專利名稱：用于預(yù)離子化表面波發(fā)射的等離子體放電源的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電子、離子和游離基化的原子和分子的系統(tǒng)以及方法， 用于表面處理和膜化學(xué)特性(chemistry)以及膜結(jié)構(gòu)、形成和改變(alteration)。
背景技術(shù)：
等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是一種用于在各種襯底上沉積薄膜的非常 公知的工藝。從玻璃制造到半導(dǎo)體制造、再到等離子體顯示面板制造的多個(gè)行業(yè)都依賴 PECVD系統(tǒng)以在襯底上沉積薄膜。PECVD系統(tǒng)在其應(yīng)用上變化很大，正如它們所沉積的膜在 它們的化學(xué)特性和質(zhì)量上變化很大一樣。典型的PECVD工藝可通過改變工藝參數(shù)來控制，所述工藝參數(shù)諸如氣壓、功率、功 率脈沖頻率、功率占空比、脈沖形狀以及多個(gè)其它參數(shù)。盡管PECVD工藝中具有高度可用的 定制化，但是該行業(yè)仍在繼續(xù)尋找用于改進(jìn)PECVD工藝并且獲得對(duì)該工藝更多控制的新方 法。特別是，PECVD行業(yè)尋求在更寬范圍的工藝參數(shù)內(nèi)利用PECVD。目前，PECVD僅能在有限組的條件下使用。對(duì)于其它條件，必須使用替代的沉積工 藝。這些替代的沉積工藝，諸如電子回旋共振(ECR)和濺射，對(duì)于很多應(yīng)用來說并非總是最 優(yōu)的。因此，該行業(yè)在尋求將PECVD的應(yīng)用擴(kuò)展到傳統(tǒng)使用這些替代沉積方法的領(lǐng)域。此外，對(duì)于離子或其它等離子體物種來說，PECVD微波等離子體源通常已是一受限 源或者不適當(dāng)源。離子源具有很多與PECVD工藝相關(guān)的有利使用。例如，在準(zhǔn)備薄膜的沉 積時(shí)，通常利用離子源來預(yù)處理諸如聚合物襯底這樣的表面。還利用離子源在等離子體沉 積工藝期間來改變薄膜的化學(xué)特性和結(jié)構(gòu)。此外，可利用離子源從膜去除電荷堆積或者用 于清潔表面。盡管在PECVD中替代的離子源能與微波等離子體源組合在一起，但是PECVD 工藝本身在其自身的離子源的情況下已經(jīng)不足夠。離子源可從很多銷售商購(gòu)得且是本領(lǐng)域公知的。但是這些離子源通常具有幾大缺 陷。一個(gè)缺陷是線性離子源過于昂貴且對(duì)于很多使用都很復(fù)雜。事實(shí)上，由于高成本，可受 益于離子源的很多應(yīng)用都先行放棄了其使用。另一個(gè)缺陷是目前的離子源傾向于產(chǎn)生具有 過多能量的離子。很多離子源都產(chǎn)生具有超過120eV能量的離子。很多應(yīng)用中，具有如此 多能量的離子可能損傷正進(jìn)行處理的表面或損傷正進(jìn)行沉積的膜。雖然目前的裝置和方法是可行的，但是它們并非足夠精確或令人滿意。因此，需要 一種系統(tǒng)和方法以克服目前技術(shù)缺陷并提供其它新的和創(chuàng)造性的特征。

發(fā)明內(nèi)容
以下概述附圖中所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。這些或其它實(shí)施方式在詳細(xì)描 述部分更加全面地描述。然而，應(yīng)該理解，在此并未有將本發(fā)明限定在發(fā)明內(nèi)容或詳細(xì)描述 中所述的形式的意圖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到存在落入如由權(quán)利要求書表述的的本發(fā) 明的構(gòu)思和范圍內(nèi)的多種修改、等同物和替代結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能提供一種用于處理襯底表面的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中， 本發(fā)明包括一種用于在襯底上沉積膜的方法，該方法包括產(chǎn)生多個(gè)第一功率脈沖，該多個(gè)第一功率脈沖中的每一個(gè)都具有第一脈沖振幅，提供該多個(gè)第一功率脈沖到第一放電管， 使用該多個(gè)第一功率脈沖在該第一放電管附近產(chǎn)生等離子體，在該多個(gè)第一功率脈沖中每 一個(gè)功率脈沖之間維持等離子體，使得在多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn) 燃等離子體，使用等離子體來分解原料氣體，和將至少一部分分解的原料氣體沉積到襯底 上。如上所述，前述實(shí)施方式和實(shí)施僅用于說明目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以下描述 和權(quán)利要求容易認(rèn)識(shí)到本發(fā)明很多其它的實(shí)施方式、實(shí)施和細(xì)節(jié)。附圖簡(jiǎn)要說明通過結(jié)合附圖參照以下具體描述部分以及所附權(quán)利要求書，對(duì)于本發(fā)明的各種目 的和優(yōu)點(diǎn)以及更全面的理解將更加顯而易見并且更加容易認(rèn)識(shí)。其中

圖1是現(xiàn)有PECVD系統(tǒng)的圖示；圖2是與現(xiàn)有技術(shù)一致的進(jìn)入到微波天線中的功率脈沖波形和產(chǎn)生的總等離子 體光發(fā)射的示意圖；圖3是與本發(fā)明一致的進(jìn)入到微波天線中的功率脈沖波形和產(chǎn)生的總等離子體 光發(fā)射的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的用于產(chǎn)生等離子體游離基的系統(tǒng)，用 于表面處理、薄膜沉積、和/或膜化學(xué)特性或結(jié)構(gòu)改變；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的包覆護(hù)罩的圖示；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的用于產(chǎn)生等離子體游離基的系統(tǒng)，用 于表面處理、薄膜沉積、和/或膜化學(xué)特性或結(jié)構(gòu)改變；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的包覆護(hù)罩剖面(profile)的截面圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的PECVD陣列的截面圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的PECVD陣列的截面圖；圖10是具有級(jí)聯(lián)天線(cascaded antenna)的微波波導(dǎo)的圖示；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的具有阻抗轉(zhuǎn)換部 (impedancetransition)的微波波導(dǎo)；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式構(gòu)造的天線。