[go: up one dir, main page]

TWI733021B - 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法 - Google Patents

電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI733021B
TWI733021B TW107114964A TW107114964A TWI733021B TW I733021 B TWI733021 B TW I733021B TW 107114964 A TW107114964 A TW 107114964A TW 107114964 A TW107114964 A TW 107114964A TW I733021 B TWI733021 B TW I733021B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
housing
peripheral edge
gas
hot
Prior art date
Application number
TW107114964A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201901733A (zh
Inventor
卡羅 貝拉
安納薩Ｋ 沙布藍尼
約翰Ｃ 福斯特
菲利浦Ａ 克勞司
法札德 霍姆德
陳漢鴻
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201901733A publication Critical patent/TW201901733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI733021B publication Critical patent/TWI733021B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • H10P72/7618—
    • H10P72/7621—
    • H10P72/7624—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3322—Problems associated with coating
    • H01J2237/3323—Problems associated with coating uniformity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H01L21/0214—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material being a silicon oxynitride, e.g. SiON or SiON:H
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02167—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon carbide not containing oxygen, e.g. SiC, SiC:H or silicon carbonitrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

電漿源組件包含具有主體的RF熱電極與至少一個返回電極，至少一個返回電極係與RF熱電極間隔開，以提供其中可以形成電漿的間隙。RF饋送係連接到RF熱電極，而位於距離RF熱電極的內周端一距離處，該距離小於或等於RF熱電極的長度的約25%。

Description

電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法
本揭示之實施例大致上係關於用於處理基板之設備。更特定言之，本揭示之實施例係關於用於如批次處理器的處理腔室的模組化電漿源。
半導體裝置的形成通常在含有多個腔室的基板處理平台中進行。在一些情況中，多腔室處理平台或群集工具之目的係用以在經控制環境中依序在基板上執行二或更多個處理。然而，在其他情況中，多腔室處理平台可以在基板上僅執行單一處理步驟；附加腔室意欲最大化平台處理基板的速率。在後者的情況中，在基板上執行的處理通常為批次處理，其中在給定腔室中同時處理相對大數目的基板(例如，25個或50個)。批次處理對於以經濟上可行的方式在獨立基板上執行係過於耗時的處理為特別有利的，例如原子層沉積(ALD)處理及一些化學氣相沉積(CVD)處理。
一些ALD系統(特別是具有旋轉基板台板的空間ALD系統)係得益於模組化電漿源，亦即，可容易地插入到系統中的源。電漿源由產生電漿的容積組成，以 及將工件暴露於帶電粒子的通量與活性化學自由基物質的方式。
熱ALD與CVD處理經常結合用於膜品質增強的加工。這些加工通常包含能量或反應物質。電漿源係為這些物質的主要來源。電漿源的一些問題包括透過離子的能量轟擊以及由於濺射而從電漿源對材料的污染。
對於具有旋轉基座(亦稱為台板)的任何系統中的線性徑向電漿源而言，在晶圓內徑處的電漿暴露(加工)大於外徑處約2.7倍。因此，對於均勻的電漿暴露而言，電漿在外徑處應該比在內徑處更強。因此，本領域需要在旋轉台板處理系統中實現均勻電漿暴露的電漿源。
本揭示的一或更多個實施例係關於包含具有內周邊緣、外周邊緣、及前表面的殼體的電漿源組件。殼體包括氣體入口，以形成來自氣體入口的流動路徑，以允許氣體流動穿過殼體並離開前表面中的開口。RF熱電極係位於殼體內，並具有細長主體，細長主體具有靠近殼體的內周邊緣的內周端以及靠近殼體的外周邊緣的外周端，並定義RF熱電極的長度。返回電極具有細長主體，細長主體係延伸於殼體的內周邊緣與外周邊緣之間。返回電極係與RF熱電極間隔開，以提供其中可形成電漿的間隙。RF饋送係連接到RF熱電極，而位於距離RF熱電極的內周端一距離處，該距離小於或等於RF熱電極的長度的約25%。
本揭示的附加實施例係關於處理腔室，包含基座組件與氣體分配組件。基座組件係在處理腔室內，並具有頂表面，以支撐並圍繞中心軸旋轉複數個基板。氣體分配組件具有面向基座組件的頂表面的前表面，以引導氣體流向基座組件的頂表面。氣體分配組件包括電漿源組件，電漿源組件包含具有內周邊緣、外周邊緣、及前表面的殼體。殼體包括氣體入口，以形成來自氣體入口的流動路徑，以允許氣體流動穿過殼體並離開前表面中的開口。RF熱電極係在殼體內。RF熱電極具有細長主體，細長主體具有第一表面與第二表面，且具有靠近殼體的內周邊緣的內周端以及靠近殼體的外周邊緣的外周端，並定義RF熱電極的長度。第一返回電極係在殼體內。第一返回電極具有細長主體，細長主體係延伸於殼體的內周邊緣與外周邊緣之間。第一返回電極係與RF熱電極的第一表面間隔開，以提供其中可形成電漿的第一間隙。第二返回電極係在殼體內。第二返回電極具有細長主體，細長主體係延伸於殼體的內周邊緣與外周邊緣之間。第二返回電極係與RF熱電極的第二表面間隔開，以提供其中可形成電漿的第二間隙。RF饋送係連接到RF熱電極，而位於距離RF熱電極的內周端一距離處，該距離小於或等於RF熱電極的長度的約25%。電漿源組件的殼體的前表面係定位於距離基座組件的頂表面約1mm至約5mm的範圍的一距離處。在RF熱電極的內周端處產生的離子通量小於在RF熱電極的外周端處產生的離子通量。
本揭示的進一步實施例係關於處理基板的方法。基板係定位於基座組件上，而相鄰於氣體分配組件。氣體分配組件包括電漿源組件，電漿源組件包含具有內周邊緣、外周邊緣、及前表面的殼體。殼體包括氣體入口，以形成來自氣體入口的流動路徑，以允許氣體流動穿過殼體並離開前表面中的開口。RF熱電極係在殼體內，並具有細長主體，細長主體具有第一表面與第二表面，且具有靠近殼體的內周邊緣的內周端以及靠近殼體的外周邊緣的外周端，並定義RF熱電極的長度。第一返回電極係在殼體內，第一返回電極具有細長主體，細長主體係延伸於殼體的內周邊緣與外周邊緣之間。第一返回電極係與RF熱電極的第一表面間隔開，以提供其中可形成電漿的第一間隙。第二返回電極係在殼體內，且具有細長主體，細長主體係延伸於殼體的內周邊緣與外周邊緣之間。第二返回電極係與RF熱電極的第二表面間隔開，以提供其中可形成電漿的第二間隙。RF饋送係連接到RF熱電極，而位於距離RF熱電極的內周端一距離處，該距離小於或等於RF熱電極的長度的約25%。氣體流經殼體的氣體入口，而進入RF熱電極與第一返回電極之間的第一間隙以及進入RF熱電極與第二返回電極之間的第二間隙。RF熱電極受到激發，以在第一間隙與第二間隙中形成電漿。電漿具有在RF熱電極的內周端處產生的離子通量，該離子通量小於在RF熱電極的外周端處產生的離子通量。基板係暴露於電漿。
17:旋轉
60:基板
61:頂表面
84:區域
100:處理腔室
120:氣體分配組件
121:前表面
122:噴射器單元
123:內周邊緣
124:外周邊緣
125:第一反應氣體埠
127:路徑
135:第二反應氣體埠
140:基座組件
141:頂表面
142:凹槽
143:底表面
144:邊緣
145:真空埠
150:氣體簾幕
155:淨化氣體埠
160:支撐柱
162:微調諧致動器
170:間隙
180:裝載閘腔室
250:處理區域
250a:第一處理區域
250b:第二處理區域
250c:第三處理區域
250d:第四處理區域
250e:第五處理區域
250f:第六處理區域
250g:第七處理區域
250h:第八處理區域
