TWI803524B - 用於電漿處理室之電極、使用該電極的電漿處理系統、及製造該電極的方法 - Google Patents

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Abstract

將射頻功率傳輸至電漿處理區域的電極包含由半導體材料形成的板及 形成於該板之頂表面上並與該板成一體的高導電性層。該高導電性層具有比該板之半導體材料低的電阻。該電極包含散布的通孔。各通孔延伸穿過電極的整個厚度，亦即從高導電性層的頂表面至板的底表面。在一些實施例中，該板可由矽材料形成，且高導電性層可為由該板的矽材料形成的矽化物材料。

Description

用於電漿處理室之電極、使用該電極的電漿處理系統、及 製造該電極的方法
本發明關於半導體元件製造。
在各種半導體製程中，將射頻(RF)功率傳輸至處理室內的處理氣體以產生電漿。將基板曝露於電漿以在基板上產生所需的效果。可在處理室內置放並使用電極，以傳輸RF功率至電漿處理區域內之處理氣體。而且，電極可加以配置以將處理氣體分配至電漿處理區域。亦可將電極曝露於電漿的產生是不希望的或有害的區域。本發明係於本文中提出。
在一示例實施例中，揭示將射頻功率傳輸至電漿處理區域的電極。該電極包含由半導體材料形成的板。該電極亦包含形成於該板之頂表面上並與該板成一體的高導電性層。該高導電性層具有比該板之半導體材料低的電阻。 該電極包含散布的通孔。各通孔延伸穿過該電極的整個厚度，亦即從該高導電性層的頂表面至該板的底表面。
在一示例實施例中，揭示一電漿處理系統。該系統包含一電漿產生室，該電漿產生室包括一電漿處理區域。該系統亦包含設置在電漿產生室之內、在電漿處理區域下方之位置處的一基板支撐結構。該系統亦包含設置在電漿產生室之內、在電漿處理區域上方之位置處的一電極。該系統亦包含形成於電極上方的一處理氣體充氣部。該電極包含由半導體材料形成的板。該電極亦包含形成於該板之頂表面上並與該板成一體的高導電性層。該高導電性層具有比該板之半導體材料低的電阻。該電極包含散布的通孔。各通孔延伸穿過該電極的整個厚度亦即從該高導電性層的頂表面至該板的底表面。該電極配置成使該處理氣體充氣部與該電漿處理區域實際上間隔開，並提供從該處理氣體充氣部經過該散布的通孔至該電漿處理區域的處理氣體流。
在一示例實施例中，揭示一種用於將射頻功率傳輸至電漿處理區域之電極的製造方法。該製造方法包含形成半導體材料的板。該方法亦包含形成於板的頂表面上並與該板成一體的高導電性層。該高導電性層具有比板之半導體材料低的電阻。該製造方法亦包含在板之內形成散布的通孔。各通孔係形成為從高導電性層的頂表面延伸至板的底表面。
本發明的其他實施態樣及優點，將從以下結合附圖藉由示例針對本發明所作之詳細說明而更加清楚。
100:電漿處理系統
101:電漿產生室
101A:周圍結構
101B:頂部結構
101C:底部結構
102:基板
103:基板支撐結構
105:懸臂結構
107:偏壓電極
109:冷卻通道
111:升降銷
113:門組件
115:電極
117:電漿處理區域
118:垂直距離
119:處理氣體源
120:處理氣體充氣部
121:通孔
122:箭頭
123-1:RF電源
123-N:RF電源
124:匹配電路
125:電漿
127:周邊通風口
129:排氣口
131:排氣幫浦
133:流量節流裝置
135:箭頭
201:板
203:高導電性層
205:頂表面
207:底表面
301:電極
303:下表面
305:距離
307:總厚度
307A:總厚度
309:圓化/倒角
401:總厚度
403:距離
405:直徑
501:操作
503:操作
505:操作
圖1顯示根據本發明一些實施例之用於基板電漿處理的電漿處理系統。
圖2A顯示根據本發明一些實施例之電極的垂直橫剖面圖。
圖2B顯示根據本發明一些實施例之電極的頂視圖。
