[发明专利]高密度等离子体增强化学气相沉积腔室

说明书

本公开内容涉及用于沉积腔室的喷头的方法和设备。在一个实施方式中，提供一种用于等离子体沉积腔室的喷头，所述喷头包括：多个穿孔砖，每个穿孔砖耦接于多个支撑构件中的一者或多者；和位于喷头内的多个电感耦合器，其中所述多个电感耦合器中的一个电感耦合器对应于所述多个穿孔砖中的一者，其中这些支撑构件将前驱物气体提供到在这些电感耦合器和这些穿孔砖之间形成的容积。

背景

领域

本公开内容实施方式总体涉及一种用于处理大面积基板的设备。更具体而言，本公开内容的实施方式涉及一种用于装置制造的化学气相沉积系统。

相关技术的说明

在太阳能面板或平板显示器的制造中，采用许多工艺在例如半导体基板、太阳能面板基板、和液晶显示器(LCD)和/或有机发光二极管(OLED)基板的基板上沉积薄膜，以在基板上形成电子器件。一般通过将前驱物气体引入到具有在温度受控基板支撑件上的基板的真空腔室中来完成沉积。一般引导前驱物气体通过位于真空腔室顶部附近的气体分配板。通过从耦接到腔室的一个或多个RF源向设置在腔室中的导电喷头施加射频(RF)功率，可将真空腔室中的前驱物气体激发(例如激活)成等离子体。被激活的气体反应而在基板的表面上形成材料层，所述基板位于温度受控的基板支撑件上。

现在，用于形成电子器件的基板的尺寸通常在表面积上超过1平方米。跨这些基板的膜厚度均匀难以实现。随着基板尺寸增大，膜厚度均匀变得甚至更加困难。传统上，在常规腔室中形成等离子体，用于离子化气体原子并且形成沉积气体的自由基，这对于使用电容耦合电极布置来在这种尺寸的基板上沉积膜层是有用的。近来，正在探索过去曾用于在圆形基板或晶片上进行沉积的电感耦合等离子体布置的利益，来用于在这些大基板的沉积工艺中使用。然而，电感耦合利用介电材料作为结构支撑部件，而这些材料不具有承受结构负载(此负载由于在这些材料的大气压侧抵靠腔室的大面积结构部分的一侧存在大气压力而产生)和在这些材料的另一侧上的真空压力条件(如在用于这些大基板的常规腔室中使用的)的结构强度。因此，已针对大面积基板等离子体工艺开发电感耦合等离子体系统。然而，例如跨大基板的沉积厚度均匀性的工艺均匀性是不理想的。

因此，需要用于在大面积基板上使用的电感耦合等离子体源，经配置以改善跨基板沉积表面的膜厚度均匀性。

概述

本公开内容的实施方式包括用于喷头的方法和设备，和具有喷头的等离子体沉积腔室，所述等离子体沉积腔室能够在大面积基板上形成一层或多层膜。

在一个实施方式中，提供一种用于等离子体沉积腔室的喷头，所述喷头包括：多个穿孔砖，每个穿孔砖耦接于多个支撑构件中的一者或多者；和位于喷头内的多个电感耦合器，其中所述多个电感耦合器中的一个电感耦合器对应于所述多个穿孔砖中的一者，其中这些支撑构件将前驱物气体提供到在这些电感耦合器与这些穿孔砖之间形成的容积。

在另一实施方式中，提供一种等离子体沉积腔室，所述等离子体沉积腔室包括：喷头，具有多个穿孔砖；电感耦合器，对应于所述多个穿孔砖中的一者或多者；和多个支撑构件，用于支撑这些穿孔砖中的每一者，其中这些撑构件中的一者或多者将前驱物气体提供到在这些电感耦合器与这些穿孔砖之间形成的容积。

在另一实施方式中，提供一种等离子体沉积腔室，包括：喷头，具有多个穿孔砖，每个穿孔砖耦接于多个支撑构件中的一者或多者；多个介电板，所述多个介电板中的一者对应于所述多个穿孔砖中的一者；和多个电感耦合器，其中所述多个电感耦合器中的一个电感耦合器对应于所述多个介电板中的一者，其中这些支撑构件将前驱物气体提供到在这些电感耦合器与这些穿孔砖之间形成的容积。

在另一实施方式中，公开一种用于在基板上沉积膜的方法，所述方法包括：使前驱物气体流动到喷头的多个气体容积，这些气体容积中的每一者包括穿孔砖和电感耦合器，所述电感耦合器与相应气体容积电连通；和改变进入这些气体容积的每一者中的前驱物气体的流量。