TW583898B - Plasma reactor electrode, method of forming a plasma reactor electrode, and plasma reaction chamber - Google Patents

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Description

583898
、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Ji 背 本發明係關於一種雪趙s 種電漿反應器電極，特別是能提供均 …、“P及無線電頻率電源傳導的電衆反應器電極。 在習知技藝中， , 存在夕種不同結構的電漿反應器電 二在美國專利第5，。74,45…，073,577號專利中揭露兩 人：樣的結構。在美國專利帛5,074,456號中，應用銅鋅 焊接的技術或金屬填充環氧化物（metal-filled epoxy) 方式，將石夕電極連接在支樓環上。在美國專利第 ，3’577號中，則是應用合成橡膠關節將電極連接在石 墨支撐％上。應、用在上述兩種技術當中，带電極只有一邊 、接因此接觸的表面積有限。當無線電頻率電源傳到電 極時’導熱的均勻度就會發問題。 為了提供更均勻的導熱就需要一種電漿反應器電 極，而且除了無線電頻率電源傳導外，也具有減少在蓮蓬 頭電極上的電壓梯度。 的及概述：_ 綜上觀之’本發明的一個特點是提供一種電漿反應器 電極結構去避免上述的缺陷，及提供上述及其他的優點。 根據本發明的具體實施例，一個上電極板和下電極板 藉由銷子（Pin)或釘子（stud)連接起來，至少部份熱經過銷 子或釘子從下電極板傳到上電極板。這個電極結構也提供 更有效率的無線電頻率電源傳導，來減少在蓮蓬頭組件上 的電壓梯度。藉由減少電壓梯度，就可以減少電弧或假放 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公愛) .......%:-......訂.........線C (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 583898 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 電（spurious discharge)的機會。 本發明的另外一個特點是關於製造這樣一種電漿反 應器電極的方式。 圖式簡單說明： 本發明上述及其它的特點和優點將會在實施例中詳 細說明並配合以下的圖樣： 第1圖為新發明的電漿反應器電極結構圖，也是蓮蓬頭組 件的一部份。 第2圖為新發明結構中的一個零件俯視圖。 圖號對照說明： 1 電極板 2 電極板 3 保護板 4 銷子或釘子 5 鑲嵌塊 7 蓋子 8 外環 9 内部腔室 11 0形環 14 0形環 15 0形環 16 無線電頻率襯墊 18 連接栓 20 冷卻管道 21 外環 22 連接栓 24 <圓孔 25 圓孔 發明詳細說明： 在第1圖中，一種上電極板1和下電極板2被銷子（ριη) 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公爱) ...................... (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583898 A7 _ B7 五、發明説明（） 或釘子（StUd)4連接在一起。該電極板1、電極板2和銷子 或釘子4都是用導電材料製造的。用導熱材料來製造也很 有幫助，但是電極板1、電極板2可以和銷子或釘子4用 不同材料製作，更確切的說電極板丨、電極板2也可以分 別用不同材料製作。當使用電極且加入無線電頻率電源 時’銷子或釘子4的結構也提升電極板丨和電極板2間熱 的有效傳導。釘子的數量需視應用而調整，為的是提供導 熱和導電適當的平衡和混合。釘子數量和位置的考量，應 該基於欲達成的導熱和導電的特性而定。上述特性已經為 此領域中習知此技藝者所熟知，所以在此不在敘述細節。 依照本發明的實施例’該電極板1、電極板2和銷子 或釘子4可以用鋁製作，但是亦可選擇具有適合導熱特性 的其他導電材料。 在圖中，一種由陶瓷或石英製成的保護極板3( 一種介 電質遮蔽板）可以和電> 板2連接在一起。一種由絕緣材 料如陶瓷或石英製成的的外環8圍繞在電極板i、電極板 2。0形環分別位於電極板1和外環8之間及電極板2和 外環8之間。因此，在電極板1和電極板2之間便形成一 個内部的腔室9。 一個由鋁或其他適合的電導材料組成的蓋子7和冷卻 管道20，一起覆蓋在電極板1、電極板2和銷子或釘子4 的組合上。在蓋子7和上電極板1之間的〇形環14、15 作為蓋子7和上電極板1真空密封墊。一種無線電頻率襯 墊16作為入口周圍製程氣體的真空密封墊。此外，連接 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) —.......I .............I — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 583898 A7 B7 五、發明説明（） 栓I8將蓋子7裝在上電極板1上。内部的腔室9和鑲嵌 塊5提供一個適合晶圓製程氣體分佈的空間，該氣體分佈 空間内之氣體分佈具有一定程度的不均勻性。 一個更大的外環21圍繞著外環8。連接栓2 2將外瓖 21裝在蓋子7上。 在操作中’無線電頻率能量被加到蓋子7，接著透過 無線電頻率襯墊16傳送到上電極板丨。無線電頻率能量再 透過銷子或釘子4傳到下電極板，最後在保護電極板3下 方產生電漿。 該蓋子7、電極板丨、電極板2及銷子或釘子4之適 用材料包含導電和導熱材料。銷子4是應用收縮裝配 (shnnk fittinS)的方式插入電極板1和電極板2。也就是 說’釘子是應用降溫收縮方式使之適合電極板1及電極板 2上的圓孔。當加溫釘子時，它就會和電極板1和電極板 2上的圓孔密合在一起。 由於在電漿製程中產生的熱能量會加熱保護極板3, 接著經過上電極板1、銷子或釘子4及下電極板2傳到冷 卻蓋子7。保護電極板3連接到下電極板2幾乎所有的表 面’除了在下電極板2上圓孔24周圍的的面積以及保護 電極板3上對應的圓孔25。因此，預料的溫度不均勻範圍 會在1 〇 °C以内。因為上述情形，例如在與美國專利第 6,073,577號中所揭露之設計相比較之下，在溫度不均勻 上就有很大改善。 如第2圖電極板2的平面圖，指出延伸在電極板ι、2 第*7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐） π請先聞讀背雨之法意事項再填寫本頁) ，1T· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 583898