圖3A顯示穿過一示例電極之一部分的垂直橫剖面，該示例電極不包含高導電性層(諸如包含在如圖2A中顯示之電極中的高導電性層)。
圖3B顯示具有在通孔位置處受圓化/倒角之下表面之圖3A的電極。
圖3C顯示圖3A的電極，其具有小於對應於RF集膚效應的距離之縮減的總厚度，致使在電極的下表面上行進的RF訊號將不利地延伸至處理氣體充氣部中。
圖4顯示穿過根據本發明一些實施例之圖2A中所示電極之一部分的垂直橫剖面。
圖5顯示根據本發明一些實施例之用於製造圖2A的電極之方法的流程圖，該電極用於將RF功率傳輸至電漿處理區域。
在以下說明中，為了提供本發明的透徹理解，而闡述了許多具體細節。然而，顯然地，對於熟習本項技術之人士而言，本發明可在省略這些具體細節的全部或一部分之情況下加以實施。在其他情況下，眾所周知的製程操作未作詳細說明，以免不必要地模糊了本發明。
在半導體工業中，半導體基板可在各種類型的電漿處理室內進行製造操作。在一些電漿處理室中，射頻(RF)訊號用以使處理氣體通電以將處理氣體轉變成曝露於基板的電漿。電漿內的反應性物種及/或帶電物種被引導以與基板交互作用而改變基板的狀態，舉例而言：諸如藉由改變存在於基板上的材料、或將材料沉積在基板上、或自基板移除/蝕刻材料。電漿處理室可配備用於將RF功率傳輸至處理氣體的一或更多電極，以產生曝露於基板的電漿。在一些實施例中，用於將RF功率傳輸至處理氣體的電極亦可配置成在電漿處理室內將不同的體積彼此分離，並在電漿處理室內不同體積間提供受控的處理氣體流。
在一些實施例中，如此處提及的基板係歷經製造程序的半導體晶圓。然而，應理解在各式實施例中，基板實質上可為歷經電漿製程之任何類型的基板。舉例而言，在一些實施例中，如此處提及的基板可為由藍寶石、GaN、GaAs或SiC、或其他基板材料形成的基板，且可包含玻璃面板/基板、金屬箔、金屬片、聚合物材料等。而且，在各式實施例中，如此處提及的基板可在形式、形狀、及/或尺寸上變化。舉例而言，在一些實施例中，此處提及的基板可對應於200mm(毫米)半導體晶圓、300mm半導體晶圓、或450mm半導體晶圓。此外，在一些實施例中，此處提及的基板可對應於非圓形基板，諸如用於平板顯示器的矩形基板等與其他形狀。
圖1顯示根據本發明一些實施例之用於基板電漿處理的電漿處理系統100。電漿處理系統100包含由周圍結構101A、頂部結構101B、及底部結構101C形成的電漿產生室101。在各式實施例中，周圍結構101A、頂部結構101B、及底部結構101C可由各種材料形成，只要室101的材料在結構上能夠承受於電漿 處理期間其所曝露於之壓差及溫度，且與電漿處理環境化學上可相容，例如可採用不銹鋼或鋁。
電漿處理系統100亦包含設置在電漿產生室101之內的基板支撐結構103。基板支撐結構103係界定成在基板102上之電漿處理操作的執行期間將基板102固持在其上。在圖1的示例實施例中，基板支撐結構103由固定至電漿產生室101之周圍結構101A的懸臂結構105固持。然而，在其他實施例中，基板支撐結構103可固定至電漿產生室101的底部結構101C或固定至設置在電漿產生室101之內的其他結構。在各種實施例中，只要基板支撐結構103的材料在結構上能夠承受於電漿處理期間其所曝露於之壓差及溫度，且與電漿處理環境化學上可相容，基板支撐結構103可由各種材料形成，舉例而言：諸如不銹鋼、鋁、或陶瓷。
在一些實施例中，基板支撐結構103可包含偏壓電極107，用於產生電場以將電漿125的帶電成分朝向基板支撐結構103、且因而朝向固持在基板支撐結構103上的基板102吸引。而且，在一些實施例中，基板支撐結構103可包含若干冷卻通道109，在電漿處理操作期間冷卻流體可流經冷卻通道109以維持基板102的溫度控制。此外，在一些實施例中，基板支撐結構103可包含界定成相對於基板支撐結構103抬升和降低基板102的若干升降銷111。在一些實施例中，在電漿產生室101的周圍結構101A之內設置門組件113，以使基板102能夠插入至電漿產生室101中或自電漿產生室101移除基板102。此外，在一些實施例中，將基板支撐結構103界定成配備以產生靜電場的靜電卡盤，用於在電漿處理操作期間將基板102牢固地固持在基板支撐結構103上。
