CN110622278A - 用于旋转基座的等离子体源 - Google Patents

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Abstract

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％。

Description

用于旋转基座的等离子体源
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。
本公开的进一步实施方式关于处理基板的方法。基板定位于基座组件上，而相邻于气体分配组件。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，并具有细长主体，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，且具有细长主体，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％。气体流经壳体的气体入口，而进入RF热电极与第一返回电极之间的第一间隙以及进入RF热电极与第二返回电极之间的第二间隙。RF热电极受到激发，以在第一间隙与第二间隙中形成等离子体。等离子体具有在RF热电极的内周端处产生的离子通量，所述离子通量小于在RF热电极的外周端处产生的离子通量。基板暴露于等离子体。
附图说明
为使本公开的实施方式的以上所述特征可详细地被理解，本公开的实施方式(简短概要如上)的更具体的描述可参照实施方式而得，所述实施方式的一些图示于附图中。然而，应注意附图仅图示本公开的典型实施方式，且因此非视为限定本公开的保护范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。
图1图示根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的示意性横截面图；
图2图示根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的透视图；
图3图示根据本公开的一或多个实施方式的基板处理系统的示意图；
图4图示根据本公开的一或多个实施方式的气体分配组件的前面的示意图；
图5图示根据本公开的一或多个实施方式的处理腔室的示意图；
图6图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性横截面图；
图7图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的局部透视图；
图8图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的局部透视图；
图9图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的局部示意性侧视图；
图10A与图10B图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性仰视图；
图11图示根据本公开的一或多个实施方式的具有蛇形电极的等离子体源组件的示意性仰视图；
图12图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的示意性仰视图；
图13图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件电极的局部示意性剖面侧视图；
图14图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件电极的局部示意性剖面侧视图；
图15图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的局部视图；
图16图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的侧视图；
图17图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件的横截面图；以及
图18图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体通量与使用等离子体源组件的晶片上的径向位置的函数的曲线图。
具体实施方式
本公开的实施方式提供用于连续基板沉积的基板处理系统，以最大化产量并改良处理效率。基板处理系统亦可用于预沉积及后沉积等离子体加工(treatment)。
如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“基板”及“晶片”可互换使用，两者均指称处理在上面作用的表面、或表面的一部分。本领域普通技术人员亦理解对基板的引述亦可指称基板的仅一部分，除非上下文清楚地指明为其他情况。此外，对在基板上沉积的引述可意指裸基板、以及具有一或多个膜或特征沉积或形成于上面的基板两者。
如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“反应气体”、“前驱物”、“反应物”、及类似物可互换使用，用以意指包括与基板表面反应的物质的气体。举例而言，第一“反应气体”可简单地吸附至基板的表面上，并且可用于与第二反应气体的进一步化学反应。
如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“经减少的压力”意指少于约100Torr，或少于约75Torr，或少于约50Torr，或少于约25Torr的压力。举例而言，定义为约1Torr到约25Torr的范围中的“中等压力”为经减少的压力。
考虑将旋转工作台腔室用于许多应用。在此腔室中，一或多个晶片放置于旋转支架(“工作台”)上。随着工作台旋转，晶片在各个处理区域之间移动。举例而言，在ALD中，处理区域将晶片暴露于前驱物与反应物。此外，等离子体暴露可用作反应物，或加工用于增强膜生长的膜或基板表面，或修改膜的性质。在使用旋转工作台ALD腔室时，本公开的一些实施方式提供ALD膜的均匀沉积与后加工(例如，致密化)。
旋转工作台的ALD腔室可通过传统时域处理或通过空间ALD沉积膜，传统时域处理将整个晶片暴露于第一气体，净化，并然后暴露于第二气体，而空间ALD将晶片的部分暴露于第一气体，并部分暴露于第二气体，以及让晶片移动通过这些气体流以沉积层。
