横向等离子体/自由基源制造技术

描述了一种等离子体源组件，所述等离子体源组件包含具有RF热电极和返回电极的壳体。所述壳体包括界定流动路径的气体入口和正面。所述RF热电极包括基本上平行于所述流动路径定向的第一表面。所述返回电极包括第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的第一表面相隔开以形成间隙。还描述了与所述等离子体源组件相结合的处理腔室和使用所述等离子体源组件的方法。

Transverse plasma / free radical

A plasma source assembly comprising a housing having an RF thermoelectric pole and a return electrode is described. The housing includes a gas inlet and a face defining a flow path. The RF thermoelectric pole includes a first surface substantially parallel to the flow path. The return electrode includes a first surface that is substantially oriented parallel to the flow path and is spaced apart from the first surface of the RF thermoelectric pole to form a gap. Also described are a process chamber in combination with the plasma source assembly and a method of using the plasma source assembly.

【技术实现步骤摘要】
横向等离子体/自由基源
本公开的实施方式一般涉及一种用于处理基板的设备。更具体来说，本公开的实施方式涉及与如批量处理器的处理腔室一起使用的模块化电容耦合等离子体源。
技术介绍
半导体器件的形成常常在包含多个腔室的基板处理平台中进行。在一些情况下，多腔室式处理平台或群集工具的目的在于在受控环境中在基板上顺序地执行一或多个工艺。然而，在其他情况下，多腔室式处理平台可以仅对基板执行单个处理步骤；额外的腔室意在最大化由平台处理基板的速率。在后一情况下，对基板执行的工艺通常是批量工艺，其中相对大量的基板(例如，25个或50个)在给定腔室中被同时处理。批量处理对于以经济上可行的方式在单独基板上执行起来过于耗时的工艺而言是尤其有益的，所述工艺诸如原子层沉积(ALD)工艺和一些化学气相沉积(CVD)工艺。一些ALD系统，尤其是具有旋转基板平台的空间ALD系统，受益于模块化等离子体源，即，能够容易地插入所述系统的来源。所述等离子体源由其中产生等离子体的腔以及将工件暴露至带电粒子流和活性化学自由基物种的路径组成。热ALD和CVD工艺常常结合用于膜质量增强的处理。这些处理通常包含高能或反应物种。等离子体源是这些物种的主要来源。等离子体源的一些关注问题包括高能离子轰击和由于溅射产生而来自等离子体源的材料污染。需要最小化由溅射材料引起的基板污染同时维持均匀的等离子体密度的等离子体源。
技术实现思路
本公开的一或多个实施方式涉及等离子体源组件，所述等离子体源组件包含壳体、RF热电极、和返回电极。壳体具有界定流动路径的气体入口和正面。气体入口允许气流沿着流动路径移动以穿过壳体并离开正面。RF热电极在所述壳体中并具有基本上平行于所述流动路径定向的第一表面。返回电极在所述壳体中并具有第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的第一表面相隔开以形成间隙。本公开的另外实施方式涉及处理腔室，所述处理腔室包含基座组件和气体分配组件。基座组件在所述处理腔室中并具有顶表面以支承多个基板并围绕中心轴旋转多个基板。气体分配组件具有面对所述基座组件顶表面的前表面，用以将气流导向所述基座组件的顶表面。气体分配组件包括等离子体源组件，所述等离子体源组件包含楔形壳体、至少一个RF热电极和至少一个返回电极。楔形壳体具有界定所述壳体主轴的内周端部和外周端部。壳体亦具有第一侧面、第二侧面、气体入口和正面。气体入口和正面界定流动路径且所述气体入口允许气流沿着所述流动路径移动以穿过所述壳体并离开所述正面。至少一个RF热电极在所述壳体中并具有基本上平行于流动路径定向的第一表面。至少一个返回电极在所述壳体中并具有第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极相隔开以形成间隙。等离子体源组件的楔形壳体的正面定位在距所述基座组件的顶表面约1mm至约5mm范围内的距离处。本公开的进一步实施方式涉及处理基板的方法。基板定位在与气体分配组件附近的基座组件上。气体分配组件包括等离子体源组件，所述等离子体源组件包含楔形壳体、至少一个RF热电极和至少一个返回电极。楔形壳体具有界定所述壳体主轴的内周端部和外周端部。壳体具有第一侧面、第二侧面、气体入口和正面。气体入口和正面界定流动路径且所述气体入口允许气流沿着所述流动路径移动，以穿过所述壳体并离开所述正面。至少一个RF热电极在所述壳体中并具有基本上平行于流动路径定向的第一表面。至少一个返回电极在所述壳体中并具有第一表面，所述第一表面基本平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的第一表面相隔开以形成间隙。气体流经所述楔形壳体的气体入口进入在所述RF热电极与所述返回电极间的间隙。将所述RF热电极通电以在所述间隙中形成等离子体并将所述基板暴露至所述等离子体。附图说明因此，为了能够详细理解本公开的实施方式的上述特征结构所用方式，上文所简要概述的本公开的更具体的描述可以参考各个实施方式进行，一些实施方式例示在附图中。然而，应当注意，附图仅仅示出本公开的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。图1示出根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的示意性剖面图；图2示出根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的立体图；图3示出根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的示意图；图4示出根据本公开的一或多个实施方式的气体分配组件前侧的示意图；图5示出根据本公开的一或多个实施方式的处理腔室的示意图；图6示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性剖面图；图7示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的部分立体图；图8示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的部分立体图；图9示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的部分示意性侧视图；图10A和图10B示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性仰视图；图11示出根据本公开的一或多个实施方式的具有蛇形电极的等离子体源组件的示意性仰视图；图12示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性仰视图；图13显示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件电极的部分剖面侧视示意图；图14示出根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件电极的部分剖面侧视示意图；以及图15示出根据本公开的一或多个实施方式的处理腔室的剖面图。具体实施方式本公开的实施方式提供一种基板处理系统，所述基板处理系统用于连续基板沉积以最大化产量并改进处理效率。所述基板处理系统还可以用于沉积前和沉积后的等离子体处理。如本说明书和随附权利要求书中所用，术语“基板”和“晶片”可互换地使用，两者均指工艺作用于其上的表面或表面的部分。本领域的技术人员将会理解，提到基板还可仅指基板的一部分，除非上下文明确地另外指明。另外，提到在基板上沉积可以表示裸露基板和具有一或多个膜或特征沉积或形成在其上的基板两者。如本说明书和随附权利要求书中所用，术语“反应气体”、“前驱物”、“反应剂”等等可互换地使用以表示包括与基板表面反应的物种的气体。例如，第一“反应气体”可简单地吸附到基板表面上，并且可用于与第二反应气体进一步化学反应如本说明书和随附权利要求书中所用，术语“低压”表示低于约100Torr，或低于约75Torr，或低于约50Torr，或低于约25Torr的压力。例如，定义为在约1Torr至约25Torr的范围内的“介质压力”为低压。旋转平台腔室被视为用于众多应用。在此腔室中，一或多个晶片被置于旋转固持器(“平台”)上。随着平台旋转，晶片在各处理区域间移动。例如，在ALD中，处理区域将晶片暴露至前驱物和反应剂。另外，出于增强膜生长或改良膜性质的目的，暴露的等离子体可被用作反应剂或用于处理所述膜或基板表面。当使用旋转平台ALD腔室时，本公开的一些实施方式提供ALD膜的均匀沉积和后处理(例如，致密化)。旋转平台ALD腔室可以通过传统时域处理或通过空间ALD来沉积膜，在传统时域处理中将整个晶片暴露至第一气体、净化并随后暴露至第二气体，在空间ALD中将晶片的一些部分暴露至第一气体且一些部分暴露至第二气体以及所述晶片穿过这些气流移动来沉积所述层。如本说明书和随附权利要求书中所用，术语“饼形”和“楔形”可互换地使用以描述一般呈圆扇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体源组件，所述等离子体源组件包括：壳体，所述壳体具有界定流动路径的气体入口和正面，所述气体入口允许气流沿着所述流动路径移动以穿过所述壳体并离开所述正面；在所述壳体中的RF热电极，所述RF热电极具有基本上平行于所述流动路径定向的第一表面；以及在所述壳体中的返回电极，所述返回电极具有第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的所述第一表面相隔开以形成间隙。

