等離子體處理設(shè)備與方法
【專利說(shuō)明】等禹子體處理設(shè)備與方法
[00011本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00980112599.5的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明實(shí)施例大致關(guān)于處理腔室，所述處理腔室的功率供應(yīng)在與氣體供應(yīng)分隔位 置處耦接至處理腔室。
【背景技術(shù)】
[0003] 隨著較大平板顯示器與太陽(yáng)能面板的需求持續(xù)增加，因此基板與處理腔室的尺寸 必然得提高。隨著處理腔室尺寸提高，有時(shí)需要較高的RF電流以補(bǔ)償RF電流的消散(隨著RF 電流移動(dòng)離開RF源而發(fā)生）。一種沉積材料于平板顯示器或太陽(yáng)能面板的基板上的方法是 等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)。等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積中，可透過(guò)噴頭將處理氣 體導(dǎo)入處理腔室并由施加至噴頭的RF電流點(diǎn)燃成等離子體。隨著基板尺寸提高，施加至噴 頭的RF電流也對(duì)應(yīng)地增加。隨著RF電流的增加，氣體經(jīng)過(guò)噴頭之前的氣體過(guò)早分解以及噴 頭上方寄生等離子體形成的可能性提高。
[0004] 因此，技藝中需要允許傳送足夠RF電流同時(shí)減少寄生等離子體形成的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明大致包括PECVD處理腔室，所述處理腔室具有RF功率源，該RF功率源在與氣 源分隔位置處耦接至背板。通過(guò)在與RF功率分隔位置處供給氣體進(jìn)入處理腔室，可減少通 到處理腔室的氣體管中形成寄生等離子體?？稍趶?fù)數(shù)個(gè)位置供給氣體至腔室。各個(gè)位置上， 氣源可通過(guò)遠(yuǎn)端等離子體源以及RF扼流器或RF電阻器而供給氣體至處理腔室。
[0006] -實(shí)施例中，揭露等離子體處理設(shè)備。設(shè)備包括處理腔室，所述處理腔室具有氣體 分配板與大致矩形背板;一或多個(gè)功率源，在一或多個(gè)第一位置處耦接至背板;及一或多個(gè) 氣源，在三個(gè)其他位置處耦接至背板，三個(gè)其他位置各自與一或多個(gè)第一位置有所分隔。三 個(gè)位置的第一個(gè)置于背板的兩個(gè)平行側(cè)邊之間實(shí)質(zhì)相等距離處。
[0007] 另一實(shí)施例中，揭露等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積設(shè)備。設(shè)備包括處理腔室，所述處 理腔室具有穿過(guò)至少一壁的狹縫閥開口；及氣體分配噴頭，置于處理腔室中并與基板支撐 件有所間隔。設(shè)備還包括置于氣體分配噴頭后的背板，所述背板和所述氣體分配噴頭有所 間隔。背板可具有在三個(gè)位置穿過(guò)該背板的三個(gè)開口?？蓪⑷齻€(gè)位置的第一位置比其他兩 個(gè)位置更遠(yuǎn)于狹縫閥開口而配置。設(shè)備還可包括一或多個(gè)氣源，在三個(gè)位置處耦接至背板； 及RF功率源，在與三個(gè)位置有所間隔的位置處耦接至背板。
[0008] 另一實(shí)施例中，揭露一方法。方法包括透過(guò)第一位置將處理氣體導(dǎo)入腔室、點(diǎn)燃處 理氣體成等離子體、并沉積材料于基板上。方法還包括將清潔氣體導(dǎo)入一或多個(gè)遠(yuǎn)端等離 子體源、在一或多個(gè)遠(yuǎn)端等離子體源中點(diǎn)燃清潔氣體成等離子體、并透過(guò)第一位置和至少 一與第一位置分隔的其他位置由遠(yuǎn)端點(diǎn)燃的清潔氣體等離子體將自由基流入腔室。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 為了更詳細(xì)地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實(shí)施例(某些描繪于附圖中）來(lái)理解 本發(fā)明簡(jiǎn)短概述于上的特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例而因此不 被視為發(fā)明范圍的限制因素，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效實(shí)施例。
