用于高温低压力环境的细长的容性耦合的等离子体源制造技术

描述了一种用于处理腔室的模块化等离子体源组件。所述组件包括RF热电极且具有邻接电极的侧而定位的端部电介质和滑动式接地连接件。密封箔将滑动式接地连接件连接至外壳以提供接地的滑动式接地连接件，所述接地的滑动式接地连接件通过端部电介质与热电极分开。同轴馈送线穿过导管而进入与处理环境隔离的RF热电极，使得当等离子体处理区域处于减小的压力下时，同轴RF馈送线处于大气压力下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术的实施例大体而言关于一种用于处理基板的设备。更特定而言，本专利技术的实施例关于用于如批量处理器之类的处理腔室的模块化容性耦合的等离子体源。通常在含有多个腔室的基板处理平台中执行半导体器件形成。在一些实例中，多腔室处理平台或群集工具的目的在于，在受控环境中顺序地对基板执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多腔室处理平台可仅对基板执行单个工艺步骤；附加的腔室旨在使平台处理基板的速率最大化。在后一种情况下，对基板执行的工艺通常是批量工艺，其中在给定的腔室中同时处理相对大数目(例如，25个或50个)的基板。批量处理对于以经济可行的方式来对多个个别的基板执行过于耗时的工艺是尤其有益的，诸如，对于原子层沉积(ALD)工艺以及一些化学气相沉积(CVD)工艺是尤其有益的。基板处理平台或系统的有效性常常由持有成本(COO)来量化。尽管受许多因素影响，但COO主要受系统占据面积(即，制造工厂中操作所述系统所需的总占地空间)以及系统产量(即，每小时被处理的基板的数目)影响。占据面积通常包括维护所需要的与系统邻接的接取区域。因此，尽管基板处理平台可相对较小，但是如果需要从所有的侧进行接取以用于操作和维护，则系统的有效占据面积可仍然过大。容性耦合的等离子体源为人所熟知，并且在半导体制造中被大加利用。当在中等压力(1-25托)下操作此类源时，对RF热电极与接地表面之间的间隙的控制对于避免杂散等离子体的点火可能是重要的。如果电场是足够的，则甚至绝缘体之间的小间隙也可“点燃”。等离子体的点火取决于压力与间隙距离之间的乘积，通过图1中的Paschen曲线来说明。当压力与间隙距离之间的乘积在1-10托-厘米的数量级时，点火电压处于最小。对于所考虑的1-25托压力范围，最低点火电压将处于0.4mm至1cm的间隙中。为了避免伪等离子体，可将间隙控制在0.25mm的数量级上。对于经验丰富的机械设计者，这是易于实现的。然而，对于一些应用，可能需要在室温与升高的温度(例如，200℃)之间操作等离子体源的结构。对适应热膨胀的需要将需要控制间隙并避免伪等离子体的新设计。因此，本领域中需要用于批量反应器的模块化容性耦合的等离子体源。
技术实现思路
本专利技术的一个或更多个实施例涉及一种模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含细长的外壳与细长的RF热电极、端部电介质、滑动式接地连接件、密封箔以及同轴RF馈送线。细长的外壳具有侧壁、电气接地正面和气体容积。细长RF热电极在外壳内，并且具有正面、背面、细长的侧以及限定细长轴的第一端与第二端。细长的RF热电极与正面间隔开以在RF热电极的正面与细长的外壳的正面之间形成间隙。端部电介质与RF热电极的第一端和第二端中的每一端都接触，并且在RF热电极与侧壁之间。滑动式接地连接件定位在RF热电极的第一端和第二端中的一者或更多者处且与端部电介质相对。滑动式接地连接件通过端部电介质来隔离与RF热电极的直接接触。密封箔定位在每一个滑动式接地连接件处且与端部电介质相对。密封箔形成细长的外壳的正面与滑动式接地连接件之间的电气连接。同轴RF馈送线穿过细长的外壳，并且包括由绝缘体分开的外导体和内导体。外导体与电气接地连通，并且内导体与细长的RF热电极电气连通。本专利技术的附加实施例涉及模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含细长的外壳、外壳内的细长的RF热电极、电介质隔片、接地板以及同轴RF馈送线。细长的外壳具有侧壁、电气接地正面以及气体容积。细长的RF热电极具有正面、背面、细长的侧以及限定细长轴的第一端与第二端。