具有移動轉盤的等離子體產生裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明一個可能的實施例是等離子體反應腔室和操作其的方法，其中所述等離子體反應腔室包括一組腔室壁和當關閉時氣密密封所述等離子體反應腔室的門；一個或多個RF電極，至少一個RF電極為功率RF電極；以及移動一個或多個樣品靠近所述一個或多個RF電極的結構。
【專利說明】具有移動轉盤的等離子體產生裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般涉及等離子體產生裝置。尤其涉及實際上包括可移動一個或多個樣品通過等離子體場的結構的等離子體產生裝置。
[0002]背景
[0003]等離子體產生裝置可被用于例如等離子體蝕刻、沉積/涂覆、清潔或類似的多種目的，以制造或者進一步處理例如印刷電路板(PCB)或印刷線板(PWB)的多種產品。這些裝置可通過將電磁輻射(例如，對于很多等離子體應用，該電磁輻射可在13.56MHz的射頻或RF上發(fā)出，盡管其他頻率的電磁輻射可用于其他等離子體應用)應用于該裝置處理的內部環(huán)境來產生等離子體場。如果該裝置的內部環(huán)境進一步包括氣體(例如，氟，氧，氯或類似物)，則發(fā)射的電磁輻射可使所述氣體的原子處于將那些原子分裂成電子和離子的高激勵狀態(tài)，然后這些電子和離子與材料(例如，樣品)的原子/分子反應以被等離子體場改變。通過控制例如RF功率、腔室壓力、氣體流量、溫度、暴露時間或類似的多種等離子體場產生參數，多種有用的改變可通過等離子體場施加到樣品上(例如，蝕刻操作)。
[0004]等離子體產生裝置的一種形式是通常包括門和一組壁的等離子體蝕刻裝置，該門和一組壁通常形成具有中空內部的充分密封的等離子體反應腔室。這種形式的中空內部也可包括由電磁輻射(例如，RF)產生系統(tǒng)供電的多個RF電極。等離子體反應腔室可進一步通過真空系統(tǒng)排空并通過氣體系統(tǒng)填充。所有這些系統(tǒng)受到適當的使用操作員界面控制(例如，控制面板)的電子器件/軟件(例如，電子控制器)控制。這些不同的系統(tǒng)可通過該裝置的殼體進行結構支撐。
[0005]RF電極可以是平板型的，且被布置成水平堆疊組。在該組內，RF電極彼此隔開，在功率電極和接地RF電極之間交替。這些電極進一步作為支撐或擱架，以每個樣品被單獨保持在接地電極和功率電極之間的方式保持若干樣品(例如，PCB或類似物)。
[0006]當這樣的等離子體產生裝置被用于精度要求比等離子體蝕刻操作更低的涂覆作用時，液體環(huán)境可取代氣體環(huán)境，盡管氣體環(huán)境可用于涂覆作用。在該涂覆作用中，電極產生的電磁場可從等離子體反應腔室內的液體/氣體中產生隨后作為涂層沉積在樣品上的沉淀(例如，導致PCB/PWB的一般性保護封裝)。
[0007]等離子體產生裝置也可用于多種PCB/PWB制造過程。第一步是形成由夾在非傳導層之間的銅傳導層制成的層疊。然后在層壓板內橫向鉆孔(例如，穿過孔或PTH)以充分提供板的電連接。在一系列隨后的中間過程之后，等離子體產生裝置可被用于清潔(例如，去污)和然后鍍(例如，回蝕)鉆孔。
[0008]這些等離子體操作可從實質上位于(例如，被夾在)功率RF電極和接地RF電極之間的樣品開始，且等離子體反應腔室被關閉或以其他方式密封。然后可引發(fā)真空以從等離子體反應腔室的中空內部除去外面的/周圍的空氣。等離子體形成氣體(例如，氯，氟，氧等)或液體(用于涂覆操作)隨后可被引入等離子體反應腔室的中空內部。然后向中空內部內的RF電極通電來產生電磁場(例如,基于射頻的)以產生等離子體場。等離子體場隨后可作用在樣品上以提供需要的等離子體型操作(例如，蝕刻，去污等)。[0009]當所需的等離子體操作被視為適當完成時，RF電極被斷電；從中空內部去除液體/氣體環(huán)境；而外面的/周圍的空氣被重新引進中空內部。然后等離子體反應腔室可被啟封，經處理的樣品可被從中空內部移出以允許等離子體裝置處理另外的樣品。