電漿處理系統100更包含設置在電漿產生室101之內、且位在基板支撐結構103上方並與基板支撐結構103間隔開的電極115，以便當基板102置放在基板支撐結構103上時，電極115位在基板102上方並與基板102間隔開。電漿處理區域117形成於電極115與基板支撐結構103之間，且在基板支撐結構103的水平範圍之上。於一些實施例中，在電極115與基板支撐結構103間測量的垂直距離118(即製程間隙)係在從約1厘米(cm)延伸至約10cm的範圍之內。在一些實施例中，垂直距離118係約5cm。在一些實施例中，垂直距離118係小於1cm。在一些實施例中，垂直距離118係大於10cm。而且，於一些實施例中，在電漿處理操作的執行期間或在電漿處理操作之間，基板支撐結構103相對於電極115的垂直位置係可調整的。此外，於一些實施例中，在電漿處理操作的執行期間或在電漿處理操作之間，電極115相對於基板支撐結構103的垂直位置係可調整的。
電漿處理系統100更包含處理氣體源119，該處理氣體源119與在電極115上方形成的處理氣體充氣部120以流體連通方式連接，以將處理氣體供應至處理氣體充氣部120。電極115包含散布之通孔121。為了避免不必要地模糊圖1，諸多通孔121的其中一者係使用參考數字121(代表)標示。將散布之通孔121配置成以期望的模式將處理氣體從處理氣體充氣部120分配至電漿處理區域117。吾人應理解散布之通孔121在關於通孔121的數目及跨越電極115之通孔121的空間配置方面，可因實施例而異。各通孔121延伸穿過電極115的整個厚度。以此方式，將電極115配置成使處理氣體充氣部120與電漿處理區域117實際上間隔開，並提供從處理氣體充氣部120經過散布之通孔121至電漿處理區域117的處理氣體流，如箭頭122所示。為了避免不必要地模糊圖1，諸多箭頭122的其中一者以參考數字122(代表)標示。
在圖1的示例中，處理氣體充氣部120形成於電漿產生室101之內而位在電極115上方。處理氣體充氣部120與處理氣體源119及電極115內形成之通孔121兩者均呈流體連通。在一些實施例中，處理氣體充氣部120可形成為以實質上均勻的方式將處理氣體分配至電極115內之各個通孔121。在其他實施例中，處理氣體充氣部120可形成為以空間上變化的方式(即以空間分區的方式)將處理氣體分配至電極115內的通孔121。
電漿處理系統100亦包含與電極115呈電連通的一或更多RF電源123-1至123-N。關於RF功率頻率及振幅，該複數RF電源123-1至123-N中的每一者為可獨立控制的。而且，RF功率從RF電源123-1至123-N的每一者經由匹配電路124傳輸，以確保通過電極115至電漿125負載之有效率的RF功率傳輸。匹配電路124包含電容器及電感器的配置，其係配置成確保由RF電源123-1至123-N所觀察的阻抗足夠接近RF電源123-1至123-N被設計以操作的負載阻抗，使得由RF電源123-1至123-N產生並傳輸的RF訊號會以有效率的方式(例如沒有不可接受的反射)傳輸至電漿處理區域117中。
在電漿處理系統100的操作期間，由處理氣體源119供應的處理氣體流入處理氣體充氣部120並穿過電極115內的通孔121進入電漿處理區域117，在電漿處理區域117處理氣體受來自電極115之RF功率轉變成電漿125。使用過的處理氣體接著從電漿處理區域117流經周邊通風口127，並藉由排氣幫浦131經由排氣口129泵出。在一些實施例中，設置流量節流裝置133以控制來自電漿處理區域117之使用過的處理氣體的流量。在一些實施例中，將流量節流裝置133定義成可(如箭頭135所示)朝向或遠離周邊通風口127移動的環形結構。