如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“饼形”与“楔形”可互换使用，以描述大致圆形的扇区的主体。举例而言，楔形区段可以是圆形或盘形结构的一小部分。饼形区段的内边缘可为一个点，或者可截短成平边或圆形。基板的路径可与气体端口垂直。在一些实施方式中，气体注射器组件的每一个包含多个细长气体端口，多个细长气体端口在实质上垂直于基板所横穿的路径的方向上延伸，其中气体端口的前边缘实质上平行于工作台。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“实质上垂直”意指基板移动的大致方向沿着大约垂直(例如，约45°至90°)于气体端口的轴的平面。对于楔形气体端口而言，气体端口的轴可视为所述端口的宽度的中点沿着所述端口的长度延伸所定义的线。
图1图示处理腔室100的横截面图，处理腔室100包括气体分配组件120(亦称为注射器或注射器组件)与基座组件140。气体分配组件120为用于处理腔室中的任何类型的气体递送装置。气体分配组件120包括面向基座组件140的前表面121。前表面121可具有任何数目或种类的开口，以传递流动朝向基座组件140的气体。气体分配组件120亦包括外周边缘124，外周边缘124在所示实施方式中实质上为圆形。
所使用的气体分配组件120的具体类型可以取决于所使用的特定处理而变化。本公开的实施方式可用于控制基座与气体分配组件之间的间隙的任何类型的处理系统。尽管可采用各种类型的气体分配组件(例如，喷头)，本公开的实施方式可以特别有用于具有多个实质上平行的气体通道的空间ALD气体分配组件。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“实质上平行”意指气体通道的细长轴在大致相同的方向上延伸。在气体通道的平行中可以存在轻微的缺陷。多个实质上平行的气体通道可包括至少一个第一反应气体A通道、至少一个第二反应气体B通道、至少一个净化气体P通道、及/或至少一个真空V通道。将来自第一反应气体A通道、第二反应气体B通道、及净化气体P通道的气体流引导朝向晶片的顶表面。气体流中的一些跨越整个晶片的表面水平移动，并通过净化气体P通道水平移动出处理区域。从气体分配组件的一端移动到另一端的基板将依序暴露于处理气体的每一个，以形成基板表面上的层。
在一些实施方式中，气体分配组件120为由单一注射器单元制成的刚性固定主体。在一或更多个实施方式中，如图2所示，气体分配组件120由多个独立扇区(例如，注射器单元122)制成。单件体或多扇区体皆可用于所描述的本公开的各种实施方式。
基座组件140定位于气体分配组件120下方。基座组件140包括顶表面141以及顶表面141中的至少一个凹槽142。基座组件140亦具有底表面143与边缘144。取决于所处理基板60的形状及大小，凹槽142可以是任何合适的形状及大小。在图1所示的实施方式中，凹槽142具有平坦底部，以支撑晶片的底部；然而，凹槽的底部可以变化。在一些实施方式中，凹槽具有环绕凹槽的外周边缘的阶梯区域，并调整所述阶梯区域的大小以用于支撑晶片的外周边缘。举例而言，取决于晶片的厚度与晶片背侧上已经呈现的特征的存在，可变化由阶段所支撑的晶片的外周边缘的量。
在一些实施方式中，如图1所示，调整基座组件140的顶表面141中的凹槽142的大小，而使得支撑于凹槽142中的基板60具有与基座组件140的顶表面141实质上共面的顶表面61。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“实质上共面”意指晶片的顶表面及基座组件的顶表面在±0.2mm内共面。在一些实施方式中，顶表面在±0.15mm、±0.10mm、或±0.05mm内共面。一些实施方式的凹槽142支撑晶片，而使得晶片的内径(ID)定位于距离基座的中心(旋转轴)约170mm至约185mm的范围内。在一些实施方式中，凹槽142支撑晶片，而使得晶片的外径(OD)定位于距离基座的中心(旋转轴)约470mm至约485mm的范围内。
图1的基座组件140包括能够提起、降低、及旋转基座组件140的支撑柱160。基座组件可包括加热器、或气体线路、或在支撑柱160的中心内的电气部件。支撑柱160可以是增加或减少在基座组件140与气体分配组件120之间的间隙的主要构件，以移动基座组件140至合适的位置。基座组件140亦可包括微调谐致动器162，微调谐致动器162可对基座组件140微调整，以建立基座组件140与气体分配组件120之间的预定间隙170。在一些实施方式中，间隙170的距离在约0.1mm至约5.0mm的范围中、或在约0.1mm至约3.0mm的范围中、或在约0.1mm至约2.0mm的范围中、或在约0.2mm至约1.8mm的范围中、或在约0.3mm至约1.7mm的范围中、或在约0.4mm至约1.6mm的范围中、或在约0.5mm至约1.5mm的范围中、或在约0.6mm至约1.4mm的范围中、或在约0.7mm至约1.3mm的范围中、或在约0.8mm至约1.2mm的范围中、或在约0.9mm至约1.1mm的范围中、或约1mm。
图式所示的处理腔室100为转盘型腔室，其中基座组件140可保持多个基板60。如图2所示，气体分配组件120可包括多个分离的注射器单元122，每一注射器单元122能够在晶片于注射器单元下方移动时，在晶片上沉积膜。两个饼形注射器单元122图标为位于基座组件140的大约相对侧上并在基座组件140上方。注射器单元122的此数目仅用于说明目的而图示。应理解可包括更多或更少注射器单元122。在一些实施方式中，有足够数目的饼形注射器单元122以形成适合于基座组件140形状的形状。在一些实施方式中，独立饼形注射器单元122的每一个可独立地移动、移除及/或置换而不影响其他注射器单元122的任一个。举例而言，可提高一个区段，以允许机器人到达基座组件140与气体分配组件120之间的区域，以装载/卸除基板60。
具有多个气体注射器的处理腔室可用以同时处理多个晶片，而使得晶片经历相同的处理流程。举例而言，如图3所示，处理腔室100具有四个气体注射器组件与四个基板60。在处理的开端处，基板60可定位于注射器组件30之间。以45°旋转17基座组件140将导致气体分配组件120之间的每一基板60移动到用于膜沉积的气体分配组件120，如气体分配组件120下方的虚线圆形所示。额外的45°旋转将让基板60移动远离注射器组件30。利用空间ALD注射器，在相对于注射器组件移动晶片期间于晶片上沉积膜。在一些实施方式中，基座组件140以增量旋转防止基板60停止于气体分配组件120下方。基板60与气体分配组件120的数目可以相同或不同。在一些实施方式中，正在处理的晶片与气体分配组件具有相同数目。在一或多个实施方式中，正在处理的晶片数目为气体分配组件的数目的一小部分或整数倍数。举例而言，若有四个气体分配组件，则有4x个正在处理的晶片，其中x为大于或等于一的整数值。
图3所示的处理腔室100仅为一个可能配置的代表，且不应视为限制本公开的范围。此处，处理腔室100包括多个气体分配组件120。在所示实施方式中，具有以均匀间隔围绕处理腔室100的四个气体分配组件(亦称为注射器组件30)。所示处理腔室100为八角形，然而，本领域普通技术人员将了解此为一个可能形状，且不应视为限制本公开的范围。所示气体分配组件120为梯形的，但可以是单一圆形部件或由多个饼形区段组成，如图2所示。
