TWI677898B - 模組電漿源元件 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於與處理腔室一起使用的電漿源元件，所述電漿源元件包括區隔板，所述區隔板具有在所述區隔板的內部電氣中心內的第一組孔，以及圍繞外周緣的較小孔。所述孔的直徑可從所述電氣中心向外至所述周緣逐漸減小，或者可以離散地遞減並且在所述外周緣處具有最小的直徑。

Description

模組電漿源元件
本發明的實施方式大體涉及一種用於處理基板的設備。更具體地，本發明的實施方式涉及供處理腔室(如，批量處理器)使用的模組化電容耦合電漿源。
半導體裝置形成通常是在包含多個腔室的基板處理平臺中進行的。在一些情況下，多腔室處理平臺或者群集工具的目的是在受控環境中在基板上順序地執行兩種或更多種處理。然而在其他情況中，多腔室處理平臺僅可在基板上執行單一處理步驟；另外的腔室旨在最大化用平臺處理基板的速率。在後一種情況中，在基板上執行的處理通常是批量處理，其中在給定的腔室中同時處理相對大量的基板，例如25個或者50個。批量處理尤其有利於以經濟可行的方式在個別基板上執行過於耗時的製程，諸如原子層沉積(ALD)處理和化學氣相沉積(CVD)製程。
一些ALD系統，尤其是具有旋轉的基板平臺的空間ALD系統，受益於模組化電漿源，即可輕易插入所述系統中的電漿源。電漿源由在其中產生電漿的體積，以及使工件暴 露至帶電粒子流和活性化學自由基的方式構成。
在這些應用中常見使用電容耦合電漿(CCP)源，因為使用CCP易於在ALD應用中常用的壓力範圍(1-50托)下產生電漿。往往使用孔陣列來使晶片暴露至電漿中的活性物質。然而，已經發現在整個孔陣列各處的活性物質相對密度是不均勻的。
因此，在本領域中存在對提供增大的活性物質密度均勻性的模組化電容耦合電漿源的需求。
本案的一或多個實施方式涉及包括外殼、區隔板和射頻熱電極的電漿源組件。所述區隔板與所述外殼電氣通訊。所述區隔板具有限定一範圍的外周緣，以及在所述範圍內並且延伸穿過所述區隔板的複數個孔。所述複數個孔包括具有第一直徑的第一組孔，和具有不同於所述第一直徑的第二直徑的第二組孔。所述射頻熱電極在所述外殼內，並且具有正面和背面。射頻熱電極的正面與區隔板間隔開，以便限定間隙。第一組孔位於所述範圍的內部部分上，而第二組孔在第一組孔和區隔板的外周緣之間。
本發明的另外實施方式涉及用於電漿源元件的區隔板。所述區隔板包括外周緣、電氣中心，具有第一直徑並且安置在所述電氣中心附近的至少一個第一孔。複數個第三孔位於所述外周緣附近，並且在所述外周緣中限定範圍。所述複數個第三孔具有不同於所述第一直徑的第三直徑。複數個第二孔在所述複數個第三孔和所述至少一個第一孔之間的範 圍中。所述複數個第二孔中的每一者分別具有第二直徑，所述第二直徑在所述第三直徑和所述第一直徑的範圍內。任意第二孔的第二直徑約小於或約等於鄰近於所述第二孔並且靠近所述至少一個第一孔的孔的直徑，並且約大於或約等於鄰近於所述第二孔並且靠近所述第三孔的孔的直徑。
本案的其他實施方式涉及包括以下步驟的方法：將基板在處理腔室中定位成鄰近電漿源組件的區隔板，以及在所述電漿源元件內產生電漿以便電漿朝向所述基板流動穿過所述區隔板。所述區隔板具有限定一範圍的外周緣，以及在所述範圍內並且延伸穿過所述區隔板的複數個孔。所述複數個孔包括具有第一直徑的第一組孔，和具有不同於所述第一直徑的第二直徑的第二組孔。第一組孔位於所述範圍的內部部分上，而第二組孔在第一組孔和區隔板的外周緣之間。
10‧‧‧處理腔室
18‧‧‧弧形路徑
30‧‧‧四個氣體注射器元件
40‧‧‧氣幕
60‧‧‧四個晶片
66‧‧‧轉盤的基座
68‧‧‧電漿區域
69‧‧‧軸線
80‧‧‧電漿源
82‧‧‧裝料鎖
84‧‧‧注射器之間的區域
100‧‧‧模組化電容耦合電漿源
110‧‧‧外殼
111‧‧‧側壁
112‧‧‧區隔板
113‧‧‧氣體容積
114‧‧‧孔
115‧‧‧正面
116‧‧‧間隙
120‧‧‧熱電極
121‧‧‧正面
122‧‧‧背面
123‧‧‧側面
124‧‧‧第一端
125‧‧‧第二端
130‧‧‧末端介電質
140‧‧‧接地
150‧‧‧密封箔
152‧‧‧夾持面
154‧‧‧螺母
160‧‧‧射頻饋入管線
161‧‧‧氣體埠
162‧‧‧外導體
164‧‧‧內導體
170‧‧‧介電質間隔件
170a‧‧‧介電質間隔件
170b‧‧‧介電質間隔件
170c‧‧‧介電質間隔件
180‧‧‧接地板
181‧‧‧背面
185‧‧‧壓縮構件
191a‧‧‧孔
191b‧‧‧孔
191c‧‧‧孔
192‧‧‧孔
193‧‧‧通道
194a‧‧‧通道
194b‧‧‧通道
194c‧‧‧通道
195‧‧‧通道
196‧‧‧彈簧
197‧‧‧間隙
211‧‧‧外周緣
212‧‧‧電氣中心
214‧‧‧主要範圍
220‧‧‧第一組孔
221‧‧‧單一大直徑孔
222‧‧‧內部部分
230‧‧‧第二組孔
240‧‧‧第三組孔
因此，可詳細地理解本發明的實施方式的上述特徵的方式，即上文簡要概述的本發明的實施方式的更具體描述可參照實施方式進行，一些實施方式圖示在附圖中。然而，應注意，附圖僅圖示本發明的典型實施方式，且因此不應被視為本發明範圍的限制，因為本發明可允許其他等效的實施方式。
圖1示出根據本發明的一或多個實施方式的基板處理系統的示意性平面圖，所述基板處理系統配置有四個氣體注射器元件和四個帶有裝載站的電容耦合的楔形電漿源； 圖2示出根據本發明的一或多個實施方式的平臺的 示意圖，所述平臺使晶片穿過餅狀電漿區域旋轉；圖3圖示根據本發明的一或多個實施方式的電漿源元件的示意圖；圖4示出圖3的電漿源組件的展開圖。圖5示出根據本發明的一或多個實施方式的電漿源元件的一部分的示意圖；圖6示出圖3的電漿源組件的一部分的展開圖；圖7示出根據本發明的一或多個實施方式的區隔板的前視圖；圖8示出圖7的區隔板的一部分的展開圖；圖9示出根據本發明的一或多個實施方式的楔形區隔板的局部視圖；圖10示出圖9的區隔板的一部分的放大圖；及圖11示出根據本發明的一或多個實施方式的電漿源元件。