圖2A顯示根據本發明一些實施例之電極115的垂直橫剖面圖。電極115包含由半導體材料形成的板201及在板201之頂表面上形成並與板201成一體的高導電性層203。高導電性層203具有比板201之半導體材料低的電阻。各通孔121從高導電性層203的頂表面205延伸穿過電極115的整個厚度至板201的底表面207。如前所述，將電極115配置成使處理氣體充氣部120與電漿處理區域117實際上間隔開，並提供從處理氣體充氣部120經過散布的通孔121至電漿處理區域117的處理氣體流。
圖2B顯示根據本發明一些實施例之電極115的頂視圖。圖2B顯示通孔121的示例分布。吾人應理解通孔121在整個電極115的分布可針對不同實施例以不同方式配置。舉例而言，電極115內之通孔121的總數及/或電極115內之通孔121的空間分布，在不同實施例可能不一樣。而且，通孔121的直徑，在不同實施例可能不一樣。通常，將通孔121的直徑縮小至足以防止電漿125從電漿處理區域117侵入通孔121的尺寸係吾人所感興趣的。在一些實施例中，當通孔121的直徑縮小時，電極115內之通孔121的總數增加，以保持自處理氣體充氣部120通過電極115至電漿處理區域117的處理氣體之規定總流量。
在一些實施例中，半導體材料的板201在電極115的整個徑向範圍具有實質上均勻的厚度。然而，在其他實施例中，半導體材料的板201於電極115的整個徑向範圍具有一個或更多個厚度變動處。在這些實施例中，高導電性層203可於電極115的整個徑向範圍在一個或更多個厚度變動處以保形的方式形成。此外，在一些實施例中，高導電性層203係在半導體材料的板201之整個頂表面上方形成。然而，在一些實施例中，高導電性層203在小於半導體材料的板201之整個頂表面上方形成。舉例而言，在一些實施例中，高導電性層203至少在半 導體材料的板201之頂表面之曝露於處理氣體充氣部120的一部分上方形成。此外，在一些實施例中，電極115可為多元件電極組件內的一元件。舉例而言，在一些實施例中，電極115可為由雙電極組件內之一獨立的外電極所外接的一內電極。
為了較佳地認識電極115，吾人應理解一些電極不包含如此處所揭示的高導電性層203。圖3A顯示穿過示例電極301之一部分的垂直橫剖面，該示例電極301不包含諸如圖2A中顯示之電極115中所包含之高導電性層203。如同電極115，電極301可設置在電漿處理區域117與處理氣體充氣部120之間。電極301在其整個垂直厚度具有均勻的材料組成。舉例而言，電極301可由摻雜的矽形成，且在其整個垂直厚度具有實質上均勻的材料組成。電極301可為摻雜至電阻率從0.005歐姆-cm延伸至0.020歐姆-cm範圍內的矽電極。在這些電阻率值處，較低RF頻率處的RF集膚效應幾乎完全穿透電極301的厚度。RF集膚效應意指如從電極301的外表面測量之RF訊號行進穿過之電極301之厚度的一部分。更具體而言，RF訊號大致上沿導電材料的表面行進，而RF訊號的一些量自導電材料的表面穿透進入導電材料。在電極301中，RF訊號朝電極301下方的參考接地電位行進。因此，RF訊號沿面對電漿處理區域117之電極301的下表面303行進。在此配置中，RF集膚效應對應於自電極301的下表面303量測入至電極301中的距離305。如圖3A的示例中所示，電極301的總厚度307係足夠大，使得RF集膚效應不致延伸穿過電極301的整個厚度並進入至處理氣體充氣部120。
然而，總厚度307大的電極有其缺點。其一缺點是費用。因為電極301係由昂貴的材料(諸如一些情況下之摻雜的矽材料)形成，電極301之增加的總厚度307直接相當於增加的費用。此外，由矽材料形成之電極301的一主要失效 模式係在電極301的下表面303對電漿處理區域117內之電漿125的曝露增加之情況下，電極301的下表面303將在通孔121位置處變圓/成倒角狀。圖3B顯示具有在通孔121位置處受圓化/倒角之下表面303的電極301。在通孔121位置處之下表面303的此圓化/倒角309導致通孔121的幾何形狀超出指定的尺寸範圍，其又可導致在基板之電漿處理中的變化/偏移。當此發生時，必須更換電極301。
