專利名稱：等離子體加工裝置和等離子體加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體薄膜的等離子體加工裝置以及使用該 等離子體加工裝置來(lái)進(jìn)行等離子體加工的方法，更特別地，涉及一種^f吏用向其中引入反應(yīng)氣體的反應(yīng)室的等離子體加工裝置以及使用該等離子體加工 裝置來(lái)進(jìn)行等離子體加工的方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，作為前述類型的等離子體加工裝置，已知一種能夠改善等離子 體化學(xué)技術(shù)中的蝕刻或氣相沉積工藝的均勻性的裝置(例如，參看專利文獻(xiàn) 1)。專利文獻(xiàn)l:美國(guó)專利NO. 4264393的說(shuō)明書(shū)。用于制造半導(dǎo)體薄膜的等離子體CVD裝置通常設(shè)置有成對(duì)設(shè)置和支撐 的陰極和陽(yáng)極、用于向每個(gè)都具有平板形狀的陰極和陽(yáng)極中的 一個(gè)施加高頻 電源的裝置、以及用于供應(yīng)形成薄膜的反應(yīng)氣體的裝置。在等離子體CVD 裝置中，等離子體以這樣的方式產(chǎn)生，當(dāng)在陰極和陽(yáng)極之間供應(yīng)反應(yīng)氣體時(shí) 施加高頻電源。結(jié)果，在設(shè)置于陰極和陽(yáng)極之間的基板的表面上產(chǎn)生薄膜。陰極和陽(yáng)極之間的距離稱作電極間距離。電極間距離包括能有效地產(chǎn)生 等離子體的特定范圍。在該范圍內(nèi)，控制電極間距離，并且希望盡可能精確 地控制該距離。通常電極間距離以相對(duì)于電極間距離的1/100的量級(jí)的精度 被控制，換言之，該精度為電極間距離的大約1%。在控制電極間距離的方 法中，作為電極的陰極和陽(yáng)極相對(duì)于它們的尺寸保i正足夠水平的剛度，從而 在所設(shè)置的陰極和陽(yáng)極中不產(chǎn)生任何撓曲(deflection)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，常規(guī)技術(shù)的問(wèn)題是，在電極較大而基板的尺寸也相應(yīng)增大的情況 中，沒(méi)有獲得電極的足夠的剛度，這就不能保證電極間距離的期望的精度。結(jié)果，在等離子體加工中膜不能以良好的方式形成。為了4呆i正電極間3巨離的 期望的精度，可以進(jìn)一步增大電極的剛度，但是在這種情況下，隨著電才及厚度的增加以及電極支撐部分的尺寸的相應(yīng)增加，等離子體CVD裝置的尺寸不可避免地會(huì)增大。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種等離子體加工裝置，該等離子體加 工裝置在電極面積增大的情況下，不論在具有平板形狀的陽(yáng)極和陰極中產(chǎn)生 任何撓曲都能夠以良好的方式形成膜。解決該問(wèn)題的方法根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種等離子體加工裝置，包括反應(yīng)室、用于將反應(yīng)氣體引入反應(yīng)室的氣體引入部、用于將反應(yīng)氣體從反應(yīng)室排出的排氣單元、支撐于反應(yīng)室中并具有平板形狀的第一電極和第二電極、以及用于 支撐第一電極和第二電極以使電極彼此面對(duì)的第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件，其中在第一電極和第二電極由第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件支撐的狀態(tài) 下，第一電極和第二電極的最大撓曲量，即在第一電極和第二電極自身重量下它們的最大下沉距離，被調(diào)整至^:此相等。本發(fā)明的效果用根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置，在電極面積增大的情況下，不論在 具有平板形狀的第 一 電極和第二電極中產(chǎn)生任何撓曲，都可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 獲得均勻地形成于具有大面積的基板表面上的半導(dǎo)體薄膜。


