动态电极等离子体系统的制作方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及使用离子进行衬底处理的领域。更明确地说，本发明的实施例涉及用于将离子束提供到衬底的系统和结构。
【背景技术】
[0002]目前的基于等离子体的处理系统包含衬底在其中保持固定同时浸渍在包围衬底的等离子体中的设备，以及在邻近于等离子体腔室或等离子体源的处理腔室中使用衬底的扫描的设备。后一种类型的设备促进使用相对紧凑的离子或等离子体源，这是因为在给定时间，仅衬底的一部分需要暴露到来自等离子体的离子。举例来说，一些配置使用等离子体腔室，其中长方形提取组装件用于提取具有细长横截面的离子束。
[0003]为了将整个衬底暴露到来自等离子体源的离子，沿着给定方向邻近于提取组装件而扫描衬底。在任何情况下，由提取组装件的大小和形状界定的衬底的一部分暴露到具有细长横截面的离子束，所述离子束可与正处理的衬底一样宽、比所述衬底宽或比所述衬底窄。这种做法的优点在于暴露部分沿着扫描衬底的方向仅需窄达几厘米乃至几毫米。以这种方式，可使用至少沿着一个方向具有小于正暴露的衬底的尺寸的等离子体(离子)源，这可允许处理大衬底而不需要使用匹配或超过衬底大小的等离子体源。
[0004]然而，在这些等离子体系统中，处理腔室可显著大于等离子体源腔室以便适应衬底扫描。这对等离子体处理系统的各种组件(包含处理腔室外壳组件、扫描驱动器、栗和其它组件)造成负担。随着衬底扩大到较大的大小，预期到这些组件中有一些或全部伴随着扩大。这进一步对等离子体处理设备制造商和工具使用者(例如，可使用这些系统的半导体制造商、太阳电池制造商和其它装置制造商)造成负担。
【发明内容】
[0005]提供此
【发明内容】
以按简化形式介绍概念的选择，下文在实施方式中进一步描述所述概念。此
【发明内容】
不希望确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不希望辅助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]本揭示的实施例涉及用于使用等离子体或其它紧凑离子源进行离子处理的方法和系统。在一个实施例中，一种用于处理衬底的系统包含:等离子体腔室，用于在其中产生等离子体。所述系统还包含:处理腔室，用于容纳所述衬底，其中所述处理腔室邻近于所述等离子体腔室。所述系统还包含:可旋转引出电极，设置在所述等离子体腔室与所述衬底之间，其中所述可旋转引出电极经配置以从所述等离子体提取离子束，且还经配置以通过绕引出电极轴旋转来使所述离子束在所述衬底上方扫描，而不需要所述衬底的移动。
[0007]在另一实施例中，一种处理衬底的方法包含:在等离子体腔室中产生等离子体;将衬底置于衬底固持器上，以使得衬底表面面向所述等离子体腔室；以及通过在使可旋转引出电极旋转的同时以所述可旋转引出电极从所述等离子体腔室提取离子束来使所述离子束跨越所述衬底而扫描。
【附图说明】
[0008]图1为根据本发明的实施例的示范性处理系统的示意性描绘。
[0009]图2A为根据本发明的实施例的另一示范性处理系统的第一配置的示意性描绘。
[0010]图2B为图2A的处理系统的第二配置的示意性描绘。
[0011]图3描绘图2A的处理系统的操作的一种情况。
[0012]图4描绘图2A的处理系统的操作的另一情况。
[0013]图5A和图5B呈现根据各种实施例的使用可旋转提取孔径来使离子束在衬底上方扫描的几何结构的细节。
[0014]图5C描绘示范性提取板；
[0015]图6为根据本发明的实施例的另一示范性处理系统的示意性描绘。
[OO16 ]图7A描绘图6的处理系统的操作的一种情况。
[0017]图7B描绘图6的处理系统的操作的另一情况。
[0018]图8A描绘在使用本发明的实施例的可旋转引出电极的第一情况下的离子束几何结构的细节。
[0019]图SB描绘在使用图8A的可旋转引出电极的第二情况下的离子束几何结构的细节。
[0020]图9A和图9B呈现根据额外实施例的使用可旋转提取孔径来使离子束在衬底上方扫描的几何结构的细节。
[0021]图10呈现根据各种实施例的使用可旋转提取孔径而暴露到脉冲化离子的图案化衬底的几何结构的细节。
【具体实施方式】
