导致功率损失以及有害的等离子物质的扩 张。

尽管等离子管和阱的几何形状可提供用于将有用的等离子物 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，本发明涉及一种装置，配置为将等离子包 含在下游微波等离子系统的等离子管总成内。该下游微波等离子系 统配置为在等离子管总成的等离子保持区域内生成等离子，并且将 至少一部分等离子向下游引导至下游微波等离子系统的等离子处 理室。该装置包括第一中空的导电圆盘，其围绕限定等离子管总成 的等离子通道的圆柱形结构。该装置还包括第二中空的导电圆盘， 其也围绕该圆柱形结构。该第二中空的导电圆盘配置为以相对于该 第一中空的导电圆盘间隔分开的关系设置，以便在该第一中空的导 电圆盘和该第二中空的导电圆盘之间形成第一中空的圆盘形间隙 区。该装置进一步包括第三中空的导电圆盘，其也围绕该圆柱形结 构，该第三中空的导电圆盘配置为以相对于该第二中空的导电圆盘 间隔分开的关系设置，以便在该第三中空的导电圆盘和该第二中空 的导电圆盘之间形成第二中空的圆盘形间隙区。借此，该第一中空 的导电圆盘、该第二中空的导电圆盘、该第三中空的导电圆盘、该 第一中空的圆盘形间隙区和该第二中空的圆盘形间隙区形成相对 该等离子管总成的等离子保持区域的上游等离子阱和下游等离子 阱之一。