圖1是才艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的等離子體加工裝置(薄膜制造裝置)全 部結(jié)構(gòu)的圖示。圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的等離子體加工裝置(薄膜制造裝置)全部結(jié)構(gòu)的圖示。 附圖標(biāo)記i兌明1,.基板2..簇射板3..背板4..陽(yáng)才及電擬一5...第二支撐構(gòu)件6...第一支撐構(gòu)件7...托盤8...門部9,..主體部10...等離子體激發(fā)電源Il-..阻抗匹配裝置ls...陰才及電氺及20...排氣管21...真空泵22...壓力控制器23...反應(yīng)氣體管24...加熱器25...熱電J禺26...接地線27...電源引入端子28...氣體引入部29...排氣單元30...高頻電源單元具體實(shí)施方式
在根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中，例如，第一電極和第二電極的形 狀、尺寸和材料調(diào)整為相同，從而使第一電極的最大撓曲量和第二電極的最 大撓曲量彼此相等，第一電極的最大撓曲量是第一電極在其自身重量下的最 大下沉距離，第二電極的最大撓曲量是第二電極在其自身重量下的最大下沉 距離。在本說(shuō)明書(shū)(包括權(quán)利要求)中，"第一電極和第二電極的形狀、尺 寸和材料調(diào)整為相同的"的敘述的意思為，就在基板表面上形成具有期望特 性的半導(dǎo)體薄膜的觀點(diǎn)來(lái)看，主要在兩個(gè)電極的平面形狀、平面尺寸、厚度 和基本材料之間沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)差別。"第 一 電極和第二電極的最大撓曲量彼 此相等"的意思是，就在基板表面上形成具有期望特性的半導(dǎo)體薄膜的觀點(diǎn) 來(lái)看，當(dāng)以預(yù)定狀態(tài)放置的兩個(gè)電極依照其剛度而在其自身重量下?lián)锨⒂?此下沉一定距離時(shí)，最大撓曲量即最大下沉距離之間沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)差別。第一電極和第二電極可以具有中空的結(jié)構(gòu)。在此情況下，可以在各自的中空部分設(shè)置反應(yīng)氣體的流動(dòng)路徑(flow path)或者用于加熱電極的加熱器。第一電極和第二電極例如可以在其外圍部分被支撐以由此可以在有限 的范圍內(nèi)是可移動(dòng)的。因此,第一電極和第二電極可以在其自身重量下自由 撓曲，結(jié)果基于前述的構(gòu)造特征，兩個(gè)電極的最大撓曲量彼此相等。對(duì)于第一電極和第二電極可以使用金屬板比如不銹鋼或鋁合金。當(dāng)這些 金屬板在預(yù)定的退火溫度退火時(shí)，由于機(jī)械加工等引起金屬中殘留的扭曲被 消除，從而可以在兩個(gè)電極中獲得相同的最大撓曲量。這時(shí)最大撓曲量即最大下沉距離優(yōu)選為電極間距離(第一電極和第二電 極之間的距離)的至少1%，這是因?yàn)楫?dāng)最大撓曲量未能達(dá)到電極間距離的 1%時(shí)，將難于放置兩個(gè)電極以使得兩個(gè)電極的最大撓曲量在互相比較之后 能夠彼此相等。在其上通過(guò)等離子體加工形成膜的基;f反沿著第一電極和第二 電極的撓曲而被撓曲，隨后在其上形成薄膜。使用玻璃基板等作為基板。為了便于基板的操縱，膜可以通過(guò)等離子體加工以這樣的方式形成由 比如玻璃的材料形成的基板被放置于具有薄板形狀并由鋁合金等形成的托 盤上，基板和托盤沿第 一 電極和第二電極的撓曲而被撓曲。例如，當(dāng)通過(guò)等離子體CVD方法制造硅基薄膜時(shí)，使用根據(jù)本發(fā)明的 等離子體加工裝置。硅基薄膜的實(shí)例包括含有硅作為主要成分的晶態(tài)和非晶態(tài)薄膜。反應(yīng)氣 體的實(shí)例是含有硅元素的氣體。更具體地，可以使用硅烷(SiHj、乙硅烷 (Si2H6)等作為反應(yīng)氣體，而且硅烷或乙硅烷可以用氫氣(H2)或氦氣(He) 稀釋。由根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置制造的硅基薄膜的其他實(shí)例包括碳 化硅(SiC)膜、氮化硅(SiN)膜、氧化硅(SiO)膜、SiGe膜等。為了制造碳化硅膜，在引入含有硅元素的氣體的同時(shí)，引入含有碳元素的氣體比如CH4或C2H6作為反應(yīng)氣體。