KR20150004651U - 분리된 가스 피드 라인들을 갖는 플라즈마 프로세스 챔버 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 프로세싱 시스템에 전구체 가스들을 별도로 제공하기 위한 방법 및 장치는, 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인에 의해, 챔버 상에 배치되는 원격 플라즈마 소스에 커플링되는, 제 1 전구체 소스 및 제 2 전구체 소스; 및 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인으로부터 분리된 제 3 피드 라인에 의해, 원격 플라즈마 소스와 챔버 사이에서 연장하는 출력 도관에 커플링되는, 불소 함유 가스를 포함하는 제 3 전구체 소스를 포함한다.

Description

분리된 가스 피드 라인들을 갖는 플라즈마 프로세스 챔버{PLASMA PROCESS CHAMBER WITH SEPARATED GAS FEED LINES}
[0001] 본 고안에 개시된 실시예들은 일반적으로, 플라즈마를 이용하여 태양 전지판 기판들(solar panel substrates), 평판 기판들, 또는 반도체 기판들과 같은 기판들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기판들, 태양 전지판 기판들, 액정 디스플레이(LCD) 기판들, 및 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들과 같은 기판들 상에 박막들을 증착하기 위해, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)이 일반적으로 이용된다. PECVD는 일반적으로, 기판 지지부 상에 배치되는 기판을 갖는 진공 챔버 내로 전구체 가스를 도입함으로써 달성된다. 진공 챔버는, 진공 챔버 내로 들어가기 전에 세정 가스들을 플라즈마 세정 가스들로 에너자이징(예를 들면, 여기)하는, 진공 챔버의 외부에 위치된 원격 플라즈마 챔버에 커플링될 수 있다. 전구체 가스의 일부는 전형적으로, 진공 챔버 내로 가스 상태(gaseous state)로 도입될 수 있도록 원격 플라즈마 챔버를 통하여 지향된다. 전구체 가스는 그 후, 진공 챔버의 최상부 근처에 놓이는 분배 플레이트로 유동된다. 전구체 가스는, 챔버에 커플링되는 하나 또는 그 초과의 RF 소스들로부터 챔버에 무선 주파수(RF) 전력을 인가함으로써, 진공 챔버에서 에너자이징될 수 있다. 여기된 가스는, 온도 제어되는 기판 지지부 상에 위치되는 기판의 표면 상에 물질의 층을 형성하도록 반응한다. 분배 플레이트는 일반적으로, RF 전력 소스에 연결되며, 기판 지지부는 전형적으로 챔버 본체에 연결되어, RF 전류 복귀 경로를 제공한다.
[0003] 그러나, 층을 형성하기 위해 이용되는 전구체 가스들의 일부는 기판에 도달하기 전에 다른 전구체 가스들과 반응할(reactive) 수 있다. 이들 가스들 사이의 반응들은 기판 상에 입자들을 형성하는 경향이 있으며, 이는 바람직하지 않다. 그러므로, 증착 이전에 전구체 가스들의 혼합을 방지하는 가스 피드 라인들을 갖는 PECVD 챔버가 필요하다.
[0004] 본 고안에서 개시되는 실시예들은 일반적으로, 기판을 플라즈마 프로세싱하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안에서 개시되는 실시예들은 분리된 가스 피드 라인들을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버를 제공한다.
[0005] 일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버가 제공된다. 챔버는, 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인에 의해, 챔버 상에 배치되는 원격 플라즈마 소스에 커플링되는, 제 1 전구체 소스 및 제 2 전구체 소스; 및 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인으로부터 분리된 제 3 피드 라인에 의해, 챔버와 원격 플라즈마 소스 사이에서 연장하는 출력 도관에 커플링되는, 불소-함유 가스를 포함하는 제 3 전구체 소스를 포함한다.
[0006] 다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템이 설명된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은, 챔버; 챔버 내에 배치되는 제 1 전극 ― 제 1 전극은 챔버 내에서의 플라즈마의 발생을 용이하게 하고 챔버 내의 제 2 전극에 대해 이동 가능함 ―; 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인에 의해, 챔버 상에 배치되는 원격 플라즈마 소스에 커플링되는, 제 1 전구체 소스 및 제 2 전구체 소스; 및 제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인으로부터 분리된 제 3 피드 라인에 의해 챔버와 원격 플라즈마 소스 사이에서 연장하는 출력 도관에 커플링되는, 불소-함유 가스를 포함하는 제 3 전구체 소스를 포함한다.