图3所示的实施方式包括装载锁定腔室180，或辅助腔室，如缓冲站。此腔室180连接到处理腔室100的一侧，以允许例如让基板(亦称为基板60)从处理腔室100装载/卸除。晶片机器人可位于腔室180中，以将基板移动到基座上。
转盘(carousel)(例如，基座组件140)的旋转可以连续或不连续。在连续处理中，晶片持续旋转，而使得晶片轮流暴露至注射器的每一个。在不连续处理中，可将晶片移动至注射器区域并停止，而接着到注射器之间的区域84并停止。举例而言，转盘可旋转而使得晶片从注射器间区域移动而横跨注射器(或相邻于注射器而停止)，且接着继续到转盘可再次暂停的下一个注射器间区域。注射器之间的暂停可提供在每一层沉积之间的额外处理步骤(例如，暴露至等离子体)的时间。
图4图标气体分配组件220的扇区或部分，所述扇区或部分可称为注射器单元122。注射器单元122可独立使用或与其他注射器单元组合使用。举例而言，如图5所示，图4的四个注射器单元122经组合以形成单一气体分配组件220。(为了清楚而未图示分离四个注射器单元的线路。)尽管图4的注射器单元122除了净化气体端口155与真空端口145之外亦具有第一反应气体端口125与第二反应气体端口135两者，然而注射器单元122不需要所有这些部件。
参照图4与图5两者，根据一或多个实施方式的气体分配组件220可包含多个扇区(或注射器单元122)，且每一扇区为相同或不同。气体分配组件220位于处理腔室内，且在气体分配组件220的前表面121中包含多个细长气体端口125、135、155与真空端口145。多个细长气体端口125、135、真空端口145(围绕气体端口125、135)、及净化气体端口155从相邻于内周边缘123的区域延伸朝向相邻于气体分配组件220的外周边缘124的区域。所示多个气体端口包括第一反应气体端口125、第二反应气体端口135、真空端口145、及净化气体端口155，所述真空端口145环绕第一反应气体端口与第二反应气体端口的每一个。
参照图4或图5所示的实施方式，当表明端口从至少大约内周区域延伸到至少大约外周区域时，然而，较仅在径向上从内区域延伸到外区域，端口可延伸更多。端口可在切线上延伸，如真空端口145环绕反应气体端口125与反应气体端口135。在图4与图5所示的实施方式中，楔形反应气体端口125、135在所有边缘上(包括与内周区域与外周区域相邻处)由真空端口145环绕。
参照图4，随着基板沿着路径127移动，基板的每一部分暴露于各种反应气体。沿着路径127，基板暴露至(或“看到”)净化气体端口155、真空端口145、第一反应气体端口125、真空端口145、净化气体端口155、真空端口145、第二反应气体端口135、及真空端口145。因此，在图4所示的路径127的端点处，基板已暴露至来自第一反应气体端口125与第二反应气体端口135的气体流，以形成层。所示注射器单元122形成四分之一圆，但可更大或更小。图5所示的气体分配组件220可视为串联连接的图4的四个注射器单元122的组合。
图4的注射器单元122图标分离反应气体的气帘150。术语“气帘”用于描述任何分离反应气体以免混合的气流或真空的组合。图4所示的气帘150包含第一反应气体端口125旁边的真空端口145的一部分、在中间的净化气体端口155、及第二反应气体端口135旁边的真空端口145的一部分。气流及真空的此组合可用以防止或最小化第一反应气体与第二反应气体的气相反应。
参照图5，来自气体分配组件220的气流及真空的组合形成对多个处理区域250的分离。处理区域大致定义为环绕独立反应气体端口125、135，且在250之间具有气帘150。图5所示的实施方式构成之间具有八个分离的气帘150的八个分离的处理区域250。处理腔室可具有至少两个处理区域。在一些实施方式中，至少具有三、四、五、六、七、八、九、十、十一、或十二个处理区域。
在处理期间，基板可在任何给定时间暴露至一个以上的处理区域250。然而，暴露至不同处理区域的部分将具有分离二者的气帘。举例而言，若基板的领先边缘进入包括第二反应气体端口135的处理区域，则基板的中间部分将在气帘150下方，而基板的落后边缘将在包括第一反应气体端口125的处理区域中。
工厂接口280(举例而言，可为装载锁定腔室)图示为连接至处理腔室100。基板60图示为叠加于气体分配组件220之上，以提供参考框架。基板60可经常坐落于基座组件上，以保持于气体分配组件120(亦称为气体分配板)的前表面121的附近。基板60经由工厂接口280装载进入处理腔室100至基板支撑件或基座组件上(见图3)。基板60可图示为位于处理区域内，因为基板定位为与第一反应气体端口125相邻，且在两个气帘150a、150b之间。沿着路径127旋转基板60将使基板以逆时针方向环绕处理腔室100移动。因此，基板60将暴露至第一处理区域250a到第八处理区域250h，并包括之间的所有处理区域。对于环绕处理腔室的每一循环而言，使用所示气体分配组件，基板60将暴露至第一反应气体与第二反应气体的四个ALD循环。
类似于图5，在批处理器中的传统ALD序列利用之间的泵/净化区段维持分别来自空间分离的注射器的化学A与B流。传统ALD序列具有可导致沉积膜的非均匀性的开始与结束图案。发明人意外发现，在空间ALD批处理腔室中执行的基于时间的ALD处理提供具有较高均匀性的膜。暴露于非反应气体的气体A与非反应气体的气体B的基本处理将清扫注射器下方的基板，而分别利用化学A与B饱和表面，以避免膜中具有开始与结束图案形式。发明人意外发现，基于时间的方式特别有益于当目标膜厚度较薄(例如，少于20个ALD循环)时，其中开始与结束图案对于晶片均匀性能具有显著影响。发明人亦发现，如本文所述的建立SiCN、SiCO、及SiCON膜的反应处理无法利用时域处理实现。用于净化处理腔室的时间量导致材料从基板表面剥离。因为在气帘下方的时间较短，利用所述空间ALD处理并不会发生剥离。
因此，本公开的实施方式关于包含处理腔室100的处理方法，处理腔室100具有多个处理区域250a-250h，其中每一处理区域通过气帘150与相邻区域分离。举例而言，图5所图示的处理腔室。取决于气流的布置，处理腔室中的气帘与处理区域的数目可以是任何适当的数目。图5所示的实施方式具有八个气帘150与八个处理区域250a-250h。气帘的数目通常等于或大于处理区域的数目。举例而言，若区域250a没有反应气流，而仅作为装载区域，则处理腔室将具有七个处理区域与八个气帘。
多个基板60位于基板支撑件上，例如，图1与图2所示的基座组件140。环绕处理区域旋转多个基板60，以用于处理。通常，在整个处理中接合(气流与真空)气帘150，包括没有反应气体流入腔室的期间。