具有大的總厚度307之電極的另一缺點是製造較小直徑的通孔121變得更困難。必須防止電漿125經過電極301之面對電漿處理區域117的下表面303往上進入通孔121。此外，需要較小直徑的通孔121以防止在利用較高偏電壓的電漿製程(諸如用於前緣3D記憶體製造的電漿製程)期間通孔121內的空心陰極放電。吾人應理解當元件技術節點變小時，受蝕刻之區域的深寬比(即受蝕刻區域深度對受蝕刻區域寬度的比率)能變大，其需要使用較高偏電壓以將蝕刻前緣向下移至較深的受蝕刻區域中。然而，使用較高偏電壓會使電漿125往上進入電極301內之通孔121的可能性增大，而可能導致粒子及其他製程問題。因此，吾人期望電極301中較小直徑通孔121的數目增大，以防止電漿125侵入通孔中。
此外，通孔121之直徑的縮減受電極301的總厚度307所限制。舉例而言，若藉由鑽孔穿過電極301而形成通孔121，當通孔121的直徑相對於電極301的總厚度307變得太小時，欲將通孔121完全鑽穿過電極301而不使鑽頭斷裂將變得困難(若非不可能)。而且，當鑽頭斷裂時，發生電極301損壞的可能性高。因此，吾人應理解在電極301之總厚度307較大的情況下，欲於電極301內形成較小直徑的通孔121更加困難。相反地，在電極301之總厚度307較小的情況下，較容易在電極301內形成較小直徑的通孔121。
考慮到前述內容，使電極301更薄以降低成本並達成較小直徑之通孔121的形成係吾人所期望的。然而，當電極301的總厚度307縮減太多時，RF集膚效應將超過電極301的總厚度307。更具體而言，在RF訊號頻率高達60百萬赫時，RF集膚效應可能變得大於電極301的總厚度307，使得在電極301之下表面303上行進的RF將延伸至位在電極301上方的處理氣體充氣部120中。圖3C顯示電極301，其具有小於對應於RF集膚效應的距離305之縮減的總厚度307A，致使在電極301的下表面303上行進的RF訊號將不利地延伸至處理氣體充氣部120中。必須使RF被包含在電極301的主體之內，因為處理氣體在位於電極301上方的處理氣體充氣部120內受激發係不可接受的。因此，在均勻材料組成之電極301的情況下，無法為了形成較小直徑的通孔121及/或降低電極301的成本單純地將電極301的總厚度307縮減，而避免使處理氣體充氣部120內的處理氣體曝露於因為RF集膚效應在電極301的下表面303上行進之RF中的可能性不可接受地增高。
圖4顯示根據本發明一些實施例之穿過電極115之一部分的垂直橫剖面。吾人應瞭解電極115的高導電性層203係用作為RF集膚效應的屏障。以此方式，使從底表面207延伸進入電極115之主體的RF限制在從底表面207至高導電性層203所測量的距離403之內。因此，當電極115的總厚度401小於對應於RF集膚效應的距離時，高導電性層203防止RF訊號延伸至位在電極115上方的處理氣體充氣部120中。使用高導電性層203，電極115的總厚度401之縮減的程度主要受電極115的機械特性所限制，而不受通孔121的可製造性所限制。更具體而言，只要電極115在機械性方面能夠支撐其本身並承受可能在處理氣體充氣部120與電漿處理區域117間發生的壓差，可減少電極115的總厚度401。而且，吾人應瞭解當電極115的總厚度401縮減時，通孔121的直徑405可大為縮減而不危及通孔 121的可製造性及/或電極115的整體性。藉由縮減通孔121的直徑405，得以改善電漿125侵入通孔121的防護並減少通孔121內之空心陰極點亮的可能性。而且，當通孔121的直徑405縮減時，可增加通孔121的總數以提供通過電極115之處理氣體的所需累積流量。
