[發明專利]用于高溫低壓力環境的細長的容性耦合的等離子體源

有效

• 申請號: 201480045378.1
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN105474362B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: J·C·福斯特;J·約德伏斯基;G·K·鄺;T·T·恩戈;K·格里芬;K·S·柯林斯;柳韌
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

描述了一種用于處理腔室的模塊化等離子體源組件。所述組件包括RF熱電極且具有鄰接電極的側而定位的端部電介質和滑動式接地連接件。密封箔將滑動式接地連接件連接至外殼以提供接地的滑動式接地連接件，所述接地的滑動式接地連接件通過端部電介質與熱電極分開。同軸饋送線穿過導管而進入與處理環境隔離的RF熱電極，使得當等離子體處理區域處于減小的壓力下時，同軸RF饋送線處于大氣壓力下。

背景

本發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耦合的等離子體源。

通常在含有多個腔室的基板處理平臺中執行半導體器件形成。在一些實例中，多腔室處理平臺或群集工具的目的在于，在受控環境中順序地對基板執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目(例如，25個或50個)的基板。批量處理對于以經濟可行的方式來對多個個別的基板執行過于耗時的工藝是尤其有益的，諸如，對于原子層沉積(ALD)工藝以及一些化學氣相沉積(CVD)工藝是尤其有益的。

基板處理平臺或系統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主要受系統占據面積(即，制造工廠中操作所述系統所需的總占地空間)以及系統產量(即，每小時被處理的基板的數目)影響。占據面積通常包括維護所需要的與系統鄰接的接取區域。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進行接取以用于操作和維護，則系統的有效占據面積可仍然過大。

容性耦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Paschen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1cm的間隙中。為了避免偽等離子體，可將間隙控制在0.25mm的數量級上。對于經驗豐富的機械設計者，這是易于實現的。然而，對于一些應用，可能需要在室溫與升高的溫度(例如，200℃)之間操作等離子體源的結構。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。

因此，本領域中需要用于批量反應器的模塊化容性耦合的等離子體源。

發明內容

本發明的一個或更多個實施例涉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、滑動式接地連接件、密封箔以及同軸RF饋送線。細長的外殼具有側壁、電氣接地正面和氣體容積。細長RF熱電極在外殼內，并且具有正面、背面、細長的側以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以在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熱電極與側壁之間。滑動式接地連接件定位在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相對。滑動式接地連接件通過端部電介質來隔離與RF熱電極的直接接觸。密封箔定位在每一個滑動式接地連接件處且與端部電介質相對。密封箔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導體。外導體與電氣接地連通，并且內導體與細長的RF熱電極電氣連通。