[实用新型]用于处理平板显示器衬底的化学气相沉积系统

说明书

技术领域

本实用新型实施例一般而言涉及清洗化学气相沉积室的方法。具体而言，本实用新型实施例涉及清洗用于处理大面积衬底的化学气相沉积室的方法。

背景技术

在集成电路和半导体器件制造期间，化学气相沉积(CVD)是沉积材料以在衬底上形成层的普遍使用的方法。化学气相沉积通常通过将气体输送至支撑在化学气相沉积室中的衬底支撑上的衬底而进行。该气体通过室中的气体分配组件输送至衬底。

在化学气相沉积期间，沉积材料还在室的部件(诸如气体分配组件)和室的内侧壁上形成。这些沉积材料在随后的处理期间会剥落，并且产生能够损害或毁坏室内衬底的部件的污染颗粒。因而，需要进行周期性的室清洗。

目前，室清洗的一种方法是使用远程等离子体源。远程等离子体源在室的外部将清洗气体解离成自由基或反应性物种。然后反应性物种流入室中以清洗室。通过远程产生反应性物种，室的内部没有暴露于解离该清洗气体所需的潜在损害的高电平功率。

已经观察到，使用远程等离子体源进行室清洗经常没有基于由远程等离子体源提供的预计解离率所期望的效率。由远程等离子体源产生的反应性物种能重新结合形成具有比该自由基低的清洗效率的分子。例如，清洗气体NF₃可产生氟自由基，氟自由基会重新结合形成F₂。

重新结合的程度能够通过比较在接收来自远程等离子体源(其中接通等离子体电源)气体的化学气相沉积室中所测压力和在接收来自远程等离子体源(其中关闭等离子体电源)气体的化学气相沉积室中所测压力而进行估计。当接通远程等离子体电源时，由于等离子体将一个分子分解成多个增加该室压力的反应性物种，所以在室内压力应当更高。例如，由于NF₃解离成1个氮原子和3个氟原子，接收来自接通等离子体电源以解离NF₃的远程等离子体源的气体的室的压力应当是接收来自远程等离子体源的未被解离的NF₃的室的压力的四倍。然而，使用目前的远程等离子体源和化学气相沉积室，接收来自接通等离子体电源以解离NF₃的远程等离子体源的气体的室的压力只有约为接收来自关闭等离子体电源的远程等离子体源的未被解离的NF₃的室的压力的2倍。因而，由于接收来自接通等离子体电源以解离NF₃的远程等离子体源的气体的室的压力约为所预期压力50％，显而易见，由于反应性物种的重新结合，反应性物种的近50％在室中损失了。

重新结合的一个原因是由化学气相沉积室的气体分配组件所提供的受限制的流动面积。气体分配组件通常包含许多非常小直径的孔，来自远程的等离子体源的反应性物种为了进入室的处理区，必须穿过该孔。在这样小的面积中，反应性物种比在更大的面积中更可能地碰撞并且重新结合。

重新结合所造成的低的室清洗效率增加清洗室所需的时间量，这减少了室的衬底的产量，并且增加了清洗室所需的清洗气体的成本。充分地清洗室的各部分(诸如室的边缘和角落)所需的额外的清洗时间，可能导致过度蚀刻对室的其他部分的损害。因而，仍存在对使用远程等离子体源更有效地清洗化学气相沉积室的方法和装置的需求。具体而言，仍存在对更有效地清洗用于处理大面积衬底(例如，1000mm×1000mm或更大的衬底，诸如平板显示器衬底)的化学气相沉积室的方法和装置的需求。

实用新型内容

本实用新型一般而言提供清洗诸如用于处理大面积衬底(诸如平板显示器衬底)的化学气相沉积室的化学气相沉积室的装置。在一个实施例中，用于处理平板显示器衬底的化学气相沉积系统包括化学气相沉积室。该化学气相沉积室包括室体、衬底支撑和气体分配组件，其中室体限定构造成将来自远程等离子体源的反应性物种经由气体分配组件提供至化学气相沉积室的处理区中的第一入口，并且该室体限定构造成将来自相同或不同的远程等离子体源的反应性物种绕过气体分配组件提供至化学气相沉积室的处理区中的一个或多个的入口。

在另一个实施例中，用于处理平板显示器衬底的化学气相沉积系统包括第一远程等离子体源和连接至该远程等离子体源的化学气相沉积室。化学气相沉积室包括室体、衬底支撑和气体分配组件，其中室体限定构造成将来自第一远程等离子体源的反应性物种经由气体分配组件提供至化学气相沉积室的处理区中的第一入口，并且该室体限定构造成将来自相同或不同的远程等离子体源的反应性物种绕过气体分配组件提供至化学气相沉积室的处理区中的第二入口。