本發明的實施方式提供一種用於連續基板沉積以最大化處理能力並且改善處理效率的基板處理系統。所述基板處理系統還可用於沉積前和沉積後的電漿處理。
如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「基板」和「晶片」可互換使用，都是指在其上實行處理作用的表面，或者表面的部分。本領域的技藝人士還將瞭解的是，提及基板也可以是指所述基板的僅一部分，除非上下文中以另外方式清楚地指明。另外，提及在基板上沉積可意 謂裸基板和已具有一或多層膜或者特徵結構沉積或者形成在其上的基板。
如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「反應性氣體」、「前體」、「反應物」等等可互換地使用以代表包含可與基板表面反應的物質的氣體。例如，第一「反應性氣體」可以輕易地吸附到基板表面上並且可用於與第二反應性氣體發生進一步化學反應。
如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「降低的壓力」意謂小於約100托或者小於約75托，或者小於約50托，或者小於約25托的壓力。例如，限定為在約1托至約25托的範圍中的「中等壓力」是降低的壓力。
旋轉平臺腔室被考慮用於多種應用。在這種腔室中，一或多個晶片位於旋轉保持件(「平臺」)上。當所述平臺旋轉時，晶片在各個處理區域之間移動。例如，在ALD中，處理區域將使晶片暴露至前體和反應物。此外，電漿暴露可為必需的，以便恰當地處理膜或表面從而實現增強的膜生長，或者以便獲得預定的膜性質。本發明的一些實施方式當使用旋轉平臺ALD腔室時，提供用於ALD膜的均勻沉積和後處理(例如，緻密化)。
旋轉平臺ALD腔室可藉由以下方式沉積膜：傳統的時域製程，其中將整個晶片暴露於第一氣體，淨化，以及隨後暴露於第二氣體；或者空間ALD，其中將晶片部分暴露於第一氣體並且部分暴露於第二氣體，以及使所述晶片穿過這些氣流運動以便沉積所述層。
本發明的實施方式可與直線處理系統或者旋轉處理系統一起使用。在直線處理系統中，電漿離開外殼的區域的寬度在正面的整個長度的各處是實質上相同的。在旋轉處理系統中，所述外殼可一般為「餅狀的」或「楔形的」。在楔形區段中，電漿離開外殼的區域的寬度變化以符合餅狀。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「餅狀的」和「楔形的」可互換地使用以描述大體上為圓扇形的主體。例如，楔形區段可以是圓形或碟形結構的一部分。所述餅狀區段的內緣可彙聚於一點，或者可以被截斷成平坦的邊緣或者帶圓角的。所述基板的路徑可以垂直於氣體埠。在一些實施方式中，所述氣體注射器組件中的每一者包括複數個伸長的氣體埠，所述氣體埠在大體上垂直於基板來回移動的路徑的方向中延伸。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「大體上垂直」意指基板運動的大方向是沿著大致垂直於所述氣體埠的軸線(例如，與所述軸線呈約45°至90°)的平面。對於楔形氣體埠，所述氣體埠的軸線可被視為由所述埠的寬度的中點沿著所述埠的長度延伸而限定的線條。
具有多個氣體注射器的處理腔室可用於同時處理多個晶片，以便所述晶片經歷相同的製程流程。例如，如圖1所示，所述處理腔室10具有四個氣體注射器元件30和四個晶片60。在處理開始時，可以將晶片60定位在所述氣體注射器元件30之間。將轉盤的基座66旋轉45°將導致各個晶片60移動至氣體注射器元件30而用於膜沉積。額外的45°旋轉將使晶片60移動離開氣體注射器組件30。這是在圖1中所示出的位置。使 用空間ALD注射器，在晶片相對於注射器元件運動期間將膜沉積在所述晶片上。在一些實施方式中，旋轉基座66，以便晶片60不會在所述氣體注射器組件30下方停止。晶片60和氣體注射器元件30的數量可以是相同或不同的。在一些實施方式中，存在的正被處理晶片的數量與存在的氣體注射器組件的數量相同。在一或多個實施方式中，正被處理晶片的數量是氣體注射器元件的數量的整數倍。例如，如果存在四個氣體注射器元件，那麼存在4x個正被處理的晶片，其中x是大於或等於一的整數值。
在圖1中示出的處理腔室10僅表示一種可能的構造，並且不應視為限制本發明的範圍。在此，處理腔室10包括複數個氣體注射器組件30。在所示出的實施方式中，存在繞處理腔室10均勻間隔的四個氣體注射器組件30。示出的所述處理腔室10是八邊形的，然而本領域的技藝人士將瞭解這是一種可能的形狀並且不應視為限制本發明的範圍。示出的所述氣體注射器組件30是楔形的，但是本領域的技藝人士將瞭解所述氣體注射器元件可以是矩形的或者具有其他形狀。電漿源的一種選項是電容耦合電漿。電容耦合電漿是經由至電極的射頻電勢產生的。
處理腔室10包括基板支撐裝置，示出為圓形基座66或者基座組件或平臺。所述基板支撐裝置，或者基座66能夠使複數個晶片60在各個氣體注射器元件30下方移動。裝料鎖(load lock)82可連接到處理腔室10的側面，以便允許將晶片60裝載至所述處理腔室10或者從所述處理腔室10卸載晶片60 。
在一些實施方式中，處理腔室10包括複數個氣幕40，氣幕40定位在所述氣體注射器組件30(也稱為氣體分配板或者氣體分配元件)和電漿源80之間。各個氣幕形成阻擋層，以防止或者最小化處理氣體到所述處理腔室的其他區域的擴散。例如，氣幕可以防止或者最小化來自氣體注射器元件30的反應性氣體的擴散從所述氣體分配元件區域遷移到所述電漿源80區域，反之亦然。所述氣幕可包括氣流及/或真空流的任何合適的組合，所述氣幕可以隔絕個別處理區段與鄰近區段。在一些實施方式中，所述氣幕40是淨化(或者惰性)氣流。在一或多個實施方式中，氣幕40是從處理腔室去除氣體的真空流。在一些實施方式中，所述氣幕40是淨化氣體和真空流的組合，以便按次序地存在淨化氣流、真空流，以及淨化氣流。在一或多個實施方式中，所述氣幕是真空流和淨化氣體的組合，以便按次序地存在真空流、淨化氣流，以及真空流。
一些原子層沉積系統受益於模組化電漿源，即可以輕易地插入所述系統中的來源。這種來源的所有或者大部分硬體將以與原子層沉積製程相同的壓力等級操作，所述壓力等級通常為1-50托。射頻熱電極在所述熱電極和接地電極之間的8.5mm間隙(所述間隙可在從3mm至25mm的範圍中)中產生電漿。
