等离子体发生装置及基板处理装置制造方法

等离子体发生装置及基板处理装置制造方法
【专利摘要】公开了一种等离子体发生装置即基板处理装置。所述等离子体发生装置包括：设置在真空容器内部并互相平行地延伸的多个接地电极；和设置在接地电极之间的功率电极。在接地电极和功率电极之间存在有距离恒定的区域，功率电极在面对基板的方向上逐渐变细。功率电极连接至RF功率源，并且在面对基板的方向上，功率电极的高度大于接地电极的高度。
【专利说明】等离子体发生装置及基板处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容耦合等离子体发生装置，更具体地，本发明涉及分成多个电极的电容耦合等离子体发生装置。
【背景技术】
[0002]高频平板式电容耦合等离子体装置在工艺均匀性和工艺速度方面受限。

【发明内容】

[0003]技术课题
[0004]本发明的实施例提供一种不在基板上形成电极图案的等离子体发生装置，其具有优越的工艺均匀性和高的工艺速度。
[0005]本发明的实施例提供一种不在基板上形成电极图案的基板处理装置，这种基板处理装置具有优越的工艺均匀性和高的工艺速度。
[0006]技术方案
[0007]根据本发明一个实施例的等离子体发生装置可以包括:设置在真空容器内部并互相平行地延伸的多个接地电极；和设置在接地电极之间的至少一个功率电极。存在在接地电极和功率电极之间的距离是恒定的区域。功率电极沿面对基板的方向逐渐变细。功率电极连接到RF功率源。
[0008]在本发明的一个实施例中，在面对基板的方向上，功率电极的一端和接地电极的一端可以是圆形的。
[0009]在面对基板的方向上，功率电极的高度大于接地电极的高度。
[0010]在本发明的一个实施例中，在沿功率电极的一个表面延伸的方向和面对基板的方向之间的角度可以是5度至15度。
[0011 ] 在本发明的一个实施例中，功率电极的数量可以是偶数。
[0012]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置可以进一步包括介电支撑件，接地电极和功率电极安装在所述介电支撑件上。接地电极的一端连接到所述介电支撑件，功率电极的一端连接到所述介电支撑件，接地电极的另一端和功率电极的另一端面对基板。
[0013]在本发明的一个实施例中，介电支撑件可以包括多个喷嘴，所述多个喷嘴在接地电极和功率电极之间注入工艺气体。
[0014]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置可以进一步包括布置在介电支撑件上以向喷嘴分配气体的气体分配单元。
[0015]在本发明的一个实施例中，工艺气体可以包括SiH4气体、H2气体、Ar气体和NF3气体中的至少一种。
[0016]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置可以进一步包括将功率分配到与功率源并联的功率电极的功率分配单元。功率分配单元向一个功率电极的两个或更多个位置提供功率。[0017]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置可以进一步包括将功率电极连接到功率分配单元的供电线。
[0018]在本发明的一个实施例中，功率源和功率电极的供电位置之间的长度可以是相同的。
[0019]在本发明的一个实施例中，功率分配单元可以在真空容器内部布置在介电质和真空容器的顶板之间。
[0020]在本发明的一个实施例中，功率分配单元可以布置在真空容器外部。
[0021 ] 在本发明的一个实施例中，功率分配单元包括向功率电极的多个点提供功率的功率分配线；和布置在功率分配线周围以接地的导向部。
[0022]在本发明的一个实施例中，功率电极可以包括在面对接地电极的表面上的至少一个孔。
[0023]在本发明的一个实施例中，接地电极和功率电极之间的距离可以是3毫米至10毫米。
[0024]在本发明的一个实施例中，RF功率源的频率可以是13.56MHz至IOOMHz。
[0025]在本发明的一个实施例中，接地电极可以包括在朝向基板的方向上宽度增加的锥形部和具有恒定宽度的延伸部。
[0026]在本发明的一个实施例中，RF功率可以是从功率电极的多个点提供的。
[0027]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:真空容器；布置在真空容器内部并在第一方向互相平行地延伸的接地电极；沿与第一方向交叉的第二方向布置在接地电极之间的功率电极；和介电支撑件，接地电极和功率电极安装在所述介电支撑件上。功率电极在与第一方向和第二方向正交的第三方向上，距离接触介电支撑件的第一表面具有第一高度，在接触介电支撑件的第一表面上具有第一厚度，并在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第二厚度。接地电极距离接触介电支撑件的第一表面具有第二高度，在接触介电支撑件的第一表面上具有第三厚度，并在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第四厚度。第一厚度大于第二厚度，第三厚度小于第四厚度。
[0028]在本发明的一个实施例中，第一高度可以大于或等于第二高度。
[0029]在本发明的一个实施例中，接地电极的一端和功率电极的一端可以是圆形的。
[0030]在本发明的一个实施例中，接地电极和功率电极之间的垂直距离可以是恒定的。[0031 ] 根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:在真空容器内部互相平行地布置并具有截短的三棱柱形状的多个接地电极，以及布置在真空容器内部、插入到接地电极之间并具有截短的三角棱柱形状的功率电极。接地电极和功率电极之间的空间包括恒定区域。功率电极连接到RF功率源。
[0032]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:真空容器，布置在真空容器内部的接地电极，布置在真空容器内部并与接地电极间隔开的功率电极；以及面对功率电极和接地电极的基板支架。功率电极布置在接地电极所在的平面上并且包括放电区，在所述放电区中，接地电极和功率电极之间的距离是恒定的。放电区倾斜地接触布置有功率电极的平面。功率电极连接到RF功率源。
[0033]根据本发明的一个实施例的基板处理装置可以包括:真空容器；布置在真空容器内部并互相平行地延伸的多个接地电极；布置在真空容器内部并插入到接地电极之间的功率电极；以及面对接地电极和功率电极并支撑基板的基板支架。接地电极和功率电极之间的距离包括恒定的区域。功率电极沿面对基板的方向逐渐变细。功率电极连接到RF功率源。
[0034]在本发明的一个实施例中，基板的温度可以是50至250摄氏度。在基板上可以形成多晶硅薄膜或非晶硅薄膜。
[0035]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:具顶板的真空容器；布置在顶板下方的气体分配单元；布置在气体分配单元下方并在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件，所述绝缘支撑件包括多个喷嘴以输出从气体分配单元接收的工艺气体；布置在绝缘支撑件之间并在第一方向上延伸的接地电极；以及布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极。RF功率被施加到功率电极。
[0036]在本发明的一个实施例中，喷嘴可以布置在功率电极和接地电极之间。
[0037]在本发明的一个实施例中，绝缘支撑件可以包括上绝缘支撑件和布置在上绝缘支撑件下方的下绝缘支撑件。喷嘴可以包括贯通上绝缘支撑件的上喷嘴和贯通下绝缘支撑件的下喷嘴。
[0038]在本发明的一个实施例中，上喷嘴直径可以大于下喷嘴的直径。
[0039]在本发明的一个实施例中，下绝缘支撑件可以由陶瓷、氧化铝和石英中的至少一种制成。上绝缘支撑件可以由Teflon和塑料中的至少一种制成。
[0040]在本发明的一个实施例中，气体分配单元可以包括布置在顶板下方的上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
[0041]在本发明的一个实施例中，下气体分配单元可以包括在下气体分配板的顶表面上、沿第一方向延伸并与布置在第一方向上的喷嘴对准的第一槽；和布置在第一槽内并与喷嘴对准的初级喷嘴。
[0042]在本发明的一个实施例中，第一槽可以沿与第一方向正交的第二方向延伸，与在接地电极周围的、相邻的一对喷嘴相连。
[0043]在本发明的一个实施例中，下气体分配板还可以包括布置在第一槽的中心的用于电极连接的通孔。连接装置可以通过用于电极连接的通孔将下气体分配板和接地电极固定连接到在接地电极的顶表面中形成的孔。
[0044]在本发明的一个实施例中，上气体分配板可以包括在气体分配板的顶表面上、沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二槽；和形成在第二槽内并与第一槽对准的供气通孔。
[0045]在本发明的一个实施例中，功率电极和接地电极可以包括彼此面对的、并距离彼此具有恒定距离的区域。
[0046]在本发明的一个实施例中，功率电极和接地电极保持恒定的距离，同时功率电极和接地电极是锥形的。
[0047]在本发明的一个实施例中，功率电极的一个表面可以接触绝缘支撑件且功率电极的另一表面可以是圆形的。接地电极的一个表面可以接触气体分配单元且接地电极的另一端可以是圆形的。
[0048]在本发明的一个实施例中，功率电极可以在第一方向上的两个或更多个点处接收RF功率。[0049]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置还可以包括向功率电极提供功率的供电线；提供RF功率的RF功率源，以及插入到RF功率和供电线之间以向功率电极分配RF功率的功率分配单元。功率分配单元可以布置在真空容器外部。
[0050]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置还可以包括在第一方向上与供电线间隔开的固定线。固定线的一端可以固定地连接到功率电极，其另一端固定地连接到顶板。[0051 ] 在本发明的一个实施例中，功率电极可以包括在其侧表面上形成的孔。
[0052]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:具顶板的真空容器；布置在顶板下方的气体分配单元；布置在气体分配单元下方并包括多个喷嘴以输出从气体分配单元接收的工艺气体的绝缘支撑件；布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极；以及布置在绝缘支撑件下方并互相平行地延伸的功率电极。RF功率被施加到功率电极。
[0053]在本发明的一个实施例中，喷嘴可以布置在功率电极和接地电极之间。
[0054]在本发明的一个实施例中，绝缘支撑件可以包括上绝缘支撑件和布置在上绝缘支撑件下方的下绝缘支撑。喷嘴可以包括贯通上绝缘支撑件的上喷嘴和贯通下绝缘支撑件的下喷嘴。
[0055]在本发明的一个实施例中，上喷嘴的直径大于下喷嘴的直径。
[0056]在本发明的一个实施例中，下绝缘支撑件可以由陶瓷、氧化铝、石英中的至少一种形成，而上绝缘支撑件可以由Teflon和塑料中的至少一种形成。
[0057]在本发明的一个实施例中，气体分配单元可以包括布置在顶板下方的上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
[0058]在本发明的一个实施例中，下气体分配板可以包括在下气体分配板的顶表面上、沿第一方向延伸且与布置在第一方向上的喷嘴对准的第一槽，和布置在第一槽内并与所述喷嘴对准的初级喷嘴。
[0059]在本发明的一个实施例中，第一槽可以沿与第一方向交叉的第二方向延伸，与在接地电极周围的、相邻的一对喷嘴相连。