在一些實施例中，電極115的板201由矽材料形成。矽材料可摻雜電荷載體以改變其導電性。在一些實施例中，電極115的板201由單晶矽形成，其中通孔121穿過板201而形成。單晶矽可摻雜電荷載體以改變其導電性。在一些實施例中，電極115的板201由多晶矽形成，其中通孔121穿過板201而形成。多晶矽可摻雜電荷載體以改變其導電性。在一些實施例中，電極115的板201由多孔矽材料形成，其中通孔121穿過板201而形成。在一些實施例中，電極115的板201由多孔矽材料形成而未設有穿過板201所形成的通孔121，且其中多孔矽材料的多孔性提供處理氣體自處理氣體充氣部120至電漿處理區域117的流動。多孔矽材料可摻雜電荷載體以改變其導電性。
於一些實施例中，在電極115的板201由矽材料形成的情況下，高導電性層203係由板201的矽材料形成的矽化物材料。高導電性層203的矽化物材料具有比板201的半導體材料低的電阻。藉由在矽材料的板201上形成矽化物的高導電性層203，高導電性層203的電阻率可相對於板201的電阻率減小1至2個數量級，此一情形提供電極115之總厚度401的縮減，且同時將RF集膚效應完全限制在電極115內。在一些實施例中，界定高導電性層203的矽化物材料，俾於曝露在含氟處理氣體時不形成揮發性的蝕刻副產物。在一些實施例中，高導電性層203的矽化物材料是矽化鈦、矽化鉬、矽化鎢、及矽化鎳的其中之一或更多者。然而，吾人應理解在其他實施例中，在板201由矽材料形成的情況下，高導電性 層203基本上可為提供足夠高的導電性、且係與處理氣體及其所曝露於的電漿處理環境為化學上可相容之任何類型的矽化物材料。
吾人應理解矽化物材料的高導電性層203係作為RF訊號的停止層，藉以將RF集膚效應限制在電極115之內。在矽化物材料的高導電性層203之情況下，係將矽化物材料的厚度加以界定以確保矽化物材料作為RF訊號的停止層。在一些實施例中，矽化物材料之高導電性層203的厚度係在從約1000埃至約2000埃的範圍之內。然而，在一些實施例中，矽化物材料之高導電性層203的厚度係小於約1000埃或大於約2000埃。在一些實施例中，為了形成矽化物材料的高導電性層203，在穿過電極115而形成通孔121之前，先在板201上形成矽化物材料。或者，在一些實施例中，為了形成為矽化物材料的高導電性層203，在穿過板201而形成通孔121之後，在板201上形成矽化物材料。而且，吾人應理解矽化物材料之高導電性層203的形成可使用實質上任何可用的矽化物形成製程完成，諸如箱式塗佈機、自我對準金屬矽化物(salicide)、共沉積、及反應性濺射等。矽化係眾所周知之與矽電極115製造良好地整合且相對低成本的操作。
在一些實施例中，在高導電性層203形成於電極115的頂部上之情況下，從高導電性層203的頂表面205至板201的底表面207之電極115的總厚度401係在從約0.1吋至約0.75吋的範圍之內、或在從約0.1吋至約0.5吋的範圍之內、或在從約0.25吋至約0.75吋的範圍之內、或在從約0.5吋至約0.75吋的範圍之內、或約0.25吋、或約0.5吋、或約0.6吋。在其他實施例中，在高導電性層203於電極115的頂部上形成之情況下，從高導電性層203的頂表面205至板201的底表面207之電極115的總厚度401可小於約0.1吋、或可大於約0.75吋。此外，在一些實施例中，在高導電性層203於電極115的頂部上形成之情況下，通孔121的直徑405係在 從約0.005吋至約0.02吋的範圍之內、或在從約0.005吋至約0.009吋的範圍之內、或在從約0.005吋至約0.007吋的範圍之內、或約0.017吋、或約0.007吋。在其他實施例中，在高導電性層203於電極115的頂部上形成之情況下，通孔121的直徑405可小於約0.005吋、或大於約0.02吋。