[0010]利用堆疊的、隔開的RF電極同時處理若干個樣品的等離子體蝕刻裝置可能會遇到各種各樣的關于等離子體場的產生問題。如果沒有產生恒定而均勻的等離子體場，則會導致非均勻的蝕刻(例如，將一些樣品“未處理好”而將其他樣品“處理過頭”;和/或一個樣品的某些部分“未處理好”而剩余部分“處理過頭”)。這樣受損的等離子體場的產生是由于控制用于等離子體產生的RF電磁發(fā)射(例如，電極基本上像天線一樣作用)中的普遍困難；RF電磁場在等離子體反應腔室內除電極之外的其他點不期望地接地；以及其他因素。
[0011]可能需要的是等離子體反應腔室允許一個或多個樣品移動接近RF電極和移動通過產生的等離子體場的等離子體產生裝置。該樣品移動使得更多能量被施加到RF電極；可能導致接地效應的降低；可能增加對RF電磁場的控制從而得到等離子體場產生方面的更高穩(wěn)定性和均勻性的總體結果。
[0012]這個解決辦法可進一步使得一定量的聚四氟乙烯被置于接近一個或多個RF電極的位置以發(fā)射或以其他方式產生足夠量的等離子體形成氣體，從而可能提供可減少向等離子體反應腔室單獨引入另外的等離子體形成氣體的需求的綠色效應。

【發(fā)明內容】

[0013]本發(fā)明的一個或多個實施例的優(yōu)點
[0014]本發(fā)明的多個實施例可，但不必然，實現(xiàn)一個或多個以下優(yōu)點:
[0015]提供等離子體產生裝置，其等離子體反應腔室的中空內部包括例如可移動地呈現(xiàn)一個或多個樣品靠近電磁場產生電極的轉盤(carousel)的合適的結構；
[0016]移動地呈現(xiàn)一個或多個樣品通過由RF場產生電極所產生的等離子體場的能力；
[0017]提供等離子體產生裝置，其可移動地旋轉一個或多個樣品靠近用于產生等離子體場的電磁場產生電極；
[0018]在相對于RF場產生電極的多個方向移動一個或多個樣品，以使一個或多個樣品受到等離子體場的作用的能力；
[0019]使等離子體在單次操作中以減少接地效應的方式處理若干個樣品的能力；
[0020]靠近RF電極提供一定量的聚四氟乙烯(PTFE)，當通過RF電極激發(fā)時則可減少從等離子體反應腔室外部的源引入的等離子體形成氣體量；
[0021]減少等離子體產生裝置釋放到空氣中的氟化物氣量的能力；
[0022]激發(fā)等離子體反應腔室內的一定量的聚四氟乙烯(PTFE)以發(fā)出等離子體場產生的氟氣的能力；
[0023]提供一個或多個樣品通過等離子體場的移動以使一個或多個樣品受到等離子體作用；以及
[0024]通過旋轉樣品支撐結構移動一個或多個樣品靠近等離子體產生裝置的一個或多個RF電極的能力。
[0025]這些和其他優(yōu)點可通過參考說明書的剩余部分，附圖和摘要來實現(xiàn)。
[0026]本發(fā)明的一個實施例的簡要說明[0027]發(fā)明的一個可能的實施例是等離子體反應腔室，包括:一組腔室壁和當關閉時氣密密封等離子體反應腔室氣密的門；一個或多個RF電極，至少一個RF電極是功率RF電極；以及移動一個或多個樣品靠近一個或多個RF電極的結構。
[0028]發(fā)明的另一個可能的實施例是等離子體反應腔室，包括一組壁和當關閉時可逆地氣密密封等離子體反應腔室的門；一個或多個RF電極，至少一個RF電極是功率RF電極；被一個或多個RF電極激發(fā)的一定量的聚四氟乙烯；靠近功率RF電極支撐一個或多個樣品的結構；其中一個或多個功率RF電極的激發(fā)使得聚四氟乙烯在等離子體反應腔室內發(fā)出等離子體形成氣體。
[0029]發(fā)明的又一個可能的實施例是操作等離子體反應腔室的方法，包括以下步驟但不一定以所顯示的順序:提供可密封和密封時氣密的等離子體反應腔室，該等離子體反應腔室包括一個或多個RF電極和移動一個或多個樣品靠近一個或多個RF電極的結構；從等離子體反應腔室去除氣體；給一個或多個RF電極供電；將等離子體形成氣體引入等離子體反應腔室；在靠近一個或多個RF電極處形成等離子體場；以及移動一個或多個樣品通過等離子體場。