将第一反应气体A流入一或多个处理区域250，而将惰性气体流入没有第一反应气体A流入其中的任何处理区域250。举例而言，若第一反应气体流入处理区域250b到处理区域250h，则惰性气体将流入处理区域250a。惰性气体可以流经第一反应气体端口125或第二反应气体端口135。
处理区域内的惰性气流可以恒定或变化。在一些实施方式中，反应气体与惰性气体共流。惰性气体将作为载体与稀释剂。由于相对于载气，反应气体的量较小，共流可通过减少相邻区域之间的压力差而让处理区域之间的气体压力更容易均衡。
本公开的一些实施方式关于注射器模块。尽管注射器模块相对于空间ALD处理腔室所描述，本领域中普通技术人员将理解，模块并不限于空间ALD腔室，并可适用于任何增加气流均匀性有用的注射器的情况。
本公开的一些实施方式有利地提供模块化等离子体源组件，亦即，可以容易地插入处理系统及从处理系统移除的源。这样的源可具有操作于与原子层沉积处理相同的压力水平(通常为1-50Torr)的硬件的全部或大部分。本公开的一些实施方式提供具有跨晶片表面的改良离子通量的等离子体源。在一些实施方式中，等离子体源包括电容性源，电容性源在实质上垂直于晶片表面对准的三个板之间。在一些实施方式中，将外板接地，并对内板供电。可以在板之间建立等离子体，同时气体物质在板之间朝向晶片表面流动。等离子体实质上局限于源，并最小化从供电板到达晶片表面的溅射材料。本公开的一些实施方式有利地提供等离子体源，以最小化或消除从热电极溅射的材料对基板的污染。一些实施方式亦有利地提供实质上不改变基板表面的软等离子体。一或多个实施方式提供一种能够产生等离子体而不允许电气回路通过基板的设备。本公开的一些实施方式提供能够添加至气体分配组件或从气体分配组件移除的模块化远程等离子体源。远程等离子体源产生等离子体，而不使用基板或基板支撑件作为电极。
可以改变RF热电极(供电电极)与接地板(称为返回电极)之间的间隙。在一些实施方式中，间隙在约4mm至约15mm的范围内，并且可以是可调整的。可以改变RF热电极的宽度。举例而言，板可为锥形，以加速离子。在使用中，在RF热电极与返回电极之间的间隙中流动的气体物质变成离子化。然后，离子化物质可以接触基板表面。由各种实施方式形成的等离子体为实质上不改变基板表面的软等离子体。
参照图6到图17，本公开的一或多个实施方式关于模块化电容耦合等离子体源300。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“模块化”意指等离子体源300可附接到处理腔室或从处理腔室移除。模块化源一般可由单人移动、移除、或附接。
图6图示根据本公开的一或多个实施方式的等离子体源组件300的横截面。图6所示的等离子体源组件300包括具有气体入口315与前沿面312的壳体310。气体入口315允许气体流沿着流动路径318移动，而通过壳体310并离开前沿面312中的开口313。所示实施方式具有为了描述目的而图示为偏离中心的气体入口315，但是本领域普通技术人员将理解，气体入口315可以在壳体310的中心。此外，一些实施方式包括充气部316，以增加通过流动路径318的气体流的均匀性。一些实施方式的充气部316至少部分利用电介质填充，电介质具有多个通孔及/或充气部，以允许气体均匀地到达等离子体空腔(间隙340、340b)。通孔及/或充气部具有足够小的尺寸，以防止等离子体分解。在一些实施方式中，通孔具有小于或等于约1mm、0.95mm、0.9mm、0.85mm、0.8mm、0.75mm、0.7mm、0.65mm、或0.6mm的直径。
等离子体源组件300包括RF热电极320与至少一个返回电极330。返回电极330为与RF热电极320形成完整电路的任何导电材料。本领域普通技术人员将理解，返回电极330可以提供电子流动的路径。以此方式使用的术语“返回”意指电极为等离子体部件的电路径的一部分，且并未暗示电流或电子的流动的方向。
参照图6至图8，RF热电极320具有第一表面322以及与第一表面322相对的第二表面324。图6图示等离子体源组件300的横截面，而图7与图8图示电极的局部透视图。如在此所使用的第一表面322与第二表面324在RF热电极320的厚度T的相对侧上。RF热电极320通常成形为具有高度H、厚度T、及长度L的矩形棱柱。RF热电极320具有实质上平行于流动路径318而定向的第一表面322。如在此所使用的术语“实质上平行”意指表面在平行的±10°(定义为0°)内。
返回电极330类似于RF热电极320而成形。返回电极具有实质上平行于流动路径318而定向的第一表面332。返回电极330的第一表面332与RF热电极320的第一表面322间隔开，以形成间隙340。
返回电极330、330b可以是任何合适的材料，包括但不限于铝、不锈钢、及铜。返回电极330、330b可以具有任何合适的电特性。在一些实施方式中，返回电极330、330b为接地电极。接地电极为与电接地电接触的任何导电材料。
在一些实施方式中，返回电极330、330b是不同于RF热电极320的供电电极。如以此方式使用的“不同于RF热电极”意指电性质或电位不同于RF热电极。举例而言，所产生的等离子体的驱动功率可以使用移相器从单一源以推拉方式调谐，而最小化与晶片的相互作用。在这种实施方式中，RF热电极320可以例如与返回电极330异相180°。
如图7所示，等离子体源组件的一些实施方式进一步包含第二返回电极330b。第二返回电极330b具有实质上平行于流动路径318而定向的第一表面332b。第二返回电极330b的第一表面332b系与RF热电极320的第二表面324间隔开，以形成间隙340b。间隙340与间隙340b可以具有相同或不同的尺寸。在一些实施方式中，RF热电极320与返回电极330、330b之间的间隙340、340b在约4mm至约15mm的范围内、或在约5mm至约14mm的范围内、或在约7mm至约13mm的范围内、或在约9mm至约12mm的范围内、或约11mm。
参照图9，在一些实施方式中，RF热电极320与返回电极330、330b之间的间隙340、340b沿着电极的高度H改变。在所示的实施方式中，厚度T在邻近气体入口315处比邻近前沿面312处更大。不同的是，间隙340、340b的大小在邻近气体入口315处比邻近前沿面312处更小。不受限于任何特定的操作理论，可认为RF热电极320的锥形厚度可以导致离子朝向晶片加速。
RF热电极320的厚度T可以是取决于例如电极材料的任何合适的厚度。在一些实施方式中，RF热电极的厚度在约3mm至约11mm的范围内、或在约4mm至约10mm的范围内、或在约6mm至约9mm的范围内、或约8mm。
