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TW201903193A - 改良式電極組合件 - Google Patents

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TW201903193A
TW201903193A TW107110838A TW107110838A TW201903193A TW 201903193 A TW201903193 A TW 201903193A TW 107110838 A TW107110838 A TW 107110838A TW 107110838 A TW107110838 A TW 107110838A TW 201903193 A TW201903193 A TW 201903193A
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拉梅許 柏卡
傑森Ｍ 雪勒
傑Ｄ 賓森二世
路克 波恩卡特
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

提供一種電漿處理設備，包含：一射頻功率來源；一直流功率來源；一腔室，該腔室封閉一處理容積；及一基板支撐組件，該基板支撐組件設置於該處理容積中。該基板支撐組件包含：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件將該射頻功率來源及該直流功率來源與該電極耦合。

Description

改良式電極組合件
本揭示案的實施例一般相關於用於處理基板的設備及方法。
在積體電路及其他電子裝置的製造中，通常使用電漿處理以用於沉積或蝕刻多種材料層。通常使用高頻功率(例如射頻(RF)功率)以產生電漿，例如在處理腔室內部。可應用RF功率至處理腔室的一個或更多個部分，例如處理腔室的氣體分配組件或處理腔室中的基板支撐。當RF功率應用至基板支撐時，通常也應用直流(DC)偏壓至基板支撐以在處理期間將基板夾至基板支撐。
一般而言，電漿處理提供熱處理上的許多優點。例如，電漿增強化學氣相沉積(PECVD)允許以相較於類比的熱處理更低溫度及更高沉積率來執行沉積處理。然而，以升高溫度來執行一些電漿處理，例如大於攝氏200度，例如自約攝氏300度至約攝氏500度的溫度。
以大於攝氏200度的溫度來使用傳統RF系統(例如，應用RF功率及DC偏壓至基板支撐的RF系統)可造成出現問題。例如，處理期間提供RF功率(例如，應用至基板支撐)至多種腔室處理部件的效應對其他處理部件及操作(例如DC偏壓的應用及基板支撐的電阻性加熱)隨著增加的溫度而增加。一般而言，使用以將RF供電及非RF供電的部件電性絕緣的多種絕緣材料的介電屬性隨著溫度增加而降級，因而使得找尋防止多種處理腔室部件在電漿處理期間變得損壞的改良方式為必要，該損壞導因於高溫電漿處理期間應用至多種腔室部件的RF功率。例如，意圖使用在傳統RF腔室中使用的基板支撐可導致在台座的基板支撐表面的上方表面處找到沉積於RF偏壓電極上的介電材料的分層。
因此，具有針對用於以升高溫度電漿處理的改良方法及設備之需求。
本揭示案的實施例一般相關於電漿處理設備及其使用方法。在一個實施例中，提供一種電漿處理設備，包含：一射頻功率來源；一直流功率來源；一腔室，該腔室封閉一處理容積；及一基板支撐組件，該基板支撐組件設置於該處理容積中。該基板支撐組件包含：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件將該射頻功率來源及該直流功率來源與該電極耦合。
在另一實施例中，提供一種基板支撐組件，包含：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件包括一第一傳導繩、一第二傳導繩、及一內部連接，該內部連接將該第一傳導繩及該第二傳導繩與該電極連接。
在另一實施例中，提供一種電漿處理設備，包含：一射頻功率來源；一直流功率來源；一腔室，該腔室封閉一處理容積；及一基板支撐組件，該基板支撐組件設置於該處理容積中。該基板支撐組件包含：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件將該射頻功率來源及該直流功率來源與該電極耦合。該電漿處理設備進一步包含：一冷卻組件，且該基板支撐組件進一步包含耦合至該冷卻組件的一通道，且該冷卻組件經配置以引導一冷卻流體以流經該通道。該電漿處理設備進一步包含一氣體來源，其中該基板支撐組件進一步包括一管道，該管道將該氣體來源耦合至該基板支撐表面。該電漿處理設備進一步包含一高溫計，該高溫計具有一光管，該光管延伸經過該管道至該基板支撐表面。