五、發明説明( 、丁子、的·例子。這個結構是達成適當傳熱及傳電 的種方式’其中包含適當的無線電頻率能量由電極板】 傳到電極& 2，其他適合的結構可以被熟知此技藝的人立 即發現，所以在此不詳細說明。 從上述中，<些習知技藝者要感謝本發明設計出可以 提供更好傳熱均勻度電極，透過預備在電極板1、2之間 的金屬銷傳熱。和美國專利冑6,073,577號& 5,074,456 號專利中透過支撐環傳熱做比較，這些金屬銷也能夠均勻 傳熱而且和上述發明比較可以大量減少傳熱的表面積。 ▲本發月特別以實施例圖解和敘述過後，習知此領域 技藝者可以輕易的發現在本發明其精神與範圍内各種不 同的改變。因此，本發明的範圍請參照申請專利範圍。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .象衣
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 583898 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 Κ 一種電漿反應器電極，其至少包含： 一第一、上電極板適用於傳遞無線電頻率能量； 一第二、下電極板適用於傳遞無線電頻率能量；和 複數個銷子（pin)適用於連接上電極板和下電極板 用來傳遞無線電頻率能量。 2_如申請專利範圍第1項所述之電漿反應器電極，其中更 包含一介電覆蓋配置於下電極板下方。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電漿反應器電極，其中該 介電覆蓋連接在該下電極板。 4·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應器電極，其中該 電極是蓮蓬頭組合的一部份，且具有圓孔延伸至該下電 極板及該介電覆蓋。 5·如申請專利範圍第1項所述之電漿反應器電極，其中更 包含： 一圍繞該上和下電極板的外環； 一第一 0型環，置於該上電極板和該外環之間； 一第二0型環，置於該下電極板和該外環之間； 其中該第一和第二0型環、該外環和該第_和第二 電極板組合所形成的内部的腔室；以及 其中形成複數個圓孔和内部腔室連接以提供 — 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公愛） ......壤： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 583898 A B CD 、申請專利範圍 佈 分 體 該製 中所 其群 , 族 極 &B0 器 應 反 漿英 電石 之和 述瓷 所陶 項於 2 i 第 圍 範 利 專 請 中 如 選 由 係 蓋 覆 電 C 介成 的 成 組 所 該 中 其 ， Ο 極成 電製 器所 應群 反族 漿的 電成 之組 述所 所英 項石 5 和 第瓷 圍陶 範於 利自 專選 請係 申環 如外 如 包 還 中 其 極 電 器 應 反。 漿子 電蓋 之的 述上 所板 項極 1 電 第上 圍該 範於 利置 專種 請 一 申括 9.如申請專利範圍第8項所述之電漿反應器電極，其中該 蓋子是由鋁所製成。 10·如申請專利範圍第i項所述之電漿反應器電極，其中該 些銷子由含鋁的材料所製成，且上和下電極板也由包含 鋁的材料所製成。 —......丨· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11. 一種形成電漿反應器電極的方法，其至少包含：、上電極板和一第二、下電 以複數個銷子將一第 極板連接在一起； 將一介電覆蓋連接於下的電極板下； 外環包圍在該上和下電極板，一第一和一第 提供 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) 案 類 告冬 个 補无丨 號 A4 C4 (以上各攔y本局填 局填註） 藥Φ W从祕號專利_办年？月修$
    中 文 電漿反應器電極、形成電漿反應器電極之方法與電漿反應腔 發明 名稱 室 英 文 PLASMA REACTOR ELECTRODE, METHOD OF FORMING A cham^rEACT〇R electrode? AND plasma REACTION 姓 名 國 籍 1.麥克巴恩斯Michael BARNES 2·大衛帕拉葛西維里David PALAGASHVILI 發明 1.美國2.美國 裝 住、居所 1. 美國加州聖利蒙聖塔特瑞莎大道12215號 12215 Santa Teresa Drive, San Ramon, CA 94583, U.S.A. 2. 美國加州山景城K431休華大道49號 49 Showers Drive K431, Mountain View, CA 94040, U.S.A. 訂 姓 名 (名稱） 美商·應用材料股份有限公司 APPLIED MATERIALS, INC. 經濟部中夬標隼局身工消费合作社印製 國 籍 美國 三、申請人 住、居所 (事務所） 代表人 姓 名 美國加州聖大克勞拉市波爾斯大道3050號 3050 Bowers Avenue, Santa Clara, CA 95054, U.S.A. 瓊西J·史維尼 Joseph J· Sweeney 本纸狀度適财關家縣（CNS ) M規格（加乂紙曝）
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