為了制造氮化硅膜，在引入含有硅元素的氣體的同時(shí)，引入含有氮元素的氣體比如NH3或NO作為反應(yīng)氣體。 為了制造氧化硅膜，在引入含有硅元素的氣體的同時(shí)，引入含有氧元素的氣 體比如NO或C02作為反應(yīng)氣體。為了制造SiGe膜，在引入含有硅元素的 氣體的同時(shí)，引入含有鍺元素的氣體比如GeH4作為反應(yīng)氣體。進(jìn)一步地，為了控制電導(dǎo)率，可以在硅基薄膜中摻雜雜質(zhì)。在此情況中，對(duì)n型同時(shí)引入含有雜質(zhì)比如PH3的氣體，而對(duì)p型同時(shí)引入含有雜質(zhì)比如B2H6的氣體。根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中反應(yīng)室的實(shí)例是能夠至少將其內(nèi)部 排氣為真空的室。這樣的反應(yīng)室可以由例如不銹鋼、鋁合金等形成。在至少 兩種不同構(gòu)件構(gòu)成反應(yīng)室的情況中，反應(yīng)室優(yōu)選在它們的連接部分設(shè)置有O 形環(huán)等以被完全密封。根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中的氣體引入部例如可以使用等離子 體CVD裝置中通常使用的氣體引入部；然而，氣體引入部并不一定局限于 此。例如，真空泵、將反應(yīng)室連接到真空泵的排氣管、以及設(shè)置在排氣管中 的中間位置的壓力控制器可以構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中的排 氣單元。在根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中，設(shè)置用于在第一電極和第二電極 之間施加高頻電源的高頻電源單元。例如，等離子體激發(fā)電源、阻抗匹配裝 置等可以構(gòu)成該高頻電源單元。在根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中，第 一 電極和第二電極可以由具有 平板形狀的耐熱導(dǎo)電材料比如不銹鋼、鋁合金、碳等形成。優(yōu)選第一電極和 第二電極的形狀、尺寸和材料相同。進(jìn)一步地，在存在由機(jī)械加工等導(dǎo)致的 殘留加工扭曲(distortion)的情況中，優(yōu)選在退火工藝中將其消除。第一電極可以是具有中空結(jié)構(gòu)并且其中設(shè)置有加熱器的陽(yáng)極電極，而第 二電極可以是具有中空結(jié)構(gòu)并且在其面對(duì)第一電極的表面上設(shè)置有大量的 孔的陰極電極。在根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中，第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件可 以支撐第一電極和第二電極從而使第一電極和第二電極垂直于重力方向，換 言之，從而使它們被水平支撐。在第一電極和第二電極基本上是正方形的情 況中，例如在前述構(gòu)造中，支撐第一電極和第二電極四個(gè)角的四個(gè)分開(kāi)的支 撐片可以構(gòu)成第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件。在四個(gè)分開(kāi)的支撐片構(gòu)成第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件的情況中，構(gòu)成 第二支撐構(gòu)件的四個(gè)分開(kāi)的支撐片可以固定到四個(gè)支撐柱的上端，這四個(gè)支 撐柱從反應(yīng)室的底部表面垂直向上延伸。第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件的形狀和構(gòu)造不一定限于上面所描述的。第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件例如可以是分別僅支撐第一電極和第二電極 的邊緣的具有框架形狀的兩個(gè)底座。進(jìn)一步地，具有框架形狀的兩個(gè)底座可 以相互垂直連"l妄以 一體地形成。