可以改变RF热电极320的高度H。在一些实施方式中，RF热电极320的高度H在约8mm至约40mm的范围内、或在约9mm至约35mm的范围内、或在约10mm至约30mm的范围内、或在约11mm至约25mm的范围内、或在约12mm至约20mm的范围内、或在约13mm至约15mm的范围内、或约14mm。
在一些实施方式中，等离子体源组件300的壳体310为楔形。图10A与图10B图示包括楔形壳体310的两个实施方式。在图10A中，RF热电极320与返回电极330沿着壳体310的长轴308延伸。以此方式使用的长轴308指称在壳体310的内周边缘123中间与外周边缘124中间之间的轴线。在图10B中，RF热电极320与返回电极330垂直于壳体310的长轴308延伸。
RF热电极320与返回电极330之间的间隔在整个等离子体源组件中可以实质上相同或者可以变化。举例而言，在一些实施方式中，RF热电极与返回电极在楔形壳体310的外周边缘124处较在内周边缘123附近间隔得更远。
图11图示本公开的另一实施方式，其中RF热电极320在壳体310内具有蛇形形状。在此所使用的术语“蛇形形状”意指电极具有缠绕形状。所述形状可以符合壳体310的形状。举例而言，图11的壳体310为楔形，而RF热电极320具有蛇形形状，在外周边缘124附近较在内周边缘123附近更大。返回电极330具有与RF热电极320互补的形状，以沿着蛇形形状的长度维持实质上相同的间隙340。在此所使用的术语“实质上相同的间隙”意指沿着整个长度的间隙变化不超过平均间隙的10％。端部电介质350可以定位于RF热电极320与返回电极330之间。端部电介质350可以是能够最小化RF热电极320与返回电极330之间的电连接的任何合适的材料。
图12图示本公开的另一实施方式，其中RF热电极320具有垂直于壳体310的长轴308延伸的多个指状物328。尽管所示实施方式具有四个指状物328，但本领域普通技术人员将理解，取决于例如壳体310的大小，RF热电极320可以具有任何合适数量的指状物328。返回电极330具有与RF热电极320互补的形状，而使得返回电极330上存在多个指状物338。在一些实施方式中，返回电极330成形以在RF热电极320与返回电极330之间维持实质上相同的间隙。图12所示的楔形壳体310的间隙在最内指状物328与最外指状物328附近比在中间指状物附近更大。此变化可能归因于壳体310的形状或者为了控制这些区域处的等离子体密度。
一些实施方式包括相邻于RF热电极320的下边缘329的包覆物360。参照
图13，RF热电极320图示为在两个返回电极330之间。包覆物360将RF热电极320的下边缘329与基板60和基座组件140分离。在一些实施方式中，包覆物360的存在有助于防止或最小化RF热电极320的溅射，以避免污染基板60。包覆物360可由任何合适的材料制成，所述材料包括但不限于电介质(例如，陶瓷材料)。可以调整包覆物360的大小，以将RF热电极320的下边缘329在基板60的附近移动。在一些实施方式中，包覆物360的长度Ls在约10mm至约25mm的范围内、或在约13mm至约20mm的范围内、或约17mm。
图14图示本公开的另一实施方式。RF热电极320具有相邻于下边缘329的包覆物360。返回电极331(例如，接地或供电)相邻于包覆物360，而将间隔物与基板60和基座组件分离。不受限于任何特定操作理论，可认为包覆物360与返回电极331的组合最小化RF热电极320与基板的直接相互作用。尽管图14图示两个RF热电极320与两个返回电极330，但本领域普通技术人员将理解，可以具有任何合适数量的RF热电极320与返回电极330。
参照图1、图2、图8、及图15，本公开的一些实施方式关于包括基座组件140与气体分配组件120的处理腔室100。图15图示根据本公开的一或多个实施方式的处理腔室100的横截面图。基座组件140具有顶表面141，以支撑并围绕中心轴161旋转多个基板60。
气体分配组件120具有面向基座组件140的顶表面141的前表面121，以引导气体流向基座组件140的顶表面141。一些实施方式的气体分配组件120包括具有楔形壳体310的等离子体源组件300(参见图10A至图12)。楔形壳体具有内周边缘123与外周边缘124，而定义壳体310的长轴308。壳体310具有第一侧371、第二侧372、气体入口315、及前沿面312。流动路径定义为气体从气体入口315流经壳体310并从前沿面312离开的路径。
等离子体源组件300具有至少一个RF热电极320，至少一个RF热电极320具有实质上平行于流动路径定向的第一表面322。至少一个返回电极330在壳体310内，并具有平行于流动路径定向而与RF热电极320的第一表面322间隔开的第一表面332，以形成间隙340。等离子体源组件300的楔形壳体310的前沿面312定位成与基座组件140的顶表面141的距离在约1mm至约5mm的范围内，或在约1.5mm至约4mm的范围内，或约2mm。图15所示的实施方式仅为具有等离子体源组件的处理腔室的一个可能配置的实例，而不应视为限制本公开的范围。
返回参照图6，一些实施方式包括同轴RF馈送线380，同轴RF馈送线380穿过壳体310，并提供用于RF热电极320的功率，以在间隙340中产生等离子体。同轴RF馈送线380包括由隔离器386分离的外导体382与内导体384。内导体384与RF热电极320电连通，而外导体382与电接地或不同于RF热电极的相功率源(未图示)电连通。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“电连通”意指部件直接连接或通过中间部件连接，使得其中存在小电阻。内导体384与外导体382之间的间隙可以利用电介质填充，电介质可以是陶瓷，但亦可以是任何合适的电介质材料。
可建构同轴RF馈送线380，而使得外导体382终止于返回电极330上。内导体384可终止于RF热电极320上。在一些实施方式中，气体入口315馈送至环绕同轴馈送的外侧周边的壳体。RF馈送可以是同轴传输线的形式。外导体可连接/终止于返回电极中，而内导体连接至RF热电极。返回电极330可通过任何合适的方法连接至金属壳体，所述方法包括但不限于金属垫圈。此举有助于确保返回电流的对称几何形状。所有返回电流流经馈送的外导体，以最小化RF噪声。在一些实施方式中，RF馈送设计成对RF热电极提供对称RF馈送电流以及对称返回电流。所有返回电流流经外导体，最小化RF噪声，并最小化源安装对操作的影响。
对于线性径向等离子体源而言，如图6至图8所示，在任何使用旋转基座(工作台)的处理系统中，相较于在晶片的外径(OD)处，在晶片的内径(ID)处具有更大的等离子体暴露(加工)。在同轴馈送连接到热电极的大致中心处的系统中，ID与OD暴露之间的差异可以为约2.7倍。目前，同轴馈送在电极的大致中心处连接到热电极。此连接配置可能无法在晶片的ID与OD处提供均匀的等离子体暴露。本公开的一或多个实施方式有利地提供简单的线性设计等离子体源。一些实施方式有利地提供高频或非常高频的内径馈送，同时增加从晶片ID到OD的等离子体通量。