[0030]發(fā)明的還一個可能的實施例是操作等離子體反應腔室的方法，包括以下步驟但不一定以所顯示的順序:提供可密封和密封時氣密的等離子體反應腔室，該等離子體反應腔室包括一個或多個RF電極、靠近一個或多個RF電極支撐一個或多個樣品的結構和靠近一個或多個RF電極放置的一定量的聚四氟乙烯；從等離子體反應腔室去除氣體；給一個或多個RF電極供電；激發(fā)該一定量的聚四氟乙烯以在等離子體反應腔室內產生等離子體形成氣體；以及在靠近一個或多個RF電極處形成等離子體場。
[0031]上述說明相當寬泛地闡述本發(fā)明的一個實施例的概要，以使接下來的詳細說明更好理解和本發(fā)明對本領域的貢獻可被更好地意識到。本發(fā)明的一些實施例可能不包括列在上述概要中的所有功能或特性。當然，發(fā)明的另外的特征將在下面描述和形成權利要求的主題。為此，在詳細解釋發(fā)明的至少一個優(yōu)選的實施例之前，可以理解的是發(fā)明不限于其對下面的說明書所闡述的或附圖所圖解的構造細節(jié)和組件布置的應用。發(fā)明能以其他實施例和以多種方式被實踐和實施。同樣可以理解的是這里使用的措辭和術語是用于說明，不應被視為限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是顯示等離子體反應腔室的一個實施例的本發(fā)明的基本剖切透視圖。
[0033]圖2是本發(fā)明的等離子體反應腔室的另一個實施例的基本剖切透視圖。
[0034]圖3是本發(fā)明的等離子體反應腔室的又一個實施例的基本剖切透視圖。
[0035]圖4是顯示操作本發(fā)明的方法或過程的一個可能的實施例的基本流程示意圖。
【具體實施方式】
[0036]接下來對優(yōu)選實施例的詳細說明參考附圖，其形成本申請的一部分。附圖通過圖解的方式顯示本發(fā)明被實踐的特定實施例?？梢岳斫獾氖窃诓幻撾x本發(fā)明的范圍內可使用其它實施例以及進行結構改變。
[0037]本發(fā)明10可包括等離子體產生裝置20，其產生等離子體且將等離子體用于對置于等離子體產生裝置內的樣品的蝕刻、沉積(例如，涂覆)，清潔和類似操作，以及其操作方法或過程200?；旧先鐖D1所示，等離子體裝置20可包括等離子體反應腔室22，其包含一個或多個RF電極(例如，RF電極一般為平板形，當適當地通電時可產生RF電磁場)；一般用于靠近RF電極24支撐一個或多個樣品12 (例如，移動材料通過等離子體場)的多站轉盤或其他適合結構26 般用于以可控的方式旋轉多站轉盤26的多站轉盤供電系統(tǒng)28 ；用于給RF電極24供電的電極供電系統(tǒng)30 (例如,RF電磁場發(fā)生器)；用于控制多個系統(tǒng)的電子控制器32 ;用于向電子控制器32提供操作員界面的控制面板34，以上所有可被裝置殼體36結構性地支撐。一般為等離子體的產生提供氣體環(huán)境的本發(fā)明10的實施例可進一步包括用于從等離子體反應腔室22去除周圍空氣的真空系統(tǒng)38和根據需要的用于向等離子體反應腔室22引入氣體的氣體供給系統(tǒng)40。
[0038]如果特定步驟或操作需要單獨的或從外部引入氣體進入等離子體反應腔室22，則可使用氣體供給系統(tǒng)40。在本發(fā)明10的實施例中，在適當激發(fā)時使用靠近一個或多個RF電極24的一定量的聚四氟乙烯(PTFE)29(S卩，可購買商標為Teflon?的聚四氟乙烯，E.1.DuPont DeNemours公司的注冊商標,特拉華州威爾明頓市場街1007號，19898)可為等離子體操作提供足夠氟氣，就不需要氣體供給系統(tǒng)40來從單獨的和外部的源提供等離子體形成氣體。氣體供給系統(tǒng)40由進氣口 42、氣體調節(jié)器44和所需氣體(例如，氟、氯、氧等)的罐46組成。進氣口 42可穿透等離子體反應腔室22進入其中空內部48以實質上連續(xù)性地將中空內部48連接至氣體調節(jié)器44，從而以所需的數量、濃度和比例從罐46輸入所選氣體(例如，氯、氟、氧和類似物)。氣體供給系統(tǒng)40 —般位于中空內部48的外面且一般接近等離子體反應腔室22。