詳細(xì)描述現(xiàn)在參考附圖，其中相同或相似元件在多個(gè)附圖中使用相同附圖標(biāo)記來表示，且 具體參考圖1，其示出了用于大規(guī)模沉積和蝕刻工藝的典型PECVD系統(tǒng)100的剖視圖。該系 統(tǒng)包括僅示出兩個(gè)壁的真空室105。該真空室容納放電管110。該放電管110由天線115 構(gòu)成，該天線115被構(gòu)造用于傳送微波信號(hào)或其它信號(hào)到該真空室105中。該微波功率從 天線115向外輻射且點(diǎn)燃通過輔助氣體管120引入的環(huán)境輔助氣體并使其分裂。該被點(diǎn)燃 氣體是等離子體且通常與放電管110相鄰。由等離子體所產(chǎn)生的游離基物種和電磁輻射 分解(disassociate)通過原料氣體管125引入的原料氣體(130)，由此使該原料氣體裂解 (breaking up)而形成新的分子。在分解工藝期間形成的某些分子被沉積在襯底135上。 通過分裂(fractionalization)和分解(disassociation)工藝所形成的其它分子是廢物 且通過排氣端(未示出)去除一盡管這些分子傾向于自身偶爾沉積在襯底上。已經(jīng)利用多種類型的功率源和系統(tǒng)構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相源沉積非導(dǎo)電膜和導(dǎo)電膜。這些源大多數(shù)都利用微波、HF、VHF能量來產(chǎn)生等離子體和受激 等離子體物種。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，施加到天線和從天線放電的平均功率是對(duì)所產(chǎn)生的游離基化 (radicalized)等離子體物種密度的主要影響因素。通過改變沉積期間的工藝條件來實(shí)現(xiàn)膜特性要求，工藝條件包括源的功率等級(jí)、 脈沖頻率和占空比。為了實(shí)現(xiàn)所需的膜特性，必須控制被沉積膜的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)含量?？赏?過改變游離基物種含量(除了其他重要的工藝參數(shù)外)來控制膜特性，且如上所述，主要通 過進(jìn)入到等離子體放電的平均功率等級(jí)和峰值功率等級(jí)來控制游離基密度。為了實(shí)現(xiàn)幾個(gè)重要的膜特性，并提升對(duì)一些類型襯底的粘附性(adhesion)，必須 精確地控制膜有機(jī)含量，或者有可能的話該含量必須跨整個(gè)膜厚度呈梯度形式。在典型的PECVD工藝中，實(shí)際上僅分裂小部分輔助氣體。例如，通常僅分裂2%的 少量輔助氣體。被分裂的氣體量由輔助氣體壓力以及施加到放電管內(nèi)天線上的功率量來確 定。對(duì)于任一特定輔助氣體，壓力、功率和構(gòu)造之間的關(guān)系由Paschen曲線限定。輔助氣體的大多數(shù)分裂是由通過施加到放電管內(nèi)天線上的功率所產(chǎn)生的電子引 起的。離子和其它等離子體游離基也會(huì)引起一些分裂。分裂輔助氣體時(shí)電子的有效性與電 子密度直接相關(guān)。對(duì)于相同輔助氣體壓力而言，在較高電子密度的區(qū)域內(nèi)，分裂速率較高。對(duì)于典型的PECVD工藝，由等離子體所產(chǎn)生的游離基物種的所需密度必須大于完 全轉(zhuǎn)化所需原料氣體量而需要的密度。這是因?yàn)閬碜缘入x子體的一些游離基物種不僅在膜 沉積工藝和原料氣體的等離子體分解工藝中被消耗，也在沉積工藝的不相關(guān)部分諸如重組 機(jī)構(gòu)和抽氣(pumping)中被消耗。根據(jù)功率類型、等級(jí)和/或構(gòu)造和所使用的材料，所需功率等級(jí)能過度加熱襯底 超出其物理限制，并且可能導(dǎo)致膜和襯底不可用。由于聚合物材料的低熔點(diǎn)，這主要發(fā)生在 聚合物材料基襯底中。為了降低襯底熱負(fù)荷量，已使用一種在脈沖之間具有空閑時(shí)間(off time)的高功 率脈沖發(fā)送給等離子體的方法。該方法允許在短的高能量脈沖期間等離子體達(dá)到膜沉積工 藝所需的游離基物種飽和并允許發(fā)生損耗，同時(shí)通過減少其它形式電磁輻射來減少瞬時(shí)和 連續(xù)地加熱襯底。但是，雖然已經(jīng)證明脈沖式微波通過降低襯底熱負(fù)載而對(duì)工藝有益，但是一般的 沉積速率通常低于連續(xù)波(CW)功率源的沉積速率。這部分是由于對(duì)放電自身的擊穿過程 (breakdown process)白勺能量損耗。于圖2中示出的是進(jìn)入到微波天線的功率脈沖200的典型波形和產(chǎn)生的總等離子 體光發(fā)射210的示意圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的，功率脈沖200和等離子體光發(fā)射210 的垂直標(biāo)度(vertical scale)是不同的，并在此僅為說明目的進(jìn)行描述。在典型PECVD工 藝中，能量損耗約為總功率的20%。該能量損耗的大部分是由于點(diǎn)燃等離子體放電所需的 能量。圖2示出了點(diǎn)燃和穩(wěn)定放電用掉的大部分功率損耗。通過維持等離子體離子化的最小背景等級(jí)并防止等離子體熄火 (extinguishing)，明顯降低了最初點(diǎn)燃和穩(wěn)定等離子體放電所需的進(jìn)入到等離子體中的 功率損耗。例如，可通過調(diào)制微波功率源、定相脈沖源，或者通過增加諸如AC或RF輝光放電 之類的外部源，來維持等離子體離子化的最小背景等級(jí)。這些方法僅是示例性的且不意味 著限制本發(fā)明。微波功率源的調(diào)制例如可包括脈沖發(fā)送自最初功率振幅上至全脈沖振幅，和之后返回至最初功率振幅的功率源。在一個(gè)實(shí)施方式中，最初功率振幅可以是足以維持 等離子體離子化的最小背景等級(jí)的低功率等級(jí)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到與本發(fā)明一致的 替代方法和系統(tǒng)。