细长的RF热电极与正面间隔开以在RF热电极的正面与细长的外壳的正面之间形成间隙。电介质隔片在外壳内，并且邻接细长的RF热电极的背面而定位。接地板在外壳内，并且定位在电介质隔片的、与RF热电极相对的侧上，并且所述接地板连接至电气接地。通道延伸穿过接地板和电介质隔片。同轴RF馈送线穿过细长的外壳，并且包括由绝缘体分开的外导体和内导体。外导体与接地板电气连通，并且内导体穿过接地板和电介质隔片中的通道且与细长的RF热电极电气连通。当间隙处于减小的压力下时，通道处于大气压力下。进一步的实施例涉及模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含楔形细长的外壳、楔形RF热电极、端部电介质、滑动式接地连接件、密封箔以及同轴RF馈送线。楔形细长的外壳包括内周端、外周端、连接内周端与外周端的两个侧壁、包含从中穿过的多个开口的电气接地正面以及气体容积。楔形RF热电极在外壳内且具有主体，所述主体具有正表面、背表面、细长的侧、与内周端邻接的第一端以及与外周端邻接的第二端，RF热电极的正表面与外壳的正面间隔开以形成间隙。端部电介质与RF热电极的第一端和第二端中的每一端都接触。滑动式接地连接件定位在RF热电极的第二端处且与端部电介质相对，并且滑动式接地连接件通过端部电介质来隔离与RF热电极的直接接触。密封箔邻接滑动式接地连接件而定位且与端部电介质相对，并且所述密封箔在细长的外壳的正面与滑动式接地连接件之间形成电气连接。RF馈送线穿过细长的外壳，并且包括由绝缘体分开的外导体和内导体。外导体与电气接地连通，并且内导体与RF热电极电气连通。附图说明因此，为了可详细地理解本专利技术的上文所描述的特征的方式，可参考实施例更具体地描述上文简要概述的本专利技术，一些实施例在所附附图中图示。然而，应当注意，所附附图仅图示出本专利技术的典型实施例，并且因此不应视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他同等有效的实施例。图1示出氩的Paschen曲线；图2示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的、配置有四个气体喷射器组件以及具有加载站的四个容性耦合的楔形等离子体源的基板处理系统的示意性平面图；图3示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的台板的示意图，所述台板旋转晶片通过等离子体区域；图4示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的等离子体源组件的示意图；图5示出图4的等离子体源组件的部分的展开图；图6示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的等离子体源组件的部分的示意图；图7示出图4的等离子体源组件的部分的展开图；图8示出图4的等离子体源组件的部分的展开图；图9示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的楔形等离子体源组件的部分的示意图；图10示出根据本专利技术的一个或更多个实施例的楔形等离子体源组件的局部透视图；图11示出根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含：细长的外壳，所述细长的外壳具有侧壁、电气接地正面以及气体容积；细长的RF热电极，所述细长的RF热电极在所述外壳内，所述细长的RF热电极具有正面、背面、细长的侧以及限定细长轴的第一端与第二端，所述细长的RF热电极与所述正面间隔开以在所述RF热电极的正面与所述细长的外壳的正面之间形成间隙；端部电介质，所述端部电介质与所述RF热电极的所述第一端和所述第二端中的每一端都接触，并且在所述RF热电极与所述侧壁之间；滑动式接地连接件，所述滑动式接地连接件定位在所述RF热电极的所述第一端和所述第二端中的一者或更多者处且与所述端部电介质相对，所述滑动式接地连接件通过所述端部电介质来隔离与所述RF热电极的直接接触；密封箔，所述密封箔定位在每一个滑动式接地连接件处且与所述端部电介质相对，所述密封箔在所述细长的外壳的正面与所述滑动式接地连接件之间形成电气连接；以及同轴RF馈送线，所述同轴RF馈送线穿过所述细长的外壳，所述同轴RF馈送线包括由绝缘体分开的外导体和内导体，所述外导体与电气接地连通，并且所述内导体与所述细长的RF热电极电气连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.16 US 61/867,020;2014.08.15 US 14/460,6831.一种模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含：