【技术特征摘要】
2015.11.20 US 62/258,3861.一种等离子体源组件，所述等离子体源组件包括：壳体，所述壳体具有界定流动路径的气体入口和正面，所述气体入口允许气流沿着所述流动路径移动以穿过所述壳体并离开所述正面；在所述壳体中的RF热电极，所述RF热电极具有基本上平行于所述流动路径定向的第一表面；以及在所述壳体中的返回电极，所述返回电极具有第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的所述第一表面相隔开以形成间隙。2.如权利要求1所述的等离子体源组件，进一步包括第二返回电极，所述第二返回电极具有第一表面，所述第一表面基本上平行于所述流动路径定向并与所述RF热电极的第二表面相隔开以形成第二间隙，所述RF热电极的所述第二表面与所述RF热电极的所述第一表面相对。3.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述返回电极是接地电极。4.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述返回电极是不同于所述RF热电极的通电电极。5.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中在所述RF热电极和所述返回电极间的间隙是在约4mm至约15mm的范围内。6.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中在所述RF热电极和所述返回电极间的间隙从在所述气体入口附近的较窄间隙变化为在所述正面附近的较宽间隙。7.如权利要求6所述的等离子体源组件，其中与在所述正面附近相比，在所述气体入口附近的所述RF热电极的厚度是较大的。8.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极具有在约3mm至约11mm的范围内的厚度。9.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极具有在约8mm至约40mm的范围内的高度。10.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述壳体是楔形的。11.如权利要求10所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极和返回电极沿着所述壳体的主轴延伸。12.如权利要求10所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极和返回电极垂直于所述壳体的主轴延伸。13.如权利要求10所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极具有蛇形形状且所述返回电极具有互补形状以沿着所述蛇形形状的长度基本上维持相同的间隙。14.如权利要求10所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极具有垂直于所述壳体的主轴延伸的多个指状件。15.如权利要求14所述的等离子体源组件，其中所述返回电极具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·萨布莱曼尼，K·甘加基德加，A·乔杜里，J·C·福斯特，N·南塔瓦拉努，K·贝拉，P·A·克劳斯，F·豪斯曼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US