[0060]在本发明的一个实施例中，下气体分配板还可以包括布置在第一槽的中心的用于电极连接的通孔。连接装置可以通过用于电极连接的通孔和形成在绝缘支撑件处的通孔，将下气体分配板和接地电极固定连接至在接地电极的上表面上形成的孔。
[0061]根据本发明的一个实施例的基板处理装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方布置的气体分配单兀；在气体分配单兀下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件，所述绝缘支撑件包括多个喷嘴以输出从气体分配单元接收到的工艺气体；布置在绝缘支撑件之间并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极；布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极；以及布置在功率电极下方的基板支架。RF功率被施加到功率电极。
[0062]根据本发明的一个实施例的基板处理装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方布置的气体分配单元；在气体分配单元下方布置的并包括多个喷嘴以输出从气体分配单元接收到的工艺气体的绝缘支撑件，布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极，布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极，以及布置在功率电极下方的基板支架。RF功率被施加到功率电极。[0063]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方布置的并包括多个喷嘴以输出工艺气体的气体分配单元；在气体分配单元下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件；在气体分配单元下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极；在绝缘支撑件下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极；以及穿过气体分配单元和绝缘支撑件向功率电极提供RF功率的供电单
J Li ο
[0064]在本发明的一个实施例中，气体分配单元可以包括以规则的间隔排列、并在第一方向上延伸的间隔物。间隔物可以布置在绝缘支撑件之间，喷嘴可以穿过间隔物布置。
[0065]在本发明的一个实施例中，绝缘支撑件的厚度可以等于间隔物的高度。
[0066]在本发明的一个实施例中，绝缘支撑件可以包括上绝缘板和与上绝缘板对准并布置在上绝缘板下方的下绝缘板。
[0067]在本发明的一个实施例中，气体分配单兀可以包括上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
[0068]在本发明的一个实施例中，下气体分配板包括在气体分配板的顶表面上、沿第一方向延伸并连接到所述喷嘴的第一槽。
[0069]在本发明的一个实施例中，下气体分配板还可以包括布置在第一槽的中心的用于电极连接的通孔。
[0070]在本发明的一个实施例中，上气体分配板可以包括在上气体分配板的顶表面上沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二槽，以及形成在第二槽内并与第一槽对准的供气通孔。
[0071 ] 在本发明的一个实施例中，接地电极可以包括在接地电极的顶表面的中心沿第一方向伸出的突出部，并且工艺气体可以通过喷嘴被提供到突出部的两侧。
[0072]在一个实施例中，本发明中，接地电极和功率电极可以是锥形的，使得它们之间的距离在预定区域是恒定的。
[0073]在本发明的一个实施例中，供电单元可以包括连接到功率电极的供电线；围绕供电线并被形成在顶板处的通孔的凹陷部钩住的第一绝缘件，以及设置在第一绝缘件上并插入顶板的通孔中的第二连接件。
[0074]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置可以进一步包括将RF功率分配给供电单元的功率分配单元。功率分配单元包括具有贯通的功率分配图案的底板；插入底板的功率分配图案中的下绝缘图案；布置在下绝缘图案上的上绝缘图案；布置在上绝缘图案上的功率分配线；以及覆盖底板的顶表面的功率分配顶板。供电单元将RF功率分配给功率分配线。
[0075]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置还可以包括固定支撑件。所述固定支撑件包括连接到功率电极的固定线；在固定线周围并被形成在顶板中的通孔的凹陷部所钩住的第三绝缘件；以及布置在第三绝缘件上并插入到顶板的通孔中的第四连接件。
[0076]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方沿第一方向互相平行地延伸并且在与第一方向交叉的第二个方向上互相间隔开的绝缘支撑件；填充绝缘支撑件之间的空间且布置在绝缘支撑件之上的气体分配单元，布置在绝缘支撑件下方且在第一方向上延伸的功率电极，以及布置在绝缘支撑件之间的空间下方且在第一方向上延伸的接地电极。
[0077]在本发明的一个实施例中，气体分配单元可以包括多个喷嘴，喷嘴可以穿过介电支撑件之间的空间形成。
[0078]在本发明的一个实施例中，气体分配单元可以包括上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
[0079]在本发明的一个实施例中，下气体分配板可以包括在下气体分配板的顶表面上、在第一方向上延伸并连接到喷嘴的第一槽。
[0080]在本发明的一个实施例中，绝缘支撑件可以包括多个喷嘴。所述喷嘴可以穿过绝缘支撑件布置在接地电极和功率电极之间。
[0081]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置还可以包括从功率电极的多个点提供功率的供电单元。所述供电单元可以包括连接到功率电极的供电线；围绕供电线并被形成在顶板中的通孔的凹陷部所钩住的第一绝缘件，和布置在第一绝缘件上并插入到顶板的通孔中的第二连接件。
[0082]在本发明的一个实施例中，等离子体发生装置进一步包括将RF功率分配给供电单元的功率分配单元。功率分配单元可以包括具有贯通的功率分配图案的底板；插入底板的功率分配图案中的下绝缘图案；布置在下绝缘图案上的上绝缘图案；布置在上绝缘图案上的功率分配线；以及覆盖底板的顶表面的功率分配顶板。供电单元可将RF功率分配给功率分配线。
[0083]根据本发明的一个实施例的基板处理装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方布置的气体分配单元，气体分配单元包括多个喷嘴以输出从气体分配单元接收到的工艺气体；在气体分配单元下方布置的且在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件；在绝缘支撑件下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极；在绝缘支撑件下方布置的并在接地电极之间沿第一方向互相平行地延伸的功率电极；布置在接地电极和功率电极下方的基板支架；以及穿过气体分配单元和绝缘支撑件向功率电极提供RF功率的供电单
J Li ο
[0084]根据本发明的一个实施例的基板处理装置可以包括:具顶板的真空容器；在顶板下方沿第一方向互相平行地延伸并在与第一方向交叉的第二方向上互相间隔开的绝缘支撑件；填充绝缘支撑件之间的空间且布置在绝缘支撑件之上的气体分配单元，布置在绝缘支撑件下方且在第一方向上延伸的功率电极，以及布置在绝缘支撑件之间的空间下方且在第一方向上延伸的接地电极；以及布置在功率电极和接地电极下方并在上面安装基板的基板支架。
[0085]有益效果
[0086]根据本发明实施例的等离子体发生装置可以具有被分割的功率电极结构。被分割的功率电极可以具有线形并向多个位置提供RF功率，以减少驻波效应并产生均匀的等离子体。此外，接地电极可以布置在功率电极之间，以产生稳定且独立的等离子体，消除驻波效应，并允许基板保持浮置。因此，可以减少由于等离子体撞击所造成的基板的晶格缺陷密度。在几乇的高压下，功率电极和基板之间的距离可以是几厘米或更小。
【专利附图】

【附图说明】[0087]图1是根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0088]图2是沿着图1的线Ι-I'截取的剖视图。
[0089]图3是功率分配单元的俯视平面图。
[0090]图4示出根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置。
[0091]图5示出根据本发明的一个实施例的基板处理装置。
[0092]图6是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0093]图7是沿着图6线的ΙΙ-ΙΙΙ'截取的剖视图。
[0094]图8是功率分配单元的俯视平面图。
[0095]图9是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0096]图10是沿着图9的线ΙΙΙ-ΙΙΙ'截取的剖视图。
[0097]图11示出根据本发明的另一实施例的基板处理装置。
[0098]图12是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0099]图13是沿着图12的线IV-IV’截取的剖视图。
[0100]图14是沿着图12的线V-V’截取的剖视图。
[0101]图15是功率分配单元的俯视平面图。
[0102]图16和17是根据本发明的其它实施例的等离子体发生装置的剖视图。
[0103]图18示出根据本发明的另一实施例的基板处理装置。
[0104]110:功率电极120:接地电极130:气体分配单元
[0105]150:介电支撑件140:功率分配单元
[0106]160:阻抗匹配网络170:RF功率源
[0107]1110:功率电极1120:接地电极1130:气体分配单元
[0108]1150:介电支撑件1140:功率分配单元
[0109]1160:阻抗匹配网络1170:RF功率源
[0110]2110:功率电极2120:接地电极2130:气体分配单元
[0111]2150:介电支撑件2250:功率分配单元
[0112]2160:阻抗匹配网络2170:RF功率源
【具体实施方式】
[0113]在大面积(ImXlm或更大)平板显示器加工工艺或太阳能电池加工工艺中，由于驻波效应，电容耦合等离子体的密度可能并不均匀。驻波效应会造成等离子体均匀性降低。
[0114]在采用多晶硅的太阳能电池加工工艺中，需要生长速度高且晶格缺陷密度低的多晶硅。因此，具有低晶格缺陷密度、高生长速度以及工艺均匀性的多晶硅等离子体沉积装置对于薄膜太阳能电池是最重要的解决方案。
[0115]随着电容耦合等离子体的驱动频率增大，离子轰击能量会减小，电子密度会增大，并且电子温度会降低。然而，由于驱动频率的增大导致驻波效应增大，等离子体的均匀性会降低。因此，需要一种在13.56MHz或更高频率时获得高密度且均匀的等离子体的方法。
[0116]根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置将13.56MHz至200MHz的RF功率施加至多个线形的功率电极。功率电极分别在多个位置上被提供功率以减小驻波效应。以供电位置为中心的左右侧的电流分配可以是对称的。接地电极布置在功率电极之间。由于可以在功率电极和接地电极之间产生等离子体，因此基板可以保持在浮置状态。基板可以减弱等尚子体的撞击，以减小晶格缺陷密度。由于分开的功率电极，接地电极可以提供分开的放电，并消除在与电极的长度方向垂直的方向上的驻波效应。