所述電極的上部可以用厚介電質(例如，陶瓷)覆蓋，所述厚介電質又接著用接地表面覆蓋。所述射頻熱電極 和接地結構由良導體構成，諸如鋁。為了適應熱膨脹，將兩片介電質(例如陶瓷)放置在所述射頻熱電極的遠端。例如，將接地的Al片放置成鄰近於所述介電質，所述Al片與所述介電質之間沒有間隙。所述接地片可以在所述結構內滑動，並且可以用彈簧抵靠所述陶瓷固持。所述彈簧對抗所述射頻熱電極擠壓接地的Al/介電質的整個「夾心」，不留任何間隙，從而消除或者最小化寄生電漿的概率。這將各部分固持到一起，消除了間隙，但仍允許由於熱膨脹產生一些滑動。在一些實施方式中，如圖11所示，在所述元件的外端上存在一個彈簧，以及鄰近所述元件的內端存在間隙。在所示出的楔形實施方式中，所述間隙允許熱電極膨脹但不被損壞及/或不損壞末端介電質130。
將晶片暴露至電漿中所產生的活性物質的步驟一般是藉由使電漿流動穿過孔陣列來完成的。所述孔的尺寸決定到達晶片表面的活性物質的相對豐度。「逐漸變熱」的孔，例如提供的帶電粒子流超過相鄰孔的孔，可導致處理的不均勻性，並且可以導致處理引起的對晶片的損壞。本發明的一些實施方式增加了從所述陣列的所有孔離開的電漿流的均勻性。所述晶片表面可距區隔板112的正面任何合適的距離。在一些實施方式中，在所述區隔板112的正面和所述晶片表面之間的距離在約8mm至約16mm之間的範圍內，或者在約9mm至約15mm之間的範圍內，或者在約10mm至約14mm之間的範圍內，或者在約11mm至約13mm或者約12mm之間的範圍內。
本發明人已發現，在具有4mm直徑和3mm深度的孔的陣列中，電漿是在所述孔內部產生的。本發明人還已經意外地發現，較靠近邊緣的孔具有相較於內部孔更高的電漿密度。本發明人還已經發現，相鄰孔的接近度決定孔是「熱的」(較高的電漿密度)還是孔具有「正常的」電漿密度。
本案的實施方式提供跨所有孔具有增加的電漿密度均勻性的電漿源組件。在一些實施方式中，所述孔的直徑遞減。在一些實施方式中，朝著陣列邊緣方向孔直徑的逐漸減小提供了增加的均勻性。已經意外地發現，所述邊緣孔相較於內部孔具有更高的電漿密度。如果所述邊緣孔形成為較小的，那麼這些孔中的電漿密度較低。藉由將邊緣孔製造成小於內部孔，所述帶電粒子流可以形成為對於所有孔來說更均勻。還已發現大直徑孔和較小直徑孔之間的間隔影響電漿密度均勻性。
所述孔的幾何形狀，諸如深寬比，可被選擇成提供合適的離子比中性自由基的流量比率。此外，本發明人已經發現深寬比是可影響所述孔中的電漿密度的參數。
在一些實施方式中，孔直徑逐漸從在電漿源正面的電氣中心處或附近的最大值減少到圍繞所述正面邊緣處的最小值。對於圓形正面，所述逐漸減少可以是大致相同的沿著任意徑向從所述表面的中央朝向邊緣延伸。在非圓形表面中，孔直徑的減少速率可以取決於在所述電氣中心和所述正面的邊緣之間的距離而變化。
在一或多個實施方式中，4mm直徑孔的範圍被2mm 直徑孔環繞，所述2mm直徑孔又被1.3mm直徑孔環繞。使用三種不同的孔直徑可以提供在複雜性和孔直徑的逐漸減少之間的可接受的折衷。
不受限於任何特定操作理論，咸信電漿返回電流的路徑導致隔絕/外側孔逐漸變「熱」的傾向增大。如果所述電漿源中的電漿密度朝向邊緣孔達到最高點，那麼可以進一步減小所述邊緣孔的直徑來增大電漿密度均勻性。
同軸射頻饋入可以構造成使得外導體終止於接地板上。內導體可終止在所述射頻熱電極上。如果饋入是在大氣壓力下，那麼O形環可以定位在饋送結構底部，以在所述電漿源中實現中等壓力。在一些實施方式中，圍繞所述同軸饋入的外周緣將氣體饋入所述電漿源。在一或多個實施方式中，在所述射頻饋入附近穿過另一埠161饋入氣體。例如，圖11中示出的實施方式包括分離的射頻饋入管線160和氣體埠161。
為了使氣體到達電漿體積，所述接地板、厚陶瓷和射頻熱電極可以鑽鑿有通孔。所述孔的大小可以是足夠小的，以便防止所述孔內的點燃。對於接地板和射頻熱電極，一些實施方式的孔直徑是<1mm，例如約0.5mm。所述介電質內的高電場可幫助消除或者最小化孔內雜散電漿的概率。
所述射頻饋入可以是同軸傳輸線的形式。所述外導體連接/終止在接地板中，以及所述內導體連接到所述射頻熱電極。所述接地板可用任何合適的方法連接到金屬包殼或外殼，所述方法包括但不限於金屬襯墊。這幫助確保返回電流的對稱幾何形狀。所有的返回電流從所述饋入的外導體向上 流動，以最小化射頻雜訊。
一或多個實施方式的電漿源可以是矩形的，或者可以配置成其他形狀。對於利用旋轉晶片平臺的空間ALD應用，所述形狀可以是截斷的楔形，如圖2所示。所述設計保持大氣壓下的同軸射頻饋入以及具有偏移的氣體饋送孔的介電質層。電漿均勻性可以藉由以下方式來調諧：調整射頻熱電極和接地出口板之間的間隔，以及調整射頻饋入點的位置。
在一些實施方式中，所述電漿源是在中等壓力(1-50托)下操作的，而同軸饋入仍然保持為大氣壓力下。
在一些實施方式中，所述氣體饋入穿過接地板、射頻熱電極和介電質絕緣體中的穿孔或孔穴。一些實施方式的介電質絕緣體被分成三層。所述介電質層中的孔穴可以是彼此偏移的，並且在各層之間可存在薄內縮(thin setback)，以便允許氣體在所述偏移孔之間流動。所述介電質層中的偏移孔最小化了點燃的概率。至所述電漿源組件的氣體饋入是圍繞同軸射頻饋入的外導體的外周緣發生的。
在一些實施方式中，所述射頻饋入被設計成提供對稱的射頻饋電電流至加熱板，以及對稱的返回電流。所有的返回電流從外導體向上流動，最小化射頻雜訊，並且最小化電漿源安裝對操作的影響。
參看圖3至圖8，本發明的一或多個實施方式涉及模組化電容耦合電漿源100。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「模組化的」意指電漿源100可以附接於處理腔室或者從處理腔室去除。模組化的電漿源大體可由單人 移動、去除或者附接。
電漿源100包括具有區隔板112和氣體容積113的外殼110。所述區隔板112是電接地的，並且與熱電極120一起在間隙116中形成電漿。所述區隔板112具有一厚度，複數個孔114延伸穿過所述厚度以允許在間隙116中點燃的電漿流通穿過孔114進入所述區隔板112的與間隙116相對側上的處理區域內。
