[发明专利]等离子体的监控及杂散电容的最小化

说明书

技术领域

本发明的实施例基本涉及一种电容耦合的等离子体(CCP)处理腔、一种用于减小或防止杂散电容的方法和一种用于测量在所述处理腔内的等离子体状态的方法。

背景技术

大多数、若不是全部制造的计算机和电视都是平板显示器(FPD)。某些FPD相当大并且几乎所有的FPD都大于现代个人计算机中使用的半导体芯片。为了制造FPD，通常使用大面积处理腔(也就是，处理腔的大小按照处理具有大于约1600cm²的表面积的基板制作)而不是通常用于制造半导体芯片的较小的腔(也就是，按照用于处理直径最多为大约450mm的基板的大小制作)。大面积处理腔按处理稍后可以切成数个FPD的大面积基板的大小制作。

一种类型的大面积处理腔为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理腔。有数种类型的可用PECVD腔，诸如电感耦合的等离子体(ICP)腔和CCP腔。对于CCP腔，对一个电极施加射频(RF)电流以激发到等离子体中的处理气体，其中所述等离子体在基板上沉积材料。对电极施加的RF电流旨在返回驱动RF电流的源，这通常被称为RF接地或RF返回。在CCP处理腔中，RF接地是许多问题的源头，诸如杂散电容和等离子体监控中的困难。

因此，本领域中需要一种有效的用于监控CCP腔中的等离子体并限制杂散电容的方法。

发明内容

本发明基本涉及一种CCP处理腔、一种用于减小或防止杂散电容的方法和一种用于测量处理腔中的等离子体状态的方法。由于CCP处理腔尺寸上的增大，杂散电容有会对工艺产生负面影响的趋势。此外，RF接地带可能断裂。通过增加腔背板和腔壁之间的空间，可以将杂散电容最小化。此外，可以通过在背板而不是在匹配网络处测量等离子体的状态来监控等离子体。在这样的测量中，可以分析等离子体的谐波数据以展现腔中的等离子体处理状态。

在一个实施例中，一种装置包括：大小适用于处理表面积大于大约1600cm²的基板的腔体；耦合到腔体的腔盖；耦合到腔盖的隔离板，所述隔离板具有大于0.190英寸的厚度；和耦合到隔离板的背板。

在另一个实施例中，一种方法包括：通过匹配网络从RF功率源传送RF功率到电容耦合的等离子体腔；激发电容耦合的等离子体腔中的等离子体；以及通过在与匹配网络隔开的位置处测量等离子体参数来检测等离子体的状态。

在另一个实施例中，一种方法包括：通过匹配网络从RF功率源传送RF功率到电容耦合的等离子体腔的背板；激发电容耦合的等离子体腔中的等离子体；以及在与匹配网络隔开的位置处测量等离子体的一个或多个第二和第三谐波。

在另一个实施例中，一种等离子体增强化学气相沉积方法包括：激发等离子体增强化学气相沉积腔中的等离子体，所述腔包括匹配网络、背板和气体分配喷头；以及测量在腔中产生的等离子体的至少一个或多个第二和第三谐波，所述测量在背板发生。

附图说明

以使本发明的上述特征可被详细理解的方式，可通过参考某些在附图中描述的实施例，对如上面所简要概括的本发明作出更加具体的描述。但是，应当注意的是，附图仅仅示出本发明的典型实施例，并不能因此认为所述附图限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效的实施例。

图1是根据本发明一个实施例的PECVD装置的横截面视图。

图2是耦合到喷头的背板的示意图。

图3是一图表，示出了在测量等离子体状态中第二谐波的灵敏度。

图4是一图表，示出了在测量等离子体状态中基频的不灵敏度。

图5是一流程图，示出了根据一个实施例的测量等离子体状态的方法。

为了便于理解，在可能的情况下，已使用同样的附图标记来指示附图中共用的相同的元件。可以理解，在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其他实施例中而不需要明确的记载。

具体实施方式

本发明基本上涉及一种CCP处理腔、一种减小或防止杂散电容的方法和一种用于测量处理腔中等离子体状态的方法。由于CCP处理腔尺寸上的增大，杂散电容有会对工艺产生负面影响的趋势。此外，RF接地带可能断裂。通过增加腔背板和腔壁之间的空间，可以将杂散电容最小化。此外，可以通过在背板而不是在匹配网络处测量等离子体的状态来监控等离子体。在这样的测量中，可以分析等离子体的谐波数据以展现腔中的等离子体处理状态。