细长的外壳，所述细长的外壳具有侧壁、电气接地正面以及气体容积；
细长的RF热电极，所述细长的RF热电极在所述外壳内，所述细长的RF
热电极具有正面、背面、细长的侧以及限定细长轴的第一端与第二端，所述细
长的RF热电极与所述正面间隔开以在所述RF热电极的正面与所述细长的外
壳的正面之间形成间隙；
端部电介质，所述端部电介质与所述RF热电极的所述第一端和所述第二
端中的每一端都接触，并且在所述RF热电极与所述侧壁之间；
滑动式接地连接件，所述滑动式接地连接件定位在所述RF热电极的所述
第一端和所述第二端中的一者或更多者处且与所述端部电介质相对，所述滑动
式接地连接件通过所述端部电介质来隔离与所述RF热电极的直接接触；
密封箔，所述密封箔定位在每一个滑动式接地连接件处且与所述端部电介
质相对，所述密封箔在所述细长的外壳的正面与所述滑动式接地连接件之间形
成电气连接；以及
同轴RF馈送线，所述同轴RF馈送线穿过所述细长的外壳，所述同轴RF
馈送线包括由绝缘体分开的外导体和内导体，所述外导体与电气接地连通，并
且所述内导体与所述细长的RF热电极电气连通。
2.如权利要求1所述的模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组
件进一步包含：
电介质隔片，所述电介质隔片在所述外壳内，并且邻接所述细长的RF热
电极的背面而定位；以及
接地板，所述接地板在所述外壳内，并且定位在所述电介质隔片的、与所
述RF热电极相对的侧上，所述接地板连接至电气接地。
3.如权利要求2所述的模块化等离子体源组件，其中，所述同轴RF馈送
线的所述外导体连接至所述接地板。
4.如权利要求2所述的模块化等离子体源组件，其中，所述内导体延伸穿
过所述接地板和所述电介质隔片中的通道，并且连接至所述细长的RF热电极。
5.如权利要求4所述的模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组
件进一步包含RF热电极真空密封件和电介质真空密封件，使得当所述间隙处
于减小的压力下时，延伸穿过所述接地板的通道处于大气压力下，其中，所述
RF热电极真空密封件在至所述细长的RF热电极连接处围绕所述内导体，所述
电介质真空密封件在所述电介质隔片与所述接地板的界面处围绕所述通道。
6.如权利要求2所述的模块化等离子体源组件，其中，所述外壳以及所述
RF热电极、所述电介质隔片与所述接地板中的每一者都是楔形的，并且具有
内周缘、以及外周缘、以及两个细长的侧，所述第一端限定所述壳的所述内周
缘，并且所述第二端限定所述外壳的所述外周缘。
7.如权利要求6所述的模块化等离子体源组件，其中，所述外壳的正面包
含从中穿过的多个开口，所述多个开口形成以相对于所述外壳的所述细长轴的
角度而旋转的孔图案。
8.一种模块化等离子体源组件，所述模块化等离子体源组件包含：
细长的外壳，所述细长的外壳具有侧壁、电气接地正面以及气体容积；
细长的RF热电极，所述细长的RF热电极在所述外壳内，所述细长的RF
热电极具有正面、背面、细长的侧以及限定细长轴的第一端与第二端，所述细
长的RF热电极与所述正面间隔开以在所述RF热电极的正面与所述细长的外
壳的正面之间形成间隙；
电介质隔片，所述电介质隔片在所述外壳内，并且邻接所述细长的RF热
电极的背面而定位；
接地板，所述接地板在所述外壳内，并且定位在所述电介质隔片的、与所
述RF热电极相对的侧上，所述接地板连接至电气接地；
通道，所述通道延伸穿过所述接地板和所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·福斯特，J·约德伏斯基，G·K·邝，T·T·恩戈，K·格里芬，K·S·柯林斯，柳韧，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US