280:工廠介面
300:電漿源組件
308:長軸
310:殼體
312:前表面
313:開口
315:氣體入口
316:充氣部
318:流動路徑
320:RF熱電極
321:細長主體
322:第一表面
323:內周端
324:第二表面
325:外周端
328:指狀物
329:下邊緣
330:返回電極
330b:返回電極
331:返回電極
332:第一表面
332b:第一表面
338:指狀物
340:間隙
340b:間隙
350:端部介電質
360:包覆物
371:第一側
372:第二側
380:同軸RF饋送線
382:外導體
384:內導體
386:隔離器
390:功率源
為使本揭示之實施例的以上所述特徵可詳細地被理解，本揭示的實施例(簡短概要如上)之較具體的描述可參照實施例而得，該等實施例之一些係繪示於隨附圖式中。然而，應注意隨附圖式僅繪示本揭示之典型實施例，且因此非視為限定本揭示的保護範疇，因為本揭示可允許其他等效實施例。
第1圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的基板處理系統的示意性橫截面圖；第2圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的基板處理系統的透視圖；第3圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的基板處理系統的示意圖；第4圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的氣體分配組件的前面的示意圖；第5圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的處理腔室的示意圖；第6圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的示意性橫截面圖；第7圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的部分透視圖；第8圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的部分透視圖； 第9圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的部分示意性側視圖；第10A圖與第10B圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的示意性仰視圖；第11圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的具有蛇形電極的電漿源組件之示意性仰視圖；第12圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的示意性仰視圖；第13圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件電極的部分示意性剖面側視圖；第14圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件電極的部分示意性剖面側視圖；第15圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的部分視圖；第16圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的側視圖；第17圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿源組件的橫截面圖；以及第18圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的電漿通量與使用電漿源組件的晶圓上的徑向位置之函數之曲線圖。
本揭示之實施例提供用於連續基板沉積之基板處理系統，以最大化產量並改良處理效率。基板處理系統亦可用於預沉積及後沉積電漿加工(treatment)。
如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「基板」及「晶圓」可互換使用，兩者均指稱處理在其上作用之表面、或表面之一部分。本領域中具有通常知識者亦瞭解對基板之引述亦可指稱基板之僅一部分，除非上下文清楚地指明為其他情況。此外，對在基板上沉積之引述可意指裸基板、以及具有一或更多個膜或特徵沉積或形成於其上的基板兩者。
如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「反應氣體」、「前驅物」、「反應物」、及類似物可互換使用，用以意指包括與基板表面反應的物質的氣體。舉例而言，第一「反應氣體」可簡單地吸附至基板的表面上，並且可用於與第二反應氣體的進一步化學反應。
如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「經減少的壓力」係意指少於約100Torr，或少於約75Torr，或少於約50Torr，或少於約25Torr的壓力。舉例而言，定義為約1Torr到約25Torr的範圍中的「中等壓力」係為經減少的壓力。
考慮將旋轉台板腔室用於許多應用。在此腔室中，一或更多個晶圓係放置於旋轉支架(「台板」)上。隨著台板旋轉，晶圓在各個處理區域之間移動。舉例而 言，在ALD中，處理區域將晶圓暴露於前驅物與反應物。此外，電漿暴露可用作反應物，或加工用於增強膜生長的膜或基板表面，或修改膜的性質。在使用旋轉台板ALD腔室時，本揭示的一些實施例提供ALD膜的均勻沉積與後加工(例如，緻密化)。
旋轉台板的ALD腔室可藉由傳統時域處理或藉由空間ALD沉積膜，傳統時域處理將整個晶圓暴露於第一氣體，淨化，並然後暴露於第二氣體，而空間ALD將晶圓的部分暴露於第一氣體，並部分暴露於第二氣體，以及讓晶圓移動通過這些氣體流以沉積層。
如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「餅形」與「楔形」可互換使用，以描述大致圓形的扇區的主體。舉例而言，楔形區段可以是圓形或盤形結構的一小部分。餅形區段的內邊緣可為一個點，或者可截短成平邊或圓形。基板之路徑可與氣體埠垂直。在一些實施例中，氣體噴射器組件之每一者包含複數個細長氣體埠，複數個細長氣體埠在實質上垂直於基板所橫穿的路徑的方向上延伸，其中氣體埠的前邊緣實質上平行於台板。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「實質上垂直」意指基板移動之大致方向係沿著大約垂直(例如，約45°至90°)於氣體埠之軸的平面。對於楔形氣體埠而言，氣體埠之軸可視為該埠之寬度的中點沿著該埠之長度延伸所定義的線。
第1圖圖示處理腔室100之橫截面圖，處理腔室100包括氣體分配組件120(亦稱為噴射器或噴射器組件)與基座組件140。氣體分配組件120係為用於處理腔室中的任何類型的氣體遞送裝置。氣體分配組件120包括面向基座組件140的前表面121。前表面121可具有任何數目或種類的開口，以傳遞流動朝向基座組件140的氣體。氣體分配組件120亦包括外周邊緣124，其在所示實施例中實質上為圓形。
所使用的氣體分配組件120的具體類型可以取決於所使用的特定處理而變化。本揭示之實施例可用於控制基座與氣體分配組件之間的間隙的任何類型的處理系統。儘管可採用各種類型的氣體分配組件(例如，噴淋頭)，本揭示之實施例可以特別有用於具有複數個實質上平行的氣體通道的空間ALD氣體分配組件。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「實質上平行」意指氣體通道的細長軸在大致相同的方向上延伸。在氣體通道的平行中可以存在輕微的缺陷。複數個實質上平行的氣體通道可包括至少一個第一反應氣體A通道、至少一個第二反應氣體B通道、至少一個淨化氣體P通道、及/或至少一個真空V通道。將來自第一反應氣體A通道、第二反應氣體B通道、及淨化氣體P通道的氣體流引導朝向晶圓的頂表面。氣體流中之一些跨越整個晶圓的表面水平移動，並水平移動出穿過淨化氣體P通道的處理區域。從氣體分 配組件的一端移動到另一端的基板將依序暴露於處理氣體之每一者，以形成基板表面上的層。
在一些實施例中，氣體分配組件120係為由單一噴射器單元製成的剛性固定主體。在一或更多個實施例中，如第2圖所示，氣體分配組件120係由複數個獨立扇區(例如，噴射器單元122)製成。單件體或多扇區體皆可用於所描述的本揭示的各種實施例。
基座組件140係定位於氣體分配組件120下方。基座組件140包括頂表面141以及頂表面141中的至少一個凹槽142。基座組件140亦具有底表面143與邊緣144。取決於所處理基板60之形狀及大小，凹槽142可以是任何合適的形狀及大小。在第1圖所示的實施例中，凹槽142具有平坦底部，以支撐晶圓的底部；然而，凹槽的底部可以變化。在一些實施例中，凹槽具有環繞凹槽的外周邊緣的階段區域，並調整該等階段區域的大小以用於支撐晶圓的外周邊緣。舉例而言，取決於晶圓之厚度與晶圓背側上已經呈現的特徵之存在，可變化由階段所支撐的晶圓之外周邊緣的量。