以下細節描述僅為本質示範且不意圖限制本揭示案或申請案及本揭示案的使用。進一步地，不意圖受限於先前的技術領域、先前技術、簡述的發明內容或以下詳細描述中呈現的任何表示或暗示的理論。
第1圖為根據一個實施例的電漿處理設備100的示意側面橫截面描繪圖。該設備包含腔室101，其中一個或更多個薄膜可沉積於基板110上或替代地自腔室101中設置的基板110蝕刻。腔室101包含腔室主體102、基板支撐組件105、及氣體分配組件104，氣體分配組件104均勻地分配氣體進入腔室101的處理容積106。基板支撐組件105包含基板支撐108、基座115、連接基座115至基板支撐108的主幹114、及驅動系統103。基板支撐組件105設置於處理容積106內。在一些實施例中，基板支撐108可為台座。基板支撐108具有基板支撐表面109以在基板110設置於腔室101中時支撐基板110。基板支撐108可藉由主幹114可移除地設置於處理容積106中，主幹114延伸經過腔室主體102。主幹114及基座115可連接至驅動系統103及伸縮套管(未展示)以允許基板支撐108升起、降低及/或旋轉。
基板支撐組件105進一步包含設置於基板支撐108中的電極112。電極112電性連接至RF功率以產生處理容積106中的電場以產生電漿以處理基板110，如下方所述。進一步地，在一些實施例中，電極112也可電性連接至DC功率以產生DC偏壓，可使用DC偏壓以靜電地在處理期間將基板110夾至基板支撐108，如下方所述。在一個實施例中，電極112包括傳導網格，例如設置於介電材料內的含鎢或鉬的傳導網格，使用該介電材料以形成基板支撐108的區塊。基板支撐108可由陶瓷材料形成，例如氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiN)、碳化矽(SiC)、諸如此類。主幹114可由絕緣材料形成，例如陶瓷(例如AlN、SiC、石英)。可由例如鋁、不鏽鋼、或其他所需材料來建構基座115。
電漿處理設備100進一步包含電性耦合至電極112的RF電路170。基板支撐組件105進一步包含傳導繩122以電性連接RF電路170至電極112。RF電路170可經配置以產生處理容積106中的電場以產生處理容積106內的電漿以處理基板110。可在基板支撐108中的電極112及連接至電性接地的氣體分配組件104之間產生電場。RF電路170可包含RF功率來源171及在RF功率來源171及電極112之間耦合的匹配電路172。在一些實施例中，RF功率來源171可供應13.56 MHz的RF功率。在其他實施例中，RF功率來源171可供應60 MHz的RF功率。而在其他實施例中，RF功率來源171可經配置以供應13.56 MHz及/或60 MHz。RF功率來源171可經配置以供應功率自約100 Watts至約5000 Watts的RF功率，例如約100 Watts至約1000 Watts，或甚至約200 Watts及約600 Watts之間。匹配電路172可經配置以控制約25歐姆及約100歐姆之間的電漿負載阻抗，例如約50歐姆。
電漿處理設備100進一步包含電性耦合至電極112的DC電路175。傳導繩122可電性耦合DC電路175至電極112。因此，傳導繩122可同時電性耦合RF電路170及DC電路175至電極112。可使用DC電路175以在處理期間靜電地將基板110夾至基板支撐108。DC電路175包含DC功率來源176及在DC功率來源176及電極112之間耦合的RF濾波器177。可使用RF濾波器177以保護DC功率來源176免於來自RF電路170的高頻功率。DC功率來源176可經配置以產生正或負的DC電壓。例如，在一些實施例中，DC功率來源可經配置以產生自約+10k VDC至約-10k VDC的DC電壓，例如自約+5k VDC至約-5k VDC，例如自約+2k VDC至約-2k VDC。RF電路170及DC電路175之每一者皆經由基板支撐組件105的基座115中的內部連接組件230(見第2圖)耦合至電極112，如下方所述。