圖3描述了與本發(fā)明一致的功率脈沖200和等離子體光發(fā)射310。如本領(lǐng)域技術(shù) 人員認(rèn)識(shí)到的，功率脈沖200和等離子體光發(fā)射310的垂直標(biāo)度是不同的，且在此僅為說明 目的描述。但是，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，已經(jīng)測(cè)試出使用背景能量的等離子體光發(fā)射310的峰值大約 是當(dāng)不使用背景能量時(shí)等離子體光發(fā)射210峰值的四倍。使用小量背景能量保持等離子體 是持續(xù)的，使得當(dāng)施加功率脈沖200時(shí)，進(jìn)入到等離子體放電中的能量較大。由于使用較少 能量來激發(fā)等離子體，因此允許更多能量來激發(fā)游離基物種。通過保持等離子體離子化的最小背景等級(jí)，由于不需要能量點(diǎn)燃放電而獲得了離 子化效率增加，因此進(jìn)入到等離子體中的功率通常從75%增加到95%的等級(jí)?；氐綀D1，可 通過將功率施加到輔助氣體管120或原料氣體管125來維持等離子體離子化的該最小背景 等級(jí)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，施加到任一個(gè)管的功率可以是RF或AC輝光放電。在 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，可將偏置施加到襯底135本身用于預(yù)離子化的目的。在此公 開了其它實(shí)施方式，但僅是示例性的，如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的與本發(fā)明一致的修改。通過利用放電管附近的包覆護(hù)罩也能極大提高分裂效率。在名稱為“SYSTEM AND METHOD FOR CONTAINMENT SHIELDING DURINGPECVD DEPOSITION PROCESSES”，共同擁有 和指定的代理案號(hào)(APPL-012/00US)中討論了利用包覆護(hù)罩的益處，在此通過參考將其并 入。圖4中示出可用在PECVD工藝中的包覆護(hù)罩400的示例性設(shè)計(jì)的截面圖。包覆護(hù)罩 400 一般由諸如石英之類的介電材料形成，并提供放電管110周圍的容積(volume)，可將輔 助氣體泵入該容積中。該包覆護(hù)罩400的精確容積以及放電管110和包覆護(hù)罩400內(nèi)表面 之間的距離可基于所需的膜化學(xué)特性、PECVD系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)以及所需的氣體壓力來改變。包覆護(hù)罩400用于容納否則可能逃逸的電子和其它游離基化等離子體物種。通過 容納電子，放電管110周圍的電子密度可在離該放電管110更遠(yuǎn)的距離處而增加。且通過 增加電子密度，在相同工藝參數(shù)情況下等離子體可進(jìn)一步擴(kuò)展(extended)-這意味著在不 改變其它工藝參數(shù)的情況下增加了分裂速率。包覆護(hù)罩400也有助于防止游離基和離子逃逸。這能利于分裂效率并防止所產(chǎn)生 的游離基和離子被浪費(fèi)。并且，通過保持這些粒子，PECVD系統(tǒng)能在較大操作參數(shù)范圍內(nèi)操 作并能更有效地操作。應(yīng)當(dāng)注意，這些實(shí)施方式不限于PECVD系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可擴(kuò)展本發(fā)明的構(gòu) 思以涵蓋任一類型等離子體系統(tǒng)。包覆護(hù)罩也有利地提供了對(duì)放電管110周圍輔助氣體壓力的更好控制。首先，包 覆護(hù)罩有助于提供較沒有包覆護(hù)罩時(shí)可能的輔助氣體壓力更均勻的輔助氣體壓力。這更均 勻的壓力使得分裂速率受到更好地控制且由此增加了分裂速率。第二，包覆護(hù)罩能夠在包覆護(hù)罩內(nèi)提供有與處理室的其它部分不同的壓力。由于 能夠在包覆護(hù)罩內(nèi)保持較高壓力并且在處理室的其它部分中保持較低壓力，因此這是有利 的。該可變壓力的結(jié)果允許在整體較低的處理室壓力下產(chǎn)生更多游離基。這種類型的控制 允許PECVD工藝在較之前可能情況明顯低的處理室壓力下運(yùn)行。圖4中進(jìn)一步示出的是處理室105、襯底135、襯底支架410、放電管110、天線115、包覆護(hù)罩400、微波反射器430和輔助氣體管120。該描述中，輔助氣體管120位于包覆護(hù) 罩400內(nèi)部。包覆護(hù)罩400包括最接近襯底135的孔420。游離基是通過該孔420逃逸且與原 料氣體相碰撞?？?20的尺寸可手動(dòng)或電子地改變以控制逃逸出包覆護(hù)罩400的游離基的 數(shù)量。該孔也可為固定尺寸的孔。在一些實(shí)施方式中，包覆護(hù)罩400內(nèi)的壓力可高于包覆護(hù)罩400外部的壓力。由 此，一般PECVD工藝可在較低壓力下操作，而等離子體增強(qiáng)工藝和游離基產(chǎn)生工藝可在較 高的壓力下操作。如前所述，壓力是輔助氣體分裂效率的關(guān)鍵因素。上至特定的點(diǎn)，更高的 壓力能實(shí)現(xiàn)更高的分裂效率。因而，包覆護(hù)罩內(nèi)部所容許的更高壓力提高分裂效率。包覆護(hù)罩的效率至少部分依賴于護(hù)罩適當(dāng)引導(dǎo)(channeling)并防止電子、離子 和游離基的逃逸的有效性。為此，包覆護(hù)罩通常由如石英之類的介電材料形成。但是諸如 石英之類的介電材料的昂貴價(jià)格、脆性以及可加工性限制對(duì)包覆護(hù)罩提出一定約束。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的包覆護(hù)罩500。圖5描述了已經(jīng)預(yù)涂覆有 介電涂層520并設(shè)置在放電管110附近的管510，以使在該管510內(nèi)的氣體體積容量可更完 全地被離子化以實(shí)現(xiàn)更多的分裂。在該實(shí)施方式中，放電管110是具有單個(gè)天線115的線 性放電管。在另一實(shí)施方式中，包覆護(hù)罩500由包覆有導(dǎo)體(未示出)的石英管構(gòu)成。代 替預(yù)涂覆有介電涂層的導(dǎo)體，現(xiàn)在使用包覆或涂覆有導(dǎo)電層的介電基體材料。此處對(duì)基體 材料510上的介電涂層520的所有參考都僅用于說明，且在本申請(qǐng)中也理解使用涂覆有導(dǎo) 電層的介電材料的包覆護(hù)罩的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道與本發(fā)明是一致的很多修改， 這些修改包括非線性放電管和隙縫天線。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，管(tube) 510可涂覆有氧化鋁以形成介電涂層520。 根據(jù)系統(tǒng)要求可使用其它介電材料來形成介電涂層520。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道與本發(fā)明