在一些實施例中，如第1圖所示，調整基座組件140的頂表面141中的凹槽142之大小，而使得支撐於凹槽142中的基板60具有與基座組件140之頂表面141實質上共面的頂表面61。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「實質上共面」意指晶圓的頂表面及基座組件的頂表面係在±0.2mm內共面。在一些實施例 中，頂表面係在±0.15mm、±0.10mm、或±0.05mm內共面。一些實施例的凹槽142支撐晶圓，而使得晶圓的內徑(ID)係定位於距離基座的中心(旋轉軸線)約170mm至約185mm的範圍內。在一些實施例中，凹槽142支撐晶圓，而使得晶圓的外徑(OD)係定位於距離基座的中心(旋轉軸線)約470mm至約485mm的範圍內。
第1圖之基座組件140包括能夠提起、降低、及旋轉基座組件140的支撐柱160。基座組件可包括加熱器、或氣體接線、或在支撐柱160之中心內的電氣部件。支撐柱160可以是增加或減少在基座組件140與氣體分配組件120間的間隙之主要構件，以移動基座組件140至合適的位置。基座組件140亦可包括微調諧致動器162，微調諧致動器162可對基座組件140微調整，以建立基座組件140與氣體分配組件120之間的預定間隙170。在一些實施例中，間隙170之距離係在約0.1mm至約5.0mm之範圍中、或在約0.1mm至約3.0mm之範圍中、或在約0.1mm至約2.0mm之範圍中、或在約0.2mm至約1.8mm之範圍中、或在約0.3mm至約1.7mm之範圍中、或在約0.4mm至約1.6mm之範圍中、或在約0.5mm至約1.5mm之範圍中、或在約0.6mm至約1.4mm之範圍中、或在約0.7mm至約1.3mm之範圍中、或在約0.8mm至約1.2mm之範圍中、或在約0.9mm至約1.1mm之範圍中、或約1mm。
圖式所示的處理腔室100係為旋轉料架型腔室，其中基座組件140可托持複數個基板60。如第2圖所示，氣體分配組件120可包括複數個分離的噴射器單元122，每一噴射器單元122能夠在晶圓於噴射器單元下方移動時，在晶圓上沉積膜。兩個餅形噴射器單元122係圖示為位於基座組件140的大約相對側上並在基座組件140上方。噴射器單元122之此數目係僅用於說明目的而圖示。應理解可包括更多或更少噴射器單元122。在一些實施例中，有足夠數目的餅形噴射器單元122以形成適合於基座組件140形狀的形狀。在一些實施例中，獨立餅形噴射器單元122之每一者可獨立地移動、移除及/或置換而不影響其他噴射器單元122之任一者。舉例而言，可提高一個區段，以允許機器人到達基座組件140與氣體分配組件120之間的區域，以裝載/卸載基板60。
具有多個氣體噴射器之處理腔室可用以同時處理多個晶圓，而使得晶圓經歷相同的處理流程。舉例而言，如第3圖所示，處理腔室100具有四個氣體噴射器組件與四個基板60。在處理的開端處，基板60可定位於噴射器組件30之間。以45°旋轉17基座組件140將導致氣體分配組件120之間的每一基板60移動到用於膜沉積的氣體分配組件120，如氣體分配組件120下方的虛線圓形所示。額外的45°旋轉將讓基板60移動遠離噴射器組件30。利用空間ALD噴射器，在相對於噴射器組件移動晶圓期間於晶圓上沉積膜。在一些實施例中，旋轉基座組件 140以增進防止基板60停止於氣體分配組件120下方。基板60與氣體分配組件120的數目可以相同或不同。在一些實施例中，正在處理的晶圓與氣體分配組件具有相同數目。在一或更多個實施例中，正在處理的晶圓數目係為氣體分配組件之數目的一小部分或整數倍數。舉例而言，若有四個氣體分配組件，則有4x個正在處理的晶圓，其中x係為大於或等於一的整數值。
第3圖所示的處理腔室100僅為一個可能配置的代表，且不應視為限制本揭示之範疇。此處，處理腔室100包括複數個氣體分配組件120。在所示實施例中，具有以均勻間隔圍繞處理腔室100的四個氣體分配組件(亦稱為噴射器組件30)。所示處理腔室100係為八角形，然而，本領域中具有通常知識者將瞭解此係為一個可能形狀，且不應視為限制本揭示之範疇。所示氣體分配組件120係為梯形的，但可以是單一圓形部件或由複數個餅形區段組成，如第2圖所示。
第3圖所示的實施例包括裝載閘腔室180，或輔助腔室，如緩衝站。此腔室180連接到處理腔室100的一側，以允許例如讓基板(亦稱為基板60)從處理腔室100裝載/卸載。晶圓機器人可位於腔室180中，以將基板移動到基座上。
旋轉料架(例如，基座組件140)的旋轉可以連續或不連續。在連續處理中，晶圓持續旋轉，而使得晶圓輪流暴露至噴射器之每一者。在不連續處理中，可將晶 圓移動至噴射器區域並停止，而接著到噴射器之間的區域84並停止。舉例而言，旋轉料架可旋轉而使得晶圓從噴射器間區域移動而橫跨噴射器(或相鄰於噴射器而停止)，且接著繼續到旋轉料架可再次暫停的下一個噴射器間區域。噴射器之間的暫停可提供在每一層沉積之間的額外處理步驟(例如，暴露至電漿)的時間。
第4圖圖示氣體分配組件220之扇區或部分，其可稱為噴射器單元122。噴射器單元122可獨立使用或與其他噴射器單元組合使用。舉例而言，如第5圖所示，第4圖的四個噴射器單元122經組合以形成單一氣體分配組件220。(為了清楚而未圖示分離四個噴射器單元的接線。)儘管第4圖的噴射器單元122除了淨化氣體埠155與真空埠145之外亦具有第一反應氣體埠125與第二反應氣體埠135二者，然而噴射器單元122不需要所有這些部件。
參照第4圖與第5圖二者，根據一或更多個實施例的氣體分配組件220可包含複數個扇區(或噴射器單元122)，且每一扇區係為相同或不同。氣體分配組件220係位於處理腔室內，且在氣體分配組件220之前表面121中包含複數個細長氣體埠125、135、155與真空埠145。複數個細長氣體埠125、135、真空埠145(圍繞氣體埠125、135)、及淨化氣體埠155從相鄰於內周邊緣123之區域延伸朝向相鄰於氣體分配組件220之外周邊緣124之區域。所示複數個氣體埠包括第一反應氣體埠 125、第二反應氣體埠135、真空埠145、及淨化氣體埠155，該真空埠145環繞第一反應氣體埠與第二反應氣體埠之每一者。
參照第4圖或第5圖所示之實施例，當表明埠從至少大約內周區域延伸到至少大約外周區域時，然而，較僅在徑向上從內區域延伸到外區域，埠可延伸更多。埠可在切線上延伸，如真空埠145環繞反應氣體埠125與反應氣體埠135。在第4圖與第5圖所示之實施例中，楔形反應氣體埠125、135在所有邊緣上(包括與內周邊緣與外周邊緣相鄰處)由真空埠145環繞。
參照第4圖，隨著基板沿著路徑127移動，基板之每一部分係暴露於各種反應氣體。沿著路徑127，基板暴露至(或「看到」)淨化氣體埠155、真空埠145、第一反應氣體埠125、真空埠145、淨化氣體埠155、真空埠145、第二反應氣體埠135、及真空埠145。因此，在第4圖所示之路徑127之端點處，基板已暴露至來自第一反應氣體埠125與第二反應氣體埠135的氣體流，以形成層。所示噴射器單元122形成四分之一圓，但可更大或更小。第5圖所示的氣體分配組件220可視為串聯連接的第4圖的四個噴射器單元122之組合。
第4圖的噴射器單元122圖示分離反應氣體的氣體簾幕150。術語「氣體簾幕」係用於描述任何分離反應氣體以免混合的氣流或真空的組合。第4圖所示之氣體簾幕150包含第一反應氣體埠125旁邊的真空埠145之 一部分、在中間的淨化氣體埠155、及第二反應氣體埠135旁邊的真空埠145之一部分。氣流及真空的此組合可用以防止或最小化第一反應氣體與第二反應氣體之氣相反應。
參照第5圖，來自氣體分配組件220之氣流及真空的組合形成對複數個處理區域250的分離。處理區域大致定義為環繞獨立反應氣體埠125、135，且在250之間具有氣體簾幕150。第5圖所示的實施例構成之間具有八個分離的氣體簾幕150的八個分離的處理區域250。處理腔室可具有至少兩個處理區域。在一些實施例中，至少具有三、四、五、六、七、八、九、十、十一、或十二個處理區域。
在處理期間，基板可在任何給定時間暴露至一個以上的處理區域250。然而，暴露至不同處理區域的部分將具有分離二者的氣體簾幕。舉例而言，若基板之領先邊緣進入包括第二反應氣體埠135的處理區域，則基板之中間部分將在氣體簾幕150下方，而基板之落後邊緣將在包括第一反應氣體埠125的處理區域中。
工廠介面280(舉例而言，可為裝載閘腔室)係圖示為連接至處理腔室100。基板60係圖示為疊加於氣體分配組件220之上，以提供參考框架。基板60可經常坐落於一基座組件上，以托持於氣體分配組件120(亦稱為氣體分配板)之前表面121之附近。基板60係經由工廠介面280裝載進入處理腔室100至基板支撐件或基 座組件上(見第3圖)。基板60可圖示為位於處理區域內，因為基板係定位為與第一反應氣體埠125相鄰，且在兩個氣體簾幕150a、150b之間。沿著路徑127旋轉基板60將使基板以逆時針方向環繞處理腔室100移動。因此，基板60將暴露至第一處理區域250a到第八處理區域250h，並包括之間的所有處理區域。對於環繞處理腔室之每一循環而言，使用所示氣體分配組件，基板60將暴露至第一反應氣體與第二反應氣體的四個ALD循環。
類似於第5圖，在批次處理器中的習知ALD序列利用之間的泵/淨化區段維持分別來自空間分離的噴射器的化學A與B流。習知ALD序列具有可導致沉積膜的非均勻性的開始與結束圖案。發明人意外發現，在空間ALD批次處理腔室中執行的基於時間的ALD處理提供具有較高均勻性的膜。暴露於非反應氣體的氣體A與非反應氣體的氣體B的基本處理將清掃噴射器下方的基板，而分別利用化學A與B飽和表面，以避免膜中具有開始與結束圖案形式。發明人意外發現，基於時間的方式特別有益於當目標膜厚度較薄(例如，少於20 ALD循環)時，其中開始與結束圖案對於晶圓均勻性能具有顯著影響。發明人亦發現，如本文所述的建立SiCN、SiCO、及SiCON膜的反應處理無法利用時域處理實現。用於淨化處理腔室的時間量導致材料從基板表面剝離。因為在氣體簾幕下方的時間較短，利用所述空間ALD處理並不會發生剝離。