基板支撐組件105進一步包含設置於基板支撐108中的複數個加熱元件150。雖然基板支撐組件105被描述為包含複數個加熱元件150，基板支撐組件的一些實施例可僅包含單一加熱元件。在一些實施例中，如所描繪，複數個加熱元件150可設置於電極112下方，允許設置電極112較複數個加熱元件150更靠近基板110。複數個加熱元件150一般提供電阻性加熱至基板110，且可包含任何可行材料，例如傳導金屬線(例如，耐火金屬線)、圖案化金屬層(例如，鉬、鎢、或其他耐火金屬層)或其他相似傳導結構。
電漿處理設備100可進一步包含電性耦合至複數個加熱元件150的加熱電路160。基板支撐組件105可進一步包含複數個傳導繩155以電性連接加熱電路160至複數個加熱元件150。加熱電路160可進一步包含在加熱功率來源165及複數個加熱元件150之間耦合的RF濾波器166。可使用RF濾波器166以保護加熱功率來源165免於來自RF電路170的高頻功率。
電漿處理設備100可進一步包含上方介紹的氣體分配組件104。氣體分配組件104包含氣體入口通路116以自氣體流動控制器120輸送氣體進入氣體分配分歧管118。氣體分配分歧管118包含複數個孔洞或噴嘴(未展示)，經由該複數個孔洞或噴嘴，氣體混和物在處理期間被注射進入處理容積106。氣體分配組件104可連接至電性接地以允許RF能量應用至基板支撐108中的電極112，以產生處理容積106內的電場，使用該電場以產生用於處理基板110的電漿。
可選地，腔室101可進一步包含陶瓷環123、絕緣體125、及調節環124。放置陶瓷環123於氣體分配分歧管118下方。在一些實施例中，氣體分配分歧管118可直接設置於陶瓷環123上。絕緣體125繞著基板支撐108設置於腔室主體102的突出部上。調節環124設置於陶瓷環123及絕緣體125之間，將調節環124與腔室主體102電性絕緣。調節環124典型地由傳導材料製成，例如鋁、鈦、或銅。如第1圖中所描繪，在基板110的處理期間繞著基板支撐108及基板110同心地放置可選的調節環124。
電漿處理設備100進一步包含可選的第一RF調節器135。可選的調節環124電性耦合至第一RF調節器135。第一RF調節器135包含經由電感器L1終止於接地的可變電容器128(例如，可變真空電容器)。第一RF調節器135也包含電性耦合與可變電容器128並聯的第二電感器L2以提供用於低頻RF的路徑至接地。第一RF調節器135也包含放置於調節環124及可變電容器128之間的感應器130(例如，電壓/電流(V/I)感應器)，以使用於控制流經調節環124及可變電容器128的電流。
系統控制器134控制多種部件的功能，例如驅動系統103、可變電容器128、加熱功率來源165、RF功率來源171、及DC功率來源176。系統控制器134執行儲存於記憶體138中的系統控制軟體。系統控制器134包括部分或所有的一個或更多個積體電路(IC)及/或其他電路部件。在一些情況中，系統控制器134可包含中央處理單元(CPU)(未展示)、內部記憶體(未展示)、及支援電路(或I/O)(未展示)。CPU可為電腦處理器的任何形式的其中一者，以使用以控制多種系統功能及支援硬體且監視所控制的及腔室101內的處理。記憶體耦合至CPU，且可為一個或更多個易取得記憶體，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟、或任何其他形式的數位儲存、在本端或遠端。軟體指令(或電腦指令)及資料可經編碼及儲存於記憶體內以對CPU下指令。軟體指令可包含決定在任何瞬時的時間該執行哪個工作的程式。支援電路也連接至CPU而以傳統方式支援處理器。支援電路可包含快取、功率供應、時脈電路、時間電路、輸入/輸出電路、子系統、諸如此類。
在電漿處理設備100的腔室101中，在供應的電極112及接地的氣體分配分歧管118之間經由產生的電漿建立RF路徑。在一些實施例中，RF電路170可進一步包含可變電容器(未展示)，以允許調整用於RF路徑經由電極112的阻抗。調整的阻抗可造成耦合至氣體分配分歧管118的RF場中的改變及經由氣體分配分歧管118的RF返回電流中的對應改變。因此，可在電漿處理期間跨基板110的表面調變處理容積106中的電漿。控制RF場及調變RF返回電流可因而以改良的中央至邊緣沉積厚度均勻性或蝕刻移除均勻性導致在沉積薄膜上較高的處理率或自基板110蝕刻材料。
