[发明专利]具有电极组件的等离子体腔室

说明书

一种用于等离子体处理的处理工具包括腔室主体、工件支撑件、致动器、气体分配器、电极组件与第一RF电源，腔室主体具有内部空间，内部空间提供等离子体腔室，腔室主体具有顶板以及与顶板相对的一侧上的开口，工件支撑件固持工件，使得工件的前表面的至少一部分面向开口，致动器在腔室主体和工件支撑件之间产生相对运动，使得开口侧向地移动横越过工件，所述气体分配器将处理气体输送到所述等离子体腔室，所述电极组件包含多个共面丝，所述多个共面丝侧向地延伸通过所述工件支撑件和所述顶板之间的所述等离子体腔室，所述多个丝中的各个丝包含导体，所述第一RF电源向所述电极组件的所述导体提供第一RF功率以形成等离子体。

技术领域

本公开案关于一种处理工具，所述处理工具包括等离子体腔室，如用于将膜沉积在工件(如半导体晶片)上、蚀刻工件或处理工件的等离子体腔室。

背景技术

通常使用电容耦合等离子体(CCP)源或电感耦合等离子体(ICP)源产生等离子体。基本的CCP源包含类似于平行板电容器的两个金属电极，在气体环境中以一小距离分开所述两个金属电极。两个金属电极中的一个由固定频率的射频(RF)电源供应驱动，而另一个电极连接到RF接地，在两个电极之间产生RF电场。产生的电场使气体原子离子化，释放电子。气体中的电子被RF电场加速，并通过碰撞直接或间接地离子化气体，而产生等离子体。

基本的ICP源通常包含螺旋形或线圈形的导体。当RF电流流过导体时，在导体周围形成RF磁场。RF磁场伴随RF电场，使气体原子离子化并产生等离子体。

各种处理气体的等离子体广泛用于集成电路的制造。例如，等离子体可以用于薄膜沉积、蚀刻和表面处理。

原子层沉积(ALD)是基于依顺序使用气相化学过程的薄膜沉积技术。一些ALD工艺使用等离子体为化学反应提供必要的活化能。等离子体增强的ALD工艺可以在比非等离子体增强(如，“热”)ALD工艺更低的温度下执行。

发明内容

在一个方面中，一种用于等离子体处理的处理工具包括腔室主体、工件支撑件、致动器、气体分配器、电极组件与第一RF电源，所述腔室主体具有内部空间，所述内部空间提供等离子体腔室，所述腔室主体具有顶板以及与顶板相对的一侧上的开口，所述工件支撑件固持工件，使得所述工件的前表面的至少一部分面向所述开口，所述致动器在所述腔室主体和所述工件支撑件之间产生相对运动，使得所述开口侧向地移动横越过所述工件，所述气体分配器将处理气体输送到所述等离子体腔室，所述电极组件包含多个共面丝(coplanar filaments)，所述多个共面丝侧向地延伸通过所述工件支撑件和所述顶板之间的所述等离子体腔室，所述多个丝中的各个丝包含导体，所述第一RF电源向所述电极组件的所述导体提供第一RF功率以形成等离子体。

实施可包括以下特征中的一个或多个。

工件支撑件可绕旋转轴旋转，且所述致动器可转动所述工件支撑件，使得所述支撑件的旋转承载所述工件横越过(across)所述开口。

多个共面丝可延伸横越过楔形区域。所述工件可完整切合(fit)在所述楔形区域内，使得在操作中所述工件的整个前表面暴露于等离子体。工件可大于楔形区域，使得在操作中工件前表面的楔形部分暴露于等离子体。所述开口可以是楔形的。

多个共面丝可以是线性丝，且不同的丝可具有不同的长度以限定楔形区域。多个共面丝可平行延伸。多个共面丝可均匀地间隔开。不同的丝可以以不同的角度定向。多个共面丝可经定向使得在所述楔形区域中产生的等离子体密度在所述楔形区域的顶点(apex)处比在所述楔形区域的基部(base)处低。多个共面丝可经定向，以具有相对于所述开口下方的基板的部分的一运动方向成非零角度的纵轴。所述非零角度可大于10°。

共面丝之间的间隔可足以避免在腔室内电极组件上方的区域和下方的区域之间的等离子体区域狭缩(pinch)。腔室的底部可以是开启的。所述工具可包括在腔室顶板上的顶部电极。