[发明专利]用于旋转基座的等离子体源

说明书

等离子体源组件包含具有主体的RF热电极与至少一个返回电极，至少一个返回电极与RF热电极间隔开，以提供其中可以形成等离子体的间隙。RF馈送连接到RF热电极，而位于距离RF热电极的内周端一距离处，所述距离小于或等于RF热电极的长度的约25％。

技术领域

本公开的实施方式大致上关于用于处理基板的设备。更具体地说，本公开的实施方式关于用于如批处理器的处理腔室的模块化等离子体源。

背景技术

半导体装置的形成通常在含有多个腔室的基板处理平台中进行。在一些情况中，多腔室处理平台或群集工具的目的是用以在经控制环境中依序在基板上执行两或更多个处理。然而，在其他情况中，多腔室处理平台可以在基板上仅执行单一处理步骤；附加腔室意欲最大化平台处理基板的速率。在后者的情况中，在基板上执行的处理通常为批处理，其中在给定腔室中同时处理相对大数目的基板(例如，25个或50个)。批处理对于以经济上可行的方式在独立基板上执行过于耗时的处理为特别有利的，例如原子层沉积(ALD)处理及一些化学气相沉积(CVD)处理。

一些ALD系统(特别是具有旋转基板工作台的空间ALD系统)得益于模块化等离子体源，亦即，可容易地插入到系统中的源。等离子体源由产生等离子体的容积组成，以及将工件暴露于带电粒子的通量与活性化学自由基物质的方式。

热ALD与CVD处理经常结合用于膜质量增强的加工。这些加工通常包含能量或反应物质。等离子体源为这些物质的主要来源。等离子体源的一些问题包括通过离子的能量轰击以及由于溅射而从等离子体源对材料的污染。

对于具有旋转基座(亦称为工作台)的任何系统中的线性径向等离子体源而言，在晶片内径处的等离子体暴露(加工)大于外径处约2.7倍。因此，对于均匀的等离子体暴露而言，等离子体在外径处应该比在内径处更强。因此，本领域需要在旋转工作台处理系统中实现均匀等离子体暴露的等离子体源。

发明内容

本公开的一或多个实施方式关于包含具有内周边缘、外周边缘、及前沿面的壳体的等离子体源组件。壳体包括气体入口，以形成来自气体入口的流动路径，以允许气体流动穿过壳体并离开前沿面中的开口。RF热电极位于壳体内，并具有细长主体，细长主体具有靠近壳体的内周边缘的内周端以及靠近壳体的外周边缘的外周端，并定义RF热电极的长度。返回电极具有细长主体，细长主体延伸于壳体的内周边缘与外周边缘之间。返回电极与RF热电极间隔开，以提供其中可形成等离子体的间隙。RF馈送连接到RF热电极，而位于距离RF热电极的内周端一距离处，所述距离小于或等于RF热电极的长度的约25％。

本公开的附加实施方式关于处理腔室，所述处理腔室包含基座组件与气体分配组件。基座组件在处理腔室内，并具有顶表面，以支撑并围绕中心轴旋转多个基板。气体分配组件具有面向基座组件的顶表面的前表面，以引导气体流向基座组件的顶表面。气体分配组件包括等离子体源组件，等离子体源组件包含具有内周边缘、外周边缘、及前沿面的壳体。壳体包括气体入口，以形成来自气体入口的流动路径，以允许气体流动穿过壳体并离开前沿面中的开口。RF热电极在壳体内。RF热电极具有细长主体，细长主体具有第一表面与第二表面，且具有靠近壳体的内周边缘的内周端以及靠近壳体的外周边缘的外周端，并定义RF热电极的长度。第一返回电极在壳体内。第一返回电极具有细长主体，细长主体延伸于壳体的内周边缘与外周边缘之间。第一返回电极与RF热电极的第一表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第一间隙。第二返回电极在壳体内。第二返回电极具有细长主体，细长主体延伸于壳体的内周边缘与外周边缘之间。第二返回电极与RF热电极的第二表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第二间隙。RF馈送连接到RF热电极，而位于距离RF热电极的内周端一距离处，所述距离小于或等于RF热电极的长度的约25％。等离子体源组件的壳体的前沿面定位于距离基座组件的顶表面约1mm至约5mm的范围的一距离处。在RF热电极的内周端处产生的离子通量小于在RF热电极的外周端处产生的离子通量。