因此，只要第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件能夠?qū)⒌谝浑姌O和第二電極相 互平行地支撐并能夠以可移動(dòng)的方式支撐第一電極和第二電極中的至少一 個(gè)，則第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件的形狀和構(gòu)造不受任何特殊限制。在根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置中，第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件都包括嚙合突起(engagement protrusion),該嚙合突起松弛地嚙合到第 一 電極 和第二電極的邊緣?？梢栽O(shè)置嚙合突起以使在第一電極和第二電極的邊緣與 各嚙合突起之間產(chǎn)生間隙。在上述的四個(gè)分開(kāi)的支撐片構(gòu)成第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件的情況 中，這四個(gè)分開(kāi)的支撐片中的每一個(gè)都可以設(shè)置有嚙合突起。在上述的具有 框架形狀的兩個(gè)底座構(gòu)成第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件的情況中，各嚙合突 起可以沿底座的外周突起。第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件可以由絕緣材料形成。構(gòu)成第一支撐構(gòu)件 和第二支撐構(gòu)件的絕緣材料的實(shí)例可以是絕緣和絕熱性質(zhì)較好的耐熱材料 比如玻璃、氧化鋁或氧化鋯。在設(shè)置第一電極和第二電極中的一個(gè)的情況中， 在設(shè)置電極的 一側(cè)的支撐構(gòu)件中可以使用導(dǎo)體。可以在一個(gè)反應(yīng)室中設(shè)置多對(duì)第一電極和第二電極以及多對(duì)第一支撐 構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件。根據(jù)上述支撐方法，第一電極和第二電極在重力方向自由撓曲。如上所 述，自由撓曲的量，即下沉距離，優(yōu)選為第一電極和第二電極之間的距離(電 極間距離)的至少1%。在第一電極和第二電極之間設(shè)置在其上形成薄膜的基板，該基板適于非 常薄并沿第一電極和第二電極的撓曲而被撓曲。該基板可以選擇在其表面上 涂覆有透明導(dǎo)電膜的玻璃基板?；蹇梢栽O(shè)置在由與第一電極和第二電極的 材料相同的材料形成的托盤7上，并且然后被操縱以使基板可以易于傳送。 托盤7具有等于或略大于基板的平面尺寸的平面尺寸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)根據(jù)上述的一個(gè)方面的等離子體加工裝 置，提供等離子體加工方法。在該等離子體加工方法中，將在其上要形成薄 膜的基板沿第一電極和第二電極的撓曲而被撓曲并設(shè)置在兩個(gè)電極之間，反應(yīng)氣體供應(yīng)到反應(yīng)室中，高頻電源施加到第一電極和第二電極之間，從而在 基板表面上形成半導(dǎo)體薄膜。以下參考附圖來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的等離子體加工裝置的優(yōu)選實(shí)施 例。在以下描述的優(yōu)選實(shí)施例中，共同使用的部件由相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。第一實(shí)施例參考圖1來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于制造薄膜的等離子體加工 裝置，圖1示出其全部結(jié)構(gòu)。如圖1所示，才艮據(jù)第一實(shí)施例的用于制造薄膜的等離子體加工裝置100包括室15、用于將反應(yīng)氣體引入室15的氣體引入部28、用于排出室15中 的反應(yīng)氣體的排氣單元29、以及用于向室15中施加高頻電源的高頻電源單 元30。在室15中，設(shè)置具有平板形狀的矩形陽(yáng)極電極(第一電極)4、具有平 板形狀的矩形陰極電極(第二電極)12、以及用于可滑動(dòng)地將兩個(gè)電極4和 12相互平行地支撐的第一支撐構(gòu)件6和第二支撐構(gòu)件5。陰極電極12包括 簇射板(showerplate) 2和背板3，并且設(shè)置為面對(duì)陽(yáng)極電極4。