[0117]当功率电极和接地电极彼此平行地延伸时，可以在基板的表面上形成功率电极的图案。因此，可能会降低工艺均匀性。功率电极和接地电极的形状影响工艺均匀性。另外，功率电极和基板之间的距离增加可提高工艺均匀性。然而，功率电极和基板之间的距离增加会降低工艺速度。因此，需要新颖的功率电极和接地电极结构，以提供高的工艺速度和高的工艺均匀性。
[0118]现在，将参照附图在下文中更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以体现为许多不同的形式而不应被解释为局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开内容彻底且完整，并且向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见，放大了元件或部件。相同(相似)的数字指代相同的元件。
[0119][第一结构]
[0120]图1是根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0121]图2是沿着图1的线Ι-截取的剖视图。
[0122]图3是功率分配单元的俯视平面图。
[0123]参照图1-3，等离子体发生装置包括设置在真空容器102内部并互相平行地延伸的多个接地电极120，以及设置在接地电极之间的至少一个功率电极110。存在接地电极120和功率电极110之间的间隔“d”是恒定的区域，并且功率电极110沿面对基板182的方向逐渐变细。功率电极120连接到RF功率源。
[0124]真空容器102可以具有小于大气压的压力。真空容器102可以具有长方体的形状。真空容器102可以包括顶板104。
[0125]真空容器120可以布置有气体入口(未图示)和气体出口(未图示)。所述入口使得工艺气体被提供至该真空容器120中。气体出口使得在真空容器120中的工艺气体和反应副产物被排出到外部。等离子体发生装置可以在基板182上形成非晶硅或多晶硅。真空容器102的压力可以是几百毫i(mTorr)到几。
[0126]基板182可以布置在基板支架180上。基板支架180可以面对顶板104布置。基板182可以平行于顶板104布置。基板182可以是半导体基板、玻璃基板或介电基板。基板182可以是四边形的基板。沉积在基板182上的材料可以是非晶硅或多晶硅。基板支架180可以包括加热单元(未图示)。加热单元可以加热基板182。基板182的温度可以是从室温至300摄氏度。基板182或基板支架180可以是电浮置的。基板182和功率电极110之间的间隙“g”可以是几厘米(cm)至几十厘米(cm)。
[0127]顶板104可以布置在真空容器102的顶表面上。顶板104可以是金属。顶板104可以是铝或不锈钢。顶板104可以具有方形板的形状。顶板104和真空容器102彼此紧密接触以保持真空。顶板104可以包括多个通孔106。在通孔106中布置有供电线142。供电线142将功率分配单元140电连接至功率电极110。供电线142可以支撑功率电极110。
[0128]在顶板104下方布置有介电支撑件150。介电支撑件150可以包括氧化铝、陶瓷、石英、Teflon、PEEK和娃中的至少一种。介电支撑件150可以是单层单元或多层单元。介电支撑件150可以平行于顶板104布置。介电支撑件150可以包括在功率电极110和接地电极120之间提供工艺气体的喷嘴132。喷嘴132可以在第一方向上以规则的间隔排列，该第一方向是功率电极110延伸的方向。
[0129]接地电极120可以布置在介电支撑件150之间，以在第一方向上延伸。因此，介电支撑件150可以具有在第一方向上延伸的带的形状。喷嘴132可以布置在介电支撑件150的两边的边缘。
[0130]气体分配单元130可以布置在介电支撑件150和顶板104之间。气体分配单元130可以从外部接收工艺气体并将该工艺气体提供给在接地电极120和功率电极110之间的喷嘴132。工艺气体可以包括氢气(H2)和硅烷(SiH4)。
[0131]气体分配单元130包括初级喷嘴135、所述初级喷嘴135所在的下气体分配板130a、和布置在下气体分配板130a上的上气体分配板130b。初级喷嘴135可以与喷嘴132对准。初级喷嘴135可以在第一方向上对齐。
[0132]下气体分配板130a可以在布置有初级喷嘴135的区域中具有槽。初级喷嘴135可以布置在槽133内。在第一方向上对齐的初级喷嘴135以及在第二方向上间隔开布置的初级喷嘴135可以布置在槽133内。下气体分配板130a可以包括下通孔137a。上气体分配板130b可以包括与下通孔137a对准的上通孔137b。
[0133]介电支撑件150可以包括通孔151。通孔151可以与下通孔137a对准。供电线142通过上通孔137b、下通孔137a以及通孔151连接到功率电极110。
[0134]上气体分配板130b和下气体分配板130a彼此结合。因此，通过槽133、初级喷嘴135和喷嘴132提供工艺气体。
[0135]接地电极120可以在第一方向上互相平行地延伸。接地电极120可以互相间隔开固定的间隔。接地电极120可以具有棱柱或三棱柱形状。只要在接地电极120和功率电极110之间存在有距离“d”恒定的区域103，那么接地电极120的形状和功率电极110的形状可以进行各种改变。
[0136]接地电极120可以沿与第一方向交叉的第二方向排列。由第一方向和第二方向所限定的平面可以平行于上面布置有顶板104的平面。
[0137]接地电极120可以分为暴露到真空容器102内部的露出的接地电极120b和埋在介电支撑件150中的埋入的接地电极120a。埋入的接地电极120a可以插入到介电支撑件150 中。
[0138]露出的接地电极120b的一端的宽度为t3，而露出的接地电极120b的另一端的宽度为t4。宽度t4大于宽度t3。所述露出的接地电极120b的另一端会面对基板182。因此，露出的接地电极120b可以是锥形的。所述露出的接地电极120b的另一端可以是圆形的。第三方向垂直于由第一方向和第二方向所限定的表面。第三方向与露出的接地电极120b的一个表面之间的角度Θ可以是5度到15度。
[0139]功率电极110可以附接到介电支撑件150。功率电极110在接地电极120的长度方向上延伸。功率电极Iio可以是导电材料。功率电极110可以在第一方向上互相平行地延伸。功率电极Iio可以在第二方向上互相间隔开地排列。功率电极110的数量可以是偶数。
[0140]功率电极110在接触介电支撑件150的表面上的一端的宽度为tl，而功率电极110的另一端的宽度为t2。宽度t2小于宽度tl。功率电极110和接地电极120之间的距离“d”可以是恒定的。功率电极110和接地电极120之间的距离“d”可以是3毫米(mm)至10毫米(mm)。如果距离“d”小于3mm，可能难以进行放电。如果距离“d”超过10mm，可能会由于放电而使工艺均匀性降低。所述功率电极110的另一端可以是圆形的。露出的功率电极的高度hi可以大于或等于露出的接地电极的高度h2。
[0141]功率电极110可以在面对接地电极120的表面上包括一个或多个孔112。孔112是规则排列的。孔112可以造成空心阴极放电。孔112可以在第一方向上对齐。
[0142]在电容耦合等离子体中，等离子体密度会随着RF功率源170的频率增大而增大。然而，驻波效应会随着RF功率源170的频率增大而增大。驻波效应会限制等离子体均匀性和工艺均匀性。将RF功率提供到功率电极110的节点NI和N2可以减小驻波效应。等离子体密度分配可以根据将RF功率提供到功率电极110的位置的不同而发生变化。
[0143]功率电极110可以被等分成N个部分。将RF功率提供到功率电极110的所述N个部分的中心。也就是说，功率电极110的节点NI和N2可以布置在所分成的部分的中心。功率电极110的电流分配和/或电压分配可以对于功率电极110的所述中心呈对称的。
[0144]例如，功率电极110可以包括节点NI和N2。节点NI和N2可以向功率电极110提供RF功率源170的功率。节点NI和N2包括第一节点NI和第二节点N2。功率电极140的长度为L，第一节点NI可以布置在L/4的位置处，而第二节点N2可以布置在3L/4的位置处。电流可以在节点NI和N2处具有最大值，且电压可以在节点NI和N2处具有最小值。电流或电压的分配可以是对于节点NI和N2中心呈左右对称。在节点NI和N2处的电压相位可以是同相的。
[0145]节点NI和N2的位置可以改变以具有第一方向的工艺均匀性。
[0146]在功率电极110和接地电极120之间可以产生等离子体。功率电极110和接地电极120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。功率电极110和接地电极120彼此相邻的结构可以提高等离子体的稳定性。此外，该结构可以降低等离子体的电势和/或DC偏压。基板可以是浮置的，以允许等离子体发生装置在沉积工艺期间提供低的晶格缺陷。
[0147]锥形的功率电极110和锥形的接地电极120可以改善工艺气体的流动方式。功率电极110 —端的宽度tl大于功率电极110另一端的宽度t2。因此，可以很容易地将供电线142结合至功率电极110。此外，由于放电面积增大可以提高工艺速度。
[0148]曲率型功率电极110和曲率型接地电极120可以改善工艺气体的流动方式。曲率型功率电极Iio和曲率型接地电极120可以抑制电弧放电。
[0149]功率电极110的高度hi可以大于接地电极120的高度h2。因此，可以确保在5乇(Torr)或更小的压力下的工艺均勻性和工艺速度。
[0150]优选地，所述功率电极110的另一端的宽度t2可以是约10mm。优选地，所述露出的接地电极120b的另一端的宽度可以是约10mm。优选地，功率电极110和接地电极120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。基板182可以最低限度地暴露于等离子体。即，等离子体发生装置可以产生远程等离子体且可以将自由基提供至基板182。
[0151 ] 功率分配单元140可以是从电源端P接收RF功率源170的功率并将该功率传输至功率电极110的装置。功率分配单元140可以包括功率分配线144和在功率分配单元144周围布置的导向单元146。导向单元146接地。因此，功率分配线144和导向单元146可以形成传输线。功率分配单元140可以布置在真空容器102的外部。
[0152]根据本发明的变形的实施例中，功率分配单元140可以布置在真空容器102的内部。功率分配单元140可以布置在顶板和气体分配单元之间。
[0153]供电线142将功率分配线144电连接至功率电极110。供电线142可以支撑功率电极110。多条供电线142可以连接到一个功率电极110。因此，功率电极110可以在多个位置接收同相功率。
[0154]RF功率源170通过阻抗匹配网络160向功率分配线144供电。供电线142和RF功率源170的供电点之间的距离是恒定的。因此，供电线142可以向所有的功率电极110提供同相功率。RF功率源170的频率可以是IMHz或更大。优选地，RF功率源170的频率可以是13.56MHz至50MHz。阻抗匹配网络160可以是将RF功率源170的功率最大限度地传输负载的装置。
[0155]图4示出了根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置。将省去与图1-3重复的说明。
[0156]参照图4，等离子体发生装置包括:真空容器102，布置在真空容器102内部的、在第一方向上互相平行地延伸的接地电极220，沿与第一方向交叉的第二方向布置在接地电极220之间的功率电极210，和介电支撑件250，所述接地电极220和功率电极210安装在介电支撑件250上。
[0157]从功率电极210接触介电支撑件250的第一表面起，功率电极210沿垂直于所述第一方向和第二方向的第三方向具有第一高度hi。功率电极210在接触介电支撑件250的第一表面上具有第一厚度tl。功率电极210在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第二厚度t2。