[0010] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例耦合至處理腔室1〇〇的功率源102與氣源104的概要圖 不。
[0011]圖2A是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的處理腔室200的概要剖面圖。
[0012]圖2B是顯示RF電流路徑的圖2A處理腔室200的概要剖面圖。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的處理腔室300的背板302的概要等角圖。
[0014] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的遠(yuǎn)端等離子體源與處理腔室之間耦合的概要圖示。
[0015] 圖5是根據(jù)一實(shí)施例的處理腔室500的背板502的概要等角圖。
[0016] 圖6是根據(jù)一實(shí)施例顯示氣體導(dǎo)入通道對(duì)應(yīng)位置的基板支撐件的概要俯視圖。
[0017] 圖7是根據(jù)另一實(shí)施例的設(shè)備700的概要俯視圖。
[0018]圖8是根據(jù)另一實(shí)施例的設(shè)備800的概要俯視圖。
[0019]圖9是根據(jù)另一實(shí)施例的設(shè)備900的概要俯視圖。
[0020]為了助于理解，已經(jīng)盡可能應(yīng)用相同元件符號(hào)來(lái)代表圖示中共有的相同元件?？?思及一實(shí)施例揭露的元件可有利地用于其他實(shí)施例而不必特別注明。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明大致包括PECVD處理腔室，所述處理腔室具有RF功率源，該RF功率源在與氣 源分隔位置處耦接至背板。通過(guò)在與RF功率分隔位置處供給氣體進(jìn)入處理腔室，可減少通 到處理腔室的氣體管中形成寄生等離子體?？稍趶?fù)數(shù)個(gè)位置供給氣體至腔室。各個(gè)位置上， 氣源可通過(guò)遠(yuǎn)端等離子體源以及RF扼流器或RF電阻器而供給氣體至處理腔室。
[0022] 參照處理大面積基板的化學(xué)汽相沉積系統(tǒng)例示性地描述本發(fā)明于下，例如得自 Applied Materials，Inc.(Santa Clara, California)的分公司 AKT America, Inc.的PECVD 系統(tǒng)。然而，應(yīng)當(dāng)理解設(shè)備與方法可用于其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，包括那些設(shè)以處理圓形基板的系 統(tǒng)。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例耦接至處理腔室100的功率源102與氣源104的概要圖 示。如圖1中所示，功率源102在位置106耦接至處理腔室100,位置106不同于氣源104耦接至 處理腔室100的位置1〇8Α、108Β。
[0024] 需理解雖然已經(jīng)顯示兩個(gè)位置108A、108B耦接氣源104至處理腔室100,但位置 108A、108B的數(shù)目并不限于兩個(gè)?？蓱?yīng)用單一位置108A、108B。或者，可應(yīng)用超過(guò)兩個(gè)位置 108A、108B。當(dāng)復(fù)數(shù)個(gè)位置108A、108B用來(lái)耦接氣源104至處理腔室100時(shí)，可流至處理腔室 100復(fù)數(shù)個(gè)位置108AU08B的氣體來(lái)自相同氣源104。一實(shí)施例中，氣體流至處理腔室100的 各個(gè)位置108A、108B可具有其本身專屬的氣源104。
[0025] 也應(yīng)理解雖然顯示單一位置106來(lái)耦接功率源102至處理腔室100,但可在復(fù)數(shù)個(gè) 位置106耦接功率源102至處理腔室100。一實(shí)施例中，功率源102可包括RF功率源。此外，雖 然顯示功率源102在對(duì)應(yīng)于處理腔室100的實(shí)質(zhì)中心的位置106處耦接至處理腔室100,但功 率源102可在非對(duì)應(yīng)于處理腔室100的實(shí)質(zhì)中心的位置106處耦接至處理腔室100。