室15的平面形狀是矩形，而且室15包括主體部9和門部8。主體部分 9和門部8都可以由不銹鋼、鋁合金等形成。主體部9和門部8的連接部分 用O形環(huán)(未示出)等密封。室15與排氣單元29連接，排氣單元29包括排氣管20、真空泵21和壓 力控制器22,從而可以任意控制室15內(nèi)部的真空度。在室15的主體部9的矩形底部表面上，第一支撐構(gòu)件6的每一個(gè)設(shè)置 在底部表面的每個(gè)角的附近，而陽(yáng)極電極4置于這些第一支撐構(gòu)件6上?；?于稍后描述的原因，每個(gè)都具有小的塊狀的四個(gè)分離的支撐片構(gòu)成第一支撐 構(gòu)件6,而陽(yáng)極電極4的四個(gè)角由這四個(gè)分離的支撐片支撐。陽(yáng)極電極4的尺寸根據(jù)在其上要形成膜的基板1的尺寸而被設(shè)定為合適 的尺寸。在第一實(shí)施例中，基板l的平面尺寸設(shè)定在900 x 550 mm到1200 x 750mm的范圍內(nèi)，而陽(yáng)極電極4的平面尺寸相應(yīng)地設(shè)定在1000x 600 mm 到1200 x 800 mm的范圍內(nèi)，且其厚度設(shè)定在10到50 mm的范圍內(nèi)。陽(yáng)極電極4可以由不銹鋼、鋁合金、碳等形成。在第一實(shí)施例中使用了 鋁合金。陽(yáng)極電極4具有中空的結(jié)構(gòu)，并在中空部分中含有加熱器(夾套加熱器，sheathed heater ) 24。在陽(yáng)極電極4中殘留由形成中空結(jié)構(gòu)所采用的機(jī)械加工 導(dǎo)致的加工扭曲。因此，陽(yáng)極電極4在使用前經(jīng)受退火工藝以消除加工扭曲。 在退火工藝中，使用密閉的溫度傳感器，比如熱電偶25。在退火工藝中，處 理溫度根據(jù)用于陽(yáng)極電極4的金屬類型而不同。在使用鋁合金的情況中，通 常采用溫度循環(huán)，其中陽(yáng)極電極4保持在345。C并隨后緩慢冷卻。陽(yáng)極電極4不用螺釘?shù)裙潭?，而只是放置在第一支撐?gòu)件6上。因此， 即使被加熱并膨脹時(shí)，陽(yáng)極電極4也可以在第一支撐構(gòu)件6上滑動(dòng)所膨脹的 量，這將所膨脹的量釋放。結(jié)果，陽(yáng)極電極4可以在其自身重量下向下自由 撓曲。陽(yáng)極電極4和室15通過(guò)四個(gè)接地板而相互電連接。使用具有10到35 mm 寬度以及0.5到3 mm厚度的鋁板作為接地板，該鋁板連接到陽(yáng)極電極4的 四個(gè)角。陰極電極12是包括簇射板2和背板3的中空電極。簇射板2和背板3 都可以由不銹鋼、鋁合金等形成，并優(yōu)選由與陽(yáng)極電極4的材料相同的材料 形成。在第一實(shí)施例中使用鋁合金。陰極電極12的尺寸根據(jù)在其上要形成膜的基板1的尺寸而設(shè)定為合適 的尺寸。在第一實(shí)施例中，陰極電極12的平面尺寸設(shè)定在1000x 600 mm到 1200x 800 mm的范圍內(nèi)，而其厚度設(shè)定在10到50 mm的范圍內(nèi)，從而具 有與陽(yáng)極電極4相同的尺寸。陰極電極12的內(nèi)部是中空的，而且陰極電極12通過(guò)反應(yīng)氣體管23連 接到氣體引入部28。通過(guò)反應(yīng)氣體管23從氣體引入部28引入到陰極電極 12中的反應(yīng)氣體以簇射的形式從形成于陰極電極12的簇射板2中的多個(gè)孔 排出。簇射板2中的多個(gè)孔中的每一個(gè)都優(yōu)選具有0.1到2.0 mm的直徑，而且希望形成孔以使得相鄰孔之間的間隔為幾個(gè)毫米到幾個(gè)厘米的節(jié)距。由于陰極電極12的簇射板2的機(jī)械加工而殘留加工扭曲。因此，簇射 板2在使用前經(jīng)受退火工藝以消除加工扭曲。在退火工藝中，處理溫度根據(jù) 用于陰極電極12和簇射板2的金屬類型而不同。在對(duì)于這些部件使用鋁合 金的情況中，通常采用溫度循環(huán)，其中這些部件保持在345。C并隨后緩慢冷 卻。陰極電極12中的簇射板2放置在全部的四個(gè)第二支撐構(gòu)件5上，四個(gè)第二支撐構(gòu)件5的每個(gè)設(shè)置在室15的主體部9的向上遠(yuǎn)離底部表面的四個(gè) 角的每一個(gè)。第二支撐構(gòu)件5可以由玻璃、氧化鋁、氧化鋯等形成。在第一 實(shí)施例中使用氧化鋁或氧化鋯。陰極電極12不用螺釘?shù)裙潭ǎ皇菍⑵浯厣浒?