TWI392402B - 超高速均勻電漿處理系統 - Google Patents

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Description

超高速均勻電漿處理系統
本發明大體係關於使用電漿來處理基板之處理裝置。
電漿處理系統一般用於修正各種工業應用中之基板之表面性質。舉例而言，電漿處理系統日常用於電漿處理積體電路、電子封裝、及半導體應用中之印刷電路板、太陽能面板、氫燃料電池組件、汽車組件，及平板顯示器中所使用之矩形玻璃基板之表面。電漿處理系統亦用於醫學應用中以修正插入人體內之設備(諸如支架及植入物)之表面性質。依賴於習知平行板類型電極之電漿處理系統越過配置於用於處理之電極之間所界定之處理區域中的相對較大之基板之表面可經歷處理非均勻性。
當將射頻功率供應至電極時，越過基板之表面誘發了等電位場線。在電漿處理期間，來自處理區域中之電漿的正離子加速越過等電位場線以撞擊於基板之表面上。電漿一般分佈於一封圍該等電極之處理腔室之整個抽空容積，在電極之間所觀測到之電漿密度最高。諸如接地腔室側壁之外部場效應因素影響電極之間的處理區域中之電漿密度之均勻性，該等外部場效應因素改變電極之間的等電位電場線且進而修正電漿之充電構成組件之分配。在處理區域之周邊邊緣處，非均勻性可為尤其顯著的。
一種減小外部場效應之習知方法為使得處理腔室更大，以使得接地側壁離電極更遠。其中，此會增大處理系統之腔室容積及佔據面積。腔室容積之增大會增加抽空處理腔室之時間及將處理腔室放氣或排氣至大氣壓力以插入未處理基板或移除已處理基板的時間。詳言之，此等效應是尤其不良之效應，其顯著減小希望串行地電漿處理較大數量之基板的線路中(in－line)電漿處理系統中之產出，該電漿處理需要在每一處理循環之後週期性抽空及排氣以交換基板。
習知電漿處理系統之另一劣勢為，在電極之間的處理區域周邊之處理腔室內的抽空區域中無意中產生電漿。在此等區域中產生電漿使電漿處理變得難以控制且可損壞配置於此等區域內之組件。此不受限制之電漿亦改變由電漿處理腔室內之電漿所吸收之功率的位置，從而使得難以控制至電極的功率傳送以達成一致且可再生之處理。
用於限制電漿的習知方法一般包括使用排斥場，其在本質上可為電性或磁性。一特殊習知方法為，在平行板類型之電極的周邊附近配置限制環。自電絕緣體形成之限制環充電至與電漿之電位相當的電位，其產生橫向限制電漿的排斥電場。但是，仍然將電極及限制環配置於一相當大之真空腔室內部且由其所圍繞，該真空腔室必須被抽空且其中可仍然存在電漿放電。限制環配置有間隙，以使得界定於電極之間的處理區域被充分抽空。
因此，如本文描述，將需要提供一種克服習知電漿處理系統之此等及其它不足之處的電漿處理系統。
在本發明之一實施例中，用於電漿處理基板的裝置包括：以隔開關係配置之第一電極與第二電極；及一分離環，該分離環具有一與第一電極及第二電極之面對面表面之真空緊密嚙合以在第一電極與第二電極之間界定一可抽空之真空處理區域。第一電極或第二電極經調適成在處理區域中支撐用於電漿處理的基板。分離環電隔離第一電極與第二電極。該裝置進一步包括一處理氣體埠，其用於將一處理氣體引入至處理區域；及一真空埠，其用於當第一電極及/或第二電極通電時將處理區域抽空至一適用於自處理區域中之處理氣體產生電漿的壓力。
本發明之此等及其它目標及優勢自隨圖及其描述而變得更明顯。
參看圖1及圖2，一電漿處理系統10一般包括一外殼12，其具有一蓋14及一基底16，蓋14擱置於基底16上；一對支撐臂18、20，其自蓋14而懸垂；一上部電極22；及一下部電極24。處理系統10進一步包括一分離部件或環26，其配置於上部電極與下部電極22、24之間且接觸上部電極與下部電極22、24之周邊附近的面對面之表面。電極22、24之面對面表面一般為平坦且平行之板且具有近似相同之表面積。一護罩25自基底16朝著支撐系統10之表面向下延伸。
一提昇設備28(其被說明為氣壓缸)與支撐臂18、20機械耦接，其在一上升位置(圖3A)與一下降位置(圖3B)之間相對於基底16而垂直地提昇並降低蓋14。在上升位置中，如下界定之處理區域40(圖3B)可接達用於插入未處理基板55及移除已處理基板55。在下降位置(圖3B)中，可於處理區域40中建立一環境，該環境適用於電漿處理一配置於該處理區域40中之基板55。本發明涵蓋可以普通熟習此項技術者理解之任一替代方式來接達該處理區域40，諸如一相對於基底16而樞轉蓋14的鉸鏈連接。