外殼110可以是圓形的、正方形的或者伸長的，這意謂當查看所述區隔板112的表面時，存在長軸和短軸。例如，具有兩條長邊和兩條短邊的矩形將產生具有在所述兩條長邊之間延伸的伸長軸線的伸長形狀。在一些實施方式中，所述外殼110是具有兩條長邊，一個近端，一個遠端的楔形。所述近端可實際上彙聚於一點。所述近端和所述遠端中的任一者或兩者可以是直線的或者弧形的。
電漿源100包括射頻熱電極120。這個電極120還被稱為「熱電極」、「射頻熱」等等。所述伸長的射頻熱電極120具有正面121、背面122和伸長的側面123。所述熱電極120還包括第一端124和第二端125，所述第一端124和所述第二端125限定所述伸長的軸線。所述伸長的射頻熱電極120是與所述外殼的區隔板112間隔開的，以便在所述熱電極120的正面121和所述外殼110的區隔板112之間形成間隙116。所述伸長的射頻熱電極120可以由任何合適的導電材料構成，所述導電材料包括但不限於鋁。
如圖5的展開圖所示，一些實施方式包括末端介電質 130，所述末端介電質130與射頻熱電極120的第一端124和第二端125中的一者或多者接觸。所述末端介電質130定位在電漿源100的射頻熱電極120和側壁111之間，以電隔離熱電極與電接地。在一或多個實施方式中，所述末端介電質130與熱電極120的第一端124和第二端125兩者接觸。所述末端介電質130可以由任何合適的介電質材料構成，所述介電質材料包括但不限於陶瓷。在諸圖中示出的所述末端介電質130是L形的，但是可以使用任何合適的形狀。
滑動接地140可以定位在所述射頻熱電極120的第一端124和第二端125，或者所述側面中的一者或多者處。所述滑動接地140定位在末端介電質130上熱電極120的相對側。用末端介電質130使所述滑動接地140被隔離，避免與射頻熱電極120直接接觸。所述滑動接地140和所述末端介電質130協調以維持氣密密封並且允許所述熱電極120膨脹但不允許繞電極側面的氣體洩漏。所述滑動接地140是導電材料並且可由任何合適的材料構成，所述材料包括但不限於鋁。所述滑動接地140提供接地端接至末端介電質130的側面，以確保不存在電場，從而最小化雜散電漿至末端介電質130的側面的概率。
密封箔150可以定位在所述滑動接地140上末端介電質130的相對側處。當所述滑動接地140在區隔板112上滑動時，所述密封箔150在外殼110的區隔板112和滑動接地140之間形成電連接。所述密封箔150可由任何合適的導電材料構成，所述導電材料包括但不限於鋁。所述密封箔150可以是薄的柔性材料，所述柔性材料可以隨著熱電極120的膨脹和收縮而移 動，只要維持在正面和滑動接地之間的電連接即可。
參看圖5，圖5圖示電漿源100的一端、夾持面152和螺母154定位在熱電極120、末端介電質130、滑動接地140和密封箔150組合的末端處。其他夾持面152和螺母154可存在於所述組合的任何側面，並且取決於電漿源的大小與形狀，沿著所述組合的各個側面可存在多個夾持面152和螺母154。所述夾持面152和螺母154提供向內引導的壓力至所述部件的組合，以形成密封並且防止末端介電質130和滑動接地140之間的分離，這可允許電漿氣體落後於所述熱電極120。所述夾持面152和螺母154可由任何合適的材料構成，所述材料包括但不限於鋁和不銹鋼。
在一些實施方式中，介電質間隔件170定位在伸長的射頻熱電極120的背面122附近。所述介電質間隔件170可以由任何合適的介電質材料構成，所述介電質材料包括但不限於陶瓷材料。所述介電質間隔件170提供在所述射頻熱電極120和所述外殼110的頂部部分之間的不導電分隔件。沒有這個不導電分隔件的話，將存在由於射頻熱電極120和外殼110之間的電容耦合而在氣體容積113中形成電漿的可能性。
所述介電質間隔件170可以是任何合適的厚度並且由任何數量的個別層組成。在圖4示出的實施方式中，所述介電質間隔件170由單個層組成。在圖6示出的可替代實施方式中，所述介電質間隔件170包括三個個別的介電質間隔件子層170a、170b、170c。這些子層的組合組成了介電質間隔件170的總厚度。所述各個個別子層可為相同厚度，或者各自可具 有獨立決定的厚度。
在一些實施方式中，在介電質間隔件170上的是定位在外殼110內並且在介電質間隔件170上射頻熱電極120的相對側上的接地板180。所述接地板180由任何合適的導電材料構成，所述導電材料包括但不限於鋁，所述接地板180可連接到電接地。這個接地板180進一步隔離射頻熱電極120與氣體容積113，以防止在氣體容積113中，或者在除其中意欲形成電漿的間隙116以外的區域中形成電漿。
雖然所述諸圖示出接地板180為與介電質間隔件170大致相同的厚度，或者是個別介電質間隔件層的總和，但是這僅僅是一個可能的實施方式。所述接地板180的厚度可以是取決於電漿源的具體構造的任何合適的厚度。在一些實施方式中所述接地板的厚度是基於例如足夠薄以使得氣孔的鑽鑿更容易，但是足夠厚以承受所提及的各個彈簧的力來選擇的。另外，所述接地板180的厚度可以經調諧用於確保同軸饋入(通常是焊接)可以被充分地附接。
本發明的一些實施方式包括複數個壓縮構件185。所述壓縮構件185在射頻熱電極120的方向中引導力對抗接地板180的背面181。所述壓縮力使得接地板180、介電質間隔件170和射頻熱電極120被擠壓到一起，從而最小化或消除在各個相鄰部件之間的任何間隔。所述壓縮力幫助防止氣體流入為所述射頻熱電極的間隔，在所述間隔中氣體可變成雜散電漿。合適的壓縮構件185是那些可經調整或調諧以提供具體力至所述接地板180的背面181的構件，並且壓縮構件185包括但不 限於彈簧和螺釘。
參看圖6，本發明的一些實施方式包括延伸穿過接地板180、介電質間隔件170和射頻熱電極120中的一者或多者的複數個孔190、191a、191b、191c、192。雖然圖6的實施方式示出介電質間隔件170具有三個層170a、170b、170c，但是將瞭解到可存在任何數量的介電質間隔件170層，而這僅僅是一種可能的構造。所述孔穴允許氣體從氣體容積113移動至射頻熱電極120的正面121附近的間隙116。