因此，本揭示之實施例係關於包含處理腔室100的處理方法，處理腔室100具有複數個處理區域250a-250h，其中每一處理區域係藉由氣體簾幕150與相鄰區域分離。舉例而言，第5圖所圖示的處理腔室。取決於氣流的佈置，處理腔室中的氣體簾幕與處理區域的數目可以是任何適當的數目。第5圖所示的實施例具有八個氣體簾幕150與八個處理區域250a-250h。氣體簾幕的數目通常等於或大於處理區域的數目。舉例而言，若區域250a沒有反應氣流，而僅作為裝載區域，則處理腔室將具有七個處理區域與八個氣體簾幕。
複數個基板60係位於基板支撐件上，例如，第1圖與第2圖所示之基座組件140。環繞處理區域旋轉複數個基板60，以用於處理。通常，在整個處理中接合(氣流與真空)氣體簾幕150，包括沒有反應氣體流入腔室的期間。
將第一反應氣體A流入一或更多個處理區域250，而將惰性氣體流入沒有第一反應氣體A流入其中的任何處理區域250。舉例而言，若第一反應氣體流入處理區域250b到處理區域250h，則惰性氣體將流入處理區域250a。惰性氣體可以流經第一反應氣體埠125或第二反應氣體埠135。
處理區域內的惰性氣流可以恆定或變化。在一些實施例中，反應氣體與惰性氣體共流。惰性氣體將作為載體與稀釋劑。由於相對於載體氣體，反應氣體的量較 小，共流可藉由減少相鄰區域之間的壓力差而讓處理區域之間的氣體壓力更容易均衡。
本揭示的一些實施例係關於噴射器模組。儘管噴射器模組係相對於空間ALD處理腔室所描述，本領域中具有通常知識者將理解，模組並不限於空間ALD腔室，並可適用於任何增加氣流均勻性係有用的噴射器的情況。
本揭示的一些實施例有利地提供模組化電漿源組件，亦即，可以容易地插入處理系統及從處理系統移除的源。這樣的源可具有操作於與原子層沉積處理相同的壓力水平(通常為1-50Torr)的硬體的全部或大部分。本揭示的一些實施例提供具有跨晶圓表面的改良離子通量的電漿源。在一些實施例中，電漿源包括電容性源，電容性源係在實質上垂直於晶圓表面對準的三個板之間。在一些實施例中，將外板接地，並對內板供電。可以在板之間建立電漿，同時氣體物質在板之間朝向晶圓表面流動。電漿實質上侷限於源，並最小化從供電板到達晶圓表面的濺射材料。本揭示的一些實施例有利地提供電漿源，以最小化或消除從熱電極濺射的材料對基板的污染。一些實施例亦有利地提供實質上不改變基板表面的軟電漿。一或更多個實施例提供一種能夠產生電漿而不允許電回傳路徑通過基板的設備。本揭示的一些實施例提供能夠添加至氣體分配組件或從氣體分配組件移除的模組化遠端電漿 源。遠端電漿源產生電漿，而不使用基板或基板支撐件作為電極。
可以改變RF熱電極(供電電極)與接地板(稱為返回電極)之間的間隙。在一些實施例中，間隙係在約4mm至約15mm的範圍內，並且可以是可調整的。可以改變RF熱電極的寬度。舉例而言，板可為錐形，以加速離子。在使用中，在RF熱電極與返回電極之間的間隙中流動的氣體物質變成離子化。然後，離子化物質可以接觸基板表面。由各種實施例形成的電漿係為實質上不改變基板表面的軟電漿。
參照第6圖到第17圖，本揭示的一或更多個實施例係關於模組化電容耦合電漿源300。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「模組化」意指電漿源300可附接到處理腔室或從處理腔室移除。模組化源一般可藉由單人移動、移除、或附接。
第6圖圖示根據本揭示的一或更多個實施例的電漿源組件300的橫截面。第6圖所示的電漿源組件300包括具有氣體入口315與前表面312的殼體310。氣體入口315允許氣體流沿著流動路徑318移動，而通過殼體310並離開前表面312中的開口313。所示實施例係具有為了描述目的而圖示為偏離中心的氣體入口315，但是本領域中具有通常知識者將理解，氣體入口315可以在殼體310的中心。此外，一些實施例包括充氣部316，以增加通過流動路徑318的氣體流的均勻性。一些實施例的充 氣部316至少部分利用介電質填充，介電質具有複數個通孔及/或充氣部，以允許氣體均勻地到達電漿空腔(間隙340、340b)。通孔及/或充氣部具有足夠小的尺寸，以防止電漿崩潰。在一些實施例中，通孔具有小於或等於約1mm、0.95mm、0.9mm、0.85mm、0.8mm、0.75mm、0.7mm、0.65mm、或0.6mm的直徑。
電漿源組件300包括RF熱電極320與至少一個返回電極330。返回電極330係為與RF熱電極320形成完整電路的任何導電材料。本領域中具有通常知識者將理解，返回電極330可以提供電子流動的路徑。以此方式使用的術語「返回」係意指電極為電漿部件的電路徑的一部分，且並未暗示電流或電子的流動的方向。
參照第6圖至第8圖，RF熱電極320具有第一表面322以及與第一表面322相對的第二表面324。第6圖圖示電漿源組件300的橫截面，而第7圖與第8圖圖示電極的部分透視圖。如在此所使用的第一表面322與第二表面324係在RF熱電極320的厚度T的相對側上。RF熱電極320通常成形為具有高度H、厚度T、及長度L的矩形棱柱。RF熱電極320具有實質上平行於流動路徑318而定向的第一表面322。如在此所使用的術語「實質上平行」係意指表面在平行的±10°(定義為0°)內。
返回電極330係類似於RF熱電極320而成形。返回電極具有實質上平行於流動路徑318而定向的第 一表面332。返回電極330的第一表面332係與RF熱電極320的第一表面322間隔開，以形成間隙340。
返回電極330、330b可以是任何合適的材料，包括但不限於鋁、不銹鋼、及銅。返回電極330、330b可以具有任何合適的電特性。在一些實施例中，返回電極330、330b係為接地電極。接地電極係為與電接地電接觸的任何導電材料。
在一些實施例中，返回電極330、330b是不同於RF熱電極320的供電電極。如以此方式使用的「不同於RF熱電極」係意指電性質或電位不同於RF熱電極。舉例而言，所產生的電漿的驅動功率可以使用相位偏移器從單一源以推拉方式調諧，而最小化與晶圓的相互作用。在這種實施例中，RF熱電極320可以例如與返回電極330異相180°。
如第7圖所示，電漿源組件的一些實施例進一步包含第二返回電極330b。第二返回電極330b具有實質上平行於流動路徑318而定向的第一表面332b。第二返回電極330b的第一表面332b係與RF熱電極320的第二表面324間隔開，以形成間隙340b。間隙340與間隙340b可以具有相同或不同的尺寸。在一些實施例中，RF熱電極320與返回電極330、330b之間的間隙340、340b在約4mm至約15mm的範圍內、或在約5mm至約14mm的範圍內、或在約7mm至約13mm的範圍內、或在約9mm至約12mm的範圍內、或約11mm。
參照第9圖，在一些實施例中，RF熱電極320與返回電極330、330b之間的間隙340、340b沿著電極的高度H改變。在所示的實施例中，厚度T在鄰近氣體入口315處比鄰近前表面312處更大。不同的是，間隙340、340b的大小在鄰近氣體入口315處比鄰近前表面312處更小。不受限於任何特定的操作理論，可認為RF熱電極320的錐形厚度可以導致離子朝向晶圓加速。
RF熱電極320的厚度T可以是取決於例如電極材料的任何合適的厚度。在一些實施例中，RF熱電極的厚度在約3mm至約11mm的範圍內、或在約4mm至約10mm的範圍內、或在約6mm至約9mm的範圍內、或約8mm。
可以改變RF熱電極320的高度H。在一些實施例中，RF熱電極320的高度H在約8mm至約40mm的範圍內、或在約9mm至約35mm的範圍內、或在約10mm至約30mm的範圍內、或在約11mm至約25mm的範圍內、或在約12mm至約20mm的範圍內、或在約13mm至約15mm的範圍內、或約14mm。
在一些實施例中，電漿源組件300的殼體310係為楔形。第10A圖與第10B圖圖示包括楔形殼體310的兩個實施例。在第10A圖中，RF熱電極320與返回電極330沿著殼體310的長軸308延伸。以此方式使用的長軸308係指稱在殼體310的內周邊緣123中間與外周邊 緣124中間之間的軸線。在第10B圖中，RF熱電極320與返回電極330垂直於殼體310的長軸308延伸。
RF熱電極320與返回電極330之間的間隔在整個電漿源組件中可以實質上相同或者可以變化。舉例而言，在一些實施例中，RF熱電極與返回電極在楔形殼體310的外周邊緣124處較在內周邊緣123附近間隔得更遠。
第11圖圖示本揭示的另一實施例，其中RF熱電極320在殼體310內具有蛇形形狀。在此所使用的術語「蛇形形狀」係意指電極具有纏繞形狀。該形狀可以符合殼體310的形狀。舉例而言，第11圖的殼體310係為楔形，而RF熱電極320具有蛇形形狀，在外周邊緣124附近較在內周邊緣123附近更大。返回電極330具有與RF熱電極320互補的形狀，以沿著蛇形形狀的長度維持實質上相同的間隙340。在此所使用的術語「實質上相同的間隙」係意指沿著整個長度的間隙變化不超過平均間隙的10%。端部介電質350可以定位於RF熱電極320與返回電極330之間。端部介電質350可以是能夠最小化RF熱電極320與返回電極330之間的電連接的任何合適的材料。
第12圖圖示本揭示的另一實施例，其中RF熱電極320具有垂直於殼體310的長軸308延伸的複數個指狀物328。儘管所示實施例具有四個指狀物328，但本領域中具有通常知識者將理解，取決於例如殼體310的大 小，RF熱電極320可以具有任何合適數量的指狀物328。返回電極330具有與RF熱電極320互補的形狀，而使得返回電極330上存在複數個指狀物338。在一些實施例中，返回電極330係成形以在RF熱電極320與返回電極330之間維持實質上相同的間隙。第12圖所示的楔形殼體310的間隙在最內指狀物328與最外指狀物328附近較在中間指狀物附近更大。此變化可能歸因於殼體310的形狀或者為了控制這些區域處的電漿密度。
