[发明专利]向用于室清洁的远程等离子体快速供应氟源气体

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2008年2月21日提交的美国专利申请第61/030,347号的优先权。

发明领域

本发明涉及在平板显示器(FPD)和光伏(PV)薄膜的制造工艺中使用氟气进行室清洁。

发明背景

在FPD和PV薄膜的生产中，需要对沉积室经常进行清洁。这种清洁步骤减少用于生产的可利用时间，因此增加了总体生产成本。

该清洁步骤的一个重大问题是可将源气体引入用于产生可引入室的氟原子团(fluorine radical)的远程等离子(remote plasma)体系统(RPS)的速度。如果氟源气体引入太快，一些氟源气体会使RPS中的氟等离子体熄灭。

用于产生氟原子团的常用源气体是三氟化氮(NF₃)。但是，NF₃存在上述问题，即如果NF₃引入RPS中太快或以过大速度使流速直线上升会使等离子体熄灭。美国专利第6,374,831号提出这一问题，并确定1.67scc/sec²的限值为可将NF₃流速提高到使RPS不熄灭的最大速度。这表示在实际设定值条件，NF₃流速可以每秒约100sccm增量从零加速到达到所需的全流速。一种标准型RPS是Astron EX RPS，其最大流速为6,000sccm。因此，当使用这种RPS和NF₃时，必须在60秒时间内使流速直线上升(ramp up)。此外，在流速直线上升期间，清洁速率小于所述最大速度。

美国专利第6,880,561号提出使用F₂作为源气体，但是不使用RPS。不同的是，在该专利中，必须将室加热至高于450℃，用于进行清洁。这也增加该工艺的时间以及加热系统的附加成本。

因此，本领域仍需要改进用于FPD和PV薄膜制造的室清洁。

发明概述

本发明解决了上述问题并提供更快速的室清洁。具体地，本发明使用F₂源气体与标准RPS例如Astron EX RPS，以产生氟原子团，进行室清洁。

附图简要描述

图1是根据本发明进行室清洁的系统的示意图。

优选实施方式的详细描述

本发明提供一种能比现有技术更快速的进行室清洁的系统和方法。具体地，本发明使用F₂作为用于RPS的源气体，以形成用于室清洁操作的氟原子团。

通过使用F₂可以克服现有技术的上述缺陷。具体地，不需要使F₂流速直线上升。而是可以以RPS允许的最大速度的15-100％，优选80-100％的任意流速将F₂引入RPS。这意味着可以显著减少进行室清洁的时间。

参考图1进一步描述本发明。图1显示根据本发明的系统的示意图，其中，该系统包括氩气源10、F₂源20、RPS 30和室40。在操作时，首先将纯氩气在0.5-10乇压力下引入RPS，以产生等离子体。然后完全切断氩气流，并以最高为RPS 30允许的最大流速的100％将F₂引入RPS 30。例如，当使用上述标准Astron EX RPS时，F₂可以以6,000sccm的全流速引入。即不需要使流速直线上升过程。F₂可以在0.5-100乇压力，优选0.5-3乇压力下引入。当根据本发明使用F₂时，不会熄灭等离子体并且可以显著减少室清洁的时间。

本发明提供优于现有技术的几个优点。具体地，可以显著缩短室清洁时间。在一种试验情况，当根据本发明使用F₂时，完成室清洁步骤的时间可以在50秒内，即大致所需的时间就是使用NF₃时使流速直线上升至完全操作的时间。通过从开始就使用较高流速的F₂，从清洁周期开始时就可以较快速率进行清洁，而不需要使F₂流速直线上升。而可以以RPS允许的最大流速的15-100％，优选80-100％的任意流速，将F₂引入RPS。