具有分隔的供氣管線的等離子體處理腔室及等離子體處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的實(shí)施方式大體涉及使用等離子體處理基板(諸如，太陽能電池板基板、平板基板，或者半導(dǎo)體基板)的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)通常用于在基板上沉積薄膜，所述基板為諸如半導(dǎo)體基板、太陽能電池板基板、液晶顯示器(LCD)基板，以及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器。PECVD通常是通過以下步驟完成的:將前驅(qū)物氣體引入到其中有基板設(shè)置在基板支撐件上的真空腔室中。所述真空腔室可耦接至遠(yuǎn)程等離子體腔室，所述遠(yuǎn)程等離子體腔室設(shè)置在真空腔室的外部，用于在清潔氣體進(jìn)入所述真空腔室之前將所述清潔氣體激勵(lì)(例如，激發(fā))成等離子體清潔氣體。所述前驅(qū)物氣體的部分通常被引導(dǎo)穿過所述遠(yuǎn)程等離子體腔室，以便用氣體狀態(tài)將所述前驅(qū)物氣體引入所述真空腔室。所述前驅(qū)物氣體隨后流動(dòng)到位于所述真空腔室的頂部附近的分配板處。通過從耦接到真空腔室的一或多個(gè)射頻(RF)源施加射頻(RF)功率到所述真空腔室，可以在所述真空腔室中激勵(lì)所述前驅(qū)物氣體。所述被激發(fā)的氣體發(fā)生反應(yīng)，從而在定位于溫度受控的基板支撐件上的基板表面上形成材料層。所述分配板通常是連接到射頻功率源，以及所述基板支撐件通常是連接到腔室主體，以提供射頻電流返回通路。
[0003]然而，用于形成所述層的一些前驅(qū)物氣體可在到達(dá)所述基板之前與其他前驅(qū)物氣體反應(yīng)。這些氣體之間的反應(yīng)傾向于在所述基板上形成顆粒，這種情況是不希望有的。因此，存在對(duì)具有預(yù)防所述前驅(qū)物氣體在沉積之前混合的供氣管線的PECVD腔室的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本文公開的實(shí)施方式大體涉及用于等離子體處理基板的方法和設(shè)備。更具體地，本文公開的實(shí)施方式提供具有分隔的供氣管線的等離子體處理腔室。
[0005]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了等離子體處理腔室。所述腔室包括第一前驅(qū)物源和第二前驅(qū)物源，以及第三前驅(qū)物源，所述第一前驅(qū)物源和第二前驅(qū)物源通過第一進(jìn)料管線和第二進(jìn)料管線耦接到設(shè)置在所述腔室上的遠(yuǎn)程等離子體源，所述第一前驅(qū)物源和所述第二前驅(qū)物源中的一者包含六甲基二硅氧烷流體，所述第三前驅(qū)物源包含含氟氣體并且通過與所述第一進(jìn)料管線和所述第二進(jìn)料管線分隔的第三進(jìn)料管線耦接到在所述遠(yuǎn)程等離子體源和所述腔室之間延伸的輸出導(dǎo)管。
[0006]在另一實(shí)施方式中，描述了等離子體處理系統(tǒng)。所述等離子體處理系統(tǒng)包括腔室、設(shè)置在所述腔室內(nèi)的第一電極，第一前驅(qū)物源和第二前驅(qū)物源，以及第三前驅(qū)物源，所述第一電極促進(jìn)所述腔室內(nèi)的等離子體產(chǎn)生并且可相對(duì)于所述腔室內(nèi)的第二電極移動(dòng)，所述第一前驅(qū)物源和所述第二前驅(qū)物源通過第一進(jìn)料管線和第二進(jìn)料管線耦接到設(shè)置在所述腔室上的遠(yuǎn)程等離子體源，以及所述第三前驅(qū)物源包含含氟氣體并且通過與所述第一進(jìn)料管線和所述第二進(jìn)料管線分隔的第三進(jìn)料管線耦接到在所述遠(yuǎn)程等離子體源和所述腔室之間延伸的輸出導(dǎo)管。
【附圖說明】
[0007]因此，可詳細(xì)地理解本公開案的實(shí)施方式的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，即上文簡(jiǎn)要概述的本文公開的實(shí)施方式的更具體描述可參照實(shí)施方式進(jìn)行，所述實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式圖示在附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本公開案的典型實(shí)施方式，且因此不應(yīng)被視為限制本公開案的范圍，因?yàn)楸竟_案可允許其他等效的實(shí)施方式。
[0008]圖1是等離子體處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意性剖視圖。
[0009]圖2A和圖2B是腔室主體的一部分分別在正視圖和頂視圖中的示意圖，示出了分隔的供氣管線的一個(gè)實(shí)施方式以及所述進(jìn)料管線與所述處理腔室的耦接。
[0010]圖3是分隔的供氣管線的另一實(shí)施方式的一部分的示意圖。
[0011]圖4A至圖4D是示出用于在圖2B中示出的凸緣的穿孔板的一個(gè)實(shí)施方式的多種視圖。