[0039]真空系統(tǒng)38由排氣出口或端口 50、真空調節(jié)器52和真空泵54組成。排氣口 50可穿透等離子體反應腔室22以實質上連續(xù)性地將中空內部48連接至一般位于中空內部48外但接近等離子體反應腔室22的真空泵54。真空調節(jié)器52可連接至真空泵54和排氣口50。真空調節(jié)器52開動和關閉真空泵54和/或當需要時控制排氣口 50的孔大小以在真空系統(tǒng)38中及隨后在中空內部48中產生真空(例如，亞大氣壓)。在至少一個實施例中，真空系統(tǒng)50可進一步提供過濾器(未示出)或洗滌器(未示出)以另外中和或控制有害元素，以免其從中空內部48中排出。
[0040]氣體供給系統(tǒng)40、真空系統(tǒng)38、電極供電系統(tǒng)30，轉盤供電系統(tǒng)28和發(fā)明10的其他部件被置于電子控制器(例如，電腦或CPU)32的命令下，電子控制器具有合適的可被編程的軟件以沿著操作者定義的時間框架的某些參數來操作這些系統(tǒng)和其他裝置部件。例如，電子控制器32在同時控制氣體供給系統(tǒng)40和真空系統(tǒng)38時，可適當地管理進入(和排出)中空內部48的所需氣體的流量和壓力。電子控制器32也可以與控制面板34連接，其可提供操作反饋給操作者(未示出)，也可作為界面以便操作者(未示出)提供關于發(fā)明10的整個操作的輸入給電子控制器32。
[0041]等離子體反應腔室22由門56和一組壁58形成，壁58 —般為連續(xù)地連接在一起以一般形成等離子體反應腔室的中空內部48。與壁58相連的門56能以實質上氣密的方式可逆地將中空內部48相對外部環(huán)境密封起來，以一般控制外部環(huán)境到中空內部48的進入。門56可用于控制將樣品12(如PCB/PWB)放置進入(及移出)中空內部48。在至少一個實施例中，門56和壁58可由鋁制成以抵御產生的等離子體場的吸附和損耗。[0042]多站轉盤26可位于中空內部48中，且作為靠近一個或多個RF電極24支撐一個或多個樣品12的裝置。在本發(fā)明10的一個實施例中，多站轉盤26可移動地附連至等離子體反應腔室22。在這個實施例中，多站轉盤26以旋轉運動而移動，以至多站轉盤26的一部分可通過接近一個或多個RF電極24處。在一個形式中，僅使用功率RF電極25且多站轉盤26、壁58、門56或類似物中的任一結構被用于將通電過程接地，而不需要專門的RF接地電極27。
[0043]在多站轉盤轉盤26旋轉通過一對一般被保持為相對且隔開(例如，平行構型)的接地和功率電極25、27之間的實施例中，RF接地電極27被置于多站轉盤26的結構以外，而這一對中的RF功率電極25被置于多站轉盤26的結構以內。發(fā)明10的其他變形可顛倒這些RF電極的位置，使RF接地電極27被置于多站轉盤26的結構以內，而RF功率電極25被置于多站轉盤26的結構以外。
[0044]在其他變形(未示出)中，多站轉盤26可移動通過被部署在靠近轉盤的外邊緣60處的多個RF電極對24 (例如，一個RF功率電極與一個RF接地電極配對)。通常認為這種多電極對24的構造對于電極對產生穩(wěn)定和均勻等離子體場的個體能力具有整體的降低影響。
[0045]在一個實施例中，多站轉盤26具有垂直定向(例如，外形如摩天輪)，然而當用于轉盤可移動安裝于等離子體反應腔室22時可對轉盤26使用多種不同的方向。多站轉盤26利用多種不同結構以支撐(例如移動)一個或多個樣品通過等離子體場。多站轉盤26的一個可能的變形是由兩個輻條輪62構成，這兩個輻條輪62保持為通過置于輻條輪62之間的間隔條64而使其相對隔開但平行的構造。間隔64相互間分隔開以進一步指示沿轉盤的外邊緣60的一系列附連空間68。每一個附連空間68可逆地容納和支撐一個相應的樣品