参照图15与图16，垂直等离子体源(VPS)可以是具有从晶片的ID延伸到OD并延伸出的供电电极(热电极)与返回电极的线性等离子体源。热电极与返回电极之间的间隙沿着从ID到OD的电极的长度可以是实质上均匀的。
一些实施方式的电极由电介质材料制成的内及外包覆物包围，以最小化金属污染。在包覆物的底部与晶片/基座之间维持间隙，以将等离子体暴露于晶片。
通常，在等离子体组件中产生的电场(及等离子体通量)在RF馈送附近最大，而场强度随着与RF馈送的距离而减少。在线性垂直等离子体源中，RF馈送下方意外地出现最小电场与等离子体密度。不受限于任何特定操作理论，可认为这是由于随着RF功率的频率而增加的电磁效应。发明人已发现，将RF馈送朝向热电极的ID端移动可以补偿暴露的不均匀性。
可以利用任何合适的频率操作功率源390。已发现，较高频率的功率可以产生等离子体密度变化，而可以补偿由于基座旋转而引起的ID与OD之间的不同暴露。在一些实施方式中，功率源390以高频(3至30MHz)或非常高频(30至300MHz)操作。在一些实施方式中，功率源390以60MHz操作。
参照图15到图17，本公开的一或多个实施方式关于等离子体源组件300。如图17所示，等离子体源组件300包括壳体310。除了可能使用的功率连接或气体线路连接之外，一些实施方式的壳体310保持或支撑等离子体源组件的所有部件。在组合于一个壳体中的情况下，等离子体源组件可以模块化；以允许组件移动，增加到处理设备或从处理设备移除。一些实施方式的壳体310为楔形，以配合如图4或图5所示的气体分配组件120。尽管壳体310可为楔形，但是等离子体空腔或其中形成等离子体的间隙的形状可为线性。出于描述目的，图15所示的实施方式并未图示壳体。
图16图示一些实施方式的等离子体源组件300的局部横截面侧视图。壳体310具有可以与图4及图5所示的气体分配组件120对准的内周边缘123与外周端124。如图17所示，壳体310可包括气体入口315，以形成来自气体入口315的流动路径318，以允许气体流动穿过壳体310并离开等离子体源组件300的前沿面312中的开口313。前沿面312可以由壳体310、RF热电极320、返回电极330、或可以定位在距离基座组件一距离处的任何合适材料形成。在一些实施方式中，前沿面312由单独部件的组合形成，而产生材料的混合物。
等离子体源组件包括具有细长主体321的RF热电极320，细长主体321包括第一表面322以及与第一表面322相对的第二表面324。第一表面322与第二表面324定义RF热电极320的宽度。在一些实施方式中，第一表面322与第二表面324实质上平行。在此使用的术语“实质上平行”意指表面所形成的主要平面在平行角度±10°、±9°、±8°、±7°、±6°、±5°、±4°、±3°、±2°、或±1°内。在一些实施方式中，RF热电极320的宽度在约2mm至约20mm的范围内、或在约3mm至约15mm的范围内、或在约4mm至约10mm的范围内、或在约5mm至约9mm的范围内、或在约6mm至约8mm的范围内、或约7mm。
RF热电极320的细长主体321具有内周端323与外周端325。RF热电极320的内周端323定位于壳体310内，并在壳体310的内周边缘123附近。RF热电极320的外周边缘325定位于壳体310内，并在壳体310的外周边缘124附近。内周端323与外周端325定义RF热电极320的长度L。图16所示的实施方式图示壳体310具有与RF热电极320大约相同的长度。此举仅为一个可能配置的代表，且不应视为限制本公开的范围。一些实施方式的壳体延伸超出RF热电极的端部，并且可以缠绕至少一些RF热电极。一些实施方式的RF热电极320的长度L在约160mm至约440mm的范围内。RF热电极320的长度L可配置成跨越所处理的基板的宽度。举例而言，若所处理的基板为直径200mm的晶片，则RF热电极的长度L可以在约160mm至约440mm的范围内，或者在约180mm至约220mm的范围内，或者在约190mm至约210mm的范围，或者在约195mm至约205mm的范围内。若所处理的基板为直径300mm的晶片，则RF热电极的长度L可以在约160mm至约440mm的范围内，或者在约260mm至约440mm的范围内，或者在约280mm至约320mm的范围内，或者在约290mm至约310mm的范围内，或者在约295mm至约305mm的范围内。
返回电极330可以是适于允许返回电流从RF热电极流动或提供相反极性电压的任何部件。术语“返回电极”用于表示与RF热电极形成完整电路的电连接，且不应视为暗示电流或电子流动的方向。一些实施方式的返回电极330为壳体310。在一些实施方式中，返回电极330为壳体310内的单独部件。返回电极330可以由与壳体310相同的材料制成，但是可以与壳体310电隔离，或者返回电极330可以由与壳体310不同的材料制成。在所示实施方式中，返回电极330为与壳体310不同的材料。一些实施方式的返回电极330具有细长主体，细长主体从壳体的内周边缘延伸到外周边缘。返回电极与RF热电极320间隔开，以提供其中可形成等离子体的间隙340。
RF馈送380将功率源390连接到RF热电极320。如图6所示，RF馈送380可以是同轴RF馈送线。如图16所示，RF馈送380在距离RF热电极320的内周边缘323的距离De处连接到RF热电极。一些实施方式的距离De小于或等于RF热电极320的长度L的约25％。在一些实施方式中，距离De小于或等于RF热电极320的长度L的约20％、15％、10％、5％、4％、3％、2％、或1％。
如图17所示，在一些实施方式中，RF热电极320具有RF热电极包覆物360，RF热电极包覆物360经定位而使得RF热电极320并未直接暴露于基板或基座组件。以此方式使用的术语“并未直接暴露”及类似物意指从RF热电极320喷射的原子无法沿着直线路径行进以撞击基板的表面。在所示实施方式中，RF热电极包覆物360缠绕RF热电极320的所有暴露侧及表面。一些实施方式的RF热电极包覆物360包含硅或氧化硅中的一或多个。在一些实施方式中，RF热电极包覆物360包含石英或基本上由石英组成。在一些实施方式中，RF热电极包覆物360由在所处理的晶片上并未溅射为污染物的材料制成。RF热电极包覆物360材料可以取决于所执行的处理或沉积。
在一些实施方式中，返回电极330包括返回电极包覆物361。一些实施方式的返回电极包覆物361经定位而使得返回电极330并未直接暴露于基板或基座表面。在一些实施方式中，返回电极包覆物361包含硅、氧化硅、或氧化铝中的一或多个。