進一步地，在一些實施例中，在電極112及調節環124之間建立額外RF路徑。此外，藉由改變可變電容器128的電容，用於經由調節環124的RF路徑的阻抗改變，依序造成耦合至調節環124的RF場中的改變。例如，可藉由變化可變電容器128的總電容來達成最大電流及調節環124的對應最小阻抗。因此，也可跨基板110的表面使用此額外RF路徑來調變處理容積106中的電漿。
因為複數個加熱元件150可嵌入電極112下方，RF能量也可經由基板支撐108的陶瓷材料電容性地耦合至加熱元件150(亦即，RF逸漏電流)。經由該等所不欲的路徑(例如，加熱元件150及傳導繩155)的RF逸漏不僅影響基板處理結果(例如，沉積率及基板上的均勻性)，也可造成加熱功率來源165上的電磁干擾(EMI)或對加熱功率來源165的損壞。
RF濾波器166可包含於加熱組件中以提供至接地的相對較大阻抗路徑，以最小化RF逸漏至加熱元件150的量及到達加熱功率來源165的相關EMI。RF濾波器166可插入於複數個加熱元件150及加熱功率來源165之間，以衰減或壓抑傳輸至加熱功率來源165的RF逸漏電流。
第2A圖為根據一個實施例的基板支撐組件105及連接至電漿處理設備100的基板支撐組件105的部件的示意描繪圖。基板支撐組件105進一步包含內部連接組件230。內部連接組件230可設置於基座115中。內部連接組件230可將射頻功率來源171及直流功率來源176與電極112耦合。耦合至電極112的傳導繩122可與內部連接組件230耦合，使得RF功率來源171及DC功率來源176連接至電極112。也可使用內部連接組件230以連接複數個加熱元件150與加熱功率來源165。傳導繩155連接複數個加熱元件150與內部連接組件230，使得加熱功率來源165可連接至複數個加熱元件150。內部連接組件230包含參考下方第3A圖所述的額外特徵以改良以升高溫度(例如，大於攝氏200度的溫度)應用RF功率及DC偏壓至電極112的操作。內部連接組件230針對以升高溫度(例如，大於攝氏400度至650度的溫度)應用高RF功率及DC偏壓至電極112的應用可特別有用。
電漿處理設備100可進一步包含冷卻組件250。可使用冷卻組件250以在升高溫度(亦即，大於攝氏200度的溫度)操作期間冷卻基板支撐組件105的部分。冷卻組件250可包含冷卻劑來源251(例如，冷水來源)、冷卻劑供應線253、及冷卻劑通道252(也稱為通道)。可在基板支撐組件105的基座115中形成冷卻劑通道252，且冷卻組件250可經配置以引導冷卻劑流經基板支撐組件105的部分的基座115中的通道252。冷卻劑供應線253連接冷卻劑來源251與冷卻劑通道252。在一些實施例中，可使用冷卻組件250以維持基板支撐組件105的基座115的溫度於低於攝氏100度的溫度，例如低於攝氏75度，同時基板支撐108維持於較高溫度(大於攝氏200度的溫度)。
電漿處理設備100可進一步包含連接至氣體來源265的氣體線260(也稱為管道)。氣體線260可提供惰性氣體(例如氦)至處理容積106。可使用惰性氣體以改良處理期間的熱均勻性及基板支撐108及基板110之間的熱傳輸。在一些實施例中，氣體線260可延伸經過內部連接組件230。氣體線260可在多個位置接地(例如，靠近內部連接組件230及/或靠近冷卻劑通道252)以幫助防止操作期間RF功率起始氣體線260中的電漿。
電漿處理設備100包含溫度感應器280(例如，高溫計)以監視處理期間基板110的溫度。溫度感應器280包含設置於基板支撐組件105的基座115中的感應器主體282。溫度感應器280包含自感應器主體282延伸至基板支撐108頂部的光管281。在一些實施例中，光管281可藉由產生與氣體線260的合適連接及密封來延伸經過氣體線260(未展示)。將光管281繞經氣體線260使得形成經過基板支撐組件105至基板支撐108的基板支撐表面的另一管道為不必要的。在一些實施例中，光管281可由藍寶石(sapphire)形成，例如安置於礬土中的藍寶石探針。
溫度感應器280可進一步包含控制器284及通訊纜線283(例如，光纖纜線)。通訊纜線提供在感應器主體282處所接收的訊號(例如，輻射)至控制器284。控制器284可將所接收訊號(例如，輻射)轉換成例如電性訊號，致能基板溫度的監視及控制器284將量測溫度與系統控制器134(見第1圖)或另一控制器通訊。在一些實施例中，系統控制器134可調整提供至一個或更多個加熱元件150的功率，使得可使用溫度感應器280所感應的溫度的回饋來控制基板110的溫度。