12。輻條輪62的每個輻條的非環(huán)形端附連至對應的軸轂70，每個軸轂70可移動地附連至也位于中空內部48中的對應的腔室附連點72。每個腔室附連點72附連至一個或多個腔室側壁80。多站轉盤供電系統(tǒng)28可機械連接至多站轉盤26以通過其軸轂70繞等離子體反應腔室的附連點72旋轉多站轉盤26。多站轉盤供電系統(tǒng)28受電子控制器32的控制，從而以所需的速度和持續(xù)時間在至少一對電極24之間連續(xù)地旋轉轉盤的外邊緣60。在一個可能的變形中，多站轉盤供電系統(tǒng)28可通過一個附連點72以機械性地連接至其對應的軸轂70，從而在等離子體反應腔室22內旋轉多站轉盤26。
[0046]在僅使用功率RF電極25的可能的實施例中，功率RF電極25被絕緣地連接至壁58以實質上將功率RF電極27定位在轉盤的外邊緣60 (例如，圓周)的外面之上(接近但不接觸)以另外避免與門56和壁58的其他接觸。
[0047]在使用成對的RF電極的其他實施例中，一個RF電極24(例如，功率電極27)被絕緣地連接至壁58，從而功率RF電極27被保持在轉盤的外邊緣60 (例如，圓周)的外面之上以另外避免與門56和壁58的其他接觸。接地RF電極25位于內部轉盤結構74(例如，在輻條輪62之間)的內部但不接觸。接地RF電極25靠近轉盤的外邊緣60的里面以一般地完成轉盤外邊緣60的一部分的夾層(在一些變形中，接地和功率RF電極的位置可互換)。RF電極對的兩個RF電極24離多站轉盤26有足夠的距離以允許樣品/轉盤的組合可一般地從成對的RF電極24之間自由地通過，但在一起足夠接近以便能夠產生均勻和穩(wěn)定的等離子體場。[0048]RF電極24被連接至電極供電系統(tǒng)30 (例如，RF或射頻電磁場發(fā)生器)。接地RF電極25通過絕緣地通過對應的附連點72/由轂70的電連接(未示出)連接至電極供電系統(tǒng)30。支撐接地RF電極24的機械連接可移動地通過軸轂70以連接，從而絕緣地將接地電極24錨定到壁58。如果僅使用功率RF電極，其可被連接至電極供電系統(tǒng)30，而轉盤26，壁58，門56和類似物作為地被連接至電極供電系統(tǒng)30。
[0049]如圖2所示，發(fā)明10的另一個實施例，多站轉盤26和一個或多個RF電極24具有如前所述的(實質上如圖1所示)一般相同的構造，但附連點72并非錨定至側壁80，而是附連至等離子體反應腔室22的底壁(地面)78和頂壁76 (天花板)從而以水平構造可移動地安裝多站轉盤26 (例如，一般向多站轉盤26提供“旋轉木馬”的外觀)。
[0050]實質上如圖3所示，又一個實施例具有的多站轉盤26有更扁平的盤狀外觀。多站轉盤26構造為輻條輪62，并非將樣品12呈現(xiàn)在轉盤外邊緣60上，而是在轉盤外邊緣60的轉盤側84呈。輻條輪62也可在其中心具有當附連至等離子體反應腔室22的底壁(例如，底面)78時在其對應附連點72上旋轉的軸轂70。轉盤供電系統(tǒng)28可移動通過該附連點72以機械連接至一個軸轂70，以便使多站轉盤26在中空內部48中繞其附連點72旋轉。RF電極24以允許RF電極24被電極供電系統(tǒng)30供電的方式被絕緣地連接至等離子體反應腔室22的壁58。一個這樣的RF電極24 (例如，功率RF電極25)被置于多站轉盤26的頂上并接近轉盤外邊緣60，而其他RF電極24 (例如，RF接地電極27)位于多站轉盤26下方。以這種方式，多站轉盤26旋轉時，多站轉盤的轉盤外邊緣60邊的頂面86和底面88可通過(且一般被夾在)電極對的電極24以單獨移動樣品12通過RF電極24產生的等離子體場。
[0051]在未示出的至少一個實施例中，電極對24進一步包括熱傳遞系統(tǒng)(未示出)，其中功率電極24通過槍鉆鉆孔以提供流體通路(未示出)且功率電極24進一步具有流體通路(未示出)的入口和出口孔。導入管和導出管(未示出)分別連接至入口和出口孔，因而額外地將功率電極24與泵和加熱/冷卻機構(未示出)連接。通路，泵，冷卻機構和類似物被適當地填充合適的熱傳遞流體(未示出)。泵，冷卻機構在電子控制器32的指示下通常冷卻和移動傳遞流體通過通路/導入管和導出管和類似物。以這種方式，熱傳遞系統(tǒng)幫助調節(jié)功率RF電極的操作溫度以促使最理想的等離子體場產生。