圖5顯示根據本發明一些實施例之用於製造電極115之方法的流程圖，該電極115用於將RF功率傳輸至電漿處理區域117。該方法包含操作501，用於形成半導體材料的板201。在一些實施例中，板201由矽材料形成，諸如單晶矽、多晶矽、或多孔矽。在一些實施例中，半導體材料的板201可摻雜電荷載體以在板201之內獲得規定的導電性。該方法亦包含操作503，用於在板201的頂表面上形成與板201成一體的高導電性層203。高導電性層203具有比板201的半導體材料低的電阻。在一些實施例中，板201由矽材料形成，且高導電性層203係由板201的半導體材料形成的矽化物材料。該方法亦包含操作505，用於形成穿過板201之散布之通孔121。各通孔121係加以形成以從高導電性層203的頂表面205延伸至板201的底表面207。在一些實施例中，操作505係在操作503之後執行。在一些實施例中，操作505係在操作503之前執行。
吾人應理解在電極115(由矽材料形成)的頂部上使用矽化物作為高導電性層203，係用以增加在電極115之頂部處的導電性，藉以達成電極115之總厚度401的縮減。電極115之總厚度401的此一縮減改善較小直徑405之通孔121的可製造性，以便減少/消除通孔121的「點亮」(空心陰極放電)，且亦減少用以形成電極115之矽材料的量，此相當於電極115之成本的降低。此外，對於前緣介電蝕刻製程而言，矽電極115成本的降低係重要的考量。而且，高品質矽電極115容量/可用性隨著消耗之增加將可能是重要的考量，從而呈現為了滿足工業需 求的電極115生產挑戰。吾人應理解由高導電性層203提供之電極115之總厚度401的縮減，促成電極115之更快的生產率，而有助於滿足受期待之工業需求的增加。
雖然上述發明為了清楚理解的目的已詳細地加以描述，但將顯而易見，若干改變與修飾可在隨附申請專利範圍的範疇內加以實施。因此，本發明實施例應視為說明性而非限制性，且本發明不限於此處提供的細節，而可在所描述實施例的範疇及等同物之內加以修改。
115:電極
121:通孔
201:板
203:高導電性層
205:頂表面
207:底表面

Claims (23)

  1. 一種電極，將射頻功率傳輸至電漿處理區域，包含：一板，由矽材料形成作為底層，且該板具有形成於該底層的頂表面之上的矽化物材料的頂層，該頂層具有與該底層相比較低的電阻，該底層的厚度小於在該底層之內的射頻訊號集膚效應的距離，該頂層的厚度係在從約1000埃至約2000埃的範圍之內，該底層係建構用於曝露於該電漿處理區域，該板包含散布的通孔，各該通孔延伸穿過該板的整個厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該電極配置成使一處理氣體充氣部與該電漿處理區域實際上間隔開，並提供從該處理氣體充氣部經過散布的該通孔至該電漿處理區域的處理氣體流。
  3. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該矽材料為單晶矽或多晶矽。
  4. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該矽化物材料在曝露於含氟處理氣體時不形成揮發性的蝕刻副產物。
  5. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該矽化物材料是矽化鈦、矽化鉬、矽化鎢、及矽化鎳的其中一者或更多者。
  6. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該板的整個厚度係在從約0.1吋至約0.75吋的範圍之內。
  7. 如申請專利範圍第1項之電極，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.02吋的範圍之內。
