[发明专利]用于产生等离子体的电极、具有该电极的等离子体室和用于原位分析或原位处理层或等离子体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生等离子体的电极、具有所述电极的等离子体室和用于对层或等离子体进行原位分析或原位处理的方法。

背景技术

从Li等人（Li,Y.M.,Ilsin A.N.,Ngyuen H.V., Wronski C.R., Collins R.W. (1991)，Real-Time-Spectroscopic Ellipsometry Determination of the Evolution of Amorphous-Semiconductor Optical Functions, Bandgap, and Micrsotructure. Journal of Non-Crystalline Solids, Vol.137,787-790）已知在等离子体支持的化学气相沉积（英语：plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD)，等离子体增强的化学蒸镀沉积）期间对无定形层的原位特征化。作为方法，这些作者在光的入射角为70o的条件下使用光谱椭圆测量。缺点是，使用该方法和所应用的椭圆测量计只能对层特性做出比较有限的说明。

Wagner等人（Wagner V.,Drews,D., Esser, D.R., Zahn, T., Geurts, J.,和W.Richter,Raman monitoring of semiconductor growth, J.Appl.Phys.75,7330）描述了在用分子射线外延沉积的层上的原位拉曼光谱分析。该方法和所使用的设备的结构具有以下缺点，即它们不能不被所使用的沉积方法的类型限制地应用。

由Dingemans等人（Dingemans,G.; van den Donker,M.N.; Hrunski,D.; Gordijn,A.; Kessels,W.M.M.; van de Sanden,M.C.M.(2007)，In-Situ Film Transmittance Using the Plasma as Light Source: A Case Study of Thin Silicon Film Deposition in the Microcrystaline Growth Regime, Proceedings of the 22^nd EUPVSEC (European Photovoltaic Solar Energy Conference), Milan/Italy,03.09.2007-07.09.2007，1855-1858页）已知对等离子体室的等离子体原位地执行光学发射光谱分析。为此在等离子体室的反电极中存在光学通孔，利用所述光学通孔可以直接穿过衬底检查等离子体。缺点是该设备也不适用于收集广泛的信息用于该方法。

发明内容

本发明的任务是在等离子体室中提供用于产生等离子体的电极，所述电极可以既与所使用的诸如PECVD、MOVPE的沉积方法无关又与所选择的诸如拉曼光谱分析和光学发射光谱分析的检查方法无关地普遍采用。

本发明的另一个任务是提供等离子体室，利用该等离子体室与层的制造方法无关地原位实现很多检查方法。

本发明的另一个任务是说明一种方法，利用该方法可以原位地在制造方法进行期间执行待沉积层的分析以及处理气体的分析。

该任务通过根据独立权利要求的rf电极、具有这种电极的等离子体室和通过根据并列权利要求的方法解决。有利的设计从相应的从属权利要求中得到。

根据本发明涉及用于借助高频电压产生等离子体的rf电极。等离子体例如可以用于半导体层的沉积或者用于半导体层的等离子体蚀刻。在第一种情况下，将诸如SiH₄或H₂的气体导入等离子体室中，并且在第二种情况下将诸如NF₃的气体导入等离子体室中。

rf电极根据本发明的特征在于，rf电极包括光学通孔。该光学通孔有利地保证既到达等离子体室本身又穿过等离子体室一直到达设置在反电极（也称为地电极）上的衬底的光学通路。由此保证了通过本发明rf电极的光学通孔的射线光路的贯通。由此有利地引起在等离子体燃烧期间实现对衬底以及在衬底上生长的层的分析以及处理。特别有利的是，通过在rf电极中设置光学通孔引起在等离子体室中也可以就气体组成来检查等离子体本身并且事后调节该气体组成。

由此在选择检查方法和处理方法时达到最大程度的自由。