在圖6示出的實施方式中，在射頻熱電極120中的複數個孔穴190與所述介電質間隔件的第一層170a中的複數個孔穴191a偏移，所述複數個孔穴191a與所述介電質間隔件的第二層170b中的複數個孔穴191b偏移，所述複數個孔穴191b與所述介電質間隔件的第三層170c中的複數個孔穴191c偏移，所述複數個孔穴191c與接地板180中的複數個孔穴192偏移。這種偏移模式幫助防止或者最小化在間隙116外形成雜散電漿的可能性，因為在射頻熱電極120和接地板180或者氣體容積113之間不存在直達線路。不受限於任何具體操作理論，咸信子層最小化了在氣體饋送孔中點燃電漿的概率。
可以在射頻熱電極120的背面122和介電質間隔件170的各個層的背面的每一者中形成通道193、194a、194b、194c、195。這允許氣體從附近與相鄰部件中的複數個孔穴流體連通的複數個孔穴流動。在接地板180的背面181中圖示通道195，但是將瞭解到這個通道195對在所述氣體容積113和所述間隙116之間提供流體連通來說不是必需的。
複數個孔穴190、191a、191b、191c、192的大小可變化並且具有對氣體從氣體容積113到間隙116的流動速率的影響。相較於較小直徑的孔穴，較大直徑的孔穴將允許更多氣體流動穿過。然而，較大直徑的孔穴還可在所述孔穴內更容易地點燃雜散電漿。在一些實施方式中，所述複數個孔穴190、191a、191b、191c、192各自獨立地具有小於約1.5mm，或者小於約1.4mm，或者小於約1.3mm，或者小於約1.2mm，或者小於約1.1mm，或者小於約1mm的直徑。
類似地，通道193、194、195的深度也可以影響氣體的流動速率以及雜散電漿形成的可能性。在一些實施方式中，通道193、194、195各自獨立地具有小於約1mm，或者小於約0.9mm，或者小於約0.8mm，或者小於約0.7mm，或者小於約0.6mm，或者小於約0.5mm，或者約0.5mm的深度。各個個別通道的深度是從相應部件的背面開始測量的。例如，所述接地板180中的通道195的深度是從接地板180的背面181測量的。在一些實施方式中，所述複數個孔穴190、191a、191b、191c流通穿過各個介電質間隔件層170a、170b、170c，並且所述射頻熱電極120具有的直徑大於相應部件中的通道193、194a、194b、194c的深度。
參看圖3，同軸的射頻饋入管線160流通穿過伸長的外殼110，並且為所述射頻熱電極120提供功率，以便在所述間隙116中產生電漿。所述同軸射頻饋入管線160包括用絕緣體166分隔的外導體162和內導體164[對所述圖式的補充說明]。所述外導體162與電接地電氣通訊，而所述內導體164與伸 長的射頻熱電極120電氣通訊。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「電氣通訊」意指所述部件是直接連接的或者經由中間部件連接，因此幾乎不存在電阻。
圖7至圖9示出根據本發明的實施方式的區隔板112。圖7示出圓形區隔板112，所述圓形區隔板112可以與圓形電漿源元件(未示出)一起使用。在所述圖式中示出的視圖是區隔板112的正面115。這個正面是將被正在處理的基板「看到」的表面。
所述區隔板112包括外周緣211和電氣中心212。在圖7中示出的實施方式的所述電氣中心212圍繞區隔板112的中心定位。所述外周緣211限定範圍214。複數個孔114定位在所述範圍214內並且延伸穿過所述區隔板112。
複數個孔114包括第一組孔220和第二組孔230。所述第一組孔220具有第一直徑D1，而所述第二組孔具有不同於所述第一直徑D1的第二直徑D2。所述第一組孔220位於範圍214的內部部分222上，而所述第二組孔230在所述第一組孔220和區隔板112的外周緣211之間。
在一些實施方式中，如圖7和圖8所示，第三組孔240定位在第二組孔230和區隔板112的外周緣211之間。所述第三組孔240具有不同於所述第一直徑D1和所述第二直徑D2的第三直徑D3。
所述第一組孔220、第二組孔230和第三組孔240的直徑可以基於數個因素而變化，所述因素包括但不限於區隔板的大小、區隔板的形狀、預定的電漿功率和頻率。在一些實 施方式中，所述第一直徑D1小於約10mm，或者小於約9mm，或者小於約8mm，或者小於約7mm，或者小於約6mm，或者小於約5mm，或者小於約4mm，或者小於約3mm。在一些實施方式中，所述第一直徑D1在約2mm至約10mm的範圍內，或者在約1mm至約8mm的範圍內，或者在約1.5mm至約8mm的範圍內，或者在約2mm至約6mm的範圍內，或者在約3mm至約5mm的範圍內。在一或多個實施方式中，所述第一直徑是約4mm。
所述第二組孔230的第二直徑D2可以取決於例如所述第一直徑D1而變化。所述第二直徑D2一般小於所述第一直徑D1，雖然並非必須小於所述第一直徑D1。一些實施方式的第二直徑D2小於約8mm，或者小於約7mm，或者小於約6mm，或者小於約5mm，或者小於約4mm，或者小於約3mm，或者小於約2mm，或者小於約1mm。在一些實施方式中，所述第二直徑D2在約0.5mm至約6mm的範圍內，或者在約0.75mm至約5mm的範圍內，或者在約1mm至約4mm的範圍內，或者在約2mm至約3mm的範圍內。在一或多個實施方式中，所述第二直徑D2是約2mm。
在一些實施方式中，所述第二直徑D2可以在先前陳述的任何範圍內或者可以是先前陳述的任何最大值，只要所述第二直徑D2小於所述第一直徑D1即可。例如，所述第一直徑D1可以在約2mm至約6mm的範圍內，而所述第二直徑D2可以在約1mm至約3mm的範圍內。在這種佈置中，因為第二直徑D2小於第一直徑D1，所以如果第一直徑D1是2mm，那麼 第二直徑D2在約1mm至小於2mm的範圍內。