  8. 如申請專利範圍第1項之電極，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.009吋的範圍之內。
  9. 如申請專利範圍第1項之電極，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.007吋的範圍之內。
  10. 如申請專利範圍第1項之電極，其中該矽化物材料的電阻率係與該矽材料的電阻率相比低至少1個數量級。
  11. 一種電漿處理系統，包含：一電漿產生室，包含一電漿處理區域；一基板支撐結構，設置在該電漿產生室之內且位在該電漿處理區域下方的位置處；一處理氣體充氣部；一電極，設置在該電漿產生室之內，該電極配置成使該處理氣體充氣部與該電漿處理區域實際上間隔開，該電極包含由矽材料形成作為底層的一板，且該板具有於該底層之頂表面上形成的矽化物材料的頂層，該頂層具有與該底層相比較低的電阻，該板包含散布的通孔，各該通孔延伸穿過該板的整個厚度，該電極配置成提供從該處理氣體充氣部經過散布的該通孔至該電漿處理區域的處理氣體流，該頂層的頂表面暴露於該處理氣體充氣部，該底層的底表面暴露於該電漿處理區域，該底層的厚度小於在該底層之內的射頻訊號集膚效應的距離，該頂層的厚度係在從約1000埃至約2000埃的範圍之內；及一射頻電源，連接以將射頻功率供給至該電極的該板。
  12. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，更包含：匹配電路，連接至該射頻電源的輸出，該射頻電源係經由該匹配電路而電連通於該電極的該板。
  13. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，其中該板的整個厚度係在從約0.1吋至約0.75吋的範圍之內。
  14. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.02吋的範圍之內。
  15. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.009吋的範圍之內。
  16. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.007吋的範圍之內。
  17. 如申請專利範圍第11項之電漿處理系統，其中該頂層的電阻率係與該底層的電阻率相比低至少1個數量級。
  18. 一種電極的製造方法，用於製造將射頻功率傳輸至電漿處理區域之電極，該電極的製造方法包含：形成矽材料的一板，該板的厚度小於與施加至該板以傳輸至該電漿處理區域的射頻訊號相關聯的射頻訊號集膚效應的距離；從該板的矽材料而在該板的頂表面上形成一層矽化物材料，該層矽化物材料具有比該板之矽材料低的電阻，該層矽化物材料的厚度係在從約1000埃至約2000埃的範圍之內；及形成穿過該板之散布的通孔，各該通孔係形成為延伸穿過包含該層矽化物材料的該板的整個厚度。
  19. 如申請專利範圍第18項之電極的製造方法，其中該板的整個厚度係在從約0.1吋至約0.75吋的範圍之內。
  20. 如申請專利範圍第18項之電極的製造方法，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.02吋的範圍之內。
  21. 如申請專利範圍第18項之電極的製造方法，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.009吋的範圍之內。
  22. 如申請專利範圍第18項之電極的製造方法，其中各該通孔的直徑係在從約0.005吋至約0.007吋的範圍之內。
  23. 如申請專利範圍第18項之電極的製造方法，其中該矽化物材料的電阻率係與該矽材料的電阻率相比低至少1個數量級。
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