對於線路中應用而言，處理系統10可具有一輸入載體，其提供未處理基板55；一輸出載體，其收納已處理基板55；及一傳送臂或其類似物，其用於將基板55自輸入載體傳送至處理腔室及自處理腔室傳送至輸出載體。另外，以將複數個基板內之每一基板55獨立地引入處理系統中10之方式或以將複數個基板內之一或多個基板55共同引入處理系統10中之方式，引入複數個離散基板55。亦可將離散基板55配置於一支撐體或載體上且在其上將離散基板輸送至處理系統中。處理系統10可包含多個處理台中之一單一處理台，該等處理台合作以順序地處理在多個處理台中以裝配綫方式移動的多個基板55。
一分別藉由屏蔽同軸電纜或傳輸線32、34而與電極22、24耦接的電源30控制電極22、24之運作的功率位準及頻率。電源30為交流電源，其以諸如50 Hz及60 Hz之非常低之頻率運作、以諸如40 kHz及13.56 MHz之較高射頻運作、以諸如1 kHz之中等射頻運作，或以諸如2.4 GHz之微波頻率運作。電源30亦可以相互疊加之雙重頻率運作。或者，電源30為直流(DC)電源，電漿在其中不振盪。在其它替代實施例中，電源30供應一射頻(RF)功率組件，其提供一密集電漿及一獨立地增大離子能量而不會影響電漿密度之DC功率組件。
在本發明之某些實施例中，電源30可以一或多個射頻運作且包括一阻抗匹配網路(未圖示)，其量測自電極22、24及限制於其間之電漿所表示之負載反射回電源30之反射功率。該阻抗匹配網路調節電源30之運作頻率以使反射功率最小。普通熟習此項技術者理解此種匹配網路之構造。舉例而言，阻抗匹配網路可藉由隨著負載改變而改變匹配網路內之可變電容器之電容而調諧該匹配網路，以使電源30之阻抗與負載之阻抗匹配。視特定應用而定，功率及電壓位準以及運作頻率當然可變化。
當電漿處理系統10在運作中時，一真空泵36經由一真空歧管38連續地抽汲由電漿處理所產生之副產物及來自處理區域40之未反應處理氣體。真空泵36可運作以將處理區域40中之總壓力維持於足夠低的次大氣壓等級以利產生電漿。適用於形成電漿之壓力一般在約二十(20)毫托至大於約五十(50)托之範圍內。根據一特定需要之電漿處理而控制處理區域40內之壓力且該壓力主要由來自供應至抽空之處理區域40之處理氣體之部分壓力貢獻組成，該處理氣體可包含一或多個個別氣體種類。
電漿處理系統10包括一基於微處理器之控制器，其經程式化以控制電源30、真空泵36及處理氣體供應裝置114之運作。舉例而言，控制器調節電源30之功率位準、電壓、電流及頻率且使自處理氣體供應裝置114提供處理氣體與真空泵36之抽汲速率相配閤，以根據特定電漿處理及應用而在處理區域40中界定適當壓力。
在處理基板55期間，當蓋14及基底16處於接觸狀態且提供用於電漿處理之環境時，如以下描述，由電源30施加於電極22、24之間的功率在界定於兩個電極22、24之間的處理區域40(圖3B及圖4)中產生電磁場。電磁場將存在於處理區域中之處理氣體激勵至一電漿狀態，自電源30施加之功率在電漿處理之持續時間內維持該電漿狀態。
電漿之構成組件與基板55上之曝露材料相互作用以執行所需之表面修正。藉由選擇諸如處理氣體之化學性質、處理區域40內部壓力及施加至電極22、24的功率及/或頻率量的參數來配置電漿以執行基板55之所需表面修正。處理系統10可包括一端點辨識系統(未圖示)，其自動地辨識電漿處理(例如蝕刻處理)何時已到達預定端點，或者，可基於據經驗判定之處理時間而將電漿處理定時。
參看圖3A及圖3B，上部電極22藉由複數個電絕緣間隔片而自上部外殼懸掛，其中間隔片42、44在圖3A中可見且間隔片46在圖4中可見。在本發明之實施例中，其中上部電極22為矩形，類似於間隔片42、44及46的絕緣間隔片配置於上部電極22之每一角與蓋14之每一角之間。一扣環48由習知扣件緊固至蓋14之周邊，其運作以將分離環26緊固至蓋14。結果，當提昇設備28相對於基底16而在上升位置與下降位置之間移動蓋14時，上部電極22及扣環48與蓋14一起移動。