第二直徑D2比第一直徑D1的比率可以是任何合適的比率。例如，D2：D1比率可以在約1：10至小於約2：1的範圍內，或者在約1：8至約1：1的範圍內，或者在約1：5至小於約1：1的範圍內，或者在約1：3至小於約1：1的範圍內，或者在約1：2至小於約1：1的範圍內。在一些實施方式中，所述第二直徑D2約為第一直徑D1的平方根。在一或多個實施方式中，所述第一直徑D1是約4mm，而所述第二直徑D2是約2mm。
在具有第三組孔的各實施方式中，所述第三組孔240的第三直徑D3可以取決於例如第一直徑D1和第二直徑D2而變化。所述第三直徑D3大體小於所述第二直徑D2，但是並非必須小於所述第二直徑D2。一些實施方式的第三直徑D3小於約6mm，或者小於約5mm，或者小於約4mm，或者小於約3mm，或者小於約2mm，或者小於約1mm，或者小於約0.75mm，或者小於約0.5mm。在一些實施方式中，所述第三直徑D3在約0.25mm至約4mm的範圍內，或者在約0.5mm至約3mm的範圍內，或者在約0.75mm至約2mm的範圍內，或者在約1mm至約1.5mm的範圍內。在一或多個實施方式中，所述第三直徑D3是約1.3mm。
在一些實施方式中，所述第三直徑D3可以在先前陳述的任何範圍內或者可以是先前陳述的任何最大值，只要所述第三直徑D3小於所述第二直徑D2和所述第一直徑D1即可。例如，所述第一直徑D1可以在約2mm至約6mm的範圍內，所述第二直徑D2可以在約1mm至約3mm的範圍內，而所述第 三直徑D3可以在約0.5mm至約2mm的範圍內。在這種佈置中，因為第三直徑D3小於第二直徑D2和第一直徑D1，所以如果第一直徑D1是2mm，那麼第二直徑在約1mm至小於2mm的範圍內，並且第三直徑D3在約0.5mm至約第二直徑D2的範圍內。
第三直徑D3比第二直徑D2的比率可以是任何合適的比率。例如，D3：D2比率可以在約1：10至小於約2：1的範圍內，或者在約1：8至約1：1的範圍內，或者在約1：5至小於約1：1的範圍內，或者在約1：3至小於約1：1的範圍內，或者在約1：2至小於約1：1的範圍內。在一些實施方式中，所述第三直徑D3約為第二直徑D2的平方根。在一或多個實施方式中，所述第一直徑D1是約4mm，而所述第二直徑D2是約2mm，並且所述第三直徑D3是約1.3mm。
在一些實施方式中，最小孔的組，例如第三組孔與區隔板112的外周緣211間隔邊距De。所述邊距De可在約1mm至約15mm的範圍內，或者在約2mm至約10mm的範圍內，或者在約3mm至約8mm的範圍內。在一些實施方式中，所述邊距小於約15mm，或者小於約12mm，或者小於約10mm，或者小於約8mm，或者小於約6mm，或者小於約5mm，或者小於約3mm，或者小於約2mm。參看圖8，所述邊距De被示出為從區隔板的外周緣至各個第三組孔的最靠近部分的距離。
再次參看圖8，在一些實施方式中，在各個第一組孔220之間的間隔是大體上相同的。在一些實施方式中，在各個第二組孔230之間的間隔是大體上相同的。在一些實施方式中 ，在各個第三組孔240之間的間隔是大體上相同的。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，在這方面所使用的術語「大體上相同」意指相同大小的相鄰孔之間的距離相對於各孔之間的平均距離的變化不大於10%。
圖7和圖8示出本發明的一實施方式，在所述實施方式中大體上存在三組孔。如在本說明書和隨附申請專利範圍中所使用的，術語「大體上[x]組孔」意指個別孔穴的直徑可改變，以使得從全域視角來看，存在x組不同大小的孔穴。因此孔穴直徑的小波動不會形成新的孔組。所述第一組孔220定位在圍繞電氣中心212的區域內。所述第二組孔230定位為圍繞所述第一組孔220。所述第三組孔240定位為圍繞所述第二組孔230並且鄰近區隔板112的外周緣211。
此外，如圖8所示，在各組孔中可存在任何行數的孔。在這裡，可以看到兩行第一組孔220，但是藉由與圖7的比較將瞭解的是，可以存在更多行的第一組孔220。存在單行的第二組孔230和單行的第三組孔240。雖然第二組孔230和第三組孔240中的每一者被示出為僅單行，但是將瞭解的是可存在任意行數。例如，可以存在在約1至約10行的範圍內的最小孔組，或者次最小孔組。在一或多個實施方式中，存在單行的第二組孔和單行的第三組孔。
轉向圖9和圖10，可以看到楔形的區隔板112。圖9僅出於清晰目的而圖示未繪示個別孔的楔形。所述個別孔在圖10中可見，圖10圖示所述楔形的底部右拐角。在一些實施方式中，範圍214包括定位在範圍214中的、具有不同直徑的 孔114。所述範圍214內的孔的直徑從範圍214的內部部分中的第一直徑D1逐漸減小至最遠和最小的孔，所述最遠和最小的孔被標記為D3。在這個實施方式中，存在具有以直徑梯度在從第一直徑D1至第二直徑D3的範圍內變化的直徑的孔。
本發明的一些實施方式涉及供與電漿源元件一起使用的區隔板112。再次參看圖9和圖10，區隔板包括具有電氣中心212的外周緣211。所述電氣中心212是基於例如區隔板的形狀。所述電氣中心212將取決於區隔板的具體形狀和同軸射頻饋入管線將與射頻熱電極連接的預定位置而變化。
所述區隔板112包括具有第一直徑並且定位為鄰近所述電氣中心的至少一個第一孔。例如，單一孔可以直接定位在電氣中心212處，或者可存在圍繞電氣中心212定位的若干孔。可存在具有最大直徑的單一孔或者具有最大直徑的複數個孔。例如，所述範圍的大部分可被最大直徑孔佔據，具有從邊緣的若干行開始的直徑梯度。參看圖10，單一大直徑孔221被示出為具有六行直徑逐漸減小的孔。區隔板112的主要範圍214包括具有相同直徑的孔，和所示出的最大直徑孔221，以及圍繞所述範圍214的六行較小直徑孔。
在示出的實施方式中，複數個第三孔240定位為鄰近區隔板112的外周緣211。複數個第三孔240限定範圍214的邊界。複數個第二孔230定位在最大直徑孔221和複數個第三孔240之間。