放置在第二支撐構(gòu) 件5上。因此，即使被加熱并且膨脹，陰極電極12也可以在第二支撐構(gòu)件5 上滑動(dòng)所膨脹的量，從而將所膨脹的量釋放。結(jié)果，陰極電極12可以在其 自身重量下向下自由撓曲。當(dāng)陽(yáng)極電極4和陰極電極12在其自身重量下自由撓曲時(shí)，它們的撓曲 量，即其下沉距離，彼此相等，而該兩個(gè)電極4和12的最大撓曲量，即其 最大下沉距離，也彼此相等。在使用該陰極電極12的第一實(shí)施例中，長(zhǎng)邊 的長(zhǎng)度為大約1000mm,短邊的長(zhǎng)度為大約600mm,而厚度為15 mm，陰 極電極12的最大撓曲量為大約1.2mm。該值為第一實(shí)施例中使用的陽(yáng)極電 極4和陰極電極12之間的設(shè)定距離(電極間距離)10 mm的12 % 。彼此面對(duì)的陽(yáng)極電極4和陰極電極12之間距離的公差(距離精度)希 望在該設(shè)定值的百分之幾之內(nèi)。這樣設(shè)定公差是因?yàn)?，雖然根據(jù)膜形成的條 件而會(huì)有變化，但是當(dāng)彼此面對(duì)的陽(yáng)極電極4和陰極電極12之間距離的公 差是設(shè)定值的4%或更大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生至少±10%的膜厚不規(guī)則或者不能形成膜 的區(qū)域。在第一實(shí)施例中，其間距離的公差設(shè)定在1%內(nèi)。在第一實(shí)施例中，4吏用具有大約1000 mm x大約1000 mm長(zhǎng)度和大約2 mm厚度的矩形玻璃基板1,并且玻璃基板1放置在矩形托盤7上，該矩形 托盤7具有相同的尺寸而厚度為1.0 mm且由鋁合金形成，并隨后設(shè)置在陽(yáng) 極電極4上以由此易于移動(dòng)。與陽(yáng)極電極4相比，玻璃基板1和托盤7足夠 薄、輕和剛度較小。因此，當(dāng)玻璃基板1和托盤7沿陽(yáng)極電極4的撓曲設(shè)置 時(shí)，陽(yáng)極電極4的撓曲幾乎不會(huì)增加。包括等離子體激發(fā)電源10和阻抗匹配裝置11的高頻電源單元30通過(guò) 電源引入端子27連接到陰極電極12，從而從高頻電源單元30向陰極電極 12施加高頻電源。等離子體激發(fā)電源10使用DC到108.48 MHz的頻率的 10 W到100 kW的電源。在第一實(shí)施例中，使用13.56 MHz到54.24 MHz 的頻率的10 W到100kW的電源。在如上構(gòu)造的根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜制造裝置100中，通過(guò)陰極電極12 基于預(yù)定的流速和壓力引入用H2稀釋的SiH4反應(yīng)氣體，在陰極電極12和陽(yáng)極電極4之間施加高頻電源從而產(chǎn)生輝光放電。結(jié)果，在10分鐘的沉積時(shí)間中，在基板1的表面上沉積具有300 nm膜厚的硅薄膜，膜厚的分布為士100/。 或更小。第二實(shí)施例參考圖2描述根據(jù)第二實(shí)施例的用于制造薄膜的等離子體加工裝置。根 據(jù)第二實(shí)施例的等離子體加工裝置200在一個(gè)室9具有包括兩對(duì)陽(yáng)極電極4 和陰極電極12以及兩對(duì)第一支撐構(gòu)件6和第二支撐構(gòu)件5的兩級(jí)結(jié)構(gòu)。更具體的，第一級(jí)陰極電極12 (由第一級(jí)第二支撐構(gòu)件5所支撐)設(shè)置 在由第一級(jí)第一支撐構(gòu)件6支撐的第一級(jí)陽(yáng)極電極4的上方。用于支撐第二 級(jí)陽(yáng)極電極4的第二級(jí)第一支撐構(gòu)件6設(shè)置在第一級(jí)陰極電極12的上方。 對(duì)于這樣的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，垂直地設(shè)置兩對(duì)陽(yáng)極電極4和陰極電極12。在第二實(shí)施例中，等離子體加工裝置200具有兩級(jí)結(jié)構(gòu)，然而，也可以 具有其中重復(fù)設(shè)置類似構(gòu)造的具有至少三級(jí)的結(jié)構(gòu)。比如室15、氣體引入部28、排氣單元29、高頻電源單元30、陽(yáng)極電極 4和陰極電極12,以及第一支撐構(gòu)件6和第二支撐構(gòu)件5的部件，以與第一 實(shí)施例中描述的基本相同的方式來(lái)構(gòu)造。