當扣環48固定至蓋14時所施加之垂直力在分離環26與上部電極22之間壓縮一密封部件50。如圖3B中展示，當將蓋14降低成與基底16接觸時，在分離環26與下部電極24之一周邊之間壓縮一密封部件52。儘管本發明並未如此限制，但是將密封部件50、52說明為習知彈性體O形環。
將一基板固持器54安裝至下部電極24，該基板固持器經配置以支撐一或多個基板55或一或多個載體，該等載體之每一者在處理區域40內適於電漿處理之位置處承載一或多個基板55。基板固持器54具有一與下部電極24的良好電接觸，以使得基板固持器54及基板55與下部電極24處於相同電位。然而，本發明並未如此限制，如在一替代實施例中，基板固持器54可處於浮動電位且與下部電極24電絕緣。本發明亦涵蓋，可自上部電極22或由分離環26來支撐基板55。當蓋14及基底16處於接觸狀態時，將處理區域40界定為在電極22、24之面向內的水平表面之間垂直定界且在由分離環26界定的側壁之面嚮內之垂直表面內部橫嚮定界的空間。
基底16包括一開口61，一基礎薄壁金屬扣合物62配置於其上，該扣合物62構成外殼12之一組件。一未抽汲大氣壓力腔或氣隙58分別界定於下部電極24與基底16及扣合物62之總成之間。另一未抽汲大氣壓力腔或氣隙56界定於蓋14、一可自蓋14移除之蓋保護層60與上部電極22之間。通常，如圖3B中最佳描述，氣隙56、58之尺寸使自電極22、24至蓋14、基底16及扣合物62的能量損失最小，且藉由間隙56、58環繞電極22、24及分離環26之周邊之部分而將氣隙56、58耦接在一起作為單一、連續的充滿空氣之空間。
當蓋14在其下降位置中時，在蓋14及基底16之各個周邊之間獲得一導電部件64，其為金屬的且在蓋14與基底16之間供應良好之電接觸。蓋14、基底16、保護層60及扣合物62共同界定一大體閉合之導電外殼，其充當一護罩以限制供應至外殼12內部內之電極22、24的功率。
經由開口61將以已知方式與下部電極24電耦接的傳輸線34投送至下部電極24。傳輸線32在可移除之蓋保護層60與上部電極22之間之一位置處進入蓋14且以已知方式與上部電極22電耦接。若兩個電極22、24皆與電源30耦接且電源30為交流電源，則使電極22、24之一者與電極22、24之另一者異相180度，以使得兩個電極22、24皆通電。或者，可將使電極22、24之一者接地且可將電極22、24之另一者通電。
在本發明之某些實施例中，一適當之冷卻液可經由此等氣隙56、58而循環以用於冷卻處理系統10，且詳言之用於冷卻電極22、24。所以，可在蓋14中提供一配件57(圖2)以界定一用於耦接一冷卻劑供應裝置59(圖2)與氣隙56的冷卻劑埠。可經由配件57將諸如空氣之冷卻劑之強制流動自冷卻劑供應裝置59引入至氣隙56中，從而經由氣隙56、58在電極22、24附近建立連續之冷卻劑流動。氣隙58經建構以提供一排氣路徑，該排氣路徑用於使冷卻劑流動至處理系統10附近之開放環境。
以電極22、24及分離環26定界之容積構成處理區域40且表示在處理系統10中除真空歧管38之外由真空泵36抽空的唯一容積，且因此表示電漿處理系統10之真空封閉區。此與習知電漿處理系統形成顯著對比，在習知電漿處理繫統中將電極配置於一具有一圍繞電極之重要抽空容積的真空腔室內部，在該真空腔室中可激勵處理氣體以提供不受限制之電漿，其使用可用功率但另外不可用於處理配置於電極22、24之間的工件55。結果，系統10之有效抽空容積顯著小於習知處理腔室之抽空容積。此提供若干益處，其包括但不限於：增大電漿密度、顯著減少將處理腔室抽空至一適於激勵電漿之壓力所需的時間，及顯著減少將處理腔室放氣或排氣至大氣壓力所需的時間。此等益處有助於以減小之運作成本增大產出及與習知電漿處理系統相比較而減少提供目標電漿處理所需之處理時間。
自諸如鋁之導電材料形成電極22、24。自能夠承受處理區域40內部之電漿環境而不會過度污染已處理基板55的非導電介電材料形成分離環26。一般而言，此暗示形成分離環26之材料應大體上抵抗處理區域40中所存在之電漿的蝕刻。分離環26除在電極22、24之間提供真空密封區之外還界定非導電材料之垂直側壁。
沒有習知真空腔室消除或至少顯著減小了外部場效應。更具體言之，作為習知真空腔室之特徵的接地金屬壁不圍繞電漿處理系統10之電極22、24。實情為，非導電分離環26有效地運作為處理區域40之垂直側壁邊界。因此，使得外部場效應最小或不存在且等電位電場線越過基板55之整個表面為均勻的而不會在電極邊緣處產生邊緣效應，其允許電漿處理以均勻方式越過基板55繼續進行。
