[发明专利]用于等离子体腔室电极的RF总线与RF回流总线

说明书

技术领域

本发明大体上是关于将RF功率耦合至用于制造电子装置(例如，半导体、 显示器、太阳电池和固态发光装置)的等离子体腔室的电极。更具体而言，本 发明是关于连接至所述电极的RF总线与RF回流总线导体以及关于RF总线导 体相对于所述电极的定向。本发明改善在腔室内部将RF功率耦合至等离子体 的效率。

背景技术

等离子体腔室通常用于执行制造电子装置(例如，半导体、显示器和太阳 电池)的工艺。这类等离子体制造工艺包括半导体、导体或介电层在工件表面 上的化学气相沉积或在工件表面上蚀刻这类层的选择部分。

图1表示现有技术的等离子体腔室。工件10在腔室内部被支撑在基座12 上。在工件上执行等离子体处理期间，一或多个处理气体通过气体入口歧管 20至26分配到腔室中。气体入口歧管包括歧管后壁20、喷淋头22(也称为气 体分配板或扩散器)和吊架24，这些部件全部共同包围一容积，所述容积是气 体入口歧管的内部26。

气体入口导管28延伸通过歧管后壁20的中心。气源(未显示)供应处理气 体给气体入口导管的上端。处理气体从气体入口导管流入气体入口歧管的内部 26之中，接着通过喷淋头22中的许多气体通道分配到等离子体腔室的内部11 之中。

气体入口歧管20至26也用作电极，以从RF功率供应器将RF功率耦合至 等离子体腔室的内部11中的等离子体，而所述内部11在喷淋头和基座之间。 歧管后壁20、喷淋头22、吊架24和气体入口导管28全为导电的。第一RF 电缆36将RF功率从RF功率供应器32的输出耦合至阻抗匹配网络34。第二 RF电缆30将RF功率从阻抗匹配网络34耦合至气体入口导管28，所述耦合处 用作等离子体腔室的RF输入40。

气体入口导管28电连接至歧管后壁的中心。RF功率呈放射状地从歧管后 壁中心处的气体入口导管向外流过歧管后壁，并流到在歧管后壁的四个侧边的 各侧边处的四个吊架壁24，接着通过四个吊架壁流至喷淋头22的四个侧边。 RF功率从喷淋头耦合至等离子体腔室的内部11中的等离子体，而所述内部11 在喷淋头和基座12之间。

这种现有技术的RF功率连接设计的缺点之一在于呈现在RF输入40(即， 第二RF电缆30电连接至气体入口导管28的位置)的电负载的复数阻抗通常具 有明显大于其电阻分量的电感分量，这在气体入口歧管20至26、阻抗匹配网 络34和连接在它们之间的RF电路系统中产生高峰值电压。这类高峰值电压是 不需要的，因为它可在RF电路系统暴露给大气的部分中导致大气电弧(即，放 电)，且它可导致RF电路系统内部的电容器故障。

发明内容

本发明为将RF功率从等离子体腔室的RF输入耦合至等离子体腔室的内部 的设备和方法。本发明包括连接在RF输入和等离子体腔室电极之间的RF总线 导体。

本发明的一实施方式进一步包括连接至所述腔室的电接地壁的RF回流总 线导体。所述RF总线导体与所述RF回流总线导体具有各自的表面，所述表面 平行且面对彼此。

有利地，所述平行的RF总线与RF回流总线导体降低RF输入和等离子体 腔室电极间之间的电连接的电感。这降低的电感有利地降低RF电路系统内部 的峰值电压。这帮助降低在RF电路系统的暴露给大气的部分中的产生大气电 弧(即，放电)的风险，且这帮助降低RF电路系统内部的电容器故障的风险。

在本发明的另一实施方式中，所述RF总线导体具有横剖面，所述横剖面 具有一最长尺度，所述最长尺度经定向为垂直于最接近所述RF总线导体的所 述等离子体腔室电极表面。有利地，所述RF总线导体的这个定向减少RF功率 至电极区域的寄生电容耦合，而所述电极区域是电极区域的除了打算电连接至 电极的位置之外的区域。

较佳地，所述等离子体腔室电极包括气体入口歧管，所述气体入口歧管包 括：歧管后壁，气体入口导管延伸通过所述歧管后壁；喷淋头，所述喷淋头放 置在所述后壁下方；及喷淋头吊架或其它电导体，喷淋头吊架或其它电导体连 接在后壁和所述喷淋头之间，其中所述RF总线导体连接至所述后壁。

附图说明

图1为现有技术的等离子体腔室的部分示意剖面侧视图，所述等离子体腔 室在气体入口导管处具有RF输入，所述气体入口导管连接至歧管后壁的中心。

图2为根据本发明的等离子体腔室的部分示意剖面侧视图。所述剖面是通 过等离子体腔室的中心取得。