[0012]為了促進(jìn)理解，已盡可能使用相同元件符號(hào)指定各圖所共有的相同元件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施方式的元件和/或工藝步驟結(jié)構(gòu)可有利地并入其他實(shí)施方式中而無需進(jìn)一步敘述。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本文公開的實(shí)施方式大體涉及用于等離子體處理基板的方法和設(shè)備。更具體地，本文公開的實(shí)施方式提供具有分隔的供氣管線的等離子體處理腔室。本文描述的實(shí)施方式涉及用于通過提供沉積材料中顆粒的減少來增強(qiáng)等離子體形成以及將材料沉積到基板上的方法。在后續(xù)描述中，將參照PECVD腔室，但是應(yīng)當(dāng)理解的是本文的實(shí)施方式也可在其他腔室中實(shí)踐，僅舉例來說包括物理氣相沉積(PVD)腔室、蝕刻腔室、半導(dǎo)體處理腔室、太陽能電池處理腔室，以及有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED)處理腔室?？墒褂玫暮线m的腔室可購(gòu)自加利福尼亞州圣克拉拉市的AKT美國(guó)公司，該公司為應(yīng)用材料公司(AppliedMaterials, Inc)的子公司。應(yīng)當(dāng)理解的是本文論述的實(shí)施方式也可在購(gòu)自其他制造商的腔室中實(shí)踐。
[0014]本公開案的實(shí)施方式通常用于處理矩形的基板，諸如用于液晶顯示器或者平板的基板，以及用于太陽能電池板的基板。其他合適的基板可為圓形的，諸如半導(dǎo)體基板。用于處理基板的所述腔室通常包括基板傳送端口，所述基板傳送端口形成在所述腔室的側(cè)壁中以用于傳送所述基板。本文公開的實(shí)施方式可用于處理任何大小或形狀的基板。然而，在具有約15，600cm2的平面表面積的基板中，以及包括具有約90，OOOcm 2 (或更大的)的平面表面積的基板中，本文公開的實(shí)施方式提供獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
[0015]圖1是等離子體處理系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方式的示意性剖視圖。所述等離子體處理系統(tǒng)100配置用于使用等離子體處理大面積基板101以在所述大面積基板101上形成結(jié)構(gòu)和元件，以供液晶顯示器(IXD)、平板顯示、0LED，或者用于太陽電池陣列的光伏電池的制造中使用。所述基板101可為由金屬、塑膠、有機(jī)材料、硅、玻璃、石英或者聚合物，以及其他合適的材料形成的薄片。所述基板101可具有大于約I平方米的表面積，諸如大于約2平方米。在其它實(shí)施方式中，所述基板101可包含為約15，600cm2或更大的平坦表面積，所述面積為例如約90，OOOcm2 (或更大)的平面表面積。所述結(jié)構(gòu)可為薄膜晶體管或OLED結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)可包含多個(gè)順序沉積和遮罩階段。其他結(jié)構(gòu)可包括P-η結(jié)，以形成用于光伏電池的二極管。
[0016]所述等離子體處理系統(tǒng)100可配置成在所述大面積基板101上沉積多種材料，所述材料包括但不限于電介質(zhì)材料(例如，Si02、S1xNy，以及它們的衍生物或組合物)、半導(dǎo)電材料(例如，Si及Si的摻雜物)、阻擋層材料(例如，SiNx、S1xNy，或者它們的衍生物)，以及六甲基二硅氧烷(HMDSO)。用所述等離子體處理系統(tǒng)100形成或沉積到所述大面積基板上的電介質(zhì)材料和半導(dǎo)電材料的具體實(shí)例可包括外延硅、聚晶硅、非晶硅、微晶硅、硅鍺、鍺、二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅，它們的摻雜物(例如，B、P，或者As)，它們的衍生物或它們的組合。所述等離子體處理系統(tǒng)100還配置成接收氣體(諸如，氬氣、氫氣、氮?dú)?、氦氣，或者它們的組合)以用作凈化氣體或載氣(例如，Ar、H2、N2、He，它們的衍生物，或者它們的組合)。
[0017]如圖1所示，所述等離子體處理系統(tǒng)100通常包括腔室主體102，所述腔室主體102包括底部117a和側(cè)壁117b，所述底部117a和側(cè)壁117b至少部分地限定處理體積111。基板支撐件104設(shè)置在所述處理體積111中。所述基板支撐件104經(jīng)調(diào)適以在處理期間將所述基板101支撐在頂表面上。所述基板支撐件104耦接到致動(dòng)器138，所述致動(dòng)器138經(jīng)調(diào)適以至少垂直地移動(dòng)所述基板支撐件，從而來促進(jìn)所述基板101的傳送和/或調(diào)整在所述基板101和噴淋頭組件103之間的距離D。一或多個(gè)升降桿IlOa-1lOd可延伸穿過所述基板支撐件104。所述升降桿IlOa-1lOd經(jīng)調(diào)適以在用致動(dòng)器138