在一實施例中，使用翡翠玻璃(即，鈣鎂鐵矽酸鹽或鈉鋁鐵矽酸鹽)作為用於分離環26之介電材料，但亦可使用諸如氧化鋁、浮法玻璃、矽石或石英之另一陶瓷材料。在本發明之替代實施例中，構成分離環26之介電材料可為若干聚合碳氟化合物材料之任一，其包括但不限於：聚四氟乙烯(PTFE)，其係DuPont公司以TEFLON商標出售之四氟乙烯之均聚物；全氟代乙丙烯(FEP)，其係DuPont公司以TEFLON FEP商標出售之四氟乙烯與六氟丙稀之共聚物；全氟烷氧基碳氟樹脂(PFA)，其係DuPont以TEFLON PFA商標出售之四氟乙烯與全氟代乙基醚之共聚物；或乙烯四氟乙烯(ETFE)，其係DuPont以TEFZEL商標出售之乙烯與四氟乙烯之共聚物。使用此等聚合物建構分離環26在(例如)以能夠化學地侵蝕陶瓷之電漿種類來蝕刻之應用中可為適當的。因為分離環26構成處理區域40之真空封閉區的一部分，所以應將分離環26設計為具有足以承受由抽空處理區域40與氣隙56、58中之大氣壓力之間的壓力差異所引起之外部力的強度。
參看圖3A及圖5，下部電極24包括一對之橫嚮間隔之真空埠66、68，其每一者配置成分別與真空歧管38之相對臂74、76之端部處的凸緣狀埠70、72在空間上一致。用螺栓(未圖示)將凸緣狀埠70、72固定至下部電極24以壓縮各個密封部件78、80且進而形成真空密封區。臂74、76於一通向真空泵36之垂直管狀部分82處會聚。一插入物88部分地收納於凸緣狀埠70中之開口中且部分地收納於一圍繞埠70之安裝板84內。類似地，一插入物90部分地收納於凸緣狀埠72中之開口中且部分地收納於一圍繞埠72之安裝板86內。亦將一定心環92、94配置於凸緣狀埠70、72之一相應埠內部。歧管安裝間隔片96、98安置於基底16與下部電極24之間，其每一者具有一與真空埠66、68之一者一致的中心開口。
相同歧管安裝間隔片96、98皆由諸如熱塑性彈性體(TPE)之電絕緣材料形成，且其存在有助於隔離下部電極24與外殼12之基底16。皆由具有相對較高之介電常數之電絕緣材料(諸如陶瓷)形成的相同插入物88、90用電隔離下部電極24與外殼12之基底16及真空歧管38之凸緣狀埠70、72。
插入物88、90及(在較小程度上)定心環92、94填充位於下部電極24與真空歧管38之間的接合點處之空的空間。歸因於下部電極24與外殼12之基底16之間所需之電隔離而將下部電極24與真空歧管38隔開。插入物88、90及定心環92、94之存在防止真空歧管38與下部電極24之間的此等未填充空間中的電漿激勵。插入物88、90有效地運作為將電漿限制至處理區域40的充電粒子過濾器。
參看圖3A、圖5及圖7，下部電極24中之真空埠66、68之每一者分別包括一陣列之通道100，其分別與一陣列之相應通道102及一陣列之相應通道104對準，該等通道102分別形成於插入物88、90之一相應插入物中，該等通道104分別形成於定心環92、94之一相應環中。真空泵36經由對準之通道100、102、104將電漿處理產生之副產物及來自處理區域40之未反應氣體排入真空歧管38中。選擇通常具有大體相同之配置及尺寸的通道100、102、104之配置及尺寸以使得抽汲導電性最大化而同時基於中空陰極效應防止電漿激勵。結果，將電漿限制於處理區域40，具有效使用輸入之激勵功率。
參看圖7A及圖7B，通道100、102、104之模式及構型並不限於圖7中之已說明實施例，而是涵蓋包括提供適當抽汲導電性而不產生電漿激勵之任一模式及構型。一般而言，在垂直於排放氣體之流動方向的方向內將通道100、102、104隔開。在一特殊替代實施例中且特定地參看圖7A，將一代表性插入物88a中之通道102a及一底部電極24a之一代表性真空埠66a中之通道100a配置為一組平行槽。將一定心環(未圖示)中之通道配置為與通道100a、102a一致。在本發明之一特殊替代實施例中且特定地參看圖7B，將一代表性插入物88b中之通道102b及一下部電極24b之一代表性真空埠66b中之通道100b配置為一組同心彎曲槽。將一定心環(未圖示)中之通道配置為與通道100b、102b一致。
