專利名稱：等離子體處理設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例大致關(guān)于處理腔室，其功率供應(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)：
隨著較大平板顯示器與太陽能面板的需求持續(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，有時需要較高的RF電流以補償RF電流的消散(隨 著RF電流移動離開RF源而發(fā)生)。一種沉積材料于平板顯示器或太陽能面板的基板上的 方法是等離子體增強化學(xué)汽相沉積(PECVD)。等離子體增強化學(xué)汽相沉積中，可透過噴頭將 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電流也對應(yīng)地增加。隨著RF電流的增加，氣體經(jīng)過噴頭之前的氣體過早分 解以及噴頭上方寄生等離子體形成的可能性提高。因此，技藝中需要允許傳送足夠RF電流同時減少寄生等離子體形成的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大致包括PECVD處理腔室，其具有在與氣源分隔位置處耦接至背板的RF功 率源。通過在與RF功率分隔位置處供給氣體進入處理腔室，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)個位置供給氣體至腔室。各個位置上，氣源可通過遠端等 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。一實施例中，揭露等離子體處理設(shè)備。設(shè)備包括處理腔室，其具有氣體分配板與大 致矩形背板；一或多個功率源，在一或多個第一位置處耦接至背板；及一或多個氣源，在三 個其他位置處耦接至背板，三個其他位置各自與一或多個第一位置有所分隔。三個位置的 第一個置于背板的兩個平行側(cè)邊之間實質(zhì)相等距離處。另一實施例中，揭露等離子體增強化學(xué)汽相沉積設(shè)備。設(shè)備包括處理腔室，其具有 穿過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并與其有所間隔的背板。背板可具有在三個位置穿過其的 三個開口。可將三個位置的第一位置比其他兩個位置更遠于狹縫閥開口而配置。設(shè)備還可 包括一或多個氣源，在三個位置處耦接至背板；及RF功率源，在與三個位置有所間隔的位 置處耦接至背板。另一實施例中，揭露一方法。方法包括透過第一位置將處理氣體導(dǎo)入腔室、點燃處 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)入一或多個遠端等離 子體源、在一或多個遠端等離子體源中點燃清潔氣體成等離子體、并透過第一位置和至少 一與第一位置分隔的其他位置由遠端點燃的清潔氣體等離子體將自由基流入腔室。


為了更詳細地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實施例(某些描繪于附圖中)來理解本發(fā)明簡短概述于上的特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施例而因此 不被視為其范圍的限制因素，因為本發(fā)明可允許其他等效實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例耦合至處理腔室100的功率源102與氣源104的概要 圖示。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一實施例的處理腔室200的概要剖面圖。圖2B是顯示RF電流路徑的圖2A處理腔室200的概要剖面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的處理腔室300的背板302的概要等角圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的遠端等離子體源與處理腔室之間耦合的概要圖示。圖5是根據(jù)一實施例的處理腔室500的背板502的概要等角圖。圖6是根據(jù)一實施例顯示氣體導(dǎo)入通道對應(yīng)位置的基板支撐件的概要俯視圖。圖7是根據(jù)另一實施例的設(shè)備700的概要俯視圖。圖8是根據(jù)另一實施例的設(shè)備800的概要俯視圖。圖9是根據(jù)另一實施例的設(shè)備900的概要俯視圖。為了助于理解，已經(jīng)盡可能應(yīng)用相同元件符號來代表圖示中共有的相同元件?？?思及一實施例揭露的元件可有利地用于其他實施例而不必特別注明。
具體實施例方式本發(fā)明大致包括PECVD處理腔室，其具有在與氣源分隔位置處耦接至背板的RF功 率源。通過在與RF功率分隔位置處供給氣體進入處理腔室，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)個位置供給氣體至腔室。各個位置上，氣源可通過遠端等 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。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)。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實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108A、108B。需理解雖然已經(jīng)顯示兩個位置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?？蓱?yīng)用單一位置108A、108B?；蛘撸蓱?yīng)用超過兩個位置 108A、108B。當(dāng)復(fù)數(shù)個位置108A、108B用來耦接氣源104至處理腔室100時，可流至處理腔 室100復(fù)數(shù)個位置108A、108B的氣體來自相同氣源104。