一些實施例包括相鄰於RF熱電極320的下邊緣329的包覆物360。參照第13圖，RF熱電極320係圖示為在兩個返回電極330之間。包覆物360將RF熱電極320的下邊緣329從基板60與基座組件140分離。在一些實施例中，包覆物360的存在有助於防止或最小化RF熱電極320的濺射，以避免污染基板60。包覆物360可由任何合適的材料製成，該材料包括但不限於介電質(例如，陶瓷材料)。可以調整包覆物360的大小，以將RF熱電極320的下邊緣329在基板60的附近移動。在一些實施例中，包覆物360的長度Ls在約10mm至約25mm的範圍內、或在約13mm至約20mm的範圍內、或約17mm。
第14圖圖示本揭示的另一實施例。RF熱電極320具有相鄰於下邊緣329的包覆物360。返回電極331(例如，接地或供電)係相鄰於包覆物360，而將間隔物從基板60與基座組件分離。不受限於任何特定操作理論，可認為包覆物360與返回電極331的組合最小化RF 熱電極320與基板的直接相互作用。儘管第14圖圖示兩個RF熱電極320與兩個返回電極330，但本領域中具有通常知識者將理解，可以具有任何合適數量的RF熱電極320與返回電極330。
參照第1圖、第2圖、第8圖、及第15圖，本揭示的一些實施例係關於包括基座組件140與氣體分配組件120的處理腔室100。第15圖圖示根據本揭示之一或更多個實施例的處理腔室100的橫截面圖。基座組件140具有頂表面141，以支撐並圍繞中心軸161旋轉複數個基板60。
氣體分配組件120具有面向基座組件140的頂表面141的前表面121，以引導氣體流向基座組件140的頂表面141。一些實施例的氣體分配組件120包括具有楔形殼體310的電漿源組件300(參見第10A圖至第12圖)。楔形殼體具有內周邊緣123與外周邊緣124，而定義殼體310的長軸308。殼體310具有第一側371、第二側372、氣體入口315、及前表面312。流動路徑係定義為氣體從氣體入口315流經殼體310並從前表面312離開的路徑。
電漿源組件300具有至少一個RF熱電極320，至少一個RF熱電極320具有實質上平行於流動路徑定向的第一表面322。至少一個返回電極330係在殼體310內，並具有平行於流動路徑定向而與RF熱電極320的第一表面322間隔開的第一表面332，以形成間隙 340。電漿源組件300的楔形殼體310的前表面312係定位成與基座組件140的頂表面141的距離在約1mm至約5mm的範圍內，或在約1.5mm至約4mm的範圍內，或約2mm。第15圖所示的實施例僅為具有電漿源組件的處理腔室的一個可能配置的實例，而不應視為限制本揭示之範圍。
返回參照第6圖，一些實施例包括同軸RF饋送線380，同軸RF饋送線380穿過殼體310，並提供用於RF熱電極320的功率，以在間隙340中產生電漿。同軸RF饋送線380包括藉由隔離器386分離的外導體382與內導體384。內導體384與RF熱電極320電連通，而外導體382係與電接地或不同於RF熱電極的相功率源(未圖示)電連通。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「電連通」意指部件直接連接或透過中間部件連接，使得其中存在小電阻。內導體384與外導體382之間的間隙可以利用介電質填充，介電質可以是陶瓷，但亦可以是任何合適的介電質材料。
可建構同軸RF饋送線380，而使得外導體382終止於返回電極330上。內導體384可終止於RF熱電極320上。在一些實施例中，氣體入口315係饋送至環繞同軸饋送的外側周邊的殼體。RF饋送可以是同軸傳輸線的形式。外導體可連接/終止於返回電極中，而內導體係連接至RF熱電極。返回電極330可藉由任何合適的方法連接至金屬殼體，包括但不限於金屬墊圈。此舉有助於確 保返回電流的對稱幾何形狀。所有返回電流流經饋送的外導體，以最小化RF雜訊。在一些實施例中，RF饋送係設計成對RF熱電極提供對稱RF饋送電流以及對稱返回電流。所有返回電流流經外導體，最小化RF雜訊，並最小化源安裝對操作的影響。
對於線性徑向電漿源而言，如第6圖至第8圖所示，在任何使用旋轉基座(台板)的處理系統中，相較於在晶圓的外徑(OD)處，在晶圓的內徑(ID)處具有更大的電漿暴露(加工)。在同軸饋送係連接到熱電極的大致中心處的系統中，ID與OD暴露之間的差異可以係約2.7倍。目前，同軸饋送係在電極的大致中心處連接到熱電極。此連接配置可能無法在晶圓的ID與OD處提供均勻的電漿暴露。本揭示的一或更多個實施例有利地提供簡單的線性設計電漿源。一些實施例有利地提供高頻或非常高頻的內徑饋送，同時增加從晶圓ID到OD的電漿通量。
參照第15圖與第16圖，垂直電漿源(VPS)可以是具有從晶圓的ID延伸到OD並延伸出的供電電極(熱電極)與返回電極的線性電漿源。熱電極與返回電極之間的間隙沿著從ID到OD的電極的長度可以是實質上均勻的。
一些實施例的電極係由介電材料製成的內及外包覆物包圍，以最小化金屬污染。在包覆物的底部與晶圓/基座之間維持間隙，以將電漿暴露於晶圓。
通常，在電漿組件中產生的電場(及電漿通量)在RF饋送附近最大，而場強度隨著與RF饋送的距離而減少。在線性垂直電漿源中，RF饋送下方意外地出現最小電場與電漿密度。不受限於任何特定操作理論，可認為這是由於隨著RF功率的頻率而增加的電磁效應。發明人已發現，將RF饋送朝向熱電極的ID端移動可以補償暴露的不均勻性。
可以利用任何合適的頻率操作功率源390。已發現，較高頻率的功率可以產生電漿密度變化，而可以補償由於基座旋轉而引起的ID與OD之間的不同暴露。在一些實施例中，功率源390係以高頻(3至30MHz)或非常高頻(30至300MHz)操作。在一些實施例中，功率源390係以60MHz操作。
參照第15圖到第17圖，本揭示的一或更多個實施例係關於電漿源組件300。如第17圖所示，電漿源組件300包括殼體310。除了可能使用的功率連接或氣體線連接之外，一些實施例的殼體310托持或支撐電漿源組件的所有部件。在組合於一個殼體中的情況下，電漿源組件可以模組化；以允許組件移動，增加到處理設備或從處理設備移除。一些實施例的殼體310係為楔形，以配合如第4圖或第5圖所示的氣體分配組件120。儘管殼體310可為楔形，但是電漿空腔或其中形成電漿的間隙的形狀可為線性。出於描述目的，第15圖所示的實施例並未圖示殼體。
第16圖圖示一些實施例的電漿源組件300的部分橫截面側視圖。殼體310具有可以與第4圖及第5圖所示的氣體分配組件120對準的內周邊緣123與外周端124。如第17圖所示，殼體310可包括氣體入口315，以形成來自氣體入口315的流動路徑318，以允許氣體流動穿過殼體310並離開電漿源組件300的前表面312中的開口313。前表面312可以由殼體310、RF熱電極320、返回電極330、或可以定位在距離基座組件一距離處的任何合適材料形成。在一些實施例中，前表面312係由單獨部件的組合形成，而產生材料的混合物。
電漿源組件包括具有細長主體321的RF熱電極320，細長主體321包括第一表面322以及與第一表面322相對的第二表面324。第一表面322與第二表面324定義RF熱電極320的寬度。在一些實施例中，第一表面322與第二表面324實質上平行。在此使用的術語「實質上平行」意指表面所形成的主要平面係在平行角度±10°、±9°、±8°、±7°、±6°、±5°、±4°、±3°、±2°、或±1°內。在一些實施例中，RF熱電極320的寬度係在約2mm至約20mm的範圍內、或在約3mm至約15mm的範圍內、或在約4mm至約10mm的範圍內、或在約5mm至約9mm的範圍內、或在約6mm至約8mm的範圍內、或約7mm。
RF熱電極320的細長主體321具有內周端323與外周端325。RF熱電極320的內周端323係定位於 殼體310內，並在殼體310的內周邊緣123附近。RF熱電極320的外周邊緣325係定位於殼體310內，並在殼體310的外周邊緣124附近。內周端323與外周端325定義RF熱電極320的長度L。第16圖所示的實施例圖示殼體310具有與RF熱電極320大約相同的長度。此舉僅為一個可能配置的代表，且不應視為限制本揭示之範疇。一些實施例的殼體延伸超出RF熱電極的端部，並且可以纏繞至少一些RF熱電極。一些實施例的RF熱電極320的長度L係在約160mm至約440mm的範圍內。RF熱電極320的長度L可配置成跨越所處理的基板的寬度。舉例而言，若所處理的基板係為直徑200mm的晶圓，則RF熱電極的長度L可以在約160mm至約440mm的範圍內，或者在約180mm至約220mm的範圍內，或者在約190mm至約210mm的範圍，或者在約195mm至約205mm的範圍內。若所處理的基板係為直徑300mm的晶圓，則RF熱電極的長度L可以在約160mm至約440mm的範圍內，或者在約260mm至約440mm的範圍內，或者在約280mm至約320mm的範圍內，或者在約290mm至約310mm的範圍內，或者在約295mm至約305mm的範圍內。