參看圖4及圖6，一氣體入口板106固定至上部電極22之一上部水平表面。藉由管道110與配件112耦接的氣體埠108(圖4)延伸穿過氣體入口板106。配件112進一步藉由一傳遞線113而與一處理氣體供應裝置114(圖2)耦接。傳遞線113及處理氣體供應裝置114可包括一大量流量控制器及一流量量測設備(未圖示)，其合作以用於調節每一個別處理氣體流至處理區域40的流動速率。氣體入口板106之一面對上部電極22的平坦表面106a包括複數個凹陷之徑向通道116，其相交於氣體埠108之位置處且遠離氣體埠108之位置而發散。以一模式配置之複數個穿孔或氣體開口118延伸穿過上部電極22，以使得當將氣體入口板106固定至上部電極22時每一氣體開口118與氣體入口板106中之徑向通道116之一對準。被說明為彈性體O形環的習知密封部件120在氣體入口板106及上部電極22之相鄰周邊附近提供一密封區。
在徑向通道116中將供應至氣體埠108之處理氣體分配至氣體開口118。容許處理氣體經由以下部電極24上方之隔開位置而配置的氣體開口118且越過支撐於基板固持器54上之基板55而進入處理區域40。藉由將一有效地阻塞處理氣體流動之插塞122插入氣體開口118之一或多個開口中，可為特殊處理應用而調整氣體分配。在本發明之一實施例中，可將氣體開口118攻螺紋，且插塞122可為適當尺寸之固定螺桿。藉由檢驗已處理基板55上之處理均勻性而據經驗判定氣體分配之調節。調整流入處理區域40中之處理氣體之流量及真空泵36之抽汲速率以將處理區域40中之總氣體壓力維持於一足夠低以利自處理氣體之部分壓力產生電漿的等級。
本發明之氣體分配系統促進越過基板55而均勻分配處理氣體且具有准許調節氣體分配模式的靈活性。在本發明之替代實施例中，諸如氣體分配環、氣體噴射器、單一氣體埠等等的不同類型之氣體分配系統將可處理氣體供應至處理區域40。
本發明涵蓋，電極22可經配置以在處理區域30中產生無離子電漿或下游電漿。在James Scott Tyler等人於2002年12月20日申請且題為"Plasma Treatment System"的共有之且當前在申請中之申請案第10/324,436號中揭示一種用於電極22之適當配置，該申請案以全文引用的方式併入本文中。
本文中以實例之方式而並非限制之方式而做出對諸如"垂直"、"水平"等術語之參考，以建立一參考框架。如本文所使用之術語"水平"係定義為一平面大體平行於一包含電極22、24之面對面表面之一的平面(無關於定嚮)。術語"垂直"係指一垂直於剛才所定義之水平方嚮的方向。相對於水平平面而定義諸如"上部"、"下部"、"在...上"、"在...上方"、"在...下方"、"側"(如"側壁"中)、"更高"、"更低"、"在...之上"、"在...之下"及"在...下"之術語。如普通熟習此項技術者將瞭解已定義之參考框架是相對的(與絕對相反)，應瞭解可使用各種其它參考框架而不會脫離本發明之精神及範疇。
參看其中相同參考數字指代圖1至7中之相同部件的圖8及圖9且根據本發明之一替代實施例，一電漿處理系統10a以一關於第一處理等級而垂直堆疊的第二處理等級為特徵。此增大暸繫統10a對於單一處理運作的工件容量且與系統10(圖1至7)相比較而擴大暸系統產出。藉由在上部電極與下部電極22、24之間插入一中間電極130且添加一與分離環26大體相同之額外分離部件或環132而提供第二高度。一框架134載運電極130及分離環132且電絕緣部件136(圖8)使電極130及分離環132與框架134電絕緣。
在將蓋14移至上升位置(圖3A)之後，一類似於提昇設備28(圖1及圖2)之提昇設備(未圖示)相對於基底16垂直地提昇及降低框架134。此提供對於由(當蓋14及框架134處於降低位置(圖8及圖9)時)一以上部電極22定界之第一部分40a、分離環26，及中間電極130及一由下部電極24定界之第二部分40b、中間電極130及分離環132組成的處理空間之接達。
框架134在此替代實施例中構成外殼12之一部分且藉由一與氣隙56、58連續之氣隙133而與電極130及分離環132分離。當蓋14處於其下降位置時，在框架134與蓋14之各個周邊之間獲得一類似於導電部件64或與其相同之導電部件138。現於框架134與基底16之各個周邊之間獲得導電部件64。蓋14、基底16、扣合物62及框架134共同界定一大體閉合之導電外殼，其充當一護罩以限制供應至外殼12之內部內之電極22、24的功率。