一致的變型。圖5中的實(shí)施方式也示出了具有可變槽孔540的狹槽(slot) 530。該狹槽530的 改變能用于控制諸如UV輻射的密度、內(nèi)部和外部壓力差以及進(jìn)入管或從管出來的流量這 樣的工藝參數(shù)。狹槽530也可以是固定尺寸。護(hù)罩的構(gòu)造可以多種方式變化，包括尺寸、形 狀、材料、護(hù)罩?jǐn)?shù)目、狹槽數(shù)目、增加外部金屬護(hù)罩以將損耗的電磁輻射反射回等離子體輸 送管(pipe)空間內(nèi)，等等。例如，管510可由金屬以外的材料構(gòu)成。雖然金屬本身不會(huì)產(chǎn) 生所需的包覆效果，但是通過用介電材料來預(yù)涂覆金屬能產(chǎn)生有效的包覆護(hù)罩500。而且， 金屬也能將電磁輻射反射回放電管110用于增加離子化效率。在另一實(shí)施方式中，諸如石 英管這樣的介電體包覆有諸如金屬這樣的導(dǎo)電層，以獲得所需的包覆效果和對(duì)電磁輻射的 反射。通過利用包覆護(hù)罩，且通過在將包覆護(hù)罩用在PECVD工藝中之前用介電涂層預(yù)涂 覆基體材料，將明顯減少系統(tǒng)將必須脫機(jī)以清洗的時(shí)間。這是因?yàn)榻殡姴牧夏茉赑ECVD工 藝期間維持高溫。對(duì)于大多數(shù)工藝，在200-300°C左右的溫度下，介電涂層將排斥(resist) 包圍放電管的表面上的沉積物并最終剝落。此外，利用包覆護(hù)罩且用介電涂層預(yù)涂覆任一 基體材料將極大減少PECVD系統(tǒng)的任一預(yù)啟動(dòng)時(shí)間。通常，PECVD系統(tǒng)必須被預(yù)啟動(dòng)以允 許在包圍放電管的表面上形成沉積層。這允許在開始沉積工藝之前使等離子體密度穩(wěn)定。 本發(fā)明允許立即穩(wěn)定等離子體密度，因此減少了預(yù)啟動(dòng)時(shí)間。
圖5的示例性包覆護(hù)罩500也可用作維持離子化最小背景等級(jí)的功率源。通過用 介電涂層520預(yù)涂覆管510，該管510由電導(dǎo)體構(gòu)成，保留了包覆護(hù)罩的所有益處，并且增加 的益處是包覆護(hù)罩500能充當(dāng)預(yù)離子化等離子體的功率源。在一個(gè)實(shí)施方式中，可將功率 源施加到包覆護(hù)罩500的導(dǎo)電部分上以維持等離子體離子化的最小背景等級(jí)并增加離子 化效率。在另一實(shí)施方式中，可將導(dǎo)電材料(未示出)增加到管510上，然后該管510和該 導(dǎo)電材料(未示出)都用介電涂層520預(yù)涂覆。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道與本發(fā)明一致的替 代系統(tǒng)和方法。圖6示出了與本發(fā)明一致的包覆護(hù)罩600的另一實(shí)施方式。圖6中，示出了可用 在PECVD工藝中的包覆護(hù)罩600的截面視圖。該實(shí)施方式中，示出放電管110和輔助氣體 管120由包覆護(hù)罩600部分包圍。使用介電涂層520在諸如金屬這樣的基體材料610上形 成該包覆護(hù)罩600。在此，示出包覆護(hù)罩600具有圓形剖面，這里，該包覆護(hù)罩中的孔420最 接近襯底135。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可使用任一剖面，并且此處示出的圓形剖面僅 是示例性的?？墒褂锰娲拭鎭砜刂颇承┕に噮?shù)。例如，可使用增加輔助氣體共振時(shí)間 的剖面以進(jìn)一步增加離子化效率。如前所討論的，預(yù)涂覆在基體材料610上的介電涂層520在微波脈沖期間將加熱。 之前已經(jīng)討論了允許介電涂層520加熱的益處。但是加熱可能導(dǎo)致保持固定到基體材料 610上的介電涂層520的問題。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可使用溫度控制系統(tǒng)(未示 出)來幫助控制基體材料610的溫度?？稍诮殡娡繉?20附近加熱和進(jìn)一步冷卻基體材料 610。可利用冷卻來保持基體材料610不影響系統(tǒng)的外部并防止變形(warping)。通過控制 跨介電涂層520和通過基體材料610的熱梯度，能夠在不損失介電涂層520自身粘附性的 情況下保持高溫介電涂層520的益處。圖6中進(jìn)一步示出了設(shè)置在包覆護(hù)罩600中的孔420之上的等離子體物種引出柵 620 (plasma species extraction grid)。該等離子體物種引出柵620可用于激勵(lì)和從在 放電管110附近產(chǎn)生的等離子體引出離子、電子或其它等離子體物種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施方式中，DC、RF或AC電勢(shì)可施加到等離子體物種引出柵620，以加速并控制包覆護(hù)罩600 外部的離子或其它等離子體物種的方向。在另一實(shí)施方式中，施加到該等離子體物種引出 柵620的電勢(shì)也可用于維持功率脈沖之間等離子體離子化的最小背景等級(jí)。在與本發(fā)明一致的實(shí)施方式中，通過圖6中的輔助氣體管120引入輔助氣體。輔 助氣體的激發(fā)通過對(duì)該氣體施加來自天線115的微波功率而實(shí)現(xiàn)。自由電子從施加的微波 場(chǎng)獲得能量并與中性氣體原子相碰撞，由此離子化這些原子，包括分裂輔助氣體來形成等 離子體。該等離子體含有部分離子化的氣體，其由大濃度受激原子、分子、離子和自由游離 基物種組成。這些粒子撞擊襯底135，并根據(jù)所采用的工藝清洗襯底135，改善表面或者去 除多余的電荷。這些受激物種和設(shè)置在等離子體當(dāng)中或附近的固體表面之間的相互作用導(dǎo) 致材料表面的化學(xué)和物理改性(modification)。但是在大部分微波基工藝中，離子不能獲得能到達(dá)襯底135的足夠能量。通過將 等離子體物種引出柵620設(shè)置在孔420之上并施加電勢(shì)，能加速并導(dǎo)向離子或其它等離子 體物種使得它們撞擊襯底135。在一個(gè)實(shí)施方式中，微波功率等離子體源可被用作離子源。 根據(jù)施加到等離子體物種引出柵620的電勢(shì)，在不同的電子電壓下這種離子源可能產(chǎn)生高 離子密度。
