等离子体处理设备与方法
【专利说明】等禹子体处理设备与方法
[00011本申请是申请号为200980112599.5的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明实施例大致关于处理腔室，所述处理腔室的功率供应在与气体供应分隔位 置处耦接至处理腔室。
【背景技术】
[0003] 随着较大平板显示器与太阳能面板的需求持续增加，因此基板与处理腔室的尺寸 必然得提高。随着处理腔室尺寸提高，有时需要较高的RF电流以补偿RF电流的消散(随着RF 电流移动离开RF源而发生）。一种沉积材料于平板显示器或太阳能面板的基板上的方法是 等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)。等离子体增强化学汽相沉积中，可透过喷头将处理气 体导入处理腔室并由施加至喷头的RF电流点燃成等离子体。随着基板尺寸提高，施加至喷 头的RF电流也对应地增加。随着RF电流的增加，气体经过喷头之前的气体过早分解以及喷 头上方寄生等离子体形成的可能性提高。
[0004] 因此，技艺中需要允许传送足够RF电流同时减少寄生等离子体形成的设备。
【发明内容】
[0005] 本发明大致包括PECVD处理腔室，所述处理腔室具有RF功率源，该RF功率源在与气 源分隔位置处耦接至背板。通过在与RF功率分隔位置处供给气体进入处理腔室，可减少通 到处理腔室的气体管中形成寄生等离子体。可在复数个位置供给气体至腔室。各个位置上， 气源可通过远端等离子体源以及RF扼流器或RF电阻器而供给气体至处理腔室。
[0006] -实施例中，揭露等离子体处理设备。设备包括处理腔室，所述处理腔室具有气体 分配板与大致矩形背板;一或多个功率源，在一或多个第一位置处耦接至背板;及一或多个 气源，在三个其他位置处耦接至背板，三个其他位置各自与一或多个第一位置有所分隔。三 个位置的第一个置于背板的两个平行侧边之间实质相等距离处。
[0007] 另一实施例中，揭露等离子体增强化学汽相沉积设备。设备包括处理腔室，所述处 理腔室具有穿过至少一壁的狭缝阀开口；及气体分配喷头，置于处理腔室中并与基板支撑 件有所间隔。设备还包括置于气体分配喷头后的背板，所述背板和所述气体分配喷头有所 间隔。背板可具有在三个位置穿过该背板的三个开口。可将三个位置的第一位置比其他两 个位置更远于狭缝阀开口而配置。设备还可包括一或多个气源，在三个位置处耦接至背板； 及RF功率源，在与三个位置有所间隔的位置处耦接至背板。
[0008] 另一实施例中，揭露一方法。方法包括透过第一位置将处理气体导入腔室、点燃处 理气体成等离子体、并沉积材料于基板上。方法还包括将清洁气体导入一或多个远端等离 子体源、在一或多个远端等离子体源中点燃清洁气体成等离子体、并透过第一位置和至少 一与第一位置分隔的其他位置由远端点燃的清洁气体等离子体将自由基流入腔室。
【附图说明】
[0009] 为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中）来理解 本发明简短概述于上的特定描述。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例而因此不 被视为发明范围的限制因素，因为本发明可允许其他等效实施例。
[0010] 图1是根据本发明一实施例耦合至处理腔室1〇〇的功率源102与气源104的概要图 不。
[0011]图2A是根据本发明一实施例的处理腔室200的概要剖面图。
[0012]图2B是显示RF电流路径的图2A处理腔室200的概要剖面图。
[0013]图3是根据本发明一实施例的处理腔室300的背板302的概要等角图。
[0014] 图4是根据本发明一实施例的远端等离子体源与处理腔室之间耦合的概要图示。
[0015] 图5是根据一实施例的处理腔室500的背板502的概要等角图。
[0016] 图6是根据一实施例显示气体导入通道对应位置的基板支撑件的概要俯视图。
[0017] 图7是根据另一实施例的设备700的概要俯视图。
[0018]图8是根据另一实施例的设备800的概要俯视图。
[0019]图9是根据另一实施例的设备900的概要俯视图。
[0020]为了助于理解，已经尽可能应用相同元件符号来代表图示中共有的相同元件。可 思及一实施例揭露的元件可有利地用于其他实施例而不必特别注明。
【具体实施方式】
[0021] 本发明大致包括PECVD处理腔室，所述处理腔室具有RF功率源，该RF功率源在与气 源分隔位置处耦接至背板。通过在与RF功率分隔位置处供给气体进入处理腔室，可减少通 到处理腔室的气体管中形成寄生等离子体。可在复数个位置供给气体至腔室。各个位置上， 气源可通过远端等离子体源以及RF扼流器或RF电阻器而供给气体至处理腔室。