一實施例中，氣體流至處理腔室 100的各個位置108A、108B可具有其本身專屬氣源104。也應(yīng)理解雖然顯示單一位置106來耦接功率源102至處理腔室100，但可在復(fù)數(shù) 個位置106耦接功率源102至處理腔室100。一實施例中，功率源102可包括RF功率源。 此外，雖然顯示功率源102在對應(yīng)于處理腔室100的實質(zhì)中心的位置106處耦接至處理腔 室100，但功率源102可在非對應(yīng)于處理腔室100的實質(zhì)中心的位置106處耦接至處理腔室 100。雖然顯示氣源104在位置108A、108B (置于實質(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。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一實施例的處理腔室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對面。基板206可置于基座204上?；?06可透過狹縫閥開口 222進入處理 腔室200?？捎苫?04來提高與降低基板206以處理、移除與/或插入基板206。噴頭210可具有復(fù)數(shù)個氣體通道212，由上游側(cè)218通過噴頭210至下游側(cè)220。 噴頭210的下游側(cè)220是處理過程中噴頭面對基板206的那側(cè)。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。可由功率源224提供功率給噴頭210，功率源224透過供給線226耦接至背板202。 一實施例中，功率源224可包括RF功率源。顯示的實施例中，供給線226在對應(yīng)于背板202 的實質(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。可由氣源234傳送處理氣體通過背板202至處理腔室200。來自氣源234的氣體 在到達處理腔室200之前可移動通過遠端等離子體源228。一實施例中，經(jīng)過遠端等離子體 源228的處理氣體用于沉積，因此不在遠端等離子體源228中點燃成等離子體。另一實施 例中，來自氣源234的氣體可在遠端等離子體源228中被點燃成等離子體并接著送至處理 腔室200。來自遠端等離子體源228的等離子體可清潔處理腔室200及其中暴露部件。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)過遠端等離子體源228之 后流過這些冷卻塊230與扼流器或電阻器232。 在遠端等離子體源228中點燃等離子體時，遠端等離子體源228會變得非常熱。因 此，可將冷卻塊230置于扼流器或電阻器232與遠端等離子體源228之間，以確保扼流器或 電阻器232不因遠端等離子體源228的高溫而斷裂?？衫斫怆m然已經(jīng)顯示兩個分隔的氣源234，但遠端等離子體源228可共有相同的 氣源234。此外，雖然顯示遠端等離子體源228耦接于各個氣源234與背板之間，但處理腔 室200可具有更多或更少遠端等離子體源228與其耦接。圖2B是圖2A的處理腔室200的概要剖面圖，其顯示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并僅穿透物體某一深度。 因此，對足夠厚的物體而言，物體內(nèi)部可具有零可偵測RF電流，同時外表面具有流于其上 的RF電流并被視為RF “熱”。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。位置236上，RF電流碰見背板202并沿著背板202的背面流動并向 下至噴頭210的下游面220。氣體在位置238處穿過背板202進入處理腔室200。箭頭“B”顯示位置238 (氣 體進入處理腔室200處)與位置236 (RF電流碰到背板202處)之間的距離。隨著RF電流 移動，其會傾向消散。換句話說，相對于更向下游線路的功率水平而言，離開功率源224的 RF電流具有較高的功率水平。圖2B顯示的實施例中，相對于沿著背板202流動通過位置 238 (氣體進入處理腔室200處)的RF電流而言，位置236的RF電流具有較高的功率水平。 由于位置238的功率量低于位置236，可減少在包含進入處理腔室200的氣體的管240中點燃氣體的可能性。因為管240中處理氣體點燃的可能性減少，可降低管238、扼流器或電阻 器232、冷卻塊230、遠端等離子體源228以及噴頭210后的氣室214中的寄生等離子體形 成。一實施例中，管240可包括陶瓷材料。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的處理腔室300的背板302的概要等角圖。可通過在 位置324處耦接RF功率源304至背板302而供應(yīng)RF功率至腔室300。雖然已經(jīng)顯示位置 324對應(yīng)背板302的實質(zhì)中心，但可理解位置324可位于背板324上許多其他點。此外，可 同時應(yīng)用超過一個位置324。相同氣源308可供應(yīng)氣體至處理腔室300?？衫斫怆m然顯示單一氣源308，但可應(yīng) 用多個氣源308?？赏高^氣體管310將來自氣源308的氣體供應(yīng)至遠端等離子體源306。 可理解雖然顯示四個遠端等離子體源306，但可應(yīng)用更多或更少的遠端等離子體源306。此 外，雖然顯示遠端等離子體源306置于背板302上，但可將遠端等離子體源306置于鄰接背 板302處。來自氣源308的氣體經(jīng)過氣體管310至遠端等離子體源306。若處理腔室300運作 于清潔模式中，可將遠端等離子體源306中的氣體點燃成等離子體并供給通過冷卻塊314 與扼流器或電阻器322至處理腔室300。然而，若處理腔室運作于沉積模式中，氣體將通過 遠端等離子體源306而不點燃成等離子體。未點燃等離子體的情況下，清潔氣體以非_等 離子體狀態(tài)進入處理腔室并造成無效率的清潔。若一遠端等離子體源306失效或不有效運轉(zhuǎn)，則可關(guān)閉遠端等離子體源306。若 其他遠端等離子體源306如所欲般運作，則流過無運行的遠端等離子體源306進入處理腔 室300的清潔氣體在進入處理腔室300之前不會點燃。上述情景中，處理腔室300無法有 效地進行清潔。表 I