一些实施方式的返回电极包覆物361包含与RF热电极包覆物360不同的材料。在一些实施方式中，RF热电极包覆物360与返回电极包覆物361由相同材料制成。在一些实施方式中，RF热电极包覆物360包含石英，而返回电极包覆物包含氧化铝。在一些实施方式中，RF热电极包覆物360基本上由石英组成，及/或返回电极包覆物基本上由石英或氧化铝组成。以此方式使用的术语“基本上由...组成”意指所指包覆物的组成物大于或等于所述材料的重量的约95％、98％、或99％。
RF热电极包覆物360与返回电极包覆物361可以形成等离子体源组件300的前沿面312。从RF热电极包覆物360到基板60的距离Gh可以与从返回电极包覆物361到基板60的距离Gr相同或不同。
一些实施方式的等离子体源组件300提供具有在RF热电极320的内周端323处产生的离子通量的等离子体，所述离子通量小于在RF热电极320的外周端325处产生的离子通量。
本公开的附加实施方式关于处理基板的方法。基板60定位于基座组件140上，而相邻于气体分配组件120。根据本公开的一或多个实施方式，气体分配组件120包括等离子体源组件。气体通过壳体310的气体入口315流入RF热电极320与返回电极330之间的间隙340。RF热电极320通过RF馈送380激发，以在间隙340中形成等离子体，RF馈送380定位成从内周端323测量的RF热电极320的长度L的25％内。等离子体流出壳体310的前沿面312，以将基板60暴露于等离子体。
在压力为6.5T以及100W及60MHz下产生氩等离子体。RF馈送位于从电极的内周端的端部测量的RF热电极的长度的5％内。观察到等离子体密度、离子通量、及蚀刻速率从晶片ID到晶片OD增加。
在不同的功率设定下测量氩等离子体离子通量。如图18所示，到达晶片的整合离子通量显示离子通量从晶片ID到晶片OD增加。
使用ID馈送/VPS等离子体源在60MHz、400℃、300W、及6.5Torr下沉积ALD二氧化硅膜。SiO2晶片内部均匀性小于2％。在稀释HF(1：100)中的热SiO2沉积所包含的湿式蚀刻速率比(WERR)为约1.9。
使用ID馈送/VPS等离子体源在60MHz、500℃、100W、及6.5Torr下沉积ALD氮化硅膜。SiN晶片内部均匀性为小于2％，而在稀释HF中的湿式蚀刻速率为约4.5埃/分。
本公开的一些实施方式关于处理腔室，所述处理腔室包含沿着处理腔室中的弧形路径定位的至少一个电容耦合等离子体源。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，术语“弧形路径”意指行进圆形或椭圆形路径的至少一部分的任何路径。弧形路径可包括在基板沿着至少约5°、10°、15°、20°、30°、45°、或60°的路径的一部分的移动。
本公开的附加实施方式关于处理多个基板的方法。将多个基板装载到处理腔室中的基板支撑件。旋转基板支撑件，以使多个基板中的每一个穿过跨气体分配组件，以在基板上沉积膜。旋转基板支撑件，以将基板移动到邻近于电容耦合等离子体源的等离子体区域，以在等离子体区域中产生实质上均匀的等离子体暴露。重复此举，直到形成预定厚度的膜。
转盘的旋转可为连续的或不连续的。在连续处理中，晶片持续旋转，而使得晶片轮流暴露至注射器的每一个。在不连续处理中，可将晶片移动至注射器区域并停止，而接着到注射器之间的区域并停止。举例而言，转盘可旋转而使得晶片从注射器间区域移动而跨越注射器(或相邻于注射器而停止)，且接着继续到转盘可再次暂停的下一个注射器间区域。注射器之间的暂停可提供在每一层沉积之间的额外处理(例如，暴露至等离子体)的时间。
可取决于所使用的特定反应物质而调谐等离子体的频率。合适的频率包括但不限于400kHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz、100MHz、121MHz、及162MHz。
根据一或多个实施方式，基板在形成层之前及/或之后经受处理。此处理可在相同腔室中执行，或在一或多个分离的处理腔室中执行。在一些实施方式中，将基板从第一腔室移动至分离的第二腔室，以用于进一步处理。基板可从第一腔室直接移动至分离的处理腔室，或基板可从第一腔室移动至一或多个转移腔室，而接着移动到分离的处理腔室。因此，处理设备可包含与转移站连通的多个腔室。此类的设备可被称为“群集工具”或“群集系统”及类似物。
一般而言，群集工具为模块化系统，所述模块化系统包含执行多种功能的多个腔室，所述功能包括基板的中心找寻及定向、除气、退火、沉积及/或蚀刻。根据一或多个实施方式，群集工具至少包括第一腔室与中央转移腔室。中央转移腔室可容纳机器人，所述机器人可在处理腔室及装载锁定腔室之间梭运基板。转移腔室通常维持在真空条件下，并提供中继阶段，该中继阶段用于从一个腔室梭运基板至位于群集工具的前端的另一腔室及/或装载锁定腔室。可适用于本公开的两个众所周知的群集工具为与两者均可得自Calif的Santa Clara的Applied Materials,Inc.。然而，腔室的组合与精确布置可经修改以用于执行如本文中所描述的处理的特定步骤。其他可使用的处理腔室包括但不限于循环层沉积(CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预清洁、化学清洁、热加工(如RTP)、等离子体氮化、除气、定向、羟基化反应、及其他基板处理。通过在群集工具上的腔室中执行处理，可在沉积后续膜之前，在无氧化下避免利用大气杂质污染基板的表面。
根据一或多个实施方式，基板连续地在真空下或“装载锁定”条件下，且在从一个腔室移动到下一个腔室时不暴露至周围空气。因此，转移腔室在真空下，且在真空压力下为“泵降”。惰性气体可存在于处理腔室或转移腔室中。在一些实施方式中，惰性气体作为净化气体，用以在形成基板的表面上的层之后移除一些或全部的反应物。根据一或多个实施方式，将净化气体喷射于沉积腔室的出口处，用以防止反应物从沉积腔室移动至转移腔室及/或额外的处理腔室。因此，惰性气体的流动在腔室的出口处形成帘幕。
在处理期间，基板可经加热或冷却。此类加热或冷却可通过任何合适的手段达成，包括但不限于改变基板支撑件(例如，基座)的温度、及将经加热或经冷却的气体流至基板表面。在一些实施方式中，基板支撑件包括加热器/冷却器，所述加热器/冷却器可经控制用以利用传导方式改变基板温度。在一或多个实施方式中，所采用气体(反应气体或惰性气体)经加热或冷却以局部改变基板温度。在一些实施方式中，加热器/冷却器位于邻近于基板表面的腔室内，以利用传导方式改变基板温度。
基板在处理期间亦可静止或旋转。旋转的基板可连续地或以离散步进方式旋转。举例而言，基板可在整个处理过程中旋转，或基板可在暴露至不同反应或净化气体之间少量旋转。在处理期间旋转基板(连续或步进式)可以有助于通过最小化例如气流几何形状的局部可变性的效应，而产生更均匀的沉积或蚀刻。