盡管等離子體物種引出柵620可由與本發(fā)明一致的很多材料構(gòu)成，但是使用諸如 鎢之類的蝕刻阻擋材料有助于防止來自等離子體物種引出柵620自身的任何濺射效應(yīng)。而 且，通過允許等離子體物種引出柵620加熱，也能防止于等離子體物種引出柵620上的沉積 以及任何隨后的剝落。根據(jù)本發(fā)明，可將等離子體物種引出柵620添加到很多微波功率源系統(tǒng)中。通過 當(dāng)前實(shí)施方式對(duì)等離子體物種引出柵620的描述是實(shí)例，且并非意圖限制本發(fā)明。例如，在 另一實(shí)施方式中，等離子體物種引出柵620可添加到圖5的孔540之上。本領(lǐng)域技術(shù)人員 知道與本發(fā)明一致的很多系統(tǒng)和方法?，F(xiàn)在往回參考圖4，示出將等離子體物種引出柵620設(shè)置在包覆護(hù)罩400的孔420 之上。在示例性系統(tǒng)的操作期間，等離子體630形成在放電管110周圍。在該實(shí)施方式中， 包覆護(hù)罩400的形狀和孔420的尺寸能幫助將任何逃逸的離子或其它等離子體物種向下導(dǎo) 向襯底。與本發(fā)明的實(shí)施方式一致，等離子體物種引出柵620也能用于進(jìn)一步控制、加速和 激勵(lì)離子或其它等離子體物種。示出將這些引出的等離子體物種640正被導(dǎo)向襯底135。圖7示出了與本發(fā)明一致的具有替代剖面的包覆護(hù)罩700?？筛淖儼沧o(hù)罩700 的形狀以控制表面處理特性。例如，對(duì)于特定能量物種和游離基/亞穩(wěn)定條件可在各種應(yīng) 用中優(yōu)化包覆護(hù)罩的形狀，以實(shí)現(xiàn)特定的沉積或蝕刻材料特性。該實(shí)施方式中，構(gòu)造具有更 多三角形剖面的包覆護(hù)罩700。示例性剖面為從輔助氣體管120供應(yīng)的輔助氣體形成增加 的擋板(baffle)。該增加的擋板延長(zhǎng)輔助氣體的共振時(shí)間。由于至少一些氣體以從輔助氣 體管120流出來通過包覆護(hù)罩700中的孔420并向下流向襯底135花費(fèi)的時(shí)間增加，因此 共振時(shí)間較長(zhǎng)。增加的共振時(shí)間允許增加的離子化效率和輔助氣體的較強(qiáng)分裂。本領(lǐng)域技 術(shù)人員知道與本發(fā)明一致的其它剖面?？筛鶕?jù)特定應(yīng)用來構(gòu)造各種剖面。本發(fā)明在構(gòu)造這種剖面中允許更大靈活性?？?使用與介電材料相比具有更好加工性和更低成本的基體材料來用于形成任何形狀的剖面。 與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式一致，然后用介電涂層預(yù)涂覆這些剖面來形成包覆護(hù)罩。本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠構(gòu)造與本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式一致的很多剖面。圖8中，是用于放電管110靜態(tài)陣列的包覆護(hù)罩800的示例性實(shí)施方式的圖示。 圖8示出了與本發(fā)明一致的可在PECVD工藝中使用的包覆護(hù)罩800的截面視圖。在該示 例性實(shí)施方式中，示出了被包覆護(hù)罩800部分包圍的放電管110和輔助氣體管120的靜態(tài) 陣列。使用諸如金屬之類的基體材料610上的介電涂層520形成的包覆護(hù)罩800被設(shè)置 成使得孔420將從輔助氣體管120出來的氣體通過孔420向下導(dǎo)向襯底135。該示例性實(shí) 施方式中，包覆護(hù)罩800具有稍橢圓的剖面。如前所討論的，可使用與本發(fā)明一致的其它 剖面。本實(shí)施方式也使用沿著放電管110的靜態(tài)陣列的一致剖面。這只是示例性的。本 領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到與本發(fā)明一致的很多變化和修改。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 到，等離子體物種引出柵620能設(shè)置在孔420之上，以獲得在此描述的等離子體物種定向 (directionalization)禾口力口速的益處。根據(jù)圖8中的基體材料，包覆護(hù)罩800也能用于阻擋在天線115之間能量傳輸或 者允許在天線115之間能量傳輸。能量阻擋基體材料610的益處參考圖5進(jìn)行了討論，而 允許在天線之間能量傳輸?shù)囊嫣帉⒖紙D9進(jìn)行討論。從本發(fā)明中不能理解出限制可用作 基體材料610的材料類型。
現(xiàn)在參考圖9，是與本發(fā)明一致的另一實(shí)施方式的圖示。在該實(shí)施方式中，示出 由包覆護(hù)罩900部分包圍的放電管110和輔助氣體管120的靜態(tài)陣列。使用介電分壓器 910 (dielectric divider)放置在放電管110之間而構(gòu)成包覆護(hù)罩900。通過使用定位在 放電管110之間的介電分壓器910，允許在天線115之間能量傳輸。該能量傳輸能夠用于產(chǎn) 生維持每個(gè)放電管110周圍等離子體所需的預(yù)離子化效應(yīng)，同時(shí)天線115處于其功率周期 的空閑相位。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，相鄰天線110可通過定相(phasing)脈沖 源的時(shí)序控制來控制?？蓪?shí)施該定相使得由于從相鄰天線115傳輸?shù)哪芰慷虼司S持等離 子體離子化的最小背景等級(jí)。然后，將介電分壓器910連接至諸如金屬之類的基體材料610。用介電涂層520在 至少任何暴露至放電管110并幫助部分圍繞放電管110的表面上預(yù)涂覆基體材料610。圖 9還示出了使用預(yù)涂覆在諸如金屬之類的擋板材料920上的介電涂層520形成的擋板。已 經(jīng)增加擋板來幫助增加來自輔助氣體管120的氣體的共振時(shí)間?？墒褂闷渌螤詈驮O(shè)計(jì)來 控制其它工藝參數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可用微波反射材料如金屬構(gòu)造擋板材料920，使得通 過天線115發(fā)射出的一些能量將被反射回放電管110周圍的等離子體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到能對(duì)尺寸、形狀、物質(zhì)組成等進(jìn)行與本發(fā)明一致的很多修改。