[发明专利]用于CVD腔室清洗的远程诱导耦接的等离子体源

说明书

技术领域

本发明的实施方式主要涉及用于制造将被传输到处理腔室的等离子体的 远程等离子体源。

背景技术

等离子体处理用于多种器件制造应用中的多个制造步骤。对于太阳能电池 板或平板显示器，近来基板尺寸一直在增加。随着基板尺寸增加，需要更多的 等离子体。另外，在处理期间，材料可能沉积于处理腔室的暴露区域上。随着 材料积累，存在材料可能剥落并污染基板的危险。通过周期性地清洗处理腔室， 可从腔室去除不期望的沉积物以减少基板污染。

因为基板尺寸由于增长的需求而一直增加，并且在一些情形下，必不可少 地需要增加密度的等离子体以有效地清洗处理腔室。

因此，在现有技术中需要一种改进的远程等离子体源。

发明内容

本发明主要包括远程等离子体源和在远程等离子体源中产生等离子体的 方法。清洗气体可在远程位置被激发为等离子体并且随后提供到处理腔室。通 过在冷却RF线圈外部流动清洗气体，可在高压或低压下并且同时提供高RF 偏压到线圈来激发等离子体。冷却RF线圈可减少线圈的溅射并因此减少与清 洗气体等离子体一起被输送到处理腔室的不期望的污染物。减少线圈的溅射可 延长远程等离子体源的使用寿命。

在一个实施方式中，公开了一种远程等离子体源。该源包含：外壳；与所 述外壳耦接的气体入口；与所述外壳耦接的等离子体出口；设置在所述外壳内 的金属管道。该金属管道具有外侧表面和内侧表面。射频输入可与所述外侧表 面耦接。第一冷却液入口可与所述内侧表面耦接。

在另一实施方式中，公开一种等离子体产生方法。该方法包含：经过气体 入口将气体流入腔室中；在冷却管道内流动冷却液经过所述腔室；沿着所述冷 却管道的外侧表面流动射频电流；在所述腔室内激发等离子体；以及经过等离 子体出口将所述等离子体流出所述腔室。

在另一实施方式中，公开一种等离子体设备。该设备包含：处理腔室；射 频匹配网络；以及与所述处理腔室和射频匹配网络耦接的远程等离子体源。所 述远程等离子体源可包含：外壳；以及设置在所述外壳内的冷却管道。该冷却 管道与冷却液入口和出口耦接。所述射频匹配网络与所述冷却管道耦接。

在另一实施方式中，公开一种远程等离子体源。该源包含：外壳和设置在 所述外壳内的冷却液路径(pathway)。该路径可与射频匹配网络耦接。气体 入口可与外壳耦接。气体入口提供气体到外壳内，使得气体在冷却液路径外部 流动。

在另一实施方式中，公开一种等离子体产生方法。该方法包含：在冷却管 道内部流动冷却液；沿所述冷却管道的外部流动射频电流；以及将在所述冷却 管道外部流动的气体激发为等离子体。

附图说明

因此为了更详细地理解本发明的以上所述特征，将参照实施方式对以上简 要所述的本发明进行更具体描述，其中部分实施方式在附图中示出。然而，应 该注意，附图仅示出了本发明典型的实施例，因此不能认为是对本发明范围的 限定，因为本发明可以允许其他等同的有效实施例。

图1是根据本发明实施方式的处理设备的示意性横截面视图；

图2是根据本发明一个实施方式的远程等离子体源的示意性俯视图。

为了便于理解，尽可能使用相同的附图标记指示附图中共有的相同元件。 可以理解在一个实施方式中公开的元件可以有利地用于其它实施方式中，而不 用特别阐述。

具体实施方式

本发明主要包括远程等离子体源和在远程等离子体源中产生等离子体的 方法。清洗气体可在远程位置被激发为等离子体，并且随后被提供到处理腔室。 通过将清洗气体流到冷却RF线圈外部，可在高或低压并且同时提供高RF偏 压到线圈的情况下激发等离子体。冷却RF线圈可减少线圈的溅射，并因此减 小与清洗气体等离子体一起被输送到处理腔室的不期望的污染物。减少线圈的 溅射可延长远程等离子体源的使用寿命。

以下将针对可从CA的Santa Clara的应用材料有限公司分公司AKT购得 的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室示意地描述本发明。可以理解 本发明可等效地应用到可能需要利用RF电流将气体激发为等离子体的包括物 理气相沉积(PVD)腔室的任何腔室。还可以理解以下所述的本发明可等效地 应用到由其它供应商制造的PECVD腔室和其它腔室。