[0158]从接地电极220接触介电支撑件250的第一表面起，接地电极220具有第二高度h2。接地电极220在接触介电支撑件250的第一表面具有第三厚度t3。接地电极220在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第四厚度t4。第一厚度tl大于第二厚度t2，第三厚度t3小于第四厚度t4。接地电极220和功率电极210之间的垂直距离“d”是恒定的。
[0159]第一高度hi可以大于或等于第二高度h2。接地电极220的一端和功率电极的一端可以是圆形的。功率电极210的暴露的侧表面与第三方向之间的角度可以是5度至15度。或者，接地电极220的暴露的表面与第三方向之间的角度可以是5度至15度。
[0160]功率电极210可以具有截短的三棱柱形状。接地电极220可以具有截短的三棱柱形状。接地电极220可以倒置地结合在介电支撑件250上，使得功率电极210和接地电极220之间的距离“d”是恒定的。
[0161]介电支撑件250可以包括在第一方向上设置的多个喷嘴132。喷嘴132可以在功率电极210和接地电极220之间提供工艺气体。介电支撑件250可以互相不分开，即，可以集成为一体。接地电极220和功率电极220可以布置为接触介电支撑件250的底表面。
[0162]根据本发明的变形的实施例，一部分的功率电极210与一部分的接地电极220可以插入到介电支撑件250中。
[0163]图5示出了根据本发明的一个实施例的基板处理装置。在图5中，将省去与图1-3重复的说明。
[0164]参照图5，基板处理装置包括:布置在真空容器102内部并互相平行地延伸的多个接地电极320，布置在真空容器102内部并插入到接地电极320之间的功率电极310，以及布置为面对接地电极320与功率电极310并支撑基板182的基板支架180。
[0165]存在着接地电极320和功率电极310之间的距离“d”恒定的区域。功率电极310沿面对基板182的方向逐渐变细。功率电极310连接到RF功率源170。
[0166]接地电极320包括沿面对基板182的方向宽度增加的锥形部320a和具有恒定宽度的延伸部320b。接地电极320和功率电极310可以布置在介电支撑件350的底表面上。
[0167][第二结构]
[0168]当功率电极和接地电极互相平行地延伸时，可在基板的表面上形成功率电极的图案。因此，会降低工艺均匀性。功率电极和接地电极的形状可对基板的均匀性产生影响。此夕卜，功率电极和基板之间的距离增加使得工艺均匀性增加。然而，功率电极和基板之间的距离增加造成工艺速度降低。因此，需要新颖的功率电极和接地电极结构，以提供高的工艺速度和高的工艺均匀性。结果是，根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置提出了一种倾斜的电极结构。此外，由于功率电极和接地电极之间的距离很短，需要新颖的气体分配结构。
[0169]图6是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0170]图7是沿着图6线的11--11'截取的剖视图。
[0171]图8是功率分配单元的俯视平面图。
[0172]参照图6-8，等离子体发生装置包括:具顶板1104的真空容器1102，在顶板1104下方布置的气体分配单元1130，在气体分配单元1130下方布置的绝缘支撑件1150，在绝缘支撑件1150之间布置的、在第一方向上互相平行地延伸的接地电极1120，以及在绝缘支撑件1150下方布置的、在第一方向上互相平行地延伸的功率电极1110，所述绝缘支撑件1150包括在第一方向上互相平行地延伸的多个喷嘴1152以输出从气体分配单元1130接收的工艺气体。RF功率被施加到功率电极1110。
[0173]真空容器1102可以具有大气压或更小的压力。真空容器1102可以具有长方体的形状。真空容器1102可以包括顶板1104。
[0174]真空容器可以布置有120气体入口(未图示)和气体出口(未图示)。所述入口使得工艺气体被提供到真空容器1102中。气体出口使得在真空容器1102中的工艺气体和反应副产物被排出到外部。等离子体发生装置1100可以在基板1182上形成非晶硅或多晶硅。在真空容器1102的压力可以是几百毫乇(mTorr)到几乇。
[0175]基板1182可以布置在基板支架1180上。基板支架1180可以面对顶板1104布置。基板1182可以平行于顶板1104布置。基板1182可以是半导体基板、玻璃基板或介电基板。基板1182可以是四边形的基板。在基板1182上淀积的材料可以是非晶娃或多晶娃。基板支架1180可以包括加热单元(未图示)。加热单元可以加热基板1182。基板1182的温度可以是室温至300摄氏度。基板1182或基板支架1180可以是电浮置的。基板1182和功率电极1110之间的间隙“ g”可以是几厘米(cm)至几十厘米(cm)。
[0176]顶板1104可以布置在真空容器1102的顶表面。顶板1104可以是金属。顶板1104可以是铝或不锈钢。顶板1104可以具有方形板的形状。顶板1104和真空容器1102可以彼此紧密接触以保持真空。顶板1104可以包括多个通孔1106。在通孔1106中布置有供电线1142。供电线1142将功率分配单元1140电连接至功率电极1110。供电线1142可以支撑功率电极1110。通孔1106可以在与第一方向交叉的第二方向上对齐。辅助通孔(未图示)可以与通孔1106间隔开、在第一方向上布置在两个边缘区域。
[0177]气体分配单元1130可以从气体入口接收工艺气体。气体分配单元1130可以布置在顶板1104下方。气体分配单元1130可以包括上气体分配板1130a和布置在上气体分配板1130a下方的下气体分配板1130b。
[0178]下气体分配板1130b可以包括第一槽1133和初级喷嘴1135，第一槽1133在下气体分配板1130b的顶表面上沿第一方向延伸并与沿第一方向上排列的喷嘴1152对准，初级喷嘴1135布置在第一槽1133内并与喷嘴1152对准。初级喷嘴1135可以具有规则的间隔并且可以设置在第一方向上。
[0179]下气体分配板1130b可以在布置有初级喷嘴1135的区域中具有第一槽1133。初级喷嘴1135可以布置在槽1133内。在第一方向上对齐的初级喷嘴1135和在第二方向上互相间隔开的初级喷嘴1135可以布置在第一槽1133内。因此，第一槽1133可以向一对初级喷嘴1135提供工艺气体。
[0180]第一槽1133可以沿与第一方向交叉的第二方向延伸以与以接地电极1120为中心而与所述第一槽1133相邻的一对喷嘴1152相连。
[0181]下气体分配板1130b可以包括下通孔1137b。上气体分配板1130a可以包括与下通孔1137b对准的上通孔1137a。下通孔1137b可以是形成在下气体分配板1130b处的一对通孔。上通孔1137a可以是形成在上气体分配板1130a处的一对通孔。下通孔1137b和上通孔1137a可以与形成在顶板1104处的通孔1106对准。
[0182]可以在第一方向上与下通孔1137b和上通孔1137a间隔开地形成辅助通孔1137c。辅助通孔1137c可以贯通气体分配单元1130。辅助通孔1137c可以与形成在顶板1104中的辅助通孔对准。
[0183]下气体分配板1130b可以进一步包括布置在槽1133的中心的、用于接地电极连接的通孔1138。用于接地电极连接的通孔1138可以布置在接地电极1120上。接地电极1120可以包括与用于接地电极连接的通孔1138对准的孔1127。
[0184]连接装置可以通过用于接地电极连接的通孔1138将下气体分配板1130b和接地电极1120固定地连接至在接地电极1120的顶表面上形成的孔1127。连接装置也可以是螺栓。
[0185]上气体分配板1130a可以包括第二槽1139和供气通孔1136，第二槽1139在上气体分配板1130a的顶表面上沿与第一方向交叉的第二方向延伸，供气通孔1136形成在第二槽1139内并与第一槽1133对准。
[0186]在顶板1104上可以布置有气体入口(未图示)可以。工艺气体沿形成在顶板1104中的通孔(未图示)流入第二槽1139中。第二槽1139可以设为多个，并且所述多个第二槽1139可以在第二方向上互相平行地延伸。第二槽1139可以通过沿第一方向延伸的辅助槽(未图示)连接。辅助槽可以形成在气体分配板1130b的边缘。
[0187]多个供气通孔1136可以形成在第二槽1139内。供气通孔1136可以沿第二方向以规则的间隔布置。因此，工艺气体通过供气通孔1136被提供到第一槽1133。提供到第一槽1133的工艺气体通过初级通孔1135被提供到喷嘴1152。
[0188]上气体分配板1130a和下气体分配板1130b可以通过连接装置相连接。连接装置可以是螺栓。因此，通过气体入口、第二槽1133、供气通孔1136、第一槽1133、初级喷嘴1135和喷嘴1132提供工艺气体。
[0189]气体分配单元1130可以利用沿第一方向形成的第一槽1133和沿第二方向形成的第二槽1139，避开供电线1142以及固定线1143向喷嘴1152提供均匀的工艺气体。
[0190]气体分配单元1130可以由导体制成。气体分配单元1130可以接地。
[0191]在气体分配单元1130下方布置有绝缘支撑件1150。绝缘支撑件1150可以包括氧化铝、陶瓷、石英、Teflon和硅中的至少一种。绝缘支撑件1150可以具有多层结构。
[0192]绝缘支撑件1150可以包括上绝缘支撑件1150a和布置在上绝缘支撑件1150a下方的下绝缘支撑件1150b。上绝缘支撑件1150a和下绝缘支撑件1150b可以彼此对准。喷嘴1152可以包括贯通上绝缘支撑件1150a的上喷嘴1152a和贯通下绝缘支撑件1150b的下喷嘴1152b。
[0193]上喷嘴1152a的直径可以大于下喷嘴1152b的直径。上绝缘支撑件1150a可以由TefloruPEEK树脂、陶瓷、MICA或塑料制成。另一方面，下绝缘支撑件1150b可以由陶瓷或氧化铝制成。当功率电极1110和下电极1120之间发生放电时，下喷嘴1152b和上喷嘴1152a由于热膨胀系数的差异而可能未对准。因此，上喷嘴1152b的直径优选大于下喷嘴1152a的直径以防止未对准。
[0194]绝缘支撑件1150可以平行于顶板1104布置。喷嘴1132可以在功率电极1110和接地电极1120之间提供工艺气体。喷嘴1132可以在功率电极1110延伸的第一方向上以规则的间隔排列。
[0195]绝缘支撑件1150可以包括通孔1151。通孔1151可以布置在绝缘支撑件1150的中心。通孔1151可以包括形成在上绝缘支撑件1150a处的上通孔1151a和形成在下绝缘支撑件1150b处的下通孔1151b。上通孔1151a可以对准下通孔1151b。供电线1142可以通过上通孔1137a、下通孔1137b以及通孔1151连接到功率电极1110。因此，可以通过多条供电线1142将RF功率提供至功率电极1110。结果是，可以减少驻波效应。
[0196]绝缘支撑件1150的辅助通孔1153可以与通孔1151在第一方向上间隔开地布置。辅助通孔1153可以贯通绝缘支撑件1150。辅助通孔1153可以与气体分配单元1130的辅助通孔1137c对准。辅助通孔1153可以与通孔1151具有相同的形状。固定线1143通过辅助通孔1153和1137c连接到功率电极1110。因此，多条固定线142与顶板1104绝缘并固定地连接到顶板1104。结果是，功率电极1110、绝缘支撑件1150以及气体分配单元1130被固定至顶板1104。固定线1143与供电线1142具有类似的结构。然而，固定线1143并没有连接到RF功率源。
[0197]接地电极1120可以布置在绝缘支撑件1150之间以在第一方向上延伸。绝缘支撑件1150可以具有在第一方向上延伸的带的形状。喷嘴1132可以布置在与接地电极1120相邻的绝缘支撑件1150的两个边缘。因此，喷嘴1152可以在接地电极1120和功率电极1110之间提供工艺气体。工艺气体可以包括氢气(H2)和娃烧(SiH4)。
