用于高溫低壓力環(huán)境的細長的容性耦合的等離子體源的制作方法
【專利說明】用于高溫低壓力環(huán)境的細長的容性輔合的等離子體源
[000。 背景
[0002] 本發(fā)明的實施例大體而言關于一種用于處理基板的設備。更特定而言，本發(fā)明的 實施例關于用于如批量處理器之類的處理腔室的模塊化容性禪合的等離子體源。
[0003] 通常在含有多個腔室的基板處理平臺中執(zhí)行半導體器件形成。在一些實例中，多 腔室處理平臺或群集工具的目的在于，在受控環(huán)境中順序地對基板執(zhí)行兩個或更多個工 藝。然而，在其他實例中，多腔室處理平臺可僅對基板執(zhí)行單個工藝步驟;附加的腔室旨在 使平臺處理基板的速率最大化。在后一種情況下，對基板執(zhí)行的工藝通常是批量工藝，其中 在給定的腔室中同時處理相對大數(shù)目（例如，25個或50個）的基板。批量處理對于W經(jīng)濟可 行的方式來對多個個別的基板執(zhí)行過于耗時的工藝是尤其有益的，諸如，對于原子層沉積 (ALD)工藝W及一些化學氣相沉積(CVD)工藝是尤其有益的。
[0004] 基板處理平臺或系統(tǒng)的有效性常常由持有成本(COO)來量化。盡管受許多因素影 響，但COO主要受系統(tǒng)占據(jù)面積（即，制造工廠中操作所述系統(tǒng)所需的總占地空間）W及系統(tǒng) 產(chǎn)量（即，每小時被處理的基板的數(shù)目）影響。占據(jù)面積通常包括維護所需要的與系統(tǒng)鄰接 的接取區(qū)域。因此，盡管基板處理平臺可相對較小，但是如果需要從所有的側(cè)進行接取W用 于操作和維護，則系統(tǒng)的有效占據(jù)面積可仍然過大。
[0005] 容性禪合的等離子體源為人所熟知，并且在半導體制造中被大加利用。當在中等 壓力（1-25托)下操作此類源時，對RF熱電極與接地表面之間的間隙的控制對于避免雜散等 離子體的點火可能是重要的。如果電場是足夠的，則甚至絕緣體之間的小間隙也可"點燃"。 等離子體的點火取決于壓力與間隙距離之間的乘積，通過圖1中的化SChen曲線來說明。當 壓力與間隙距離之間的乘積在1-10托-厘米的數(shù)量級時，點火電壓處于最小。對于所考慮的 1-25托壓力范圍，最低點火電壓將處于0.4mm至Icm的間隙中。為了避免偽等離子體，可將間 隙控制在0.25mm的數(shù)量級上。對于經(jīng)驗豐富的機械設計者，運是易于實現(xiàn)的。然而，對于一 些應用，可能需要在室溫與升高的溫度(例如，200°C)之間操作等離子體源的結(jié)構(gòu)。對適應 熱膨脹的需要將需要控制間隙并避免偽等離子體的新設計。
[0006] 因此，本領域中需要用于批量反應器的模塊化容性禪合的等離子體源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個或更多個實施例設及一種模塊化等離子體源組件，所述模塊化等離 子體源組件包含細長的外殼與細長的RF熱電極、端部電介質(zhì)、滑動式接地連接件、密封錐W 及同軸RF饋送線。細長的外殼具有側(cè)壁、電氣接地正面和氣體容積。細長RF熱電極在外殼 內(nèi)，并且具有正面、背面、細長的側(cè)W及限定細長軸的第一端與第二端。細長的RF熱電極與 正面間隔開W在RF熱電極的正面與細長的外殼的正面之間形成間隙。端部電介質(zhì)與RF熱電 極的第一端和第二端中的每一端都接觸，并且在RF熱電極與側(cè)壁之間?；瑒邮浇拥剡B接件 定位在RF熱電極的第一端和第二端中的一者或更多者處且與端部電介質(zhì)相對?；瑒邮浇拥?連接件通過端部電介質(zhì)來隔離與RF熱電極的直接接觸。密封錐定位在每一個滑動式接地連 接件處且與端部電介質(zhì)相對。密封錐形成細長的外殼的正面與滑動式接地連接件之間的電 氣連接。同軸RF饋送線穿過細長的外殼，并且包括由絕緣體分開的外導體和內(nèi)導體。外導體 與電氣接地連通，并且內(nèi)導體與細長的RF熱電極電氣連通。
[0008] 本發(fā)明的附加實施例設及模塊化等離子體源組件，所述模塊化等離子體源組件包 含細長的外殼、外殼內(nèi)的細長的RF熱電極、電介質(zhì)隔片、接地板W及同軸RF饋送線。細長的 外殼具有側(cè)壁、電氣接地正面W及氣體容積。細長的RF熱電極具有正面、背面、細長的側(cè)W 及限定細長軸的第一端與第二端。細長的RF熱電極與正面間隔開W在RF熱電極的正面與細 長的外殼的正面之間形成間隙。電介質(zhì)隔片在外殼內(nèi)，并且鄰接細長的RF熱電極的背面而 定位。接地板在外殼內(nèi)，并且定位在電介質(zhì)隔片的、與RF熱電極相對的側(cè)上，并且所述接地 板連接至電氣接地。通道延伸穿過接地板和電介質(zhì)隔片。同軸RF饋送線穿過細長的外殼，并 且包括由絕緣體分開的外導體和內(nèi)導體。外導體與接地板電氣連通，并且內(nèi)導體穿過接地 板和電介質(zhì)隔片中的通道且與細長的RF熱電極電氣連通。當間隙處于減小的壓力下時，通 道處于大氣壓力下。