配置於中間電極130之周邊附近的一陣列之通道135(圖9)連通處理空間之兩個部分40a、40b。經由真空埠66、68直接抽空處理空間40b且經由通道135抽汲處理空間40a。與處理空間40(圖3至7)類似，處理空間40a、40b表示系統10之唯一被抽空容積且提供與以上對於系統10描述之優勢及益處相同的各種優勢及益處。本發明不限於兩個處理等級，因為以一致之方式可引入額外等級。
一扣環137所施加之垂直力在分離環132與中間電極130之下部部分130a之一周邊之間壓縮一類似於密封部件50或與其相同的密封部件50a。在分離環26與中間電極130之上部部分130b之一周邊之間壓縮一類似於密封部件52或與其相同的密封部件52a。現於分離環132與下部電極24之間壓縮密封部件52。
將框架134安裝至一提昇裝置(未圖示)，其相對於基底16而提昇一包括電極130及分離環132之總成。在相對於電極130而提昇外殼12之蓋14後，可相對於基底16而移動包括電極130及分離環132之總成以接達一安裝至電極130的基板固持器140。與基板固持器54相同之基板固持器140經配置以支撐一或多個基板55或一或多個載體，該等載體之每一者在處理區域40a內適於電漿處理的位置處承載一或多個基板55。類似地，基板固持器54現固持基板55、支撐一或多個基板或一或多個載體，該等載體之每一者在處理區域40b內適於電漿處理的位置處承載一或多個基板55。
中間電極130包括一下部部分130a，類似於上部電極22，其經配置而具有一將處理氣體平均地且均勻地分配至處理空間40b中的氣體分配系統；及一上部部分130b，其載運基板固持器140。中間電極130之下部部分130a包括一氣體入口板142，類似於氣體入口板106或與其相同，該氣體入口板142具有一藉由一管道146而與一配件148耦接的氣體埠144，該氣體埠144進一步與處理氣體供應裝置114(圖2)耦接。氣體入口板142之一面對中間電極130之下部部分130a的平坦表面包括複數個凹陷徑向通道150，其類似於通道116或與其相同，其相交於氣體埠144之位置處且遠離氣體埠144之位置而發散。複數個穿孔或氣體開口152延伸穿過下部部分130a，類似於氣體開口118或與其相同，以一模式配置氣體開口152，以使得每一氣體開口152與氣體入口板142中之徑向通道150之一對準。一說明為彈性體O形環的習知密封部件154在氣體入口板142及中間電極130之下部部分130a的相鄰周邊附近提供一密封區。在本發明之此實施例中，氣體開口118現越過處理區域40a中之工件55的面對面表面而均勻地分配處理氣體，且以一類似方式，氣體開口152越過處理區域40b中之工件55的面對面表面而分配處理氣體。
以已知方式將一傳輸線156與中間電極130電耦接。通常，將所有三個電極22、24及130與電源30耦接，且若電源30為交流電源，則使中間電極130與其它電極22、24異相180度。
雖然已藉由描述各種實施例來說明本發明且雖然已相當詳細地描述此等實施例，但是申請者並不希望約束附屬申請專利範圍之範疇或以任一方式將附屬申請專利範圍之範疇限制於此細節。額外優勢及修正對於熟習此項技術者將顯而易見。因此，本發明在其更廣泛之態樣中並不限於特殊細節、代表性裝置及方法，及已展示及已描述的說明性實例。因此，可自此等細節偏離而不脫離申請者之概括發明性概念的精神或範疇。本發明自身之範疇僅由附屬申請專利範圍界定。
10．．．電漿處理系統
10a．．．電漿處理系統
12．．．外殼
14．．．蓋
16．．．基底
18．．．支撐臂
20．．．支撐臂
22．．．上部電極
24．．．下部電極
24a．．．下部電極
24b．．．下部電極
25．．．護罩
26．．．分離部件/分離環
28．．．提昇設備
30．．．電源
32．．．屏蔽同軸電纜/傳輸線
34．．．屏蔽同軸電纜/傳輸線
36．．．真空泵
38．．．真空歧管
40．．．處理區域/處理空間
40a．．．第一部分/處理空間/處理區域
40b．．．第二部分/處理空間/處理區域
42．．．間隔片
44．．．間隔片
46．．．間隔片
48．．．扣環
50．．．密封部件
50a．．．密封部件
52．．．密封部件
52a．．．密封部件
54．．．基板固持器
