[发明专利]改善电浆均匀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善电浆均匀性的方法，且特别涉及使用一种通过改变金属表面粗糙度以改善电浆装置中电浆分布均匀性的方法。

背景技术

在今日半导体工艺技术中，如晶圆厂或芯片型太阳能厂，电浆增强型化学式气相沉积工艺(Plasma enhance chemical vapor deposition，PECVD)系统可在晶圆(圆片)级的芯片上达到非常高效率的薄膜沉积。为因应现今工业界的量产，硅薄膜太阳能电池的基板有逐渐大面积化的趋势。

目前工业电浆辅助气相沉积系统所用的射频产生器的频率多为13.56MHz，对于以五代面板(面积：1.1m×1.4m)以上的基板进行硅薄膜太阳能电池工艺时，其随着工艺中电浆频率的提升使得镀膜速率也随之增加。电浆辅助气相沉积系统中的电极板在此频率下会产生驻波效应(standing wave effect)，其是因频率的增加，造成波长的减短，当欲镀膜的基板面积增大时，基板上传递的电磁波将会因其相位变化造成电场的变动，相对地也影响了电浆的均匀性及镀膜的效率。此外于PECVD中的电极板边缘处上存在边缘效应(edge effect)，射频电流传导至电极板边缘处时因几何外型的改变而产生不规则的变化辐射电场，致使一般电极板边缘的电浆分布较不规则。在今日镀膜基板尺寸由昔知的八寸、十二寸晶圆增大到用于薄膜液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display，TFT LCD)厂或薄膜太阳能厂中的一平方米以上的大面积玻璃基板时，电浆的均匀性问题将会严重影响量产的效率及成本。为了解决上述问题，有需要提供一种具有产生均匀性电浆密度的电极，以克服现有技术的缺点。

参照中国专利公开的半导体制造设备预先洁净反应室组件表面陶瓷涂布，公开号CN101859691A号。该专利揭示一种使用特殊几何形状分布的陶瓷涂布层改善电浆均匀分布，以及利用后续的喷砂处理使未涂布的区域与涂布的区域具有一致的表面粗糙度，以抑制电浆轰击特定部位的现象产生。然而该专利揭示的加工并未揭示喷砂所产生的表面粗糙度变化也可改变射频能量分布状态，也即改变电浆分布均匀度。

参照中国专利公开的具有改善等离子体均匀度的电极，公开号CN201185171号。该专利揭示一种电极片上的微扰槽孔有效改善电浆均匀度的电极设计，通过挖穿电极板边缘处的部分消除边际效应，然而该专利揭示的加工电极方式所需成本较高及费时。

有鉴于此，需要提供一种能符合前述需求的改变电浆均匀性的方法，以成本较低的喷砂加工法改变电极板表面粗糙度，藉此缩小基板边缘处的边际效应电浆密度与其它边缘区域的分布差距，以改善基板上电浆分布均匀度。

发明内容

本发明提供一种改善电浆均匀性的方法，通过该方法可以在大面积的基板进行电浆反应时具有均匀的电浆分布，其步骤包含：

(a)提供电浆产生装置(plasma generation apparatus)；(b)在电极板的边缘区域提供金属表面处理层，用以改变电极板的边缘区域的表面粗糙度以调整射频电流分布；以及(c)通入射频电流于电极板，并通入工艺气体以产生电浆。

电浆产生装置包含腔体、电极板、射频电流源及阻抗匹配器。腔体接地并具有进气孔及出气孔；电极板设置于腔体内；射频电流源电性连接电极板的至少一边；阻抗匹配器电性连接于射频电流源与电极板，用以匹配射频电流源的阻抗至电极板的馈入阻抗。

于步骤(b)：金属表面处理层形成方式是选自以下方式的组合：喷砂、化学蚀刻、阳极处理。表面粗糙度为1至300微米之间，且表面处理层面积为电极板面积的二十分之一至十分之一。

本发明的一种改善电浆均匀性的方法具有以下功效：

1.以喷砂工艺改变电极板边缘的表面粗糙度，影响电极板侧边的射频电流分布，并改变射频电流所致的电场于电极板上的分布强度，藉以影响电浆于工艺腔体内的分布强度，达到大面积的均匀电浆分布态样；

2.避免采用对电极板进行挖槽孔，改变电极板形状，刨割电极板表面及钻孔入电极板中心馈入的方式的高成本加工方式，达到降低生产成本的目的；

3.于电极板承载工艺基板的边缘区域外进行喷砂处理，具有方便清除电浆工艺进行时于电极板上的电浆生成物的优点。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附的附图的说明如下：

图1为本发明的改善电浆均匀性的方法流程图；