[0026] 雖然顯示氣源104在位置108A、108B(置于實(shí)質(zhì)離開處理腔室的中心）處耦接至處 理腔室100,但位置108A、108B并不如此受限。位置108A、108B可比位置106(功率源102耦接 至處理腔室100之處)更接近處理腔室100的中心。
[0027]圖2A是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的處理腔室200的概要剖面圖。處理腔室200是PECVD 腔室。處理腔室200具有腔室主體208。腔室主體中，可配置基座204坐落于氣體分配噴頭210 對(duì)面。基板206可置于基座204上?；?06可透過(guò)狹縫閥開口 222進(jìn)入處理腔室200?？捎苫?座204來(lái)提高與降低基板206以處理、移除與/或插入基板206。
[0028] 噴頭210可具有復(fù)數(shù)個(gè)氣體通道212,由上游側(cè)218通過(guò)噴頭210至下游側(cè)220。噴頭 210的下游側(cè)220是處理過(guò)程中噴頭面對(duì)基板206的那側(cè)。
[0029] 噴頭210自基板206橫跨處理空間216而置于處理腔室200中。噴頭210后方存在有 氣室214。氣室214介于噴頭210與背板202之間。
[0030] 可由功率源224提供功率給噴頭210,功率源224透過(guò)供給線226耦接至背板202。一 實(shí)施例中，功率源224可包括RF功率源。顯示的實(shí)施例中，供給線226在對(duì)應(yīng)于背板202的實(shí) 質(zhì)中心的位置耦接至背板202?？衫斫夤β试?24也可在其他位置處耦接至背板202。
[0031] 可由氣源234傳送處理氣體通過(guò)背板202至處理腔室200。來(lái)自氣源234的氣體在到 達(dá)處理腔室200之前可移動(dòng)通過(guò)遠(yuǎn)端等離子體源228。一實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)端等離子體源228 的處理氣體用于沉積，因此不在遠(yuǎn)端等離子體源228中點(diǎn)燃成等離子體。另一實(shí)施例中，來(lái) 自氣源234的氣體可在遠(yuǎn)端等離子體源228中被點(diǎn)燃成等離子體并接著送至處理腔室200。 來(lái)自遠(yuǎn)端等離子體源228的等離子體可清潔處理腔室200及腔室中的暴露部件。此外，等離 子體可清潔冷卻塊230與扼流器或電阻器232,氣體在經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)端等離子體源228之后流過(guò)這 些冷卻塊230與扼流器或電阻器232。
[0032] 在遠(yuǎn)端等離子體源228中點(diǎn)燃等離子體時(shí)，遠(yuǎn)端等離子體源228會(huì)變得非常熱。因 此，可將冷卻塊230置于扼流器或電阻器232與遠(yuǎn)端等離子體源228之間，以確保扼流器或電 阻器232不因遠(yuǎn)端等離子體源228的高溫而斷裂。
[0033] 可理解雖然已經(jīng)顯示兩個(gè)分隔的氣源234,但遠(yuǎn)端等離子體源228可共有相同的氣 源234。此外，雖然顯示遠(yuǎn)端等離子體源228耦接于各個(gè)氣源234與背板之間，但處理腔室200 可具有更多或更少遠(yuǎn)端等離子體源228與其耦接。
[0034]圖2B是圖2A的處理腔室200的概要剖面圖，顯示了RF電流路徑。RF電流具有"趨膚 效應(yīng)(skin effect)"，由此RF電流在導(dǎo)電體的外表面上移動(dòng)并僅穿透物體某一深度。因此， 對(duì)足夠厚的物體而言，物體內(nèi)部可具有零可偵測(cè)RF電流，同時(shí)外表面上流動(dòng)有RF電流并被 視為RF "熱"。
[0035] 箭頭"A"顯示RF電流由功率源224至噴頭210采取的路徑。RF電流由功率源224沿著 供給線226移動(dòng)。位置236上，RF電流碰見背板202并沿著背板202的背面流動(dòng)并向下至噴頭 210的下游面220。
[0036] 氣體在位置238處穿過(guò)背板202進(jìn)入處理腔室200。箭頭"B"顯示位置238(氣體進(jìn)入 處理腔室200處)與位置2