[0198]接地电极1120可以在第一方向上互相平行地延伸。接地电极1120之间的距离可以是恒定的。接地电极1120可以具有棱柱或截短的三棱柱形状。只要接地电极1120和功率电极1110之间的距离“d”可以包括恒定区1103，那么接地电极1120的形状和功率电极110的形状可以进行各种改变。露出的接地电极可以形成圆形的表面。[0199]接地电极1120可以沿与第一方向交叉的第二方向排列。由第一方向和第二方向所限定的平面可以平行于布置有顶板1104的平面。接地电极1120的顶表面可以与绝缘支撑件1150的顶表面相同。
[0200]接地电极1120可以被划分为暴露至真空容器1102内部的露出的接地电极1120b和埋在绝缘支撑件1150中的埋入的接地电极1120a。埋入的接地电极1120a可以插入到绝缘支撑件1150中。
[0201]露出的接地电极1120b的一端的宽度为t3而另一端的宽度为t4。宽度t4大于宽度t3。所述露出的接地电极1120b的另一端可以面对基板1182。因此，露出的接地电极1120b可以是锥形的。所述露出的接地电极1120b的另一端可以具有圆形形状。第三方向垂直于由第一方向和第二方向所限定的平面。第三方向与露出的接地电极1120b的一个表面之间的角度Θ可以是5度到15度。
[0202]功率电极1110可以附接到绝缘支撑件1150。功率电极1110的顶表面可以与绝缘支撑件1150的底表面相匹配。功率电极1110可以在接地电极1120的长度方向上延伸。功率电极1110可以是导电材料。功率电极1110可以在第一方向上互相平行地延伸。功率电极1110可以在第二方向上互相间隔开地排列。功率电极1110的数量可以是偶数。可以在功率电极1110与绝缘支撑件1150接触的表面上形成有多个孔。供电线1142可以固定地连接到功率电极1110的孔中。
[0203]功率电极1110接触绝缘支撑件1150的表面一端的宽度为tl而功率电极1110另一端的宽度为t2。宽度t2小于宽度tl。功率电极1110和接地电极1120之间的距离“d”可以是恒定的。功率电极1110和接地电极1120之间的距离“d”可以是3mm至10mm。当距离“d”小于3mm时，可能难以进行放电。此外，当距离“d”超过IOmm时，由于放电会使工艺均匀性下降。所述功率电极1110的另一端可以具有圆形的形状。露出的功率电极的高度hi可以大于或等于露出的接地电极的高度h2。
[0204]功率电极1110可以在面对接地电极1120的表面包括一个或多个孔1112。孔1112可以规则地排列。孔1112可以诱发空心阴极放电。孔1112可以在第一方向上对齐。
[0205]在电容耦合等离子体中，当RF功率源1170的频率增加时，等离子体密度会增加。然而，当RF功率源1170的频率增加时，驻波效应会增加。驻波效应会限制等离子体均匀性和工艺均匀性。将RF功率提供到功率电极1110的节点NI和N2可减少驻波效应。等离子体密度分配可根据RF功率被提供至功率电极1110的位置的不同而发生变化。
[0206]功率电极1110可以等分成N个部分。RF功率被提供至功率电极1110的所述N个部分的中心。也就是说，功率电极1110的节点NI和N2可以布置在所述N个部分的中心。功率电极1110的电流分配和/或电压分配可以是相对于功率电极1110的所述中心呈对称的。
[0207]例如，功率电极1110可以包括节点NI和N2。节点NI和N2可以将RF功率源的功率提供至功率电极1110。节点NI和N2包括第一节点NI和第二节点N2。功率电极1140的长度为L，第一节点NI可以布置在L/4的位置处而第二节点N2可以布置在3L/4的位置处。电流可以在节点NI和N2处具有最大值，电压可以在节点NI和N2处具有最小值。电流或电压的分配可以是相对于节点NI和N2呈水平对称的。在节点NI和N2处的电压相位可以是同相的。[0208]节点NI和N2的位置可以改变以在第一方向具有工艺均匀性。
[0209]在功率电极1110和接地电极1120之间可以产生等离子体。功率电极110和接地电极120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。功率电极1110和接地电极1120彼此相邻的结构可以提高等离子体的稳定性。此外，该结构可以降低等离子体的电势和/或DC偏压。基板可以是浮置的以允许等离子体发生装置在沉积工艺期间提供低的晶格缺陷。
[0210]锥形的功率电极1110和锥形的接地电极1120可以改善工艺气体的流动方式。功率电极1110的一端的宽度tl大于功率电极1110的另一端的宽度t2。因此，可以很容易地将供电线1142结合至功率电极110。此外，通过增大放电面积可以提高工艺速度。
[0211]曲率型功率电极1110和曲率型接地电极1120可以改善工艺气体的流动方式。曲率型功率电极110和曲率型接地电极120可以抑制电弧放电。
[0212]功率电极110的高度hi可以大于接地电极120的高度h2。因此，可以确保在5乇(Torr)或更小压力下的工艺均勻性和工艺速度。
[0213]优选地，功率电极1110的另一端的宽度t2可以是约10mm。优选地，露出的接地电极1120b的另一端的宽度可以是约10mm。优选地，功率电极1110和接地电极1120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。基板1182可以最低限度地暴露于等离子体。即，等离子体发生装置可以产生远程等离子体并且可以将自由基提供基板1182。
[0214]功率分配单元1140可以是从电源端Pl接收RF功率源1170的功率并将该功率传输至功率电极1110的装置。功率分配单元1140可以包括功率分配线1144和在功率分配单元1144周围布置的导向单元1146。导向单元1146接地。因此，功率分配线1144和导向单元1146可以形成传输线。功率分配单元1140可以布置在真空容器1102的外部。
[0215]根据本发明的变形的实施例，功率分配单元1140可以布置在真空容器1102内部。功率分配单元1140可以布置在顶板和气体分配单元之间。
[0216]供电线1142使功率分配线1144电连接至功率电极1110。供电线1142可以支撑功率电极1110。多条供电线1142可以连接到一个功率电极1110。因此，功率电极1110可以在多个位置接收同相功率。
[0217]RF功率源1170通过阻抗匹配网络1150向功率分配线1144供电。供电线1142和RF功率源1170的供电点之间的距离是恒定的。因此，供电线1142可以向所有的功率电极1110提供同相功率。RF功率源1170的频率可以是IMHz或更大。优选地，RF功率源1170的频率是13.56MHz至50MHz。阻抗匹配网络1160可以是用于将RF功率源1170的功率最大限度地转移至负载的装置。
[0218]当功率电极垂直地布置时，在功率电极下方布置的基板上的沉积速率会根据位置发生变化。倾斜的电极结构克服了沉积非均匀性。即，功率电极和接地电极之间发生放电，由于放电区的倾斜，在每个放电区中产生的自由基被均匀地转移至基板以改善均匀性。
[0219]布置双层结构的绝缘支撑件以实现功率电极和接地电极之间的绝缘性。绝缘支撑件的喷嘴提供工艺气体，并防止由热膨胀引起的喷嘴堵塞。
[0220]为了有效地放电等离子体，在功率电极和接地电极之间建立的电容一定要高。为了满足这个条件，有利的是在垂直于功率电极和接地电极的工艺气体注入区域中最大限度地延长绝缘体的范围。在将绝缘体最大限度地接近接地电极的边缘延伸后，在所述绝缘体直接布置喷嘴。[0221]图9是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0222]图10是沿着图9的线ΙΙΙ-ΙΙΙ'截取的剖视图。
[0223]在图9和图10中，将省去与图6-8重复的说明。
[0224]参照图9和图10，等离子体发生装置1100a包括:具顶板1104的真空容器1102，在顶板1102下方布置的气体分配单元1130，在气体分配单元1130下方布置并包括多个喷嘴1152以输出从气体分配单元1130接收的工艺气体的绝缘支撑件1250，在绝缘支撑件1250下方布置并在第一方向上互相平行地延伸的接地电极1220，以及在接地电极1220下方布置并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极1110。RF功率被施加到功率电极1110。
[0225]功率电极1110的顶表面可以与绝缘支撑件1250的底表面相匹配。绝缘支撑件1250可以包括上绝缘支撑板和布置在上绝缘支撑板下方的下绝缘支撑板。
[0226]绝缘支撑件1250可以包括用于固定接地电极1220的通孔1159。通孔1159可以与形成在气体分配单元1130处的通孔1138以及形成在接地电极1220的顶表面上的孔1127对准。绝缘支撑件1250可以互相不分开，即，可以集成为一体。
[0227]在与第一方向和第二方向垂直的第三方向上，功率电极1110具有距离接触绝缘支撑件1250的第一表面的第一高度hi。功率电极1110在第一表面上具有第一厚度tl。功率电极1110在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第二厚度t2。
[0228]接地电极1220具有距离接触绝缘支撑件1250的第一表面的第二高度h2。接地电极1220在接触绝缘支撑件1250的第一表面具有第三厚度t3。接地电极1220在沿第三方向上与第一表面间隔开的一端具有第四厚度t4。第一厚度tl大于第二厚度t2，且第三厚度t3小于第四厚度t4。接地电极1220和功率电极1110之间的垂直距离是恒定的。
[0229]第一高度hi可以大于或等于第二高度h2。接地电极1220的一端和功率电极1110的一端可以是圆形的。功率电极1110的暴露的侧表面与第三方向之间的角度可以是5度至15度。或者，接地电极1220的暴露的侧表面与第三方向之间的角度可以是5度至15度。
[0230]功率电极1110可以具有截短的三棱柱形状。接地电极1220可以具有截短的三棱柱形状。接地电极1220可以倒置地结合在介电支撑件1250上，使得功率电极1120和接地电极1220之间的距离“d”是恒定的。
[0231]介电支撑件1250可以包括在第一方向上排列的多个喷嘴1152。喷嘴1152可以在功率电极1110和接地电极1220之间提供工艺气体。介电支撑件1250可以互相不分开，SP，可以集成为一体。接地电极1220和功率电极1110可以布置为与介电支撑件1250的底表面接触。
[0232]根据本发明的变形的实施例，一部分的功率电极1110和一部分的接地电极1220可以插入到介电支撑件1250中。
[0233]图11示出根据本发明的另一实施例的基板处理装置。在图11中，将省去与图6-10重复的说明。
[0234]参照图11，基板处理装置1300包括在真空容器1102内部布置的且互相平行地延伸的多个接地电极1320，在真空容器1102内部布置的且布置在接地电极1320之间的功率电极1310，以及面对接地电极1320与功率电极1310布置并支撑基板1182的基板支架1180。
[0235]接地电极1320和功率电极1310之间的距离“d”包括恒定的区域。功率电极1310在面对基板1182的方向上逐渐变细。功率电极1310连接到RF功率源1170。
[0236]接地电极1320包括在基板1182的方向上宽度增加的锥形部1320a，和具有恒定宽度的延伸部1320b。接地电极1320和功率电极1310可以布置在介电支撑件1250的底表面上。
[0237][第三结构]
[0238]当功率电极和接地电极互相平行地延伸时，可在基板的表面上形成功率电极的图案。因此，可能会降低工艺均匀性。功率电极和接地电极的形状会影响基板的工艺均匀性。另外，功率电极和基板之间的距离增加会增加工艺均匀性。然而，功率电极和基板之间的距离增加会降低工艺速度。因此，需要新颖的功率电极和接地电极结构，以提供高的工艺速度和高的工艺均匀性。因此，根据本发明的一个实施例的等离子体发生装置提出了一种倾斜的电极结构。此外，功率电极和接地电极之间的距离短。因此，需要一种新颖的气体分配结构。
[0239]图12是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的局部透视图。