返回電極330可以是適於允許返回電流從RF熱電極流動或提供相反極性電壓的任何部件。術語「返回電極」係用於表示與RF熱電極形成完整電路的電連接，且不應視為暗示電流或電子流動的方向。一些實施例的返 回電極330係為殼體310。在一些實施例中，返回電極330係為殼體310內的單獨部件。返回電極330可以由與殼體310相同的材料製成，但是可以與殼體310電隔離，或者返回電極330可以由與殼體310不同的材料製成。在所示實施例中，返回電極330係為與殼體310不同的材料。一些實施例的返回電極330具有細長主體，細長主體係從殼體的內周邊緣延伸到外周邊緣。返回電極係與RF熱電極320間隔開，以提供其中可形成電漿的間隙340。
RF饋送380將功率源390連接到RF熱電極320。如第6圖所示，RF饋送380可以是同軸RF饋送線。如第16圖所示，RF饋送380在距離RF熱電極320的內周邊緣323的距離De處連接到RF熱電極。一些實施例的距離De小於或等於RF熱電極320的長度L的約25%。在一些實施例中，距離De小於或等於RF熱電極320的長度L的約20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、或1%。
如第17圖所示，在一些實施例中，RF熱電極320具有RF熱電極包覆物360，RF熱電極包覆物360經定位而使得RF熱電極320並未直接暴露於基板或基座組件。以此方式使用的術語「並未直接暴露」及類似者係意指從RF熱電極320噴射的原子無法沿著直線路徑行進以撞擊基板的表面。在所示實施例中，RF熱電極包覆物360纏繞RF熱電極320的所有暴露側及表面。一些實施例的RF熱電極包覆物360包含矽或氧化矽中之一或更多者。 在一些實施例中，RF熱電極包覆物360包含石英或基本上由石英組成。在一些實施例中，RF熱電極包覆物360係由在所處理的晶圓上並未濺射為污染物的材料製成。RF熱電極包覆物360材料可以取決於所執行的處理或沉積。
在一些實施例中，返回電極330包括返回電極包覆物361。一些實施例的返回電極包覆物361經定位而使得返回電極330並未直接暴露於基板或基座表面。在一些實施例中，返回電極包覆物361包含矽、氧化矽、或氧化鋁中之一或更多者。
一些實施例的返回電極包覆物361包含與RF熱電極包覆物360不同的材料。在一些實施例中，RF熱電極包覆物360與返回電極包覆物361係由相同材料製成。在一些實施例中，RF熱電極包覆物360包含石英，而返回電極包覆物包含氧化鋁。在一些實施例中，RF熱電極包覆物360基本上由石英組成，及/或返回電極包覆物基本上由石英或氧化鋁組成。以此方式使用的術語「基本上由...組成」意指所指包覆物的組成物大於或等於所述材料的重量的約95%、98%、或99%。
RF熱電極包覆物360與返回電極包覆物361可以形成電漿源組件300的前表面312。從RF熱電極包覆物360到基板60的距離Gh可以與從返回電極包覆物361到基板60的距離Gr相同或不同。
一些實施例的電漿源組件300提供具有在RF熱電極320的內周端323處產生的離子通量的電漿，該離子通量小於在RF熱電極320的外周端325處產生的離子通量。
本揭示的附加實施例係關於處理基板的方法。基板60係定位於基座組件140上，而相鄰於氣體分配組件120。根據本揭示的一或更多個實施例，氣體分配組件120包括電漿源組件。氣體透過殼體310的氣體入口315流入RF熱電極320與返回電極330之間的間隙340。RF熱電極320透過RF饋送380激發，以在間隙340中形成電漿，RF饋送380係定位成從內周端323測量的RF熱電極320的長度L的25%內。電漿流出殼體310的前表面312，以將基板60暴露於電漿。
在壓力為6.5T以及100W及60MHz下產生氬電漿。RF饋送係位於從電極的內周端的端部測量的RF熱電極的長度的5%內。觀察到電漿密度、離子通量、及蝕刻速率係從晶圓ID到晶圓OD增加。
在不同的功率設定下測量氬電漿離子通量。如第18圖所示，到達晶圓的整合離子通量顯示離子通量從晶圓ID到晶圓OD增加。
使用ID饋送/VPS電漿源在60MHz、400℃、300W、及6.5Torr下沉積ALD二氧化矽膜。SiO2晶圓內部均勻性小於2%。在稀釋HF(1：100)中的熱SiO2沉積所包含的濕式蝕刻速率比(WERR)為約1.9。
使用ID饋送/VPS電漿源在60MHz、500℃、100W、及6.5Torr下沉積ALD氮化矽膜。SiN晶圓內部均勻性係為小於2%，而在稀釋HF中的濕式蝕刻速率為約4.5埃/分。
本揭示的一些實施例係關於包含沿著處理腔室中的弧形路徑定位的至少一個電容耦合電漿源的處理腔室。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「弧形路徑」意指行進圓形或橢圓形路徑的至少一部分的任何路徑。弧形路徑可包括在基板沿著至少約5°、10°、15°、20°、30°、45°、或60°的路徑的一部分的移動。
本揭示的附加實施例係關於處理複數個基板的方法。將複數個基板裝載到處理腔室中的基板支撐件。旋轉基板支撐件，以通過跨氣體分配組件的複數個基板中之每一者，以在基板上沉積膜。旋轉基板支撐件，以將基板移動到鄰近於電容耦合電漿源的電漿區域，以在電漿區域中產生實質上均勻的電漿暴露。重複此舉，直到形成預定厚度的膜。
旋轉料架之旋轉可係連續的或不連續的。在連續處理中，晶圓持續旋轉，而使得晶圓輪流暴露至噴射器之每一者。在不連續處理中，可將晶圓移動至噴射器區域並停止，而接著到噴射器之間的區域並停止。舉例而言，旋轉料架可旋轉而使得晶圓從噴射器間區域移動而跨越噴射器(或相鄰於噴射器而停止)，且接著繼續到旋轉料架可再次暫停的下一個噴射器間區域。噴射器之間的暫停 可提供在每一層沉積之間的額外處理(例如，暴露至電漿)的時間。
可取決於所使用的特定反應物質而調諧電漿之頻率。合適的頻率包括但不限於400kHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz、100MHz、121MHz、及162MHz。
根據一或更多個實施例，基板在形成層之前及/或之後經受處理。此處理可在相同腔室中執行，或在一或更多個分離的處理腔室中執行。在一些實施例中，將基板從第一腔室移動至分離的第二腔室，以用於進一步處理。基板可從第一腔室直接移動至分離的處理腔室，或基板可從第一腔室移動至一或更多個轉移腔室，而接著移動到分離的處理腔室。因此，處理設備可包含與轉移站連通的多個腔室。此類的設備可被稱為「群集工具」或「群集系統」及類似者。
一般而言，群集工具係為模組化系統，該模組化系統包含執行多種功能的多個腔室，該等功能包括基板之中心找尋及定向、除氣、退火、沉積及/或蝕刻。根據一或更多個實施例，群集工具至少包括第一腔室與中央轉移腔室。中央轉移腔室可容納機器人，該機器人可在處理腔室及裝載閘腔室之間梭運基板。轉移腔室通常維持在真空條件下，並提供中繼階段，該中繼階段用於從一個腔室梭運基板至位於群集工具之前端的另一腔室及/或裝載閘腔室。可適用於本揭示的兩個眾所週知的群集工具係為 Centura®與Endura®，兩者均可得自Calif的Santa Clara的Applied Materials,Inc.。然而，腔室之組合與精確佈置可經修改以用於執行如本文中所描述之處理的特定步驟。其他可使用的處理腔室包括但不限於循環層沉積(CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻、預清洗、化學清洗、熱加工(如RTP)、電漿氮化、除氣、定向、羥基化反應、及其他基板處理。藉由在群集工具上的腔室中執行處理，可在沉積後續膜之前，在無氧化下避免利用大氣雜質污染基板的表面。
根據一或更多個實施例，基板係連續地在真空下或「裝載閘」條件下，且在從一個腔室移動到下一個腔室時不暴露至周圍空氣。因此，轉移腔室係在真空下，且在真空壓力下為「泵降」。惰性氣體可存在於處理腔室或轉移腔室中。在一些實施例中，惰性氣體係作為淨化氣體，用以在形成基板之表面上的層之後移除一些或全部的反應物。根據一或更多個實施例，將淨化氣體噴射於沉積腔室之出口處，用以防止反應物從沉積腔室移動至轉移腔室及/或額外的處理腔室。因此，惰性氣體之流動在腔室的出口處形成簾幕。
在處理期間，基板可經加熱或冷卻。此類加熱或冷卻可藉由任何合適的手段達成，包括但不限於改變基板支撐件(例如，基座)的溫度、及將經加熱或經冷卻的氣體流至基板表面。在一些實施例中，基板支撐件包括加 熱器/冷卻器，該加熱器/冷卻器可經控制用以利用傳導方式改變基板溫度。在一或更多個實施例中，所採用氣體(反應氣體或惰性氣體)經加熱或冷卻以局部改變基板溫度。在一些實施例中，加熱器/冷卻器係位於鄰近於基板表面的腔室內，以利用傳導方式改變基板溫度。
基板在處理期間亦可靜止或旋轉。旋轉的基板可連續地或以離散步進方式旋轉。舉例而言，基板可在整個處理過程中旋轉，或基板可在暴露至不同反應或淨化氣體之間少量旋轉。在處理期間旋轉基板(連續或步進式)可以有助於藉由最小化例如氣流幾何形狀的局部可變性的效應，而產生更均勻的沉積或蝕刻。
儘管前述係關於本發明之實施例，本揭示之其他及進一步實施例可在不脫離本揭示之基本範疇的情況下設計，且本揭示之範疇係由下列申請專利範圍所決定。
140:基座組件
141:頂表面
300:電漿源組件
320:RF熱電極
321:細長主體
322:第一表面
323:內周端
324:第二表面
325:外周端
330:返回電極
340:間隙
360:包覆物
380:同軸RF饋送線
390:功率源

Claims (19)

