[发明专利]有效减少等离子体处理室中气体停留时间的方法和装置

权利要求书

1.一种具有至少一个等离子体处理室的用于处理衬底的等离子体处理系统，包括：

用于支撑所述衬底的下电极；

室顶板，其布置在所述下电极上方，使得在所述处理期间在所述衬底的上表面与所述室顶板之间存在等离子体处理区；

等离子体生成功率源，其用于提供能量以在所述等离子体处理区中由所提供的反应气体生成等离子体；

用于将第一光发射到所述等离子体处理区内的发光装置；

用于接收第二光的光接收装置，所述第二光代表在所述第一光穿过所述等离子体处理区之后所述第一光的改变形式；和

用于对所述第二光进行分析以确定所述第二光的参数是否等于或超过第一阈值或者是否等于或低于第二阈值的逻辑器件，其中所述逻辑器件通过调整充分模式的等离子体生成与减少模式的等离子体生成之间的等离子体生成能量水平来控制副产物气体在所述衬底的上表面上的有效气体停留时间，如果所述第二光的所述参数等于或超过所述第一阈值，那么所述逻辑器件发送第一信号以减少由所述等离子体生成功率源所提供的等离子体生成能量的量至与减少模式的等离子体生成相关联的等离子体生成能量水平，如果所述第二光的所述参数等于或低于所述第二阈值，那么所述逻辑器件发送第二信号以增加由所述等离子体生成功率源所提供的等离子体生成能量的量至与充分模式的等离子体生成相关联的等离子体生成能量水平。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述室顶板代表上电极。

3.根据权利要求2所述的等离子体处理系统，其中所述等离子体生成功率源代表构造成向所述上电极提供射频能量的射频功率源。

4.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述等离子体生成功率源代表构造成向所述下电极提供射频能量的射频功率源。

5.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述等离子体生成功率源代表微波功率源。

6.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述电极的上表面与所述室顶板之间的间隙小于所述衬底的直径的10％。

7.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述逻辑器件包括实现用于分析的所述逻辑器件的控制软件和构造成执行所述控制软件以实施所述减少和所述增加的计算机。

8.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述发光装置构造成发射广谱光。

9.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述发光装置构造成发射激光。

10.一种用于在具有至少一个等离子体处理室的等离子体系统中处理衬底的方法；所述室包括至少一个用于支撑所述衬底的下电极、布置在所述下电极上方使得在所述处理期间在所述衬底的上表面与所述室顶板之间存在等离子体处理区的室顶板、和用于提供能量以便在所述等离子体处理区中由所提供的反应气体生成等离子体的等离子体生成功率源，所述方法包括：

提供用于将第一光发射到所述等离子体处理区内的发光装置；

提供用于接收第二光的光接收装置，所述第二光代表在所述第一光穿过所述等离子体处理区之后所述第一光的改变形式；

用于对所述第二光进行分析以确定所述第二光的参数是否超过第一阈值或者是否低于第二阈值的逻辑器件，其中所述逻辑器件通过调整充分模式的等离子体生成与减少模式的等离子体生成之间的等离子体生成能量水平来控制副产物气体在所述衬底的上表面上的有效气体停留时间；

如果所述第二光的所述参数等于或超过所述第一阈值，则减少由所述等离子体生成功率源所提供的等离子体生成能量的量至与减少模式的等离子体生成相关联的等离子体生成能量水平；以及

如果所述第二光的所述参数等于或低于所述第二阈值，则增加由所述等离子体生成功率源所提供的等离子体生成能量的量至与充分模式的等离子体生成相关联的等离子体生成能量水平。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述室顶板代表上电极。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述等离子体生成功率源代表构造成向所述上电极提供射频能量的射频功率源。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述等离子体生成功率源代表构造成向所述下电极提供射频能量的射频功率源。