雖然在所述圖式中已經示出三組孔，但是將瞭解的是這僅為代表性的並且不應視為限制本案的範圍。在一些實 施方式中，存在兩組孔，即具有第一直徑的複數個第一孔，以及具有小於所述第一直徑的第二直徑的複數個第二孔。在一些實施方式中，存在三組孔，其中複數個第三孔具有與第一直徑和第二直徑不同的直徑。在一或多個實施方式中，存在四組孔，即具有第一直徑的複數個第一孔，具有第二直徑的複數個第二孔，具有第三直徑的複數個第三孔，以及具有第四直徑的複數個第四孔。第一直徑、第二直徑、第三直徑和第四直徑為各自不同的。在一些實施方式中，存在五組、六組、七組、八組、九組或者更多組孔，其中每一組孔包括至少一個孔並且每一組具有與相鄰定位的孔不同的直徑。
本發明的另外實施方式涉及包含將基板定位在處理腔室中與電漿源元件的區隔板鄰近處的步驟的方法。所述區隔板是本文描述的各個實施方式中的任一者。隨後在電漿源中產生電漿，並且允許所述電漿朝向基板流動穿過區隔板中的孔。
這可有用地使當晶片移動穿過所述電漿區域時，電漿處理在晶片上的各處均勻地進行。在圖1示出的轉盤型實施方式中，晶片旋轉穿過電漿區域，從而相較於直線移動的晶片使得晶片表面各處更可變地暴露於電漿。一種確保電漿處理均勻性的方法是具有電漿密度均勻的「楔形」或「餅狀」(圓扇形)電漿區域，如圖2所示。圖2的實施方式示出帶有單一晶片60的簡單平臺結構，所述平臺結構也被稱為基座或者基座組件。當所述基座66沿著弧形路徑18旋轉晶片60時，所述晶片60流通穿過具有楔形形狀的電漿區域68。因為所述基 座繞軸線69旋轉，晶片60的不同部分將具有不同的環隙流速(annular velocity)，其中晶片的外周緣比內部周緣更快地移動。因此，為了確保晶片的所有部分在所述電漿區域中具有大致相同的停留時間，所述電漿區域在外周緣處比在內周緣處更寬。
圖11示出根據本發明的一或多個實施方式的楔形電漿源元件的實施方式。所述外殼110示出為具有熱電極120和末端介電質130，但是將瞭解的是所述外殼110也可包括如在諸圖中所示出和在本文中所描述的其他部件。所述末端介電質130被示出為多片，具有沿著伸長的側面123的直部件和鄰近於所述第一端124(也被稱為內端或者內部周邊端)和第二端125(也被稱為外端或者外周邊端)的弧形部件。彈簧196定位為鄰近第二端125，以推動末端介電質130在第二端125處抵靠熱電極120。間隙197在熱電極120和末端介電質130之間，鄰近所述第一端124。示出的間隙197可允許熱電極120朝向第一端124膨脹，而不會被損壞或引起末端介電質130的損壞。在一些實施方式中，存在第二彈簧(未示出)，所述第二彈簧定位成在第一端124附近朝向所述熱電極120施加壓力至所述末端介電質130。間隙196可以是取決於例如熱電極120的大小或寬度的任何合適大小。在一些實施方式中，所述間隙小於約1.0mm，或者小於約0.9mm，或者小於約0.8mm，或者小於約0.7mm，或者小於約0.6mm，或者小於約0.5mm，或者小於約0.4mm。在一或多個實施方式中，當電漿源組件在室溫下時，所述間隙197在約0.3mm至約0.7mm的範圍內。在 一些實施方式中所述間隙是約0.5mm。
本發明的一些實施方式涉及處理腔室，所述處理腔室包括在處理腔室中沿著弧形路徑定位的至少一個電容耦合的楔形電漿源100。當在本說明書和隨附申請專利範圍中使用時，術語「弧形路徑」意謂行進過圓形或者橢圓形路徑的至少一部分的任何路徑。所述弧形路徑可包括基板沿著路徑的一部分運動至少約5°、10°、15°、20°。
本發明的另外實施方式涉及用於處理複數個基板的方法。將所述複數個基板裝載到處理腔室中的基板支撐件上。旋轉所述基板支撐件以使得複數個基板中的每一基板橫越氣體分配組件，以便在基板上沉積膜。旋轉所述基板支撐件，以將所述基板移動至鄰近電容耦合的餅狀電漿源的電漿區域，所述電容耦合的餅狀電漿源在所述電漿區域中產生實質上均勻的電漿。重複這個程序直至形成預定厚度的膜。
轉盤的旋轉可以是連續或者不連續的。在連續處理中，所述晶片不斷地旋轉以使晶片依次暴露於每一注射器。在不連續處理中，可以將所述晶片移動至注射器區域以及停止所述晶片，隨後將所述晶片移動至在所述注射器之間的區域84以及停止所述晶片。例如，所述轉盤可以旋轉以便晶片從內注射器區域移動跨所述注射器(或者鄰近所述注射器停止)到下一內注射器區域上，在所述下一內注射器區域中所述轉盤可以再次停止。所述注射器之間的停止可提供時間以用於在每一層沉積之間的附加處理(例如，暴露至電漿)。
可以取決於正被使用的具體活性物質來調諧所述電 漿的頻率。合適的頻率包括但不限於400千赫、2兆赫、13.56兆赫、27兆赫、40兆赫、60兆赫，以及100兆赫。
根據一或多個實施方式，在形成層之前及/或之後處理所述基板。這種處理可以在相同腔室中或者在一或多個分隔的處理腔室中執行。在一些實施方式中，將所述基板從第一腔室移動到分隔的第二腔室，以進行進一步處理。可以將所述基板直接從所述第一腔室移動至所述分隔的處理腔室，或者可以將所述基板從所述第一腔室移動至一或多個傳送腔室，然後移動到所述分隔的處理腔室。因此，所述處理設備可包括與傳送站連通的多個腔室。這種類型的設備可被稱為「群集工具」或者「群集系統」等等。
一般地，群集工具是模組化系統，包括執行各種功能的多個腔室，所述功能包括基板定中心和定向、脫氣、退火、沉積及/或蝕刻。根據一或多個實施方式，群集工具至少包括第一腔室和中央傳遞腔室。所述中央傳遞腔室可收容有機械手，所述機械手可使基板在處理腔室和裝料鎖定腔室之間以及在處理腔室和裝料鎖定腔室之中往復運動。通常將所述傳送腔室維持在真空狀態，並且所述傳送腔室提供基板從一個腔室至另一腔室及/或至定位在群集工具的前端處的一裝料鎖定腔室往復運動的中間階段。可經調適用於本發明的兩種熟知的群集工具是Centura®和Endura®，兩者都購自加利福尼亞州聖克拉拉市的應用材料公司。一個這種分段式真空基板處理設備的細節公開於在1993年2月16日授權給Tepman等人的，標題為「Staged-Vacuum Wafer Processing Apparatus and Method(分段式真空晶片處理設備和方法)」的美國專利第5,186,718號中。然而，為了執行如本文所描述的製程的具體階段，可以改變腔室的準確佈置和組合。可使用的其他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、預清潔、化學清潔、諸如RTP的熱處理、電漿氮化、脫氣、定向、羥基化和其他基板製程。藉由在腔室中的群集工具上執行製程，可以避免大氣雜質對基板的表面污染，從而不會在沉積後續膜之前發生氧化。