例如，可去除該實(shí)施方 式中的擋板?；蛘?，可改變介電分壓器910的形狀和/和取向以形成擋板。往回參考圖8和9，每一個(gè)都含有放電管110的靜態(tài)陣列。在每一個(gè)放電管內(nèi)是天 線115。該天線115可是線性天線、隙縫天線、非線性天線等。使用介電涂層520以形成包覆 護(hù)罩能幫助減小包覆護(hù)罩的尺寸并由此減小靜態(tài)陣列內(nèi)天線115所需的間隔(spacing)。 在減小的天線115之間的間隔的情況下，能實(shí)現(xiàn)更均勻的膜特性。在小的系統(tǒng)中，天線 115可如圖10中所示的多次級(jí)聯(lián)且可以是每一個(gè)級(jí)聯(lián)天線1060之間的功率開縫(power split)。但是，如果當(dāng)前使用的發(fā)生器存在功率限制，則對(duì)于較大系統(tǒng)該構(gòu)造將不會(huì)產(chǎn)生有 效的功率密度。而且，在同軸微波的典型應(yīng)用中，微波發(fā)生器1010盡可能接近天線接頭(antenna stub) 1040和天線1050設(shè)置以最小化功率損耗。圖10示出了與現(xiàn)有技術(shù)一致的微波波導(dǎo) 1020、阻抗轉(zhuǎn)換部1030、彎管(elbow) 1070、和可移動(dòng)活塞(plunger) 1080。如圖10中可見， 波導(dǎo)1020和阻抗轉(zhuǎn)換部1030的長(zhǎng)度保持微波發(fā)生器1010遠(yuǎn)離天線接頭1040和天線1050。 除由于微波發(fā)生器1010和天線接頭1040之間的較大距離導(dǎo)致的增加的功率損耗之外，波 導(dǎo)1020和阻抗轉(zhuǎn)換部1030的尺寸已使得構(gòu)造和容納PECVD系統(tǒng)不易操作且很困難。利用 現(xiàn)有技術(shù)，PECVD系統(tǒng)的制造已受單個(gè)波導(dǎo)部件可用性的限制。集成波導(dǎo)1020和阻抗轉(zhuǎn)換 部1030能夠減小波導(dǎo)尺寸，以利于可利用性和功率效率。圖11和12示出了與本發(fā)明一致的具有阻抗轉(zhuǎn)換部1100的集成微波波導(dǎo)。如圖 11中可見的，通過將波導(dǎo)和阻抗轉(zhuǎn)換部1110集成到波導(dǎo)區(qū)塊(waveguideblock) 1120中，微 波發(fā)生器1010能被設(shè)置成較接近天線接頭1040和1050，以增加功率密度。雖然圖11和 12中描述了波導(dǎo)區(qū)塊1120作為單片材料，但是其內(nèi)部是具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)， 該描述決沒有限制本發(fā)明的意圖。在另一實(shí)施方式中，波導(dǎo)區(qū)塊1120可包括兩片材料，這 里，具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)在天線接頭1040處連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到 可作出很多與本發(fā)明一致的修改。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)可被加工成由鋁、 銅、黃銅或銀構(gòu)成的波導(dǎo)區(qū)塊1120。這可通過以下方式實(shí)現(xiàn)，將兩個(gè)減縮導(dǎo)管(tapered conduit)適當(dāng)加工成波導(dǎo)區(qū)塊1120使得減縮導(dǎo)管始于波導(dǎo)區(qū)塊表面并終于天線接頭 1040。在該實(shí)施方式中，微波信號(hào)能在整個(gè)波導(dǎo)部分傳輸(transition)，完全集成了波導(dǎo) 1020和阻抗轉(zhuǎn)換部1030。在這種實(shí)施方式中，具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)實(shí)質(zhì)上消 除了任何分離的波導(dǎo)部分。這允許建立較必須使用分離的波導(dǎo)部分1020、彎管1070和阻抗 轉(zhuǎn)換部分1030的波導(dǎo)小很多的具有集成微波波導(dǎo)的波導(dǎo)區(qū)。在另一實(shí)施方式中，兩個(gè)導(dǎo)管可被加工成波導(dǎo)區(qū)1020以形成波導(dǎo)部分。這些導(dǎo)管 可形成自波導(dǎo)區(qū)塊(waveguide block) 1120表面到波導(dǎo)區(qū)1120中的通路(channel)。然后 這些通路可與阻抗轉(zhuǎn)換部分連接以形成具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)。在該實(shí)施方式 中，波導(dǎo)部分和轉(zhuǎn)換部分被部分地集成從而形成具有阻抗轉(zhuǎn)換部1110的集成波導(dǎo)。本領(lǐng)域 技術(shù)人員將知道與本發(fā)明一致的各種修改和變型。圖11和12中還示出了與本發(fā)明一致的設(shè)置在與微波發(fā)生器1010相對(duì)的集成波 導(dǎo)1100 —側(cè)上的可移動(dòng)活塞1080。該可移動(dòng)活塞1080可移動(dòng)以便調(diào)諧波導(dǎo)。圖11和12 中，該可移動(dòng)活塞1080能向上和向下移動(dòng)從而將微波節(jié)點(diǎn)移向天線接頭1040。除了使部件的空間減至最小程度之外，還發(fā)現(xiàn)，如圖12中所示，與天線1050相比， 通過使集成微波波導(dǎo)1100改變90度，進(jìn)一步增加了功率密度。在一個(gè)實(shí)施方式中，單個(gè)級(jí) 聯(lián)功率隙縫天線(single cascade power split antenna) 1210可與本發(fā)明一起使用。如 圖11和12中所示，本發(fā)明中的天線接頭1040可設(shè)置成比圖10中的天線接頭1040更接近。 由于天線接頭1040更接近地設(shè)置在一起，因此天線1050不必是多次功率開縫以便達(dá)到所 需間隙。對(duì)于較大系統(tǒng)，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)之前不可能實(shí)現(xiàn)的有效功率密度。