[0240]图13是沿着图12的线IV-1V’截取的剖视图。
[0241]图14是沿着图12的线V-V’截取的剖视图。
[0242]图15是功率分配单元的俯视平面图。
[0243]参照图12-15，等离子体发生装置2100包括:具顶板2104的真空容器2102，在顶板2104下方布置的并包括输出工艺气体的多个喷嘴2132的气体分配单元2130，在气体分配单元2130下方布置的且在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件2150，在气体分配单元2130下方布置的且在第一方向上互相平行地延伸的接地电极2120，在绝缘支撑件2150下方布置的且在第一方向上互相平行地延伸的功率电极2110，穿过气体分配单元2130和绝缘支撑件2150向功率电极2110提供RF功率的供电单元2240。
[0244]真空容器2102可以具有大气压或更低的压力。真空容器2102可以具有长方体的形状。真空容器2102可以包括顶板2104。
[0245]真空容器120可以布置有气体入口(未图示)和气体出口(未图示)。所述入口使得工艺气体被提供至真空容器2102。气体出口使得在真空容器2102中的工艺气体和反应副产物被排出到外部。等离子体发生装置2100可以在基板2182上形成非晶硅或多晶硅。真空容器2102的压力可以是几百毫乇(mTorr)到几乇。
[0246]基板2182可以布置在基板支架2180上。基板支架2180可以面对顶板2104布置。基板2182可以平行于顶板2104布置。基板2182可以是半导体基板、玻璃基板或介电基板。基板1182可以是四边形的基板。在基板2182上淀积的材料可以是非晶娃或多晶娃。基板支架2180可以包括加热单元(未图示)。加热单元可以加热基板2182。基板2182的温度可以是室温至摄氏300度。基板2182或基板支架2180可以是电浮置的。基板2182和功率电极2110之间的间隙“g”可以是几厘米(cm)至几十厘米(cm)。
[0247]顶板2104可以布置在真空容器2102的顶表面上。顶板2104可以是金属。顶板2104可以是铝或不锈钢。顶板2104可以具有方形板的形状。顶板2104和真空容器2102可以彼此紧密接触以保持真空。顶板2104可以包括多个通孔2106。在通孔2106中布置有供电线2142。供电线2142将功率分配单元2250电连接至功率电极2110。供电线2142可以支撑功率电极2110。通孔2106可以在与第一方向交叉的第二方向上对齐。通孔2106可以形成在功率电极2110的两端。通孔2106可以包括具有相对较大直径的第一孔2106a和与第一孔2106a对准并具有相对较小的直径的第二孔2106b。
[0248]另外，辅助通孔2107可以在基板2104的两个边缘区域中，与通孔2106在第一方向上间隔开地布置。辅助通孔2107可以具有与通孔2106相同的形状。
[0249]气体分配单元2130可以从气体入口接收工艺气体。气体分配单元2130可以布置在顶板2104下方。气体分配单元2130可以包括上气体分配板2130a和在上气体分配板2130a下方布置的下气体分配板的2130b。
[0250]下气体分配板2130b可以包括第一槽2133，所述第一槽2133在下气体分配板2130b的顶表面上沿第一方向延伸，并与布置在第一方向上的喷嘴2132对准。该喷嘴2132可以沿第一方向以固定的间隔排列并对齐。
[0251]气体分配单元2130可以包括以固定的间隔排列并在第一方向上延伸的间隔物2232。间隔物2232可以在下气体分配板2130b下方沿竖直方向(基板方向)延伸。间隔物2232布置在绝缘支撑件2150之间。喷嘴2132贯穿间隔物2232布置。绝缘支撑件2150的厚度可以与间隔物2232的高度相等。喷嘴2132的一端可以连接到第一槽2133，喷嘴2132的另一端可以分裂为“T”的形式。布置在间隔物2230中的喷嘴2132可以克服由于热膨胀或不对准所造成的问题。
[0252]如果绝缘支撑件2150包括喷嘴，那么加工陶瓷以形成喷嘴的成本增加。然而，在间隔物2230处形成的喷嘴可以显著地降低加工成本。
[0253]下气体分配板2130b可以包括下通孔2137b。上气体分配板2130a可以包括与下通孔2137b对准的上通孔2137a。下通孔2137b可以是在每个下气体分配板2130b处形成的一对通孔。上通孔2137a可以是在每个上气体分配板2130a处形成的一对通孔。下通孔2137b和上通孔2137a可以与形成在顶板2104的通孔2106对准。
[0254]可以在第一方向上与下通孔2137b和上通孔2137a间隔开地形成辅助通孔2137c。辅助通孔2137c可以贯通气体分配单元2130。辅助通孔2137c可以与在顶板2104中形成的辅助通孔2107对准。
[0255]下气体分配板2130b可以进一步包括布置在槽2133的中心的用于接地电极连接的通孔2138。用于接地电极连接的通孔2138可以布置在接地电极2120上。接地电极2120可以包括与用于接地电极连接的通孔2138对准的孔2127。
[0256]连接装置(未图示)可以通过用于接地电极连接的通孔2138将下气体分配板2130b与接地电极2120固定地连接至在接地电极2120的顶表面上形成的孔2127。连接装置可以是螺栓。
[0257]上气体分配板2130a可以包括第二槽2139和供气通孔2136，第二槽2139在上气体分配板2130a的顶表面上沿与第一方向交叉的第二方向延伸，供气通孔2136形成在第二槽2139内并与第一槽2133对准。
[0258]在顶板2104上可以布置有气体入口(未图示)。工艺气体沿在顶板2104处形成的通孔(图中未图示)流入第二槽2139中。第二槽2139可以设有多个，并且所述多个第二槽2139在第二方向上互相平行地延伸。第二槽2139可以通过在第一方向上延伸的辅助槽(未图示)被连接。辅助槽可以形成在上气体分配板2130b的边缘。
[0259]多个供气通孔2136可以形成在第二槽2139内。供气通孔2136可以在第二方向上以规则的间隔布置。因此，工艺气体通过供气通孔2136被提供到第一槽2133。提供到第一槽2133的工艺气体被提供到喷嘴2132。
[0260]上气体分配板2130a和下气体分配板2130b可以通过连接装置连接。连接装置可以是螺栓。因此，通过气体入口、第二槽2139、供气通孔2136、第一槽2133以及喷嘴2132提供工艺气体。
[0261]气体分配单元2130可以利用沿第一方向形成的第一槽2133和沿第二方向形成的第二槽2139，避开供电线2142以及固定线2143向喷嘴2132提供均匀的工艺气体。喷嘴2132可以将工艺气体提供至接地电极2120。喷嘴2132可以在第一方向上以规则的间隔排列。
[0262]气体分配单元2130可以由导体形成。气体分配单元2130可以接地。
[0263]绝缘支撑件2150布置在气体分配单元2130下方。绝缘支撑件2150可以包括氧化铝、陶瓷、石英、Teflon和硅中的至少一种。绝缘支撑件2150可以具有多层结构。绝缘支撑件2150布置在间隔物2232之间。绝缘支撑件2150可以具有在第一方向上延伸的线的形状。
[0264]绝缘支撑件2150可以包括上绝缘支撑件2150a和布置在上绝缘支撑件2150a下方的下绝缘支撑件2150b。上绝缘支撑件2150a和下绝缘支撑件2150b可以彼此对准。
[0265]上绝缘支撑件2150a可以由Teflon、PEEK树脂、陶瓷、MICA或塑料形成。另一方面，下绝缘支撑件1150b可以由陶瓷或氧化铝形成。
[0266]绝缘支撑件2150可以包括通孔2152。通孔2152可以布置在绝缘支撑件2150的中心。通孔2152可以包括形成在上绝缘支撑件2150a处的上通孔和形成在下绝缘支撑件2150b处的下通孔。上通孔可以与下通孔对准。上通孔可以具有凹陷部。
[0267]供电单元2240可以包括连接到功率电极2110的供电线2142，围绕供电线2142并被形成在顶板2104中的通孔2106的凹陷部钩住的第一绝缘件2242，以及布置在第一绝缘件2242上并插入顶板2104的通孔2106中的第二连接件2243。
[0268]供电线2142通过上通孔2137a、下通孔2137b以及通孔2152连接到功率电极2110。因此，通过多条供电线2142将RF功率提供至功率电极2110。结果是，可以降低驻波效应。
[0269]绝缘支撑件2150的辅助通孔2153与通孔2152在第一方向上间隔开地布置。辅助通孔2153可以贯通绝缘支撑件2150。辅助通孔2153可以与气体分配单元2130的辅助通孔2137c对准。辅助通孔2153可以与通孔2153具有相同的形状。固定线2143通过辅助通孔2153和2137c连接到功率电极2100。因此，多条固定线2143与顶板2104绝缘并被固定地连接到顶板2104。结果是，功率电极2110、绝缘支撑件2150以及气体分配单元2130被固定至顶板2104。固定线2143可以与供电线2143具有类似的结构。然而，固定线2143并没有连接到RF功率源。
[0270]第一绝缘件2242的一端可以插入到绝缘支撑件2150的通孔2152中。第一绝缘件2242可以是直径相互不同的圆筒形气缸相结合的形状。供电线2142插入到第一绝缘件2242中。第一绝缘件2242布置成被顶板2104的通孔2106钩住。第一绝缘件2242被顶板2104的通孔2106的凹陷部钩住。
[0271]供电线2142插入到第二绝缘件2243中且第二绝缘件2243布置在第一绝缘件2242上。可以在第一绝缘件2242和第二绝缘件2243之间布置真空密封部。因此，真空密封部可以同时密封顶板2104的通孔2106以及第一和第二绝缘件2242和2243的内表面。
[0272]供电线2142可以包括将插入到第二绝缘件2243中并被钩住的垫圈部2142a。密封件可以布置在垫圈部2142a的底表面与第二绝缘件2243的顶表面之间。因此，供电线2142可以被第二绝缘件2243密封。结果是，供电单元2240可以执行真空密封和绝缘。
[0273]固定支撑件2240a可以包括连接到功率电极2110的固定线2143，围绕固定线2143并被形成在顶板2104中的辅助通孔2107的凸起钩住的第三绝缘件2242a，以及布置在第三绝缘件2242a上并插入顶板2104的通孔2107中的第四绝缘件2243a。固定线2143可以插入到辅助通孔2107,2137c和2153中。
[0274]固定支撑件2240a的形状与供电单元2240的形状相似。然而，固定支撑件2240a并没有连接到RF功率源，并且将功率电极2110固定并将其支撑在顶板2104上。
[0275]接地电极2120可以布置在间隔物2232下方，以在第一方向上延伸。接地电极2120的顶表面可以包括突出部2122。突出部2122可以在第一方向上延伸。因此，可以通过突出部2122的两个侧表面将由喷嘴2132提供的工艺气体提供至功率电极2110和接地电极2120之间的放电空间。该工艺气体可以包括氢气(H2)和硅烷(SiH4)。
[0276]根据本发明的变形的实施例，突出部2122可以是不连续地在第一方向上延伸。因此，可以在接地电极2120的顶表面上形成孔，以允许工艺气体仅在喷嘴2132和接地电极2120相遇的区域中流动。
[0277]接地电极2120可以在第一方向上互相平行地延伸。接地电极2120之间的距离可以是恒定的。接地电极2120可以具有棱柱或截短的三棱柱形状。只要接地电极2120和功率电极2110之间存在有距离“d”恒定的区域，那么接地电极2120的形状和功率电极2110的形状可以进行各种改变。露出的接地电极2120可以形成弯曲的表面，这可以提供工艺气体的平滑流动，并抑制由于在基板2104上的功率电极2110所造成的图案形成。
[0278]接地电极2120可以沿与第一方向交叉的第二方向排列。由第一方向和第二方向所限定的平面可以平行于布置有顶板2104的平面。接地电极2120的顶表面和功率电极2110的顶表面可以与绝缘支撑件2150的底表面相同。