[0022]现将在下文中参考附图更全面地描述本发明的实施例，附图中绘示了各种实施例。然而，本揭示的主题的范围可按许多不同形式体现且不应视为限于本文中所阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本揭示将为详尽且完整的，且将向所属领域的技术人员全面地传达主题的范围。在图式中，相同参考数字在全文中指相同元件。
[0023]本发明的实施例提供用于使用离子来处理衬底的新颖系统和设备。在各种实施例中，处理系统包含紧凑处理腔室，其中可使用离子束来处理整个衬底，而不需要所述衬底的平移移动。这减轻对用于适应大的衬底的线性平移的线性衬底驱动机构和较大处理腔室的需要。
[0024]图1描绘可用于使用离子来处理衬底的示范性处理系统100。处理系统100包含容纳衬底台102的处理腔室101。衬底台102包含支撑衬底124的衬底台板103。邻近于腔室壁105而设置了经配置以产生离子的等离子体腔室(离子源腔室)104。气体源(未图示)可将气态物质提供到等离子体腔室104以在电力施加到等离子体腔室104时形成等离子体。在各种实施例中，等离子体腔室104的等离子体源(功率源)可为原位的或远程的电感性耦合的等离子体源、电容性耦合的等离子体源、螺旋波源、微波源，或任何其它类型的等离子体源。在所展示的笛卡尔坐标系统的X-Y平面内，等离子体腔室104可具有正方形形状、长方形形状、圆形形状或其它形状。在一些实施例中，功率源108可为通过电感性或电容性耦合而产生等离子体的射频(RF)产生器。在此上下文中，所述实施例不受限制。此外，处理系统100包含偏压源110，其操作详述于下文中。
[0025]处理系统100和下文所揭示的那些其它实施例可用于执行衬底的各种类型的离子处理，包含:对衬底进行离子注入;对衬底进行离子蚀刻，包含衬底的图案化特征的蚀刻;将离子沉积到衬底上；以及其它工艺。在此上下文中，所述实施例不受限制。
[0026]如图1中进一步展示，处理系统100包含可旋转引出电极120，其设置在等离子体腔室104与衬底124之间。可旋转引出电极120经配置以绕引出电极轴R旋转，其中引出电极轴R在所展示的笛卡尔坐标系统中沿着X方向延伸。可旋转引出电极120包含可在X方向上伸长的孔径121。在这个实施例和此后诸图中所揭示的其它实施例中，引出电极轴R可平行于腔室壁105的腔室壁表面107。
[0027]如关于此后诸图详述，可旋转引出电极120可从等离子体腔室104提取离子以便通过孔径121将离子束引导到衬底124。随着可旋转引出电极经受旋转，此离子束可跨越衬底124而扫描，而不需要衬底的移动(例如，沿着Y方向的平移移动)。在各种实施例中，可旋转引出电极可具有曲线结构(例如，圆柱形形状)，且可如(例如)图5A所说明沿着X方向而伸长。
[0028]在图1的实施例中，可旋转引出电极120至少部分设置在处理腔室101内。在这种布置中，开口 122设置在等离子体腔室104中，以使得气态物质在等离子体腔室与可旋转引出电极之间传递。这可促进在由可旋转引出电极界定的空穴区域内形成等离子体，如下文所论述。
[0029]现参看图2A，展示具有可旋转引出电极120的另一处理系统150的实施例。在这个实施例中，处理腔室106配备有可旋转衬底台112，其中可旋转衬底台112经配置以将衬底124从图2A所示的装载位置移动到图2B所示的处理位置。在所展示的实施例中，可旋转衬底台包含衬底台板118和连接到旋转构件114的径向构件或径向部分116。旋转构件114经配置以绕轴Pl旋转，其中轴Pl可平行于引出电极轴R。如图2B所说明，衬底124的处理位置相对于装载位置构成九十度的旋转。然而，其它配置是可能的，包含衬底装载位置与处理位置之间的180度或270度旋转。此外，仅涉及平移运动或旋转运动与平移运动的组合以在装载位置与处理位置之间变动衬底台板的可移动衬底台的配置是可能的。在此上下文中，所述实施例不受限制。
[0030]此外，在其它配置中，等离子体腔室可位于处理腔室的顶部上，以使得处理位置中的衬底面向上，或等离子体腔室可位于处理腔室之下，以使得处理位置中的衬底面向下。在此上下文中，所述实施例不受限制。在图2A和图2B所示的处理位置中，衬底124可按照各种方式固持到衬底台板118。举例来说，静电卡盘、真空卡盘或机械夹持组件可用于固持衬底台板118。在此上下文中，所述实施例不受限制。
[0031 ]图2A和图2B的实施例的特征在于整个衬底124可暴露到从等离子体腔室104提取的离子，而不需要执行衬底124的任何平移运动。换句话说，衬底124可保持固定或可在暴露到离子期间仅绕其轴倾斜或旋转。这允