[0022] 参照处理大面积基板的化学汽相沉积系统例示性地描述本发明于下，例如得自 Applied Materials，Inc.(Santa Clara, California)的分公司 AKT America, Inc.的PECVD 系统。然而，应当理解设备与方法可用于其他系统结构中，包括那些设以处理圆形基板的系 统。
[0023]图1是根据本发明一实施例耦接至处理腔室100的功率源102与气源104的概要图 示。如图1中所示，功率源102在位置106耦接至处理腔室100,位置106不同于气源104耦接至 处理腔室100的位置1〇8Α、108Β。
[0024] 需理解虽然已经显示两个位置108A、108B耦接气源104至处理腔室100,但位置 108A、108B的数目并不限于两个。可应用单一位置108A、108B。或者，可应用超过两个位置 108A、108B。当复数个位置108A、108B用来耦接气源104至处理腔室100时，可流至处理腔室 100复数个位置108AU08B的气体来自相同气源104。一实施例中，气体流至处理腔室100的 各个位置108A、108B可具有其本身专属的气源104。
[0025] 也应理解虽然显示单一位置106来耦接功率源102至处理腔室100,但可在复数个 位置106耦接功率源102至处理腔室100。一实施例中，功率源102可包括RF功率源。此外，虽 然显示功率源102在对应于处理腔室100的实质中心的位置106处耦接至处理腔室100,但功 率源102可在非对应于处理腔室100的实质中心的位置106处耦接至处理腔室100。
[0026] 虽然显示气源104在位置108A、108B(置于实质离开处理腔室的中心）处耦接至处 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 至处理腔室100之处)更接近处理腔室100的中心。
[0027]图2A是根据本发明一实施例的处理腔室200的概要剖面图。处理腔室200是PECVD 腔室。处理腔室200具有腔室主体208。腔室主体中，可配置基座204坐落于气体分配喷头210 对面。基板206可置于基座204上。基板206可透过狭缝阀开口 222进入处理腔室200。可由基 座204来提高与降低基板206以处理、移除与/或插入基板206。
[0028] 喷头210可具有复数个气体通道212,由上游侧218通过喷头210至下游侧220。喷头 210的下游侧220是处理过程中喷头面对基板206的那侧。
[0029] 喷头210自基板206横跨处理空间216而置于处理腔室200中。喷头210后方存在有 气室214。气室214介于喷头210与背板202之间。
[0030] 可由功率源224提供功率给喷头210,功率源224透过供给线226耦接至背板202。一 实施例中，功率源224可包括RF功率源。显示的实施例中，供给线226在对应于背板202的实 质中心的位置耦接至背板202。可理解功率源224也可在其他位置处耦接至背板202。
[0031] 可由气源234传送处理气体通过背板202至处理腔室200。来自气源234的气体在到 达处理腔室200之前可移动通过远端等离子体源228。一实施例中，经过远端等离子体源228 的处理气体用于沉积，因此不在远端等离子体源228中点燃成等离子体。另一实施例中，来 自气源234的气体可在远端等离子体源228中被点燃成等离子体并接着送至处理腔室200。 来自远端等离子体源228的等离子体可清洁处理腔室200及腔室中的暴露部件。此外，等离 子体可清洁冷却块230与扼流器或电阻器232,气体在经过远端等离子体源228之后流过这 些冷却块230与扼流器或电阻器232。
[0032] 在远端等离子体源228中点燃等离子体时，远端等离子体源228会变得非常热。因 此，可将冷却块230置于扼流器或电阻器232与远端等离子体源228之间，以确保扼流器或电 阻器232不因远端等离子体源228的高温而断裂。
[0033] 可理解虽然已经显示两个分隔的气源234,但远端等离子体源228可共有相同的气 源234。此外，虽然显示远端等离子体源228耦接于各个气源234与背板之间，但处理腔室200 可具有更多或更少远端等离子体源228与其耦接。
[0034]图2B是图2A的处理腔室200的概要剖面图，显示了RF电流路径。RF电流具有"趋肤 效应(skin effect)"，由此RF电流在导电体的外表面上移动并仅穿透物体某一深度。因此， 对足够厚的物体而言，物体内部可具有零可侦测RF电流，同时外表面上流动有RF电流并被 视为RF "热"。
[0035] 箭头"A"显示RF电流由功率源224至喷头210采取的路径。RF电流由功率源224沿着 供给线226移动。位置236上，RF电流碰见背板202并沿着背板202的背面流动并向下至喷头 210的下游面220。
[0036] 气体在位置238处穿过背板202进入处理腔室200。箭头"B"显示位置238(气体进入 处理腔室200处)与位置2