第2B圖為根據一個實施例的圖解，圖示了基板支撐組件105中的不同部件之間的電性互動。基板支撐組件105中的電性部件包含連接至傳導繩122的電極112及包含複數個加熱元件150與傳導繩155連接的加熱組件。在處理期間，在電極112及基板110所放置於上的基板支撐108的表面之間產生電容C3，導因於RF功率應用至電極112。加熱元件150可在複數個加熱區域間分佈，使用該複數個加熱區域以調整處理期間跨基板110的溫度剖面。複數個加熱區域可包含內區域210及外區域220。加熱元件150經由傳導繩155耦合至一個或更多個RF濾波器166。第2B圖中所展示的四個傳導繩155稱為A1、A2、B1及B2。
在一個實施例中，每一傳導繩155耦合至個別RF濾波器166，可具有相同或不同屬性。傳導繩155的群組可對應至不同加熱區域；例如，繩A1及A2對應至內區域210的加熱元件，同時繩B1及B2對應至外區域220的加熱元件。在一個實施例中，兩個傳導繩155對應至特定區域。例如，加熱功率來源165經由RF濾波器166輸送AC功率進入兩個繩的第一繩；AC功率在經由第二繩及RF濾波器166返回至接地之前，前進經過第一繩及加熱元件150。
加熱組件的部件一般具有非零阻抗以反射部件的固有電性屬性及接近基板支撐組件105中的其他部件或自電漿處理設備100的其他部分反射。例如，加熱元件150及傳導繩155在操作期間可耦合來自電極112及傳導繩122的RF能量。部件阻抗的電阻部分典型為非零值而在處理期間不受操作頻率改變的影響且不能補償。因此，為了易於描述，不在圖式中描繪電阻部件。
加熱元件150及傳導繩155的阻抗可因此模型化為包含反射耦合至一個或更多個部件的RF的電感元件及電容元件。例如，繩A1的阻抗包含電容C4以反射繩A1與電極112及傳導繩122的耦合，且包含電感L5以反射內區域210的加熱元件的電感屬性及繩A1，以及由相對大的電流流經傳導繩122所造成的電感耦合。繩A2可一般具有與繩A1相同的電性屬性且可相似地設置，使得繩A2也使用電容C4及電感L5來模型化。當然，繩B1及B2可共用電性屬性，而可與繩A1及A2不同，因而繩B1及B2及外區域220加熱元件之每一者可使用電容C5及電感L6來模型化。
如所展示，繩B1及B2之每一者也包含代表繩及典型接地的主幹114及/或基座115之間的耦合的電容C6。雖然繩A1及A2可具有與繩B1及B2不同的電性屬性及沉積，繩A1及A2也可具有與主幹114及/或基座115的耦合(未展示)，可與電容C6不同，或可為可忽略地小。
為了提供RF能量應用的較大效率及較大控制以用於沉積薄膜至基板上或自基板移除材料，理想上由電極112所輸送的RF能量的最大量可經由腔室主體102的壁及氣體分配分歧管118耦合至接地，而沒有電荷耦合進入加熱組件或進入其他部件(亦即，RF逸漏)。因此，優勢地增加加熱組件的阻抗(例如，加熱元件150及一個或更多個傳導繩)。如上方所討論，部件可皆包含處理期間無法補償的一些實數、非零的阻抗(亦即，電阻)。然而，可藉由調整加熱組件內的電容性或電感性元件來控制不同部件的電抗。
為了增加加熱組件的阻抗，一個或更多個RF濾波器166耦合至傳導繩155(如所展示，繩A1、A2、B1、B2)。RF濾波器為低通濾波器或頻帶壓抑濾波器，經配置以阻斷RF能量到達加熱功率來源165。
RF濾波器166可在靠近基座115處經由傳導連接240耦合至傳導繩155。在一個實施例中，連接240可包含針對每一繩155的短的剛性引線，使得每一RF濾波器166直接耦合至每一個別繩155或設置接近於基座115及接近個別的繩155。進一步地，每一連接240可最大地間隔開以最小化連接之間的電容性耦合。相信包含彈性及/或屏蔽的多導體纜線(設置於繩155及濾波器166之間)的連接可導入額外阻抗且可提供用於RF或其他訊號的分流路徑，每一導體具有電阻性屬性且可具有與其他導體及與接地屏蔽的耦合。因此，在一些實施例中，需要將RF濾波器166盡機械可行地放置靠近繩155，且在一些情況中，直接耦合RF濾波器166至每一繩155。
第3A圖為根據一個實施例的內部連接組件230及電性連接至基板支撐組件105的內部連接組件230的部件的示意描繪圖。內部連接組件230連接RF功率來源171及DC功率來源176與耦合至電極112的傳導繩122。內部連接組件230進一步連接加熱功率來源165與耦合至複數個加熱元件150的傳導繩155。此處為了清晰僅展示一個傳導繩155。