  1. 一種電漿源組件，包含：一殼體，具有一內周邊緣、一外周邊緣、及一前表面，該殼體包括一氣體入口，以形成來自該氣體入口的一流動路徑，以允許氣體流動穿過該殼體並離開該前表面中的一開口；一RF熱電極，位於該殼體內，該RF熱電極具有一細長主體，該細長主體具有靠近該殼體的該內周邊緣的一內周端以及靠近該殼體的該外周邊緣的一外周端，並定義該RF熱電極的一長度；一返回電極，具有一細長主體，該細長主體係延伸於該殼體的該內周邊緣與該外周邊緣之間，該返回電極係與該RF熱電極間隔開，以提供其中可形成一電漿的一間隙；以及一RF饋送，連接到該RF熱電極，而位於距離該RF熱電極的該內周端一距離處，該距離小於或等於該RF熱電極的該長度的25%，其中在該RF熱電極的該內周端處產生的一離子通量小於在該RF熱電極的該外周端處產生的一離子通量。
  2. 如請求項1所述之電漿源組件，其中該返回電極係為該殼體。
  3. 如請求項1所述之電漿源組件，其中該RF饋送係連接到該RF熱電極，而位於距離該RF熱電極的該內周端一距離處，該距離小於或等於該RF熱電極的該長度的5%。
  4. 如請求項1所述之電漿源組件，進一步包含：一RF熱電極包覆物，並定位成使得該RF熱電極並未暴露。
  5. 如請求項4所述之電漿源組件，其中該RF熱電極包覆物包含矽或氧化矽中之一或更多者。
  6. 如請求項4所述之電漿源組件，其中該RF熱電極包覆物包含在所處理的一晶圓上並未濺射為一污染物的一材料。
  7. 如請求項4所述之電漿源組件，進一步包含：一返回電極包覆物，並定位成使得該返回電極並未暴露。
  8. 如請求項7所述之電漿源組件，其中該返回電極包覆物係為與該RF熱電極包覆物不同的一材料。
  9. 如請求項7所述之電漿源組件，其中該返回電極包覆物包含矽、氧化矽、或氧化鋁中之一或更多者。
  10. 如請求項1所述之電漿源組件，其中該RF 熱電極與該返回電極之間的該間隙具有4mm到15mm的一範圍中的一寬度。
  11. 如請求項1所述之電漿源組件，其中存在兩個返回電極，而在該等RF熱電極的每一側上具有一個返回電極，每一返回電極與該RF熱電極間隔開，以形成一間隙。
  12. 如請求項11所述之電漿源組件，其中該RF熱電極與該返回電極之間的該等間隙中之每一者具有大致相同的寬度。
  13. 一種處理腔室，包含：一基座組件，在該處理腔室內，該基座組件具有一頂表面，以支撐並圍繞一中心軸旋轉複數個基板；以及一氣體分配組件，具有面向該基座組件的該頂表面的一前表面，以引導氣體流向該基座組件的該頂表面，該氣體分配組件包括一電漿源組件，該電漿源組件包含：一殼體，具有一內周邊緣、一外周邊緣、及一前表面，該殼體包括一氣體入口，以形成來自該氣體入口的一流動路徑，以允許氣體流動穿過該殼體並離開該前表面中的一開口，一RF熱電極，位於該殼體內，該RF熱電極具有 一細長主體，該細長主體具有一第一表面與一第二表面，以及靠近該殼體的該內周邊緣的一內周端與靠近該殼體的該外周邊緣的一外周端，並定義該RF熱電極的一長度，一第一返回電極，位於該殼體內，該第一返回電極具有一細長主體，該細長主體係延伸於該殼體的該內周邊緣與該外周邊緣之間，該第一返回電極係與該RF熱電極的該第一表面間隔開，以提供其中可形成一電漿的一第一間隙，一第二返回電極，位於該殼體內，該第二返回電極具有一細長主體，該細長主體係延伸於該殼體的該內周邊緣與該外周邊緣之間，該第二返回電極係與該RF熱電極的該第二表面間隔開，以提供其中可形成一電漿的一第二間隙，以及一RF饋送，連接到該RF熱電極，而位於距離該RF熱電極的該內周端一距離處，該距離小於或等於該RF熱電極的該長度的25%，其中該電漿源組件的該殼體的該前表面係定位於距離該基座組件的該頂表面1mm至5mm的一範圍的一距離處，而在該RF熱電極的該內周端處產生的一離子通量小於在該RF熱電極的該外周端處產生的一離子通量。
  14. 如請求項13所述之處理腔室，其中該RF饋送係連接到該RF熱電極，而位於距離該RF熱電極的該內周端一距離處，該距離小於或等於該RF熱電極的該長度的5%。
  15. 如請求項13所述之處理腔室，進一步包含：一RF熱電極包覆物，並定位成使得該RF熱電極並未直接暴露於該基座組件。
  16. 如請求項15所述之處理腔室，其中該RF熱電極包覆物包含矽或氧化矽中之一或更多者。
  17. 如請求項15所述之處理腔室，進一步包含：一返回電極包覆物，並定位成使得該第一返回電極與第二返回電極並未直接暴露於該基座組件。
  18. 如請求項17所述之處理腔室，其中該返回電極包覆物包含矽、氧化矽、或氧化鋁中之一或更多者。
  19. 一種處理一基板的方法，該方法包含以下步驟：將一基板定位於與一氣體分配組件相鄰的一基座組件上，該氣體分配組件包括一電漿源組件，該電漿源組件包含：一殼體，具有一內周邊緣、一外周邊緣、及一前表面，該殼體包括一氣體入口，以形成來自該氣體 入口的一流動路徑，以允許氣體流動穿過該殼體並離開該前表面中的一開口，一RF熱電極，位於該殼體內，該RF熱電極具有一細長主體，該細長主體具有一第一表面與一第二表面，以及靠近該殼體的該內周邊緣的一內周端與靠近該殼體的該外周邊緣的一外周端，並定義該RF熱電極的一長度，一第一返回電極，位於該殼體內，該第一返回電極具有一細長主體，該細長主體係延伸於該殼體的該內周邊緣與該外周邊緣之間，該第一返回電極係與該RF熱電極的該第一表面間隔開，以提供其中可形成一電漿的一第一間隙，一第二返回電極，位於該殼體內，該第二返回電極具有一細長主體，該細長主體係延伸於該殼體的該內周邊緣與該外周邊緣之間，該第二返回電極係與該RF熱電極的該第二表面間隔開，以提供其中可形成一電漿的一第二間隙，以及一RF饋送，連接到該RF熱電極，而位於距離該RF熱電極的該內周端一距離處，該距離小於或等於該RF熱電極的該長度的25%；讓一氣體流經該殼體的該氣體入口，而進入該RF熱電極與該第一返回電極之間的該第一間隙以及進入 該RF熱電極與該第二返回電極之間的該第二間隙；讓該RF熱電極受到激發，以在該第一間隙與該第二間隙中形成一電漿，該電漿具有在該RF熱電極的該內周端處產生的一離子通量，該離子通量小於在該RF熱電極的該外周端處產生的一離子通量；以及將該基板暴露於該電漿。
TW107114964A 2017-05-15 2018-05-03 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法 TWI733021B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762506570P 2017-05-15 2017-05-15
US62/506,570 2017-05-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201901733A TW201901733A (zh) 2019-01-01
TWI733021B true TWI733021B (zh) 2021-07-11

Family

ID=64097401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107114964A TWI733021B (zh) 2017-05-15 2018-05-03 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10903056B2 (zh)
JP (1) JP6880233B2 (zh)
KR (2) KR102226827B1 (zh)
CN (1) CN110622278B (zh)
TW (1) TWI733021B (zh)
WO (1) WO2018213272A2 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102662705B1 (ko) * 2016-01-24 2024-04-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 파이 형상 처리를 발생시키기 위한 대칭적인 플라즈마 소스
TWI733021B (zh) * 2017-05-15 2021-07-11 美商應用材料股份有限公司 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法
JP7052796B2 (ja) * 2017-07-28 2022-04-12 住友電気工業株式会社 シャワーヘッド及びその製造方法
WO2020252415A1 (en) 2019-06-13 2020-12-17 Alliance For Sustainable Energy, Llc Nitrogen-enabled high growth rates in hydride vapor phase epitaxy
US12394604B2 (en) * 2020-09-11 2025-08-19 Applied Materials, Inc. Plasma source with floating electrodes
FI130861B1 (fi) * 2020-10-12 2024-04-26 Beneq Oy Atomikerroskasvatuslaitteisto ja menetelmä
US11705312B2 (en) * 2020-12-26 2023-07-18 Applied Materials, Inc. Vertically adjustable plasma source
KR20230033101A (ko) * 2021-08-27 2023-03-08 삼성전자주식회사 플라즈마 발생 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003338399A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Sekisui Chem Co Ltd 放電プラズマ処理装置