根據一或多個實施方式，所述基板連續地處於真空或者「裝料鎖定」條件下，並且當從一個腔室移動到下一個腔室時不會暴露於環境空氣中。所述傳送腔室因此處於真空下並且在真空壓力下被「抽真空」。惰性氣體可以存在於所述處理腔室或者傳送腔室中。在一些實施方式中，惰性氣體用作淨化氣體，以在基板表面上形成層之後去除一些或者所有反應物。根據一或多個實施方式，將淨化氣體注入沉積腔室的出口處，以便防止反應物從所述沉積腔室移動到所述傳送腔室及/或附加處理腔室。因此，惰性氣體的流動在所述腔室的出口處形成簾幕。
在處理期間，可以加熱或者冷卻所述基板。這種加熱或者冷卻可以藉由任何合適的手段來完成，所述手段包括但不限於改變基板支撐件(例如，基座)的溫度，以及使加熱或冷卻氣體流動至所述基板表面。在一些實施方式中，所述基板支撐件包括加熱器/冷卻器，可以控制所述加熱器/冷卻 器以改變所述基板的溫度傳導性。在一或多個實施方式中，加熱或者冷卻所利用的氣體(反應性氣體或者惰性氣體)以局部地改變基板溫度。在一些實施方式中，加熱器/冷卻器定位在所述腔室內鄰近所述基板表面處，以便對流地改變基板溫度。
所述基板在處理期間還可以是靜止的或者旋轉的。旋轉基板可以連續地旋轉或者以離散的階段旋轉。例如，可以在整個製程期間旋轉基板，或者可以在暴露至不同的反應性或者淨化氣體之間少量地旋轉所述基板。在處理期間旋轉所述基板(連續地或者分階段地)可以藉由最小化例如氣流幾何形狀的局部變化性的影響來幫助產生更均勻的沉積或者蝕刻。
儘管上述內容是針對本發明的實施方式，但可在不脫離本發明的基本範圍的情況下設計本發明的其他和進一步實施方式，且本發明的範圍是由以上申請專利範圍決定的。

Claims (12)

  1. 一種模組電漿源元件，該模組電漿源元件包括：一模組楔形外殼，具有一內周緣，一外周緣和兩個伸長的側面，該內周緣限定一第一端且該外周緣限定一第二端，該外殼具有由該第一端和該第二端限定的一伸長軸線，該內周緣小於該外周緣；一楔形接地區隔板，該楔形接地區隔板與該外殼電氣通訊，該區隔板具有限定一範圍的一外周緣和在該範圍內並且延伸穿過該區隔板的複數個孔，該複數個孔包括一第一組孔和一第二組孔，該第一組孔位於該範圍的一內部部分上，該第二組孔在該第一組孔和該區隔板的該外周緣之間，該第一組孔具有一第一直徑且該第二組孔具有小於該第一直徑的一第二直徑，該第二組孔以一楔形圖案佈置，以符合該楔形接地區隔板；及一楔形射頻熱電極，該楔形射頻熱電極在該外殼內，該射頻熱電極具有一正面和一背面，該射頻熱電極的該正面與該區隔板間隔以限定一間隙，一電漿可於該間隙形成，其中該模組電漿源元件經配置以形成一圓形氣體分配元件的一扇區。
  2. 根據請求項1之電漿源元件，其中該第一直徑在2mm至10mm的範圍內。
  3. 根據請求項2之電漿源元件，其中該第二直徑在1mm至4mm的範圍內。
  4. 如請求項1之電漿源元件，該電漿源元件還包括：一第三組孔，該第三組孔在該第二組孔和該區隔板的該外周緣之間，該第三組孔具有不同於該第一直徑和該第二直徑的一第三直徑，該第三組孔以一楔形圖案佈置，以符合該楔形接地區隔板的形狀。
  5. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第一直徑是4mm，而該第二直徑是2mm，並且該第三直徑是1.3mm。
  6. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第三直徑小於該第二直徑，並且該第二直徑小於該第一直徑。
  7. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第三組孔與該外周緣間隔小於15mm的一距離。
  8. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第三直徑在0.5mm至3mm的範圍內。
  9. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第一直徑在2mm至10mm的範圍內，該第二直徑在1mm至6mm的範圍內，以及該第三直徑在0.5mm至3mm的範圍內，並且該第一直徑大於該第二直徑，以及該第二直徑大於該第三直徑。
  10. 根據請求項4之電漿源元件，其中該第三組孔中的每一孔大體上均勻地與鄰近孔間隔，該第三組孔中的每一孔具有該第三直徑。
  11. 如請求項1之電漿源元件，該電漿源元件還包括：具有不同直徑的多個孔，該些孔定位在該範圍內，以便該些直徑從在該範圍的該內部部分中的該第一直徑逐漸減少到在該範圍的一外部部分處的該第二直徑。
  12. 如請求項1之電漿源元件，該電漿源元件還包括：一末端介電質，該末端介電質與該射頻熱電極的該第一端和該第二端中的每一者接觸並且在該射頻熱電極和側壁之間；一滑動接地，該滑動接地定位在該射頻熱電極的該第一端和該第二端的一者或多者處，與該末端介電質相對，該滑動接地被用該末端介電質隔離，以避免與該射頻熱電極的直接接觸；一密封箔，該密封箔定位在每一滑動接地上與該末端介電質相對處，該密封箔在該外殼的一正面和該滑動接地之間形成一電連接；一楔形介電質間隔件，該楔形介電質間隔件在該外殼內並且定位成鄰近該射頻熱電極的該背面；一楔形接地板，該楔形接地板在該外殼內並且定位在該介電質間隔件上該射頻熱電極的一相對側，該接地板連接到電接地；一同軸射頻饋入管線，該同軸射頻饋入管線流通穿過該外殼，該同軸射頻饋入管線包括用一絕緣體分隔的一外導體和一內導體，該外導體與電接地通訊，並且該內導體與該射頻熱電極電氣通訊；及複數個壓縮構件，該壓縮構件用於在該介電質間隔件的方向中提供壓縮力至該接地板，其中該介電質間隔件和該射頻熱電極中的每一者包括穿過該介電質間隔件和該射頻熱電極的複數個孔，以便在一氣體容積中的一氣體可流通穿過該介電質間隔件和該射頻熱電極而進入該間隙。
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