權(quán)利要求
1、一種等離子體加工裝置，包括反應(yīng)室；氣體引入部，將反應(yīng)氣體引入所述反應(yīng)室；排氣單元，將所述反應(yīng)氣體從所述反應(yīng)室排出；第一電極和第二電極，支撐于所述反應(yīng)室中并具有平板形狀；以及第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件，支撐所述第一電極和第二電極以使所述第一電極和第二電極彼此面對(duì)，其中在所述第一電極和第二電極由所述第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件支撐的狀態(tài)下，所述第一電極和第二電極的最大撓曲量，即在它們的自身重量下的最大下沉距離調(diào)整為彼此相等。
2、 如權(quán)利要求1所述的等離子體加工裝置，其中所述第一電極和第二 電極的形狀、尺寸和材料調(diào)整為相同。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的等離子體加工裝置，其中所述第一電極和 第二電極具有中空結(jié)構(gòu)。
4、 如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的等離子體加工裝置，其中所述第 一電極和第二電極;故支撐以在有限范圍內(nèi)是可移動(dòng)的。
5、 如權(quán)利要求2所述的等離子體加工裝置，其中用于所述第一電極和 第二電極的材料是鋁合金。
6、 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的等離子體加工裝置，其中所述第 一電極和第二電極經(jīng)受退火工藝。
7、 如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的等離子體加工裝置，其中 所述第 一電極和第二電極相互間隔預(yù)定的電極間距離， 所述第一電極和第二電極的尺寸、形狀和材料以這樣的方式調(diào)整以使所述第一電極和第二電極的最大撓曲量為所述電極間距離的至少1%，以及 所述第一電極和第二電極由所述第一支撐構(gòu)件和第二支撐構(gòu)件支撐。
8、 一種等離子體加工方法，其中使用如權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的等離子體加工裝置，以及要加工的基板沿所述第一電極和第二電極的撓曲而被撓曲并設(shè)置在所述兩個(gè)電極之間，從而在所述基板的表面上形成半導(dǎo)體薄膜。
9、 如權(quán)利要求8所述的等離子體加工方法，其中 玻璃基板設(shè)置在所述第一電極和第二電極之一上。
10、 如權(quán)利要求1所述的等離子體加工裝置，其中置在所述第 一 電極和第二電極之間。
11、 如權(quán)利要求10所述的等離子體加工裝置，還包括具有薄板形狀且 其上放置所述基板的托盤。
12、 如權(quán)利要求11所述的等離子體加工裝置，其中所述基板設(shè)置在所 述托盤上。
全文摘要
一種等離子體加工裝置，其中當(dāng)陽(yáng)極電極和陰極電極的面積增大時(shí)，盡管發(fā)生電極撓曲仍可以獲得良好的膜沉積性質(zhì)。等離子體加工裝置(100)包括室(15)、氣體引入部(28)、排氣部分(29)和高頻電源單元(30)。在室(15)中配置平面陽(yáng)極電極(第一電極)(4)、平面陰極電極(第二電極)(12)，以及用于可滑動(dòng)地將電極(4、12)彼此平行地支撐的第一支撐(6)和第二支撐(5)。陰極電極(12)相對(duì)于陽(yáng)極電極(4)配置。陽(yáng)極電極(4)和陰極電極(12)分別簡(jiǎn)單地安裝在第一支撐(6)和第二支撐(5)上，而沒(méi)有通過(guò)螺釘?shù)裙潭?。?dāng)陽(yáng)極電極(4)和陰極電極(12)在其自身重量下自由撓曲時(shí)，它們的撓曲量彼此相等，而且電極(4、12)的最大撓曲量也彼此相等。
文檔編號(hào)C23C16/509GK101336467SQ20068005180
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者岸本克史, 福岡裕介 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社