US20070283888A1 (en) * 1999-08-10 2007-12-13 Jacques Schmitt Plasma Reactor for the Treatment of Large Size Substrates
CN101420816A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 新动力等离子体株式会社 容性耦合等离子体反应器
TW200920192A (en) * 2007-10-22 2009-05-01 New Power Plasma Co Ltd Capacitively coupled plasma reactor
US20150200076A1 (en) * 2008-05-30 2015-07-16 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
US20150262792A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Applied Materials, Inc. RF Multi-Feed Structure To Improve Plasma Uniformity
TW201737295A (zh) * 2016-01-24 2017-10-16 應用材料股份有限公司 雙端饋電可調諧電漿源

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5866871A (en) * 1997-04-28 1999-02-02 Birx; Daniel Plasma gun and methods for the use thereof
WO2001052302A1 (en) * 2000-01-10 2001-07-19 Tokyo Electron Limited Segmented electrode assembly and method for plasma processing
CN101145508B (zh) * 2003-03-06 2010-06-16 积水化学工业株式会社 等离子加工装置和方法
US8917022B2 (en) 2008-05-22 2014-12-23 Emd Corporation Plasma generation device and plasma processing device
KR101108879B1 (ko) * 2009-08-31 2012-01-30 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치
KR20110054726A (ko) 2009-11-18 2011-05-25 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
JP5803714B2 (ja) * 2012-02-09 2015-11-04 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US20130220975A1 (en) 2012-02-27 2013-08-29 Rajinder Dhindsa Hybrid plasma processing systems
JP2013254723A (ja) 2012-05-11 2013-12-19 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
WO2014046729A1 (en) 2012-09-19 2014-03-27 Apjet, Inc. Atmospheric-pressure plasma processing apparatus and method
JP6123796B2 (ja) * 2013-03-15 2017-05-10 東レ株式会社 プラズマｃｖｄ装置およびプラズマｃｖｄ方法
JP6134191B2 (ja) * 2013-04-07 2017-05-24 村川 惠美 回転型セミバッチａｌｄ装置
TWI769494B (zh) * 2013-08-16 2022-07-01 美商應用材料股份有限公司 用於高溫低壓環境中的延長的電容性耦合的電漿源
JP6552206B2 (ja) * 2015-02-02 2019-07-31 東京エレクトロン株式会社 排気管無害化方法及び成膜装置
WO2017044754A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Applied Materials, Inc. Plasma module with slotted ground plate
US10121655B2 (en) * 2015-11-20 2018-11-06 Applied Materials, Inc. Lateral plasma/radical source
TWI733021B (zh) * 2017-05-15 2021-07-11 美商應用材料股份有限公司 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法
JP7069319B2 (ja) * 2017-12-15 2022-05-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 垂直プラズマ源からの改良されたプラズマ暴露のために成形された電極

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070283888A1 (en) * 1999-08-10 2007-12-13 Jacques Schmitt Plasma Reactor for the Treatment of Large Size Substrates
JP2003338399A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Sekisui Chem Co Ltd 放電プラズマ処理装置
CN101420816A (zh) * 2007-10-22 2009-04-29 新动力等离子体株式会社 容性耦合等离子体反应器
TW200920192A (en) * 2007-10-22 2009-05-01 New Power Plasma Co Ltd Capacitively coupled plasma reactor
US20150200076A1 (en) * 2008-05-30 2015-07-16 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
US20150262792A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Applied Materials, Inc. RF Multi-Feed Structure To Improve Plasma Uniformity
TW201737295A (zh) * 2016-01-24 2017-10-16 應用材料股份有限公司 雙端饋電可調諧電漿源

Also Published As

Publication number Publication date
KR102302006B1 (ko) 2021-09-14
CN110622278B (zh) 2022-02-11
CN110622278A (zh) 2019-12-27
US11315769B2 (en) 2022-04-26
TW201901733A (zh) 2019-01-01
KR102226827B1 (ko) 2021-03-11
JP2020520532A (ja) 2020-07-09
US10903056B2 (en) 2021-01-26
US20180330927A1 (en) 2018-11-15
WO2018213272A3 (en) 2019-01-03
US20210166923A1 (en) 2021-06-03
WO2018213272A2 (en) 2018-11-22
KR20210028754A (ko) 2021-03-12
KR20190124330A (ko) 2019-11-04
JP6880233B2 (ja) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI733021B (zh) 電漿源組件、處理腔室與處理基板的方法
US12142458B2 (en) Symmetric plasma source to generate pie-shaped treatment
CN107338423B (zh) 等离子体源组件
US11315763B2 (en) Shaped electrodes for improved plasma exposure from vertical plasma source
TWI793218B (zh) 使用低頻偏壓作介電膜的幾何選擇性沉積的處理腔室及方法
US12288677B2 (en) Vertically adjustable plasma source