內部連接組件230包含外殼305。外殼305可包含形成外殼305的上方部分的第一部分311、形成外殼305的下方部分的第二部分310、及設置於第一部分311及第二部分310之間的第三部分312。外殼305可由金屬材料形成，例如合金，例如鋁6061合金。
內部連接組件230可進一步包含內部連接331。可使用第一內部連接331以造成與RF電路170及DC電路175的電性接觸。內部連接331可由絕緣金屬材料形成，例如塗佈聚酰亞胺(polyimide)的銅或使用介電塗佈來塗佈的塗佈銀的傳導性材料。
內部連接組件230進一步包含第一導體370以耦合第一內部連接331與RF電路170。第一導體370可包含第一傳導繩371及環繞第一傳導繩371的絕緣體372。第一傳導繩371可為中空繩。第一傳導繩371可由金屬材料形成，例如鍍銅，例如鍍以銀(Ag)的銅。絕緣體372可由絕緣材料形成，例如聚四氟乙烯(PTFE)。第一傳導繩371可進一步包含連接器373，連接器373可緊固或耦合第一傳導繩371至第一內部連接331。在一個實施例中，連接器373可為緊固器，例如黃銅螺栓。連接器373可造成在第一內部連接331的凹部331a中與第一內部連接331的接觸，使得此點的電性接觸被屏蔽自第一內部連接331的部分，使用該部分以造成與DC電路175的電性接觸。
內部連接組件230進一步包含第二傳導繩375以耦合第一內部連接331與DC電路175。第二傳導繩375可由被絕緣體(例如，PTFE)環繞的傳導材料(例如，銅)形成。
在一些實施例中，傳導繩122、155可延伸進入內部連接331的部分，使得可在傳導繩122、155及個別電路(亦即，用於傳導繩122的電路170、175及用於傳導繩155的電路160)之間進行電性連接。在一個配置中，一個或更多個傳導繩延伸進入內部連接331的部分，包含設置於內部連接331的部分內的一個或更多個螺紋固定螺釘(未展示)，因而允許在鎖緊固定螺釘時形成強健的電性連接，以便實體地接觸設置於內部連接331的部分內的插入的傳導繩的部分，且與在內部連接331的部分中形成的螺紋配對。在其他實施例中，一個或更多個傳導繩122、155可在內部連接組件230中連接至彈性導體(例如導紗鉤)以允許傳導繩122、155在發生於電漿腔室中的熱週期期間膨脹及收縮，而可幫助防止對應電性連接或電弧的任何分裂，若使用剛性電性連接於升高溫度環境中(典型地在正常操作及維護動作期間於室溫及升高溫度之間循環)則該分裂可發生。
內部連接組件230進一步包含收容器360以用於耦合加熱電路160至複數個加熱元件150。在一個實施例中，收容器可為接線盒，例如由絕緣材料(例如，聚二醚酮(PEEK))形成的接線盒。內部連接組件230可進一步包含第一加熱器導體361及第二加熱器導體362。第一加熱器導體361可經由外殼305的第一部分311中的開口延伸以連接自加熱電路160至收容器360的功率。第二加熱器導體362可經由外殼305的第一部分311中的另一開口延伸以提供至收容器360的接地連接。
第3B圖為根據一個實施例的內部連接組件230的示意描繪圖。第3B圖中的描繪圖提供內部連接組件230中的不同部件的尺寸上的細節。例如，第一傳導繩371為具有自約10 mm至約50 mm的內直徑381的中空繩，例如約25 mm。在一個配置中，第一傳導繩371為管狀且具有徑向方向上量測的壁厚度(tw )，約0.5 mm至約5 mm之間，例如約1 mm及約3 mm之間。在一些實施例中，內直徑381的大小可相關於來自RF電路170的RF訊號的功率，例如調整大小以補償經由第一傳導繩371提供的RF功率量的內直徑381。內直徑381及外直徑(例如，內直徑381+2*tw )的大小增加了來自RF電路170可流經的RF電流的表面面積。可使用增加的表面面積以減低「表層效應」，「表層效應」為交流電變得在導體內分佈而使得電流密度在導體表面附近最大的趨勢，例如第一傳導繩371。「表層效應」造成導體的有效電阻在高頻(例如，射頻)增加。藉由增加表面面積，第一傳導繩371的表層(例如，表面)附近的電流具有流經的較大橫截面面積，因而減低了有效電阻。在一些實施例中，來自RF電路170的RF功率對第一傳導繩371的直徑381的功率比例對決定第一傳導繩371的合適尺寸而言可為有用的。例如，在一些實施例中，RF功率相對於第一傳導繩371的直徑381的功率比例可自約4 W/mm至約60 W/mm，例如約30 W/mm。在一些實施例中，第一傳導繩371經設計以具有所需功率對第一傳導繩371每單位長度的表面面積比例約0.1 W/mm2 至約75 W/mm2 之間，例如約1 W/mm2 及約10 W/mm2 之間，其中單位長度為毫米(mm)。