本領(lǐng)域技術(shù)人 員將認(rèn)識(shí)到能作出與本發(fā)明一致的很多修改?？傊似渌?，本發(fā)明提供一種用于制造電子、離子和游離基原子和分子的系 統(tǒng)和方法，用于表面處理和膜化學(xué)特性以及膜結(jié)構(gòu)、形成和改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易認(rèn) 識(shí)到，在本發(fā)明中可作出很多變型和替換、其使用以及其構(gòu)造，以實(shí)現(xiàn)與在此描述的實(shí)施方 式所實(shí)現(xiàn)的結(jié)果基本相同的結(jié)果。因此，并不意圖將本發(fā)明限于所公開的示例性形式。很 多變型、修改和替換結(jié)構(gòu)都落入到在權(quán)利要求中所表達(dá)的已公開發(fā)明的范圍和構(gòu)思內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于在襯底上沉積膜的方法，該方法包括產(chǎn)生多個(gè)第一功率脈沖，該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)都具有第一脈沖振幅；提供該多個(gè)第一功率脈沖到第一放電管；使用該多個(gè)第一功率脈沖在第一放電管附近產(chǎn)生等離子體；維持該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖之間的等離子體使得在該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體；使用等離子體來分解原料氣體；和將至少一部分所分解的原料氣體沉積到襯底上。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中產(chǎn)生多個(gè)第一功率脈沖包括產(chǎn)生多個(gè)第一微波功率脈沖。
3.如權(quán)利要求1的方法，還包括調(diào)制該多個(gè)第一功率脈沖以便維持該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖之間的等 離子體，使得在該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中調(diào)制該多個(gè)第一功率脈沖包括自最初功率振幅上至第一脈沖振幅和之后返回到該最初功率振幅來脈沖發(fā)出該多個(gè) 功率脈沖的每一個(gè)，該最初功率振幅足以維持該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖之間 的等離子體，使得在該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體。
5.如權(quán)利要求1的方法，還包括產(chǎn)生多個(gè)第二功率脈沖，該多個(gè)第二功率脈沖中每一個(gè)都具有第二脈沖振幅； 將該多個(gè)第二功率脈沖提供到第二放電管； 使用該多個(gè)第二功率脈沖在該第二放電管附近產(chǎn)生第二等離子體； 定相該多個(gè)第一功率脈沖和該多個(gè)第二功率脈沖，以便維持該多個(gè)第二功率脈沖中每 一個(gè)之間的該第二等離子體，使得在該多個(gè)第二功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃 該第二等離子體。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中該第二脈沖振幅等于該第一脈沖振幅。
7.如權(quán)利要求5的方法，還包括布置該第一放電管和該第二放電管使得使得從該第一 放電管發(fā)出的能量能傳輸?shù)皆摰诙入x子體。
8.如權(quán)利要求1的方法，還包括提供附加能量給等離子體以便維持該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖之間的等 離子體，使得在該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體。
9.如權(quán)利要求8的方法，其中提供附加能量給等離子體包括增加AC或RF輝光放電源。
10.如權(quán)利要求1的方法，還包括施加能量給PECVD系統(tǒng)的部件以便維持該多個(gè)第一功 率脈沖中每一個(gè)功率脈沖之間的等離子體，使得在該多個(gè)第一功率脈沖中每一個(gè)功率脈沖 期間不再點(diǎn)燃等離子體。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中施加能量給PECVD系統(tǒng)的部件包括將能量施加給輔助 氣體管、原料氣體管、襯底、包覆護(hù)罩和等離子體物種引出柵中至少一個(gè)的至少一部分。
12.一種用于產(chǎn)生等離子體的方法，該方法包括產(chǎn)生功率信號(hào)，該功率信號(hào)包括脈沖振幅和最初功率振幅，該最初功率振幅低于該脈 沖振幅；提供該功率信號(hào)給第一天線；使用該功率信號(hào)在第一天線附近產(chǎn)生等離子體；當(dāng)該功率信號(hào)在該最初功率振幅時(shí)維持等離子體，使得當(dāng)該功率信號(hào)為該脈沖振幅時(shí) 不再點(diǎn)燃等離子體。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中產(chǎn)生該功率信號(hào)包括產(chǎn)生微波功率信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12的方法，其中產(chǎn)生該功率信號(hào)包括產(chǎn)生脈沖的DC功率信號(hào)。
15.如權(quán)利要求12的方法，還包括調(diào)制該功率信號(hào)，以便當(dāng)該功率信號(hào)在最初功率振幅時(shí)維持等離子體，使得當(dāng)該功率 信號(hào)在脈沖振幅時(shí)不再點(diǎn)燃等離子體。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中調(diào)制該功率信號(hào)包括調(diào)制該最初功率振幅，使得該最 初功率振幅足以維持等離子體，從而當(dāng)該功率信號(hào)在脈沖振幅時(shí)不再點(diǎn)燃等離子體。