55．．．基板/工件
56．．．未抽汲大氣壓力腔/氣隙
57．．．配件
58．．．未抽汲大氣壓力腔/氣隙
59．．．冷卻劑供應裝置
60．．．蓋保護層
61．．．開口
62．．．基礎薄壁金屬扣合物
64．．．導電部件
66．．．真空埠
66a．．．代表性真空埠
66b．．．代表性真空埠
68．．．真空埠
70．．．凸緣狀埠
72．．．凸緣狀埠
74．．．臂
76．．．臂
78．．．密封部件
80．．．密封部件
82．．．垂直管狀部分
84．．．安裝板
86．．．安裝板
88．．．插入物
88a．．．代表性插入物
88b．．．代表性插入物
90．．．插入物
92．．．定心環
94．．．定心環
96．．．歧管安裝間隔片
98．．．歧管安裝間隔片
100．．．通道
100a．．．通道
100b．．．通道
102．．．通道
102a．．．通道
102b．．．通道
104．．．通道
106．．．氣體入口板
106a．．．平坦表面
108．．．氣體埠
110．．．管道
112．．．配件
113．．．傳遞線
114．．．處理氣體供應裝置
116．．．凹陷徑向通道
118．．．穿孔/氣體開口
120．．．密封部件
130．．．中間電極
130a．．．下部部分
130b．．．上部部分
132．．．分離部件/分離環
134．．．框架
135．．．通道
136．．．電絕緣部件
137．．．扣環
138．．．導電部件
140．．．基板固持器
142．．．氣體入口板
144．．．氣體埠
146．．．管道
148．．．配件
150．．．凹陷徑向通道
152．．．穿孔/氣體開口
154．．．密封部件
156．．．傳輸線
圖1係根據本發明之一實施例之電漿處理系統之立體圖；圖2係圖1之電漿處理系統之側視圖；圖3A係圖1及圖2之電漿處理系統之前視截面圖；圖3B係類似於圖3A的同與外殼基底嚙合之外殼蓋一起展示之截面圖；圖4係圖1之電漿處理系統之側視截面圖；圖5係圖1之電漿處理系統之外殼基底之分解圖；圖6係圖1之電漿處理系統之外殼蓋之分解圖；圖7係大緻沿著圖3A中之線7－7所獲得之俯視圖；圖7A及圖B係根據本發明之替代實施例的類似於圖7之俯視圖；且圖8及圖9係根據本發明之一替代實施例的類似於電漿處理系統之圖3A及圖4的前視截面圖及側視截面圖。
14．．．蓋
16．．．基底
22．．．上部電極
24．．．下部電極
25．．．護罩
26．．．分離部件/分離環
32．．．屏蔽同軸電纜/傳輸線
38．．．真空歧管
40．．．處理區域/處理空間
42．．．間隔片
44．．．間隔片
48．．．扣環
50．．．密封部件
52．．．密封部件
54．．．基板固持器
55．．．基板/工件
56．．．未抽汲大氣壓力腔/氣隙
58．．．未抽汲大氣壓力腔/氣隙
60．．．蓋保護層
61．．．開口
62．．．基礎薄壁金屬扣合物
64．．．導電部件
66．．．真空埠
68．．．真空埠
70．．．凸緣狀埠
72．．．凸緣狀埠
74．．．臂
76．．．臂
78．．．密封部件
80．．．密封部件
82．．．垂直管狀部分
84．．．安裝板
86．．．安裝板
88．．．插入物
90．．．插入物
92．．．定心環
94．．．定心環
96．．．歧管安裝間隔片
98．．．歧管安裝間隔片
100．．．通道
102．．．通道
104．．．通道
106．．．氣體入口板
108．．．氣體埠
110．．．管道
116．．．凹陷徑向通道
120．．．密封部件

Claims (20)

  1. 一種用於使用一電漿來處理一基板的裝置，其包含：一第一電極；一第二電極；一管狀分離部件，其直接接觸該第一電極且直接接觸該第二電極以界定一延伸於該第一電極及第二電極間之側壁，該分離部件包括一可使該第一電極與該第二電極電隔離之介電材料，且該管狀分離部件、該第一電極及該第二電極係定界一真空外殼；一處理氣體埠，其用於將一處理氣體引入至該真空外殼；及一真空埠，其用於將該真空外殼抽空至一適於自該真空外殼中之該處理氣體產生該電漿的壓力。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一與該真空埠耦接之真空歧管，該真空歧管與該第一電極及該第二電極電隔離。