[0009] 進一步的實施例設及模塊化等離子體源組件，所述模塊化等離子體源組件包含模 形細長的外殼、模形RF熱電極、端部電介質(zhì)、滑動式接地連接件、密封錐W及同軸RF饋送線。 模形細長的外殼包括內(nèi)周端、外周端、連接內(nèi)周端與外周端的兩個側(cè)壁、包含從中穿過的多 個開口的電氣接地正面W及氣體容積。模形RF熱電極在外殼內(nèi)且具有主體，所述主體具有 正表面、背表面、細長的側(cè)、與內(nèi)周端鄰接的第一端W及與外周端鄰接的第二端，RF熱電極 的正表面與外殼的正面間隔開W形成間隙。端部電介質(zhì)與RF熱電極的第一端和第二端中的 每一端都接觸。滑動式接地連接件定位在RF熱電極的第二端處且與端部電介質(zhì)相對，并且 滑動式接地連接件通過端部電介質(zhì)來隔離與RF熱電極的直接接觸。密封錐鄰接滑動式接地 連接件而定位且與端部電介質(zhì)相對，并且所述密封錐在細長的外殼的正面與滑動式接地連 接件之間形成電氣連接。RF饋送線穿過細長的外殼，并且包括由絕緣體分開的外導體和內(nèi) 導體。外導體與電氣接地連通，并且內(nèi)導體與RF熱電極電氣連通。
【附圖說明】
[0010] 因此，為了可詳細地理解本發(fā)明的上文所描述的特征的方式，可參考實施例更具 體地描述上文簡要概述的本發(fā)明，一些實施例在所附附圖中圖示。然而，應當注意，所附附 圖僅圖示出本發(fā)明的典型實施例，并且因此不應視為限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明可允 許其他同等有效的實施例。
[0011] 圖1示出氣的化SChen曲線；
[0012] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的、配置有四個氣體噴射器組件W及 具有加載站的四個容性禪合的模形等離子體源的基板處理系統(tǒng)的示意性平面圖；
[0013] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的臺板的示意圖，所述臺板旋轉(zhuǎn)晶片 通過等離子體區(qū)域；
[0014] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的等離子體源組件的示意圖；
[0015] 圖5示出圖4的等離子體源組件的部分的展開圖；
[0016] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的等離子體源組件的部分的示意圖；
[0017] 圖7示出圖4的等離子體源組件的部分的展開圖；
[0018] 圖8示出圖4的等離子體源組件的部分的展開圖；
[0019] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的模形等離子體源組件的部分的示意 圖；
[0020] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的模形等離子體源組件的局部透視 圖；
[0021] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的模形等離子體源組件的橫截面透 視圖；W及
[0022] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個或更多個實施例的模形等離子體源組件的主視圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明的實施例提供一種用于連續(xù)的基板沉積的基板處理系統(tǒng)W使產(chǎn)量最大化 并改善處理效率?；逄幚硐到y(tǒng)還可用于沉積前和沉積后的等離子體處理。
[0024] 如本說明書和所附權利要求書中所使用，可互換地使用術語"基板"和"晶片"，運 兩個術語都是指工藝所作用的表面或表面的部分。還將由本領域技術人員理解的是，除非 上下文另外清楚地指示，否則對基板的引用還可指示基板的僅部分。另外，對基板上的沉積 的引用可意味著裸基板W及具有沉積或形成在其上的一個或更多個膜或特征的基板。
[0025] 如本說明書和所附權利要求書中所使用，可互換地使用術語"反應性氣體"、"前 體"、"反應物"等W意指包括可與基板表面反應的物質(zhì)的氣體。例如，第一"反應性氣體"可 僅僅吸附到基板的表面上，并且可用于與第二反應性氣體的進一步化學反應。
[0026] 正考慮將旋轉(zhuǎn)臺板腔室用于許多應用。在此類腔室中，在旋轉(zhuǎn)式固持器（"臺板"） 上放置一個或更多個晶片。隨著臺板旋轉(zhuǎn)，晶片在各個處理區(qū)域之間移動。例如，在ALD中， 處理區(qū)域?qū)⑹咕┞队谇绑w和反應物。另外，等離子體暴露對于適當?shù)靥幚砟せ虮砻鎃 獲得增強的膜生長或獲得所需的膜特性可能是必需的。當使用旋轉(zhuǎn)式臺板ALD腔室時，本發(fā) 明的一些實施例提供ALD膜的均勻的沉積和后處理(例如，致密化）。
[0027] 旋轉(zhuǎn)式臺板ALD腔室可通過傳統(tǒng)的時域工藝沉積薄膜或通過空間ALD來沉積膜，在 所述傳統(tǒng)的工藝中，整個晶片暴露于第一氣體，經(jīng)凈化且隨后暴露于第二氣體中，在所述空 間ALD中，晶片的部分暴露于第一氣體且部分暴露于第二氣體，并且晶片移動穿過運些氣流 沉積了層。
[0028] 本發(fā)明的實施例可與直線型處理系統(tǒng)或轉(zhuǎn)動式處理系統(tǒng)中的任一者一起使用。在 直線型處理系統(tǒng)中，等離子體退出外殼的區(qū)域的寬度跨正面的整個長度是基本上相同的。 在轉(zhuǎn)動式處理系統(tǒng)中，外殼大體可W是"餅形的"或"模形的"。在模形