[0052]在發(fā)明10的至少一個實施例中，等離子體反應腔室22進一步包括靠近RF電極24放置的一定量的聚四氟乙烯(PTFE) 29，以使RF電極24產生的電磁場與臨近放置的聚四氟乙烯29相互作用以在中空內部48釋放用于等離子體場產生的氟氣。在這樣一個變形中，一個或多個RF電極24(例如，功率RF電極25)被聚四氟乙烯29涂覆。在另一個變形中，聚四氟乙烯層可松散地包裹RF電極24 (例如，RF功率電極25)。
[0053]實質上如圖4所示，操作發(fā)明10的方法或過程200起始于步驟202，選擇樣品和在多站轉盤上放置樣品。這里，等離子體反應腔室的中空內部一開始被通風至外部空氣，并在中空內部具有環(huán)境氣壓。門被打開以通常允許進入中空內部和允許樣品被適當地安置在多站轉盤上(例如，轉盤頂或轉盤外邊緣)。如此放置之后，腔室的門被關閉以通常密封中空內部。實際完成這個步驟之后，過程200繼續(xù)進行步驟204，使內部降壓。
[0054]在步驟204，使內部降壓，啟動真空泵系統(tǒng)(例如，通過控制面板和電子控制器)以將中空內部中存在的初始環(huán)境大氣量減少至操作者指定的亞大氣壓水平。實際完成這個步驟時，方法200通常繼續(xù)進行至步驟206，用已選氣體使等離子體反應腔室加壓，或至步驟208，向等離子體反應腔室引入液體。
[0055]在步驟206，引入液體進入等離子體反應腔室(例如，如為物理液相沉積[PLD]準備)，當樣品通過產生的等離子體場時引入的液體能夠在樣品上沉積涂層。在實際完成這個步驟時，過程200繼續(xù)進行至步驟210，等離子體產生。
[0056]在步驟208，用已選氣體加壓，氣體系統(tǒng)連同真空系統(tǒng)可用于在所需的氣壓、濃度和流速將所需的氣體引入腔室的內部。當等離子體形成氣體在等離子體的產生中用光時，氣體系統(tǒng)用額外數量的等離子體形成氣體替代/補充它。被電子控制器控制的氣體系統(tǒng)(例如，其閥門和傳感器)可用于調節(jié)將所需氣體引入中空內部這一過程的各個方面。
[0057]在發(fā)明使用靠近RF電極放置的一定量的聚四氟乙烯的其他實施例中，RF電極對該一定量的聚四氟乙烯的激發(fā)以連續(xù)釋放用于等離子體場產生的氟氣進入等離子體反應腔室可減少或消除對由氣體系統(tǒng)引入外界和獨立的等離子體形成氣體源的需求。以這種方式，氣體系統(tǒng)供給的等離子體形成氣體量的減少允許發(fā)明通常聲稱綠色或環(huán)境有益效應以及減少其操作成本。實際完成步驟208時，過程200通常進行至步驟210，等離子體產生。
[0058]在步驟210，產生等離子體，等離子體場開始于通常使電磁場發(fā)生器開動以實質上為功率電極供電以產生強的RF(射頻)電磁場。接地RF電極(或轉盤，壁，門等)以接地/返回此能量流回電磁場發(fā)生器。RF電磁場典型地被設定為13.56兆赫茲頻率，以數百瓦的功率施加(實際瓦數通常依賴于應用的規(guī)模)。所獲得的震蕩電磁或RF場通常電離存在的氣體(或液體)分子，剝離出電子，從而建立等離子體場。
[0059]在電磁或RF場的每一個循環(huán)中，電子在腔室內被電加速向上和向下，有時轟擊功率RF電極且有時轟擊腔室壁或接地RF電極。與此同時，重得多的離子響應RF電場相對少地移動。當電子普遍被腔室壁吸收時，它們只是接地而不改變系統(tǒng)的電子狀態(tài)。然而，被吸收入功率RF電極的那些電子可使得功率RF電極由于電磁場發(fā)生器的直流偏壓累積電荷。然后等離子體自身由于相對于自由電子而言更高濃度的正離子而變成稍微正電荷。結果碰撞離子則在等離子體場中與存在的樣品表面發(fā)生化學反應。這一步驟開始之后，過程200進行至步驟212，移動轉盤。