[0279]接地电极2120的一端的宽度为t3，接地电极2120的另一端的宽度为t4。宽度t4大于宽度t3。所述接地电极2120的另一端可以面对基板2182。因此，接地电极2120可以是锥形的。所述接地电极2120的另一端可以是圆形的。第三方向垂直于由第一方向和第二方向所限定的表面。第三方向和接地电极2120的一个侧表面之间的角度Θ可以是5度到15度。
[0280]功率电极2110可以附接到绝缘支撑件2150。功率电极2110的顶表面可以与绝缘支撑件2150的底表面相匹配。功率电极2110在接地电极2120的长度方向上延伸。功率电极2110可以是导电材料。功率电极2110可以在第一方向上互相平行地延伸。功率电极2110可以在第二方向上互相间隔开地排列。功率电极2110的数量可以是偶数。可以在功率电极2110接触绝缘支撑件2150的侧表面上形成用于空心阴极放电的多个孔2112。供电线2142可以固定地连接到功率电极2110。
[0281]在功率电极2110接触绝缘支撑件2150的表面一端的宽度为tl并且功率电极2110的另一端的宽度为t2。宽度t2小于宽度tl。功率电极2110和接地电极2120之间的距离“d”可以是恒定的。功率电极2110和接地电极2120之间的距离“d”可以是3毫米(mm)至10毫米(mm)。如果距离“d”小于3mm，可能难以进行放电。如果距离“d”超过10mm，可能会由于放电而使工艺均匀性降低。所述功率电极2110的另一端可以是圆形的。功率电极的高度hi可以大于或等于接地电极的高度h2。
[0282]功率电极2110可以在面对接地电极2120的表面包括一个或多个孔2112。孔2112有规则地排列。孔2112可以导致阴极放电。孔2112可以在第一方向上对齐。
[0283]在电容耦合等离子体中，等离子体密度会随着RF功率源2170的频率增大而增大。然而，驻波效应会随着RF功率源2170的频率增大而增大。驻波效应会限制等离子体均匀性和工艺均匀性。此外，工艺稳定性和工艺再现性会随着频率增大而降低。因此，RF功率源2170的最佳频率可以是30MHz至60MHz。
[0284]将RF功率提供至功率电极2110的节点NI和N2会减少驻波效应。等离子体密度分配会根据RF功率被提供至功率电极2110的位置的不同而发生变化。
[0285]功率电极2110可以被等分成N个部分。将RF功率提供至功率电极2110的所述N个部分的中心。也就是说，功率电极2110的节点NI和N2可以布置在所分成的部分的中心。功率电极2110的电流分配和/或电压分配可以是相对于功率电极2110的所述中心呈对称的。
[0286]例如，功率电极2110可以包括节点NI和N2。节点NI和N2可以向功率电极2110提供RF功率源2170。节点NI和N2可以包括第一节点NI和第二节点N2。功率电极2110的长度为L，第一节点NI可以布置在L/4的位置处，而第二节点N2可以布置在3L/4的位置处。电流可以在节点NI和N2处具有最大值，电压可以在节点NI和N2处具有最小值。电流或电压的分配可以是相对于节点NI和N2的中心呈水平对称的。节点NI和N2处的电压的相位可以是同相。
[0287]节点NI和N2的位置可以改变以在第一方向具有工艺均匀性。
[0288]在功率电极2110和接地电极2120之间可以产生等离子体。功率电极2110和接地电极2120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。功率电极2110和接地电极2120彼此相邻的结构可以提高等离子体的稳定性。此外，该结构可以降低等离子体的电势和/或DC偏压。基板可以是浮置的，以允许等离子体发生装置在沉积工艺期间提供低的晶格缺陷。
[0289]锥形的功率电极2110和锥形的接地电极2120可以改善工艺气体的流动方式。功率电极2110的一端的宽度tl大于功率电极2110的另一端的宽度t2。因此，可以很容易地将供电线2142结合至功率电极2110。此外，通过增大放电面积可以提高工艺速度。
[0290]曲率型功率电极2110和曲率型接地电极2120可以改善工艺气体的流动方式。曲率型功率电极2110和曲率型接地电极2120可以抑制电弧放电。
[0291]功率电极2110的高度hi大于接地电极2120的高度h2。因此，可以确保在5乇(Torr)或更小压力下的工艺均勻性和工艺速度。
[0292]优选地，所述功率电极2110的另一端的宽度t2可以是约10mm。优选地，所述接地电极2120的另一端的宽度可以是约10mm。优选地，功率电极2110和接地电极2120之间的距离“d”可以是3mm至15mm。基板2182可以最低限度地暴露于等离子体。即，等离子体发生装置可以产生远程等离子体并且可以将自由基提供基板2182。
[0293]喷嘴2132可以形成在间隔物2232内，从而稳定地提供工艺气体。此外，可以抑制由热膨胀引起的喷嘴2132不对准。此外，在间隔物2232内形成的喷嘴2132可以克服气体分配单元2130和接地电极2120的电接触问题。
[0294]功率分配单元2240可以是从电源端Pl接收RF功率源2170的功率并将该功率传输至功率电极2110的装置。功率分配单元2250可以向供电单元2240或功率电极2110分配RF功率。
[0295]功率分配单元2250包括:被功率分配图案2257贯通的底板2251，插入到底板2251的功率分配图案2257中的下绝缘图案2254，布置在下绝缘图案2254上的上绝缘图案2555，布置在上绝缘图案2255上的功率分配线2256，和覆盖底板2251的顶表面的功率分配顶板2259。供电单元2250向功率分配线2142分配RF功率。
[0296]底板2251可以具有贯通式或槽式的功率分配图案2257。功率分配图案2257的形状可以进行各种改变。底板2251可以由金属制成并可以接地。
[0297]下绝缘图案2254安装在底板2251的底表面上。下绝缘图案2254可以具有通孔，供电线2142插入到该通孔中。下绝缘图案2252使底板2251与供电线2142绝缘。
[0298]上绝缘图案2255布置在下绝缘图案2254上。功率分配线2256可以插入到上绝缘图案2255中以被固定。因此，功率分配线2256可以与底板2251绝缘并固定。
[0299]固定装置可以将功率分配线2256与供电线2142进行电气和机械连接。固定装置可以是螺栓。功率分配图案2257可以是槽，功率分配线2256可以布置在该槽中。在电源端Pl处的功率分配线2256的长度可以是相同的。
[0300]功率分配顶板2259布置在底板2251的顶表面上。功率分配顶板2259可以接地。因此，底板2251和功率分配线2256周围的功率分配顶板2259可以形成传输线。功率分配单元2240可以布置在真空容器2102的外部。
[0301]供电线2142使功率分配线2256与功率电极2110彼此电连接。供电线2142可以支撑功率电极2110。多条供电线2142可以连接到一个功率电极2100。因此，功率电极2110可以在多个位置接收同相功率。
[0302]功率分配单元2250很难使用变压器。这是因为使用30MHz或更高的频率时，变压器的磁滞损耗很大。因此，最有效的方法是在不使用变压器而利用电路分配功率。
[0303]RF功率源2170通过阻抗匹配网络2150向功率分配线2256供电。从RF功率源2170的供电点开始，在供电线2142之间的距离是恒定的。因此，供电线2142可以向所有的功率电极2110提供同相功率。RF功率源2170的频率可以是IMHz或更高。优选地，RF功率源2170的频率可以是30MHz至60MHz。阻抗匹配网络2160可以是将RF功率源2170的功率最大限度地传输至负载的装置。
[0304]当功率电极是垂直布置时，在功率电极下方布置的基板的沉积速率可能会由于位置的不同而发生变化。电极的倾斜结构改善了沉积非均匀性。即，在功率电极和接地电极之间发生放电并且由于放电区域的倾斜，在每个区域中产生的自由基被均匀地转移至基板。因此，沉积均匀性得到改善。
[0305]图16是根据本发明的另一实施例的等离子体发生装置的剖视图。在图16中，为了避免重复解释，将详细地解释与图12-15不同的部分。
[0306]参照图16，等离子体发生装置包括:具顶板2104的真空容器2102，在顶板2104下方沿第一方向互相平行延伸且在与第一方向交叉的第二方向上互相间隔开的绝缘支撑件2150，填充绝缘支撑件2150之间的空间且布置在绝缘支撑件2150之上的气体分配单元2130，布置在绝缘支撑件2150下方且在第一方向上延伸的功率电极2110，以及布置在绝缘支撑件2150之间的空间下方且在第一方向上延伸的接地电极2120。
[0307]气体分配单元2130可以包括以固定的间隔排列且在第一方向上延伸的间隔物2232。间隔物2232可以在下气体分配板2130b下方沿竖直方向(基板方向)延伸。间隔物2232布置在绝缘支撑件2150之间。喷嘴2132穿过间隔物2232布置。绝缘支撑件2150的厚度可以与间隔物2232的高度相等。喷嘴2132的一端可以连接到第一槽2133，且其另一端的直径可以逐渐增大。布置在间隔物2230上的喷嘴2132可以克服由于热膨胀或不对准所造成的问题。
[0308]接地电极2120包括形成在其上表面的突出部2122。突出部2122的侧面或其下部侧面可以具有一定的斜率而连接到接地电极2120的主体。工艺气体通过喷嘴2132注入。突出部2122的下部可以是锥形的，以防止喷嘴堵塞现象。
[0309]根据本发明的变形的实施例，一部分的功率电极2110和一部分的接地电极2120可以插入到绝缘支撑件2130中。在这种情况下，连接到喷嘴2132的辅助喷嘴可以布置在接地电极2120处。
[0310]图17是根据本发明的又一实施例的等离子体发生装置的剖视图。在图17中，为了避免重复解释，将详细地解释与图12-16不同的部分。
[0311]参照图17，等离子体发生装置包括:具顶板2104的真空容器2102，在顶板2104下方沿第一方向互相平行地延伸且在与第一方向交叉的第二方向上互相间隔开的绝缘支撑件2150，填充绝缘支撑件2150之间的空间且布置在绝缘支撑件2150之上的气体分配单元2130，布置在绝缘支撑件2150下方且在第一方向上延伸的功率电极2110，以及布置在绝缘支撑件2150之间的空间下方且在第一方向上延伸的接地电极2320。
[0312]气体分配单元2130可以包括以固定的间隔排列且在第一方向上延伸的间隔物2232。间隔物2232可以在下气体分配板2130b下方沿竖直方向(基板的方向)延伸。间隔物2232布置在绝缘支撑件2150之间。喷嘴2132穿过间隔物2232布置。绝缘支撑件2150的厚度可以与间隔物2232的高度相等。喷嘴2132的一端可以连接到第一槽2133，且其另一端的直径可以逐渐增大。暴露于间隔物2230的喷嘴2132可以克服由于热膨胀或不对准所造成的问题。
[0313]接地电极2320包括在基板2182的方向上宽度增加的锥形部2320a和具有恒定宽度的延伸部2320b。
[0314]图18示出了根据本发明的另一实施例的基板处理装置。在图18中，为了避免重复解释，将详细地解释与图12-16不同的部分。
[0315]参照图18，基板处理装置包括:具顶板2104的真空容器2102，在顶板2104下方沿第一方向互相平行地延伸且在与第一方向交叉的第二方向上互相间隔开的绝缘支撑件2150，填充绝缘支撑件2150之间的空间且布置在绝缘支撑件2130之上的气体分配单元2130，布置在绝缘支撑件2150下方且在第一方向上延伸的功率电极2110，以及布置在绝缘支撑件2150之间的空间下方且在第一方向上延伸的接地电极2120。
[0316]气体分配单元2130可以包括以固定的间隔排列且在第一方向上延伸的间隔物2232。间隔物2232可以在下气体分配板2130b下方沿竖直方向(基板方向)延伸。间隔物2232布置在绝缘支撑件2150之间。
[0317]喷嘴2152穿过绝缘支撑件2150布置。绝缘支撑件2150的厚度可以与间隔物2232的高度相等。喷嘴2152的一端可以连接到第一槽2133，且其另一端可以暴露至绝缘支撑件2150的下表面。
[0318]虽然结合在附图中所示的本发明实施例描述了本发明，但本发明并不局限于此。本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种替换、修改和变化。
