[发明专利]射频天线与其形成方法以及离子源

说明书

技术领域

本发明实施例是有关于一种用于离子电浆源的内部射频天线。特别是，本发明是有关于一种用于离子电浆源、包括一介电绝缘构件的内部射频天线。

背景技术

在半导体加工中以很多种不同方式使用电浆，以各种掺杂质布植晶圆或基板，以电浆沉积或蚀刻薄膜。此种制程牵涉在目标基板的表面上或下有方向性地沉积或离子布植。一般来说，供应能量给一导入腔室的中性气体而产生电浆，以形成植入目标基板内或沉积在目标基板上的带电载子。由产生电浆的任意几种方法以离子化气体，包括但不限制于直流辉光放电、电容式耦合射频及电感式耦合射频等等。

射频源可能具有定位在离子源腔的介电窗外的天线，或者具有定位在离子源腔内部的天线。在具有内部天线的射频源中，感应线圈或射频天线配置在离子源腔的内部，且供应能量去离子化导入腔室的气体。在腔室中的射频天线通常具有线圈的形状，线圈包括延伸穿过腔壁密封件的电源线。既然这些射频天线于离子源腔内暴露在产生的电浆中，天线通常由如玻璃、瓷器(porcelain)及铝土(alumina)等的介电涂层保护。然而，一般经涂布的射频天线线圈寿命受限，因为涂层典型包含微孔或细丝断口，当暴露到腐蚀性的射频电浆材料时，微孔或细丝断口造成介电涂层的材料穿孔。或者，可使用玻璃管以绝缘天线。透过加热及弯曲制程，使这些管的形状对应于被包住的导体材料。既然玻璃的熔点较高，导体材料必须也有较高的熔点，使材料有足够延展性弯成所要形状。两个常用的材料是不锈钢和钛(titanium)。不锈钢电阻率大约69-75x10^-8欧姆-米(Ω-m)，而钛的电阻率大约42x10^-8欧姆-米。高电阻率的导体造成较高的Q因子，Q因子一般参照为发射器线圈的品质因子。如铜(1.7x10^-8欧姆-米)、铝(2.65x10^-8欧姆-米)及银(1.65x10^-8欧姆-米)的导体和不锈钢及钛相比，电阻率低。因此，有较高的电阻率的钛和不锈钢的Q因子大概比具有相当低电阻率的材料(如铜)低约25至45倍。具有高Q材料(如不锈钢及钛)的天线和低Q(铜、铝及银)的天线相比，效率极差，且会遭受感应损失。此外，如果玻璃和金属导体的熔点大不相同，一个可能液化，或相对于彼此变成过度延展。高熔点金属的问题是具有较高的电阻性质，导致没效率、高Q的射频天线。

一些射频天线可使用如铜的导体材料，但接着必须使用比石英低熔点的低等级玻璃，以维持两个材料熔点的可接受范围。然而，低等级玻璃的使用会造成其他不想要的特性，如造成污染问题的溅镀及天线和腔壁电线短路。大范围的溅镀最终将天线外壳(低等级玻璃)穿孔，造成漏水及淹没离子源真空腔壁。关于这些和其他的考量，目前已需要做一些改良。

发明内容

本发明内容以简化型式引入一些观念，下面在实施方式中会进一步描述。发明内容并非以指出申请专利范围标的的主要特征或必要特征为主旨，也不协助决定申请专利范围标的的范畴。

不同的实施例一般实施在具有介电绝缘构件的内部射频天线。在一实施例，揭示用于电浆离子源的射频天线，射频天线包含具有内径及外径的低阻值的金属管、具有内径及外径且包围低阻值的金属管的低摩擦的高分子管，以及包含低摩擦高分子管及低阻值金属管的预成型石英玻璃管，高分子管的内径略大于低阻值金属管的外径。

在另一实施例，揭示具有射频天线的离子源。射频天线包含具有内径及外径的低阻值的金属管、具有内径及外径且包围低阻值金属管的低摩擦高分子管，以及包含低摩擦高分子管及低阻值金属管的预成形石英玻璃管，高分子管的内径略大于低阻值金属管的外径。离子源也包括冷却剂贮槽和电源，冷却剂贮槽和每个末端耦接，而电源和低阻值金属管耦接。冷却剂贮槽储存在低阻值金属管内循环的冷却剂(如水)。电源驱动射频天线。

在另一实施例，描述为离子源形成射频天线的方法，射频天线具有介电绝缘构件。低阻值的空心金属管插入弹性、低摩擦的高分子管，高分子管的内径略为大于低阻值的金属管的外径。在低阻值的空心金属管的一末端内附着一导引线。将包含低阻值的金属管的弹性、低摩擦的高分子管穿入预成形石英玻璃管。在将包含低阻值的金属管的高分子管穿入预成形石英玻璃管之前，在预成形石英玻璃管内施加一液体润滑剂，举例来说，使用推/拉技巧导引低阻值的金属管穿过预成形石英玻璃管。一但低阻值的金属管完全穿入，高分子管可滑出预成形石英玻璃管外，在预成形石英玻璃管内留下低阻值的金属管。

附图说明

图1示出根据本发明一实施例的射频天线系统构件。