[0060]在步驟212，移動轉盤，多站轉盤供電系統(tǒng)被激活以提供靠近一個或多個RF電極的多站轉盤受控的電動旋轉。利用控制面板來操作電子控制器，轉盤的運動被控制，從而基本保證樣品在等離子體場中存在足夠時間/重復曝光以獲得想要的結果和最小化不想要的改變(例如，樣品“處理過頭”或“未處理好”)。樣品處理結束后，過程200進入到步驟214，從等離子體反應腔室去除樣品。
[0061]在步驟214，從等離子體反應腔室去除樣品，在樣品已以想要的方式或想要的參數通過等離子體過程適當地處理之后，電極功率系統(tǒng)被斷電；液體/氣體被從等離子體反應腔室去除，中空內部被通風到外界環(huán)境以通常在等離子體反應腔室內恢復環(huán)境空氣，且實質上也允許等離子體反應腔室根據需要被冷卻。當周圍環(huán)境普遍被大致恢復且等離子體反應腔室已足夠冷卻時，門可被開啟以解封等離子體反應腔室。被處理的樣品則被從多站轉盤解除，通過手動(或通過轉盤供電系統(tǒng))旋轉多站轉盤以清除靠近一個或多個RF電極的任何樣品。
[0062]被處理樣品通常被從等離子體反應腔室中移出后，過程200然后根據需要回到步驟202來用同樣或新的樣品重復所需的處理。
[0063]結論
[0064]盡管以上說明書包含很多詳細說明，這些不應作為發(fā)明范圍的限制而僅是提供對發(fā)明呈現(xiàn)的一些優(yōu)選實施例的說明。因此，發(fā)明的范圍由附加的權利要求及其法定等同物而不是由給出的不例確定。
[0065]如說明書和附圖所示，本發(fā)明是可用于電路板或類似物的生產的等離子體蝕刻裝置。發(fā)明通過靠近一個或多個RF電極/產生的等離子體場一般移動樣品，促進了當在單次操作中處理若干個樣品時更高的等離子體場產生的均勻性和控制性。使一定量的聚四氟乙烯(PTFE)受到產生的電磁場作用可放出產生等離子體場需要的足量的等離子體形成氣體。這種基于電極的氣體產生過程可能減少單獨引入等離子體反應腔室的中空內部需要的等離子體形成氣體量，從而使發(fā)明更環(huán)保，運行更經濟。
【權利要求】
1.一種等離子體反應腔室，包括: (a)一組腔室壁和一個當關閉時氣密密封等離子體反應腔室的門； (b)一個或多個RF電極，至少一個RF電極為功率RF電極；以及 (c)移動一個或多個樣品靠近所述一個或多個RF電極的結構。
2.根據權利要求1所述的等離子體反應腔室，其中所述結構在等離子體反應腔室內移動以使所述結構的一部分移動靠近所述一個或多個RF電極。
3.根據權利要求2所述的等離子體反應腔室，其中所述結構在等離子體反應腔室內旋轉以使所述結構的一部分旋轉經過所述一個或多個RF電極。
4.根據權利要求2所述的等離子體反應腔室，其中所述結構可移動地安裝在相對于等離子體反應腔室非水平的定向。
5.根據權利要求1所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個RF電極被置于所述結構內。
6.根據權利要求1所述的等離子體反應腔室，其中一個或多個樣品的移動使得所述一個或多個樣品通過位于臨近一個或多個RF電極處的等離子體場。
7.根據權利要求1所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個樣品以非水平的定向被移動經過一個或多個RF電極。
8.根據權利要求1所述的等離子體反應腔室，進一步包括位于臨近一個或多個RF電極處的一定量的聚四氟乙烯，以便所述一個或多個RF電極對所述一定量的聚四氟乙烯的激發(fā)向等離子體反應腔室釋放氟氣以幫助建立等離子體場。`
9.等離子體反應腔室，包括: (a)一組壁和一個當關閉時可逆地氣密密封等離子體反應腔室的門； (b)一個或多個RF電極，至少一個RF電極為功率RF電極； (c)被所述一個或多個RF電極激發(fā)的一定量的聚四氟乙烯； (d)靠近所述功率RF電極支撐一個或多個樣品的結構； 其中所述一個或多個功率RF電極的激發(fā)使得所述一定量的聚四氟乙烯在等離子體反應腔室內釋放等離子體形成氣體以產生等離子體場。
