[发明专利]含硅碳膜的化学气相沉积的基态氢自由基源

权利要求书

1.一种装置，其包括：

处理室，其中所述处理室包括用于支撑衬底的底座，其中所述处理室的内部包括与所述底座相邻的化学气相沉积区以及在所述化学气相沉积区上方的弛豫区；

与所述处理室分开的等离子体室，所述等离子体室配置为接收气体混合物并从所述气体混合物产生受激自由基；

与所述处理室和所述等离子体室流体地耦合的气体分配器，其中所述气体分配器包括多个通孔；

位于所述弛豫区下方距离所述气体分配器0.5英寸到5.0英寸距离的一个或多个反应物开口；以及

控制器，其包括处理器和存储指令的存储器，所述控制器配置为用所述处理器执行如下操作：

将包括氢气的气体混合物引入所述等离子体室；

激发所述等离子体室内的所述氢气的至少一部分以解离所述氢气并形成所述受激氢自由基；以及

提供处理条件以引起所述受激氢自由基通过所述弛豫区转换成弛豫氢自由基。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个通孔的尺寸被设定成使得正被引导通过所述通孔的所述受激氢自由基的平均停留时间大于1 x 10^-3秒。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述弛豫区被完全限定在所述一个或多个反应物开口和所述气体分配器之间的空间中。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述弛豫区的尺寸被设定为使得流过所述弛豫区的所述受激氢自由基的平均停留时间大于1 x 10^-3秒。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步配置为执行以下操作：

通过所述一个或多个反应物开口将有机硅反应物流引入所述化学气相沉积区以与所述弛豫氢自由基中的至少一些反应以在所述衬底上沉积含硅碳膜。

6.根据权利要求5所述的装置，其中配置为将所述包括氢气的气体混合物引入所述等离子室的控制器配置为引入氢气和氦气，所述气体混合物包括介于1％体积百分比和17％体积百分比之间的氢气。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个反应物开口被配置为优先地沿与所述受激氢自由基的流动路径平行的方向上引导所述有机硅反应物流。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个反应物开口被配置为优先地沿与所述受激氢自由基的流动路径相交的方向上引导所述有机硅反应物流。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述气体分配器中的所述多个通孔被布置为成阵列的规则间隔开的气体舱口。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述气体分配器中的所述通孔具有在3:1至10:1范围内的轴向长度与直径之比。

11.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

位于所述等离子体室和所述处理室之间的离子过滤器和光子过滤器中的至少一者。

12.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个反应物开口被布置为相互间隔开的反应物开口，所述相互间隔开的反应物开口被配置为引导所述有机硅反应物流入所述化学气相沉积区中，而不与所述弛豫区中的受激氢自由基混合。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个反应物开口被定位在至少距所述气体分配器1.5至4.5英寸之间的距离。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个通孔占据所述气体分配器的暴露表面积的5％至20％。

15.根据权利要求5所述的装置，其中配置为将有机硅反应物流引入所述化学气相沉积区的控制器配置为在与所述气体分配器相邻的区域中引入质量分数为0.1或更小的所述有机硅反应物。