尽管前述关于本发明的实施方式，本公开的其他及进一步实施方式可在不脱离本公开的基本范围的情况下设计，且本公开的范围由下列权利要求所决定。

Claims (15)

1.一种等离子体源组件，包含：
壳体，具有内周边缘、外周边缘、及前沿面，所述壳体包括气体入口，以形成来自所述气体入口的流动路径，以允许气体流动穿过所述壳体并离开所述前沿面中的开口；
RF热电极，位于所述壳体内，所述RF热电极具有细长主体，所述细长主体具有靠近所述壳体的所述内周边缘的内周端以及靠近所述壳体的所述外周边缘的外周端，并定义所述RF热电极的长度；
返回电极，具有细长主体，所述细长主体延伸于所述壳体的所述内周边缘与所述外周边缘之间，所述返回电极与所述RF热电极间隔开，以提供其中可形成等离子体的间隙；以及
RF馈送，连接到所述RF热电极，而位于距离所述RF热电极的所述内周端一距离处，所述距离小于或等于所述RF热电极的所述长度的约25％。
2.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述返回电极为所述壳体。
3.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述RF馈送连接到所述RF热电极，而位于距离所述RF热电极的所述内周端一距离处，所述距离小于或等于所述RF热电极的所述长度的约5％。
4.如权利要求1所述的等离子体源组件，所述等离子体源组件进一步包含：RF热电极包覆物，并定位成使得所述RF热电极并未暴露。
5.如权利要求4所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极包覆物包含硅或氧化硅中的一或多种。
6.如权利要求4所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极包覆物包含在所处理的晶片上并未溅射为污染物的材料。
7.如权利要求4所述的等离子体源组件，所述等离子体源组件进一步包含：返回电极包覆物，并定位成使得所述返回电极并未暴露。
8.如权利要求7所述的等离子体源组件，其中所述返回电极包覆物包含硅、氧化硅、或氧化铝中的一或多种。
9.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中在所述RF热电极的所述内周端处产生的离子通量小于在所述RF热电极的所述外周端处产生的离子通量。
10.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中所述RF热电极与所述返回电极之间的所述间隙具有约4mm到约15mm的所述范围中的宽度。
11.如权利要求1所述的等离子体源组件，其中存在两个返回电极，而在所述RF热电极的每一侧上具有一个返回电极，每一返回电极与所述RF热电极间隔开，以形成间隙。
12.一种处理腔室，包含：
基座组件，在所述处理腔室内，所述基座组件具有顶表面，以支撑并围绕中心轴旋转多个基板；以及
气体分配组件，具有面向所述基座组件的所述顶表面的前表面，以引导气体流向所述基座组件的所述顶表面，所述气体分配组件包括等离子体源组件，所述等离子体源组件包含：
壳体，具有内周边缘、外周边缘、及前沿面，所述壳体包括气体入口，以形成来自所述气体入口的流动路径，以允许气体流动穿过所述壳体并离开所述前沿面中的开口，
RF热电极，位于所述壳体内，所述RF热电极具有细长主体，所述细长主体具有第一表面与第二表面，以及靠近所述壳体的所述内周边缘的内周端与靠近所述壳体的所述外周边缘的外周端，并定义所述RF热电极的长度，
第一返回电极，位于所述壳体内，所述返回电极具有细长主体，所述细长主体延伸于所述壳体的所述内周边缘与所述外周边缘之间，所述第一返回电极与所述RF热电极的所述第一表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第一间隙，
第二返回电极，位于所述壳体内，所述第二返回电极具有细长主体，所述细长主体延伸于所述壳体的所述内周边缘与所述外周边缘之间，所述第二返回电极与所述RF热电极的所述第二表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第二间隙，以及
RF馈送，连接到所述RF热电极，而位于距离所述RF热电极的所述内周端一距离处，所述距离小于或等于所述RF热电极的所述长度的约25％，
其中所述等离子体源组件的所述壳体的所述前沿面定位于距离所述基座组件的所述顶表面约1mm至约5mm的所述范围的一距离处，而在所述RF热电极的所述内周端处产生的离子通量小于在所述RF热电极的所述外周端处产生的离子通量。
13.如权利要求12所述的处理腔室，所述处理腔室进一步包含：RF热电极包覆物，并定位成使得所述RF热电极并未直接暴露于所述基座组件。
14.如权利要求13所述的处理腔室，所述处理腔室进一步包含：返回电极包覆物，并定位成使得所述第一返回电极与第二返回电极并未直接暴露于所述基座组件。
15.一种处理基板的方法，所述方法包含以下步骤：
将基板定位于与气体分配组件相邻的基座组件上，所述气体分配组件包括等离子体源组件，所述等离子体源组件包含：
壳体，具有内周边缘、外周边缘、及前沿面，所述壳体包括气体入口，以形成来自所述气体入口的流动路径，以允许气体流动穿过所述壳体并离开所述前沿面中的开口，
RF热电极，位于所述壳体内，所述RF热电极具有细长主体，所述细长主体具有第一表面与第二表面，以及靠近所述壳体的所述内周边缘的内周端与靠近所述壳体的所述外周边缘的外周端，并定义所述RF热电极的长度，
第一返回电极，位于所述壳体内，所述返回电极具有细长主体，所述细长主体延伸于所述壳体的所述内周边缘与所述外周边缘之间，所述第一返回电极与所述RF热电极的所述第一表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第一间隙，
第二返回电极，位于所述壳体内，所述第二返回电极具有细长主体，所述细长主体延伸于所述壳体的所述内周边缘与所述外周边缘之间，所述第二返回电极与所述RF热电极的所述第二表面间隔开，以提供其中可形成等离子体的第二间隙，以及
RF馈送，连接到所述RF热电极，而位于距离所述RF热电极的所述内周端一距离处，所述距离小于或等于所述RF热电极的所述长度的约25％；
让气体流经所述壳体的所述气体入口，而进入所述RF热电极与所述第一返回电极之间的所述第一间隙以及进入所述RF热电极与所述第二返回电极之间的所述第二间隙；
让所述RF热电极受到激发，以在所述第一间隙与所述第二间隙中形成等离子体，所述等离子体具有在所述RF热电极的所述内周端处产生的离子通量，所述离子通量小于在所述RF热电极的所述外周端处产生的离子通量；以及
将所述基板暴露于所述等离子体。
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