10.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中支撐一個或多個樣品的所述結構移動所述一個或多個樣品靠近一個或多個RF電極。
11.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中支撐一個或多個樣品的所述結構是轉盤，所述轉盤可移動地安裝在等離子體反應腔室內且所述轉盤的至少一部分旋轉經過一個或多個功率RF電極。
12.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個樣品以非水平的定向被移動靠近所述一個或多個RF電極。
13.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個樣品以水平的定向被移動靠近一個或多個RF電極。
14.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個RF電極被置于轉盤的結構內。
15.根據權利要求9所述的等離子體反應腔室，其中所述一個或多個RF電極被置于轉盤的結構外。
16.一種操作等離子體反應腔室的方法，包括以下步驟但不必然以所示的順序: (a)提供當密封時可密封且氣密的等離子體反應腔室，所述等離子體反應腔室包括一個或多個RF電極和移動一個或多個樣品靠近所述一個或多個RF電極的結構； (b)從等離子體反應腔室去除空氣以使其被等離子體產生氣體替代； (c)給所述一個或多個RF電極供電； (d)將等離子體形成氣體引入所述等離子體反應腔室； (e)在臨近一個或多個RF電極處形成等離子體場；以及 (f)移動一個或多個樣品通過所述等離子體場。
17.根據權利要求16所述的方法，其中引入等離子體形成氣體進一步包括激發(fā)臨近所述一個或多個RF電極的一定量的聚四氟乙烯的步驟。
18.根據權利要求16所述的方法,其中移動一個或多個樣品進一步包括移動一個或多個樣品靠近所述RF電極的步驟。
19.根據權利要求16所述的方法，其中移動一個或多個樣品通過所述等離子體場的步驟進一步包括移動所述結構以使所述結構的一部分移動經過所述一個或多個RF電極的步驟。
20.根據權利要求19所述的方法，其中移動所述結構的步驟進一步包括旋轉所述結構以使所述結構的一部分通過所述等離子體場的步驟。
21.一種操作等離子體`反應腔室的方法，包括以下步驟但不必然以所示的順序: (a)提供當密封時可密封且氣密的等離子體反應腔室，所述等離子體反應腔室包括一個或多個RF電極，靠近所述一個或多個RF電極支撐一個或多個樣品的結構，以及位于臨近所述一個或多個RF電極處的一定量的聚四氟乙烯； (b)從等離子體反應腔室去除空氣； (c)給所述一個或多個RF電極供電； (d)激發(fā)所述一定量的聚四氟乙烯以在所述等離子體反應腔室內產生等離子體形成氣體； (e)在臨近所述一個或多個RF電極處形成等離子體場。
22.根據權利要求21所述的方法，其中激發(fā)所述一定量的聚四氟乙烯引入一些氟氣進入所述等離子體反應腔室，從而減少從所述等離子體反應腔室外部的源向所述等離子體反應腔室輸入等離子體形成氣體的需求。
23.根據權利要求22所述的方法，其進一步包括移動所述結構以使所述結構的一部分移動經過所述一個或多個RF電極的步驟。
24.根據權利要求23所述的方法，其中移動所述結構的步驟進一步包括旋轉所述結構以使所述結構的一部分旋轉通過所述等離子體場的步驟。
25.根據權利要求23所述的方法，其中移動所述結構的步驟進一步包括移動所述樣品靠近所述一個或多個RF電極的步驟。
26.根據權利要求23所述的方法，其中移動所述結構的步驟進一步包括移動所述樣品通過所述等離子體場的步驟。
【文檔編號】H05H1/24GK103874315SQ201310757076
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2012年11月29日
【發(fā)明者】格里高利·迪拉吉 申請人:格里高利·迪拉吉