[發明專利]高密度等離子體增強化學氣相沉積腔室

在審

• 申請號: 201980050508.3
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN112534557A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 元泰景;李永東;高建德;桑杰伊·D·雅達夫;崔壽永;蘇希爾·安瓦爾
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683;H05H1/46;H01J37/32;H01L21/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本公開內容涉及用于沉積腔室的噴頭的方法和設備。在一個實施方式中，提供一種用于等離子體沉積腔室的噴頭，所述噴頭包括：多個穿孔磚，每個穿孔磚耦接于多個支撐構件中的一者或多者；和位于噴頭內的多個電感耦合器，其中所述多個電感耦合器中的一個電感耦合器對應于所述多個穿孔磚中的一者，其中這些支撐構件將前驅物氣體提供到在這些電感耦合器和這些穿孔磚之間形成的容積。

背景

領域

本公開內容實施方式總體涉及一種用于處理大面積基板的設備。更具體而言，本公開內容的實施方式涉及一種用于裝置制造的化學氣相沉積系統。

相關技術的說明

在太陽能面板或平板顯示器的制造中，采用許多工藝在例如半導體基板、太陽能面板基板、和液晶顯示器(LCD)和/或有機發光二極管(OLED)基板的基板上沉積薄膜，以在基板上形成電子器件。一般通過將前驅物氣體引入到具有在溫度受控基板支撐件上的基板的真空腔室中來完成沉積。一般引導前驅物氣體通過位于真空腔室頂部附近的氣體分配板。通過從耦接到腔室的一個或多個RF源向設置在腔室中的導電噴頭施加射頻(RF)功率，可將真空腔室中的前驅物氣體激發(例如激活)成等離子體。被激活的氣體反應而在基板的表面上形成材料層，所述基板位于溫度受控的基板支撐件上。

現在，用于形成電子器件的基板的尺寸通常在表面積上超過1平方米。跨這些基板的膜厚度均勻難以實現。隨著基板尺寸增大，膜厚度均勻變得甚至更加困難。傳統上，在常規腔室中形成等離子體，用于離子化氣體原子并且形成沉積氣體的自由基，這對于使用電容耦合電極布置來在這種尺寸的基板上沉積膜層是有用的。近來，正在探索過去曾用于在圓形基板或晶片上進行沉積的電感耦合等離子體布置的利益，來用于在這些大基板的沉積工藝中使用。然而，電感耦合利用介電材料作為結構支撐部件，而這些材料不具有承受結構負載(此負載由于在這些材料的大氣壓側抵靠腔室的大面積結構部分的一側存在大氣壓力而產生)和在這些材料的另一側上的真空壓力條件(如在用于這些大基板的常規腔室中使用的)的結構強度。因此，已針對大面積基板等離子體工藝開發電感耦合等離子體系統。然而，例如跨大基板的沉積厚度均勻性的工藝均勻性是不理想的。

因此，需要用于在大面積基板上使用的電感耦合等離子體源，經配置以改善跨基板沉積表面的膜厚度均勻性。

概述

本公開內容的實施方式包括用于噴頭的方法和設備，和具有噴頭的等離子體沉積腔室，所述等離子體沉積腔室能夠在大面積基板上形成一層或多層膜。

在一個實施方式中，提供一種用于等離子體沉積腔室的噴頭，所述噴頭包括：多個穿孔磚，每個穿孔磚耦接于多個支撐構件中的一者或多者；和位于噴頭內的多個電感耦合器，其中所述多個電感耦合器中的一個電感耦合器對應于所述多個穿孔磚中的一者，其中這些支撐構件將前驅物氣體提供到在這些電感耦合器與這些穿孔磚之間形成的容積。

在另一實施方式中，提供一種等離子體沉積腔室，所述等離子體沉積腔室包括：噴頭，具有多個穿孔磚；電感耦合器，對應于所述多個穿孔磚中的一者或多者；和多個支撐構件，用于支撐這些穿孔磚中的每一者，其中這些撐構件中的一者或多者將前驅物氣體提供到在這些電感耦合器與這些穿孔磚之間形成的容積。

在另一實施方式中，提供一種等離子體沉積腔室，包括：噴頭，具有多個穿孔磚，每個穿孔磚耦接于多個支撐構件中的一者或多者；多個介電板，所述多個介電板中的一者對應于所述多個穿孔磚中的一者；和多個電感耦合器，其中所述多個電感耦合器中的一個電感耦合器對應于所述多個介電板中的一者，其中這些支撐構件將前驅物氣體提供到在這些電感耦合器與這些穿孔磚之間形成的容積。

在另一實施方式中，公開一種用于在基板上沉積膜的方法，所述方法包括：使前驅物氣體流動到噴頭的多個氣體容積，這些氣體容積中的每一者包括穿孔磚和電感耦合器，所述電感耦合器與相應氣體容積電連通；和改變進入這些氣體容積的每一者中的前驅物氣體的流量。