環繞第一傳導繩371的絕緣體372可具有自約50 mm至約250 mm的外直徑382，例如約100 mm。進一步地，第二傳導繩375可與第一傳導繩371在第一傳導繩371及第二傳導繩375與內部連接331接觸的位置處間隔開至少5 cm的距離383，例如至少15 cm。再次，氣體線260可與內部連接組件230的任何部分及第一傳導繩371間隔開至少6 mm的距離384，例如至少10 mm，以防止氣體線260中任何意外的電漿產生。
前述係本揭示案的實施例，可修改其他及進一步的本揭示案的實施例而不遠離其基本範圍，且該範圍由隨後的申請專利範圍所決定。
100‧‧‧電漿處理設備
101‧‧‧腔室
102‧‧‧腔室主體
103‧‧‧驅動系統
104‧‧‧氣體分配組件
105‧‧‧基板支撐組件
106‧‧‧處理容積
108‧‧‧基板支撐
109‧‧‧基板支撐表面
110‧‧‧基板
112‧‧‧電極
114‧‧‧主幹
115‧‧‧基座
116‧‧‧氣體入口通路
118‧‧‧氣體分配分歧管
120‧‧‧氣體流動控制器
122‧‧‧傳導繩
123‧‧‧陶瓷環
124‧‧‧調節環
125‧‧‧絕緣體
128‧‧‧可變電容器
130‧‧‧感應器
134‧‧‧系統控制器
135‧‧‧第一RF調節器
138‧‧‧記憶體
150‧‧‧加熱元件
155‧‧‧傳導繩
160‧‧‧電路
165‧‧‧加熱功率來源
166‧‧‧RF濾波器
170‧‧‧RF電路
171‧‧‧射頻功率來源
172‧‧‧匹配電路
175‧‧‧DC電路
176‧‧‧DC功率來源
177‧‧‧RF濾波器
210‧‧‧內區域
220‧‧‧外區域
230‧‧‧內部連接組件
240‧‧‧傳導連接
250‧‧‧冷卻組件
251‧‧‧冷卻劑來源
252‧‧‧通道
253‧‧‧冷卻劑供應線
260‧‧‧氣體線
265‧‧‧氣體來源
280‧‧‧溫度感應器
281‧‧‧光管
282‧‧‧感應器主體
283‧‧‧通訊纜線
284‧‧‧控制器
305‧‧‧外殼
310‧‧‧第二部分
311‧‧‧第一部分
312‧‧‧第三部分
331‧‧‧第一內部連接
331a‧‧‧凹部
360‧‧‧收容器
361‧‧‧第一加熱器導體
362‧‧‧第二加熱器導體
370‧‧‧第一導體
371‧‧‧第一傳導繩
372‧‧‧絕緣體
373‧‧‧連接器
375‧‧‧第二傳導繩
381‧‧‧直徑
382‧‧‧外直徑
383‧‧‧距離
384‧‧‧距離
於是可以詳細理解本揭示案上述特徵中的方式，可藉由參考實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意所附圖式僅圖示本揭示案典型的實施例，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
第1圖為根據一個實施例的電漿處理設備的示意側面橫截面描繪圖。
第2A圖為根據一個實施例的基板支撐組件及連接至第1圖的電漿處理設備的基板支撐組件的部件的示意描繪圖。
第2B圖為根據一個實施例的圖解，圖示了第1及2A圖的基板支撐組件中的不同部件之間的電性互動。
第3A圖為根據一個實施例的第2A圖的內部連接組件及連接至第2A圖的基板支撐組件的內部連接組件的部件的示意描繪圖。
第3B圖為根據一個實施例的第2A圖的內部連接組件的另一示意描繪圖。
為了便於理解，儘可能使用相同元件符號，以標示圖式中常見的相同元件。思量揭露於一個實施例中的元件可有利地使用於其他實施例，而無須特定敘述。此處參照的圖式不應理解為依比例繪製，除非特別註明。通常也簡化圖式且省略細節或部件以用於清晰呈現及說明。提供圖式及討論以說明下方討論的原則，其中相似的標示表示相似的元件。
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Claims (20)

  1. 一種電漿處理設備，包括： 一射頻功率來源；一直流功率來源；一腔室，該腔室封閉一處理容積；及一基板支撐組件，該基板支撐組件設置於該處理容積中，包括：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件將該射頻功率來源及該直流功率來源與該電極耦合。