17.如權(quán)利要求12的方法，還包括產(chǎn)生第二功率信號(hào)，該第二功率信號(hào)包括第二脈沖振幅和第二最初功率振幅，該第二 最初功率振幅小于該第二脈沖振幅； 提供該第二功率信號(hào)給第二天線；使用該第二功率信號(hào)在該第二天線附近產(chǎn)生第二等離子體；和 定相該功率信號(hào)和該第二功率信號(hào)，以便當(dāng)該第二功率信號(hào)在該第二最初功率振幅時(shí) 維持該第二等離子體，使得當(dāng)該功率信號(hào)在該第二功率振幅時(shí)不再點(diǎn)燃第二等離子體。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中該第二脈沖振幅等于該脈沖振幅。
19.如權(quán)利要求12的方法，還包括提供附加能量給等離子體，以便當(dāng)該功率信號(hào)在該最初功率振幅時(shí)維持等離子體，使 得當(dāng)該功率信號(hào)在該脈沖振幅時(shí)不再點(diǎn)燃等離子體。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中提供附加能量給等離子體包括增加AC或RF輝光放電源。
21.如權(quán)利要求12的方法，還包括施加能量給PECVD系統(tǒng)的部件，以便當(dāng)該功率信號(hào)在 該最初功率振幅時(shí)維持等離子體，使得當(dāng)該功率信號(hào)在脈沖振幅時(shí)不再點(diǎn)燃等離子體。
22.如權(quán)利要求21的方法，其中施加功率給PECVD系統(tǒng)的部件包括施加能量給輔助氣 體管、原料氣體管、包覆護(hù)罩和等離子體物種引出柵中至少一個(gè)的至少一部分。
23.如權(quán)利要求12的方法，還包括使用等離子體來產(chǎn)生至少一個(gè)等離子體物種；和使用該至少一個(gè)等離子體物種來處理襯底表面，包括表面改變、膜形成、膜化學(xué)特性改 變和膜結(jié)構(gòu)改變中的至少一種。
24.一種用于產(chǎn)生等離子體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括真空室；容納在該真空室內(nèi)部的放電管；構(gòu)造成產(chǎn)生微波功率信號(hào)的磁電管，該微波功率信號(hào)能被施加到該放電管，該微波功 率信號(hào)在該放電管附近產(chǎn)生等離子體；構(gòu)造成提供功率信號(hào)給該磁電管的電源，該功率信號(hào)包括多個(gè)脈沖，該多個(gè)脈沖中的 每一個(gè)都具有第一脈沖振幅；和功率源，該功率源能夠維持該多個(gè)脈沖中每一個(gè)脈沖之間的等離子體使得在多個(gè)脈沖 中每一個(gè)脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體。
25.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該功率源是第一放電管。
26.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中該電源被配置以調(diào)制提供給該磁電管的功率信號(hào)，以 便在多個(gè)脈沖中每一個(gè)脈沖之間維持等離子體，使得在多個(gè)脈沖中每一個(gè)脈沖期間不再點(diǎn) 燃等離子體。
27.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中該電源被配置以調(diào)制功率信號(hào)，以自最初脈沖振幅上 至第一脈沖振幅并然后返回到最初脈沖振幅來脈沖發(fā)出多個(gè)脈沖中的每一個(gè)，該最初脈沖 振幅足以維持該多個(gè)脈沖中每一個(gè)脈沖之間的等離子體，從而在該多個(gè)脈沖中每一個(gè)脈沖 期間不再點(diǎn)燃等離子體。
28.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該功率源包括容納在該真空室內(nèi)的第二放電管。
29.如權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其中該電源是第一電源，該系統(tǒng)還包括第二磁電管，該第二磁電管被構(gòu)造以產(chǎn)生第二微波功率信號(hào)，該第二微波功率信號(hào)能 被施加給第二放電管，該第二微波功率信號(hào)在該第二放電管附近產(chǎn)生第二等離子體；第二電源，該第二電源被構(gòu)造為將第二功率信號(hào)提供給該第二磁電管，該第二功率信 號(hào)包括多個(gè)第二脈沖，該多個(gè)第二脈沖中的每一個(gè)都具有第二脈沖振幅；和第二控制系統(tǒng)，該第二控制系統(tǒng)連接到第一電源和第二電源以定相多個(gè)脈沖和多個(gè)第 二脈沖，以便在多個(gè)第二脈沖中的每一個(gè)脈沖之間維持第二等離子體，使得在多個(gè)第二脈 沖中每一個(gè)脈沖期間不再點(diǎn)燃第二等離子體。
30.如權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中該第一電源和該第二電源是集成的。
31.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該功率源是輔助氣體管、原料氣體管、襯底、包覆護(hù)罩 和等離子體物種引出柵種中的至少一個(gè)。
32.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中該功率源是AC和RF輝光放電源。
33.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，還包括襯底；和通過等離子體所產(chǎn)生的至少一個(gè)等離子體物種，以處理襯底表面，包括表面改變、膜形 成、膜化學(xué)特性改變和膜結(jié)構(gòu)改變中的至少一種。
全文摘要
描述了一種用于處理襯底表面的系統(tǒng)和方法。一個(gè)實(shí)施方式包括一種用于在襯底上沉積膜的方法，該方法包括產(chǎn)生多個(gè)第一功率脈沖，該多個(gè)第一功率脈沖中的每一個(gè)都具有第一脈沖振幅，提供該多個(gè)第一功率脈沖到第一放電管，使用該多個(gè)第一功率脈沖在第一放電管附近產(chǎn)生等離子體，在該多個(gè)第一功率脈沖中的每一個(gè)功率脈沖之間維持等離子體，使得在該多個(gè)第一功率脈沖中的每一個(gè)功率脈沖期間不再點(diǎn)燃等離子體，使用等離子體來分解原料氣體，和將至少一部分所分解的原料氣體沉積到襯底上。
文檔編號(hào)A62D3/00GK101945689SQ200880127015
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者邁克爾·W·斯托厄爾 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司