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理設(shè)備，其至少包括 處理腔室，具有氣體分配噴頭與大致矩形背板；一或多個功率源，在一或多個第一位置耦接至該背板；及一或多個氣源，在三個其他位置耦接至該背板，該三個其他位置各自與該一或多個第 一位置分隔，其中該三個位置之一置于第二位置，該第二位置與該背板的兩個平行側(cè)邊之 間有實質(zhì)相等距離。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該設(shè)備是等離子體增強化學(xué)汽相沉積設(shè)備。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該一或多個功率源包括復(fù)數(shù)個各自在分隔位置耦接 至該背板的功率源。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該三個位置以實質(zhì)相等距離與該第一位置間隔并以 約120度相互間隔。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括耦接至該至少一氣源的一或多個遠端等離子體源。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該一或多個遠端等離子體源包括三個遠端等離子體源。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括穿過該處理腔室的第一壁的狹縫閥開口。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中該第二位置配置為比該一或多個第一位置更遠離該 狹縫閥開口。
9.一種等離子體增強化學(xué)汽相沉積設(shè)備，其至少包括 處理腔室，具有穿過至少一壁的狹縫閥開口 ；氣體分配噴頭，置于該處理腔室中并與基板支撐件有所間隔； 背板，置于該氣體分配噴頭后并與該氣體分配噴頭有所間隔，該背板具有在三個位置 穿過該背板的三個開口，其中該三個位置的一個位置配置為比其他兩個位置更遠離該狹縫 閥開口 ；一或多個氣源，在該三個位置耦接至該背板；及 一或多個RF功率源，在與該三個位置間隔的位置耦接至該背板。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中該一或多個RF功率源包括一個在該背板的實質(zhì)中 心耦接至該背板的RF功率源。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中該三個位置各自配置為與該背板的中心相隔實質(zhì) 相等徑向距離。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該三個位置相互間隔約120度。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括在該三個位置的每個耦接至該背板的遠端等離 子體源。
14.一種方法，依序包括透過第一位置將處理氣體導(dǎo)入腔室； 點燃該處理氣體成等離子體； 沉積材料于基板上；將清潔氣體導(dǎo)入一或多個遠端等離子體源； 在該一或多個遠端等離子體源中點燃該清潔氣體成等離子體；及透過該第一位置和至少一個與該第一位置分隔的第二位置自該遠端點燃的清潔氣體 等離子體將自由基流動進入該腔室。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該腔室具有穿過該腔室的第一壁的狹縫閥開口， 而該自由基流過的第二位置比該第一位置更接近該狹縫閥開口。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該方法是等離子體增強化學(xué)汽相沉積方法。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該腔室具有背板，該點燃的清潔氣體自由基與該 處理氣體是經(jīng)由該背板導(dǎo)入的，且其中該第一位置與該背板的實質(zhì)中心有所間隔。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該至少一其他位置包括兩個位置，且其中該兩個 位置和該第一位置與該背板的實質(zhì)中心有實質(zhì)相等間隔。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該兩個位置與該第一位置相互間隔約120度。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在與該第一位置間隔的位置施加RF電偏壓至該 腔室中的電極。全文摘要
本發(fā)明大致包括等離子體增強化學(xué)汽相沉積處理腔室，其具有在與氣源分隔位置處耦接至背板的RF功率源。通過在與RF功率分隔位置處供給氣體進入處理腔室，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)個位置供給氣體至腔室。各個位置上，氣源經(jīng)過遠端等離子體源以及RF扼流器或RF電阻器而供給氣體至處理腔室。
文檔編號H01L21/205GK101999158SQ200980112599
公開日2011年3月30日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月12日
發(fā)明者古田學(xué), 崔壽永, 崔永鎮(zhèn), 樸范洙, 約翰·M·懷特, 羅賓·L·泰內(nèi), 蘇希爾·安瓦爾 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司