  2. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該基板支撐組件進一步包括： 一基座；及一主幹，該主幹連接該基座至該基板支撐，其中該內部連接組件設置於該基座中。
  3. 如請求項1所述之電漿處理設備，進一步包括一冷卻組件，其中該基板支撐組件進一步包括耦合至該冷卻組件的一通道，且該冷卻組件經配置以引導一冷卻流體以流經該通道。
  4. 如請求項3所述之電漿處理設備，其中該通道設置於該內部連接組件及該基板支撐之間。
  5. 如請求項1所述之電漿處理設備，進一步包括一氣體來源，其中該基板支撐組件進一步包括一管道，該管道將該氣體來源耦合至該基板支撐表面。
  6. 如請求項5所述之電漿處理設備，進一步包括一溫度感應器，該溫度感應器延伸經過該管道至該基板支撐表面。
  7. 如請求項6所述之電漿處理設備，進一步包括： 一加熱元件，該加熱元件設置於該基板支撐中；一加熱功率來源，該加熱功率來源與該加熱元件耦合；及一控制器，該控制器連接至該加熱功率來源、該氣體來源、及該溫度感應器，其中該控制器經配置以：基於由該溫度感應器所感應的一溫度來調整由該加熱功率來源所供應至該加熱元件的一功率，同時造成該氣體來源供應氣體至該基板支撐表面。
  8. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該射頻功率來源經由一第一傳導繩耦合至該內部連接組件，且該第一傳導繩為中空的。
  9. 如請求項8所述之電漿處理設備，其中該直流功率來源經由一第二傳導繩耦合至該內部連接組件。
  10. 如請求項9所述之電漿處理設備，其中該第二傳導繩與該第一傳導繩在該第一傳導繩及該第二傳導繩與該內部連接組件接觸的位置處間隔開至少5 cm。
  11. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中： 該內部連接組件包括一內部連接；該射頻功率來源及該直流功率來源與該內部連接連接；及該內部連接包括塗佈聚酰亞胺(polyimide)的一金屬材料。
  12. 如請求項1所述之電漿處理設備，其中該基板支撐組件進一步包括設置於該基板支撐中的一加熱元件，其中該加熱元件與該電極電性絕緣。
  13. 如請求項12所述之電漿處理設備，進一步包括： 一加熱功率來源，該加熱功率來源與該加熱元件耦合；及一射頻濾波器，該射頻濾波器設置於該加熱元件及該加熱功率來源之間。
  14. 一種基板支撐組件，包括： 一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件包括一第一傳導繩、一第二傳導繩、及一內部連接，該內部連接將該第一傳導繩及該第二傳導繩與該電極連接。
  15. 如請求項14所述之基板支撐組件，進一步包括： 一基座；及一主幹，該主幹連接該基座至該基板支撐，其中該內部連接組件設置於該基座中。
  16. 如請求項14所述之基板支撐組件，進一步包括一通道，該通道經配置以繞著該內部連接組件循環一冷卻流體。
  17. 如請求項16所述之基板支撐組件，其中該通道設置於該內部連接組件及該基板支撐之間。
  18. 如請求項14所述之基板支撐組件，進一步包括一氣體管道，該氣體管道延伸經過該內部連接組件至該基板支撐表面。
  19. 如請求項18所述之基板支撐組件，進一步包括一溫度感應器，該溫度感應器延伸經過該氣體管道至該基板支撐表面。
  20. 一種電漿處理設備，包括： 一射頻功率來源；一直流功率來源；一腔室，該腔室封閉一處理容積；一基板支撐組件，該基板支撐組件設置於該處理容積中，包括：一基板支撐，該基板支撐具有一基板支撐表面；一電極，該電極設置於該基板支撐中；及一內部連接組件，該內部連接組件將該射頻功率來源及該直流功率來源與該電極耦合；一冷卻組件，其中該基板支撐組件進一步包括耦合至該冷卻組件的一通道，且該冷卻組件經配置以引導一冷卻流體以流經該通道；一氣體來源，其中該基板支撐組件進一步包括一管道，該管道將該氣體來源耦合至該基板支撐表面；及一高溫計，該高溫計具有一光管，該光管延伸經過該管道至該基板支撐表面。
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