【权利要求】
1.一种等离子体发生装置，包括: 设置在真空容器内部并互相平行地延伸的多个接地电极；和 设置在接地电极之间的功率电极， 其中在接地电极和功率电极之间存在有距离恒定的区域， 其中功率电极在面对基板的方向上逐渐变细， 其中功率电极与RF功率源连接， 其中在面对基板的方向上，功率电极的高度大于接地电极的高度。
2.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中在面对基板的方向上，功率电极的一端和接地电极的一端是圆形的。
3.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中在沿功率电极的一个表面延伸的方向和面对基板的方向之间的角度是5度至10度。
4.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中功率电极的数量是偶数。
5.根据权利要求1的等离子体发生装置，还包括: 介电支撑件，接地电极和·功率电极安装在所述介电支撑件上， 其中接地电极的一端连接到所述介电支撑件，功率电极的一端连接到所述介电支撑件,并且接地电极的另一端和功率电极的另一端面对基板。
6.根据权利要求5的等离子体发生装置，其中介电支撑件包括多个喷嘴，所述多个喷嘴在接地电极和功率电极之间注入工艺气体。
7.根据权利要求6的等离子体发生装置，还包括: 布置在介电支撑件上以向喷嘴分配气体的气体分配单兀。
8.根据权利要求6的等离子体发生装置，其中工艺气体包括SiH4气体、H2气体、Ar气体和NF3气体中的至少一种。
9.根据权利要求1的等离子体发生装置，还包括: 功率分配单元，将功率分配到与功率源并联的功率电极， 其中功率分配单元向一个功率电极的至少两个位置提供功率。
10.根据权利要求9的等离子体发生装置，还包括: 将功率电极连接到功率分配单元的供电线。
11.根据权利要求9的等离子体发生装置，其中功率源和功率电极的供电位置之间的长度是相同的。
12.根据权利要求9的等离子体发生装置，其中功率分配单元是布置在真空容器内部、在介电质和真空容器的顶板之间。
13.根据权利要求9的等离子体发生装置，其中功率分配单元是布置在真空容器外部。
14.根据权利要求9的等离子体发生装置，其中功率分配单元包括: 向功率电极的多个点提供功率的功率分配线；和 布置在功率分配线周围以接地的导向部。
15.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中功率电极包括在面对接地电极的表面上的至少一个孔。
16.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中接地电极和功率电极之间的距离是3毫米至10毫米。
17.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中RF功率源的频率是13.56MHz至IOOMHz。
18.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中接地电极包括在朝向基板的方向上宽度增加的锥形部和具有恒定宽度的延伸部。
19.根据权利要求1的等离子体发生装置，其中RF功率是从功率电极的多个点提供的。
20.一种等离子体发生装置，包括: 真空容器； 布置在真空容器内部并在第一方向互相平行地延伸的接地电极； 在与第一方向交叉的第二方向上布置在接地电极之间的功率电极；和 介电支撑件，接地电极和功率电极安装在所述介电支撑件上， 其中功率电极在与第一方向和第二方向正交的第三方向上，距离接触介电支撑件的第一表面具有第一高度，在接触介电支撑件的第一表面上具有第一厚度，并在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第二厚度， 其中接地电极距离接触介电支撑件的第一表面具有第二高度，在接触介电支撑件的第一表面上具有第三厚度，并在沿第三方向与第一表面间隔开的一端具有第四厚度，并且其中第一厚度大于第二厚度，第三厚度小于第四厚度。
21.根据权利要求20的等离子体发生装置，其中第一高度大于或等于第二高度。
22.根据权利要求20的等 离子体发生装置，其中接地电极的一端和功率电极的一端是圆形的。
23.根据权利要求20的等离子体发生装置，其中接地电极与功率电极之间的垂直距离是恒定的。
24.一种等离子体发生装置，包括: 真空容器； 布置在真空容器内部的接地电极； 布置在真空容器内部并与接地电极间隔开的功率电极；和 面对功率电极和接地电极的基板支架， 其中功率电极布置在接地电极所在的平面上并且包括放电区，在所述放电区中，接地电极和功率电极之间的距离是恒定的， 其中放电区倾斜地接触布置有功率电极的平面，以及 其中功率电极连接到RF功率源。
25.一种等离子体发生装置，包括: 具顶板的真空容器； 布置在顶板下方的气体分配单元； 布置在气体分配单元下方并在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件，所述绝缘支撑件包括输出从气体分配单元接收的工艺气体的多个喷嘴； 布置在绝缘支撑件之间并在第一方向上延伸的接地电极；以及 布置在绝缘支撑件下方并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极， 其中RF功率被施加到功率电极。
26.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中喷嘴是布置在功率电极和接地电极之间。
27.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中绝缘支撑件包括上绝缘支撑件和布置在上绝缘支撑件下方的下绝缘支撑件，以及 其中喷嘴包括贯通上绝缘支撑件的上喷嘴和贯通下绝缘支撑件的下喷嘴。
28.根据权利要求27的等离子体发生装置，其中上喷嘴直径大于下喷嘴的直径。
29.根据权利要求26的等离子体发生装置，其中下绝缘支撑件是由陶瓷、氧化铝和石英中的至少一种制成，以及 其中上绝缘支撑件是由Teflon、PEEK树脂、陶瓷、MICA和塑料中的至少一种制成。
30.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中气体分配单元包括布置在顶板下方的上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
31.根据权利要求30的等离子体发生装置，其中下气体分配单元包括: 在下气体分配板的顶表面上沿第一方向延伸的第一槽，所述第一槽与布置在第一方向上的喷嘴对准；和 布置在第一槽内并与喷嘴对准的初级喷嘴。
32.根据权利要求30的等离子体发生装置，其中第一槽沿与第一方向交叉的第二方向延伸，与以接地电极为中心、相邻的一对喷嘴相连。
33.根据权利要求32的等离子体发生装置，其中下气体分配板还包括布置在第一槽的中心的用于电极连接的通孔，以及 其中连接装置通过用于电极连接的通孔将下气体分配板和接地电极固定连接到在接地电极的顶表面中形成的孔。
34.根据权利要求30的等离子体发生装置，其中上气体分配板包括: 在气体分配板的顶表面上沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二槽；和 形成在第二槽内并与第一槽对准的供气通孔。
35.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中功率电极和接地电极包括彼此面对的、并距离彼此具有恒定距离的区域。
36.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中功率电极和接地电极保持恒定的距离，同时功率电极和接地电极是锥形的。
37.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中功率电极的一个表面接触绝缘支撑件且功率电极的另一表面是圆形的，以及 其中接地电极的一个表面接触气体分配单元且接地电极的另一端是圆形的。
38.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中功率电极在第一方向上的至少两个点处接收RF功率。
39.根据权利要求38的等离子体发生装置，还包括: 向功率电极提供功率的供电线； 提供RF功率的RF功率源，以及 插入到RF功率和供电线之间以向功率电极分配RF功率的功率分配单元， 其中功率分配单元布置在真空容器外部。
40.根据权利要求39的等离子体发生装置，还包括: 在第一方向上与供电线间隔开的固定线，其中固定线的一端固定地连接到功率电极，其另一端固定地连接到顶板。
41.根据权利要求25的等离子体发生装置，其中功率电极包括在其侧表面上形成的孔。
42.一种等离子体发生装置，包括: 具顶板的真空容器； 在顶板下方布置的并包括多个喷嘴以输出工艺气体的气体分配单元； 在气体分配单元下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的绝缘支撑件； 在气体分配单元下方布置的并在第一方向上延伸的接地电极； 在绝缘支撑件下方布置的并在第一方向上互相平行地延伸的功率电极；以及 穿过气体分配单元和绝缘支撑件向功率电极提供RF功率的供电单元。
43.根据权利要求42的等离子体发生装置，其中气体分配单元包括以规则的间隔排列并在第一方向上延伸的间隔物， 其中间隔物布置在绝缘支撑件之间，以及 其中喷嘴穿过间隔物布置。
44.根据权利要求43的等离子体发生装置，其中绝缘支撑件的厚度等于间隔物的高度。.
45.根据权利要求44的等离子体发生装置，其中绝缘支撑件包括上绝缘板和与上绝缘板对准并布置在上绝缘板下方的下绝缘板。
46.根据权利要求42的等离子体发生装置，其中气体分配单元包括上气体分配板和布置在上气体分配板下方的下气体分配板。
47.根据权利要求46的等离子体发生装置，其中下气体分配板包括在下气体分配板的顶表面上沿第一方向延伸且连接至所述喷嘴的第一槽。
48.根据权利要求46的等离子体发生装置，其中下气体分配板还包括布置在第一槽的中心的用于电极连接的通孔。
49.根据权利要求46的等离子体发生装置，其中上气体分配板包括: 在上气体分配板的顶表面上沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二槽，以及 形成在第二槽内并与第一槽对准的供气通孔。
50.根据权利要求42的等离子体发生装置，其中 接地电极包括在接地电极的顶表面的中心沿第一方向伸出的突出部，并且 其中工艺气体通过喷嘴被提供到突出部的两侧。
51.根据权利要求42的等离子体发生装置，其中接地电极和功率电极是锥形的，使得它们之间的距离在预定区域是恒定的。
52.根据权利要求42的等离子体发生装置，其中供电单元包括: 连接到功率电极的供电线； 围绕供电线并被形成在顶板处的通孔的凹陷部钩住的第一绝缘件，以及 布置在第一绝缘件上并插入顶板的通孔中的第二连接件。
53.根据权利要求42的等离子体发生装置，进一步包括: 将RF功率分配给供电单元的功率分配单元， 其中功率分配单元包括:具有贯通的功率分配图案的底板；插入底板的功率分配图案中的下绝缘图案；布置在下绝缘图案上的上绝缘图案；布置在上绝缘图案上的功率分配线；以及覆盖底板的顶表面的功率分配顶板，其中供电单元将RF功率分配给功率分配线。
54.根据权利要求42的等离子体发生装置，进一步包括:固定支撑件，其中所述固定支撑件包括:连接到功率电极的固定线；在固定线周围并被形成在顶板中的通孔的凹陷部所钩住的第三绝缘件；以及布置在第三绝缘件上并插入 到顶板的通孔中的第四连接件。
【文档编号】H01L21/3065GK103444269SQ201280016017
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】张鸿永, 徐相勳, 李润星 申请人:周星工程股份有限公司, 韩国科学技术院