  3. 如請求項2之裝置，其中該真空歧管包括一最接近該真空埠的封閉容積且進一步包含：一電絕緣材料之一插入物，其配置於該封閉容積內部，該插入物包括一耦接該真空歧管與該真空埠的第一複數個通道。
  4. 如請求項3之裝置，其中該真空埠係由第二複數個通道所界定，該第二複數個通道延伸穿過該第一電極且與該第一複數個通道對準。
  5. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一真空泵，其與該真空埠耦接且可運作以將該真空外殼抽空至適於自該真空外殼中之該處理氣體產生該電漿的該壓力。
  6. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一處理氣體供應裝置，其與用於將該處理氣體引入至該真空外殼的該處理氣體埠耦接。
  7. 如請求項1之裝置，其中該第二電極包括複數個開口，該複數個開口以一有效地將處理氣體自該處理氣體埠連通至該真空外殼的模式加以配置。
  8. 如請求項1之裝置，其進一步包含一基板固持器，該基板固持器配置於該真空外殼內部且被建構以支撐該第一電極上之該基板。
  9. 如請求項8之裝置，其中該基板固持器與該第一電極電耦接。
  10. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一導電外殼，其圍繞該分離環、該第一電極及該第二電極，該第一電極及該第二電極皆藉由一氣隙而與該導電外殼分離。
  11. 如請求項10之裝置，其中該外殼包括一基底及一蓋，該蓋相對於處於打開位置及閉合位置之間之該蓋可移動以接達該真空外殼，該蓋載運該第一電極以相對於該基底而移動。
  12. 如請求項10之裝置，其進一步包含該蓋中之一冷卻劑 埠，其經配置用於將一冷卻液流供應至該氣隙以冷卻該第一電極及該第二電極。
  13. 如請求項1之裝置，其中該第一電極包括該真空埠且該第二電極包括該處理氣體埠。
  14. 如請求項13之裝置，其中該第二電極包括與該處理氣體埠耦接之複數個氣體開口，該複數個氣體開口配置於該第二電極中以越過該基板之一面對面表面以分配處理氣體。
  15. 一種用於電漿處理複數個基板的裝置，其包含：一第一電極；一第二電極，其相對於該第一電極以一隔開關係而配置；一第三電極，其配置於該第一電極與該第二電極之間；一第一管狀分離部件，其直接接觸該第一電極且直接接觸該第二電極以界定一延伸於該第一電極及第二電極間之第一側壁，該第一管狀分離部件、該第一電極及該第三電極係定界一第一真空外殼，該第一電極經配置成在該第一真空外殼中支撐用於電漿處理之該複數個基板之一，且該第一分離環具有一用於使該第一電極與該第三電極電隔離之介電材料；一第二管狀分離構件，其直接接觸該第二電極且直接接觸該第三電極以界定一延伸於該第二電極及第三電極間之第二側壁，該第二管狀分離部件、該第一電極及該 第三電極係定界一第二真空外殼，該第三電極經配置成在該第二真空外殼中支撐用於電漿處理之該複數個基板之一，且該第二分離環具有一用於使該第二電極與該第三電極電隔離之介電材料；至少一處理氣體埠，其用於將一處理氣體引入至該第一真空外殼及該第二真空外殼；及一真空埠，其用於將該處理區域抽空至一適於自該第一真空外殼及該第二真空外殼中之該處理氣體而產生該電漿的壓力。
  16. 如請求項15之裝置，其中該真空埠界定於該第二電極中。
  17. 如請求項16之裝置，其中該第一電極包括一第一處理氣體埠，其經配置用於將該處理氣體引入至該第一真空外殼，且該第三電極包括一第二處理氣體埠，其經配置用 於將該處理氣體引入至該第二真空外殼。
  18. 如請求 項1之裝置，其中該第一電極係經調適成在該真空外殼中支撐該基板。
  19. 如請求項1之裝置，其中該第二電極相對於該第一電極，可於用以關閉該真空外殼之一第一位置及用於輸送該基板從及至該真空外殼之一第二位置間移動，且當該第二電極被移動至該第一位置時，該管狀分離部件經配置用於在第一電極及第二電極之間形成一真空緊密密封區。
  20. 如請求項1之裝置，其中該第一電極係具有一般平坦之 第一表面，且該第二電極係具有一般平坦之第二表面，該第二表面係面對該第一電極之第一表面，且該第一電極之第一表面與該第二電極之第二表面係藉由該管狀分離部件直接接觸。
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