[0007] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된, 본 고안에 개시된 실시예들의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 도시되어 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 플라즈마 프로세싱 시스템의 일 실시예의 개략적 횡단면도이다.
[0009] 도 2a 및 도 2b는 프로세싱 챔버와 피드 라인들의 커플링 및 분리된 가스 피드 라인들의 일 실시예를 각각, 정면도 및 평면도로 도시하는, 챔버 본체의 일부의 개략도들이다.
[0010] 도 3은 분리된 가스 피드 라인들의 다른 실시예의 일부의 개략도이다.
[0011] 도 4a 내지 도 4d는 도 2b에 도시된 플랜지와 사용하기 위한 천공된 플레이트의 일 실시예를 도시하는 다양한 도면들이다.
[0012] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통적인 동일한 요소들을 지시하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예의 요소들 및/또는 프로세스 단계들은 부가적인 설명 없이도 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있는 것으로 생각된다.
[0013] 본 고안에서 개시되는 실시예들은 일반적으로, 기판을 플라즈마 프로세싱하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안에서 개시되는 실시예들은 분리된 가스 피드 라인들을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버를 제공한다. 본 고안에서 설명되는 실시예들은, 플라즈마 형성을 강화하고 그리고 증착된 물질들에서의 입자들의 감소를 제공함으로써 기판상에 물질들을 증착하는 방법들에 관한 것이다. 하기되는 설명에서, PECVD 챔버에 대한 참조가 이루어질 것이지만, 본 고안의 실시예들은, 몇 가지만 지목하면 물리 기상 증착(PVD) 챔버들, 에칭 챔버들, 반도체 프로세싱 챔버들, 태양 전지 프로세싱 챔버들, 및 유기 발광 디스플레이(OLED) 프로세싱 챔버들을 포함하여, 다른 챔버들에서 또한 실행될 수 있음이 이해되어야 한다. 이용될 수 있는 적합한 챔버들은, 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.의 자회사인 AKT America, Inc.로부터 입수 가능하다. 본 고안에서 논의되는 실시예들은 다른 제조업자들로부터 입수가능한 챔버들에서 또한 실행될 수 있음이 이해되어야 한다.
[0014] 본 개시물의 실시예들은 일반적으로, 액정 디스플레이들 또는 평판들(flat panels)을 위한 기판들 및 태양 전지판들을 위한 기판들과 같은 직사각형 기판들을 프로세싱할 때 사용된다. 다른 적합한 기판들은, 반도체 기판들과 같이 원형일 수 있다. 기판들을 프로세싱하는데 이용되는 챔버들은 전형적으로, 기판의 이송을 위해 챔버의 측벽에 형성되는 기판 이송 포트를 포함한다. 본 고안에서 개시되는 실시예들은 임의의 크기 또는 형상의 기판들을 프로세싱하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 본 고안에서 개시되는 실시예들은, 약 90,000 ㎠ 표면적(또는 그 초과)의 평면 표면적을 갖는 기판들을 비롯하여, 약 15,600 ㎠의 평면 표면적(plan surface area)을 갖는 기판들에 특별한 장점을 제공한다.
[0015] 도 1은 플라즈마 프로세싱 시스템(100)의 일 실시예의 개략적 횡단면도이다. 플라즈마 프로세싱 시스템(100)은, 액정 디스플레이들(LCD들), 평판 디스플레이들, OLED들, 또는 태양 전지 어레이들을 위한 광전지들(photovoltaic cells)의 제조에 사용하기 위한 대면적 기판(101) 상에 구조들 및 디바이스들을 형성할 때 플라즈마를 사용하여 대면적 기판(101)을 프로세싱하도록 구성된다. 기판(101)은, 다른 적합한 물질들 중에서도, 금속, 플라스틱, 유기 물질, 실리콘, 유리, 석영, 또는 폴리머로 된 얇은 시트일 수 있다. 기판(101)은 약 1 제곱 미터 초과, 이를테면 약 2 제곱 미터 초과의 표면적을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 기판(101)은 약 15,600 ㎠ 또는 그 초과의 평면 표면적, 예를 들면 약 90,000 ㎠ (또는 그 초과의) 평면 표면적을 포함할 수 있다. 구조들은 박막 트랜지스터들 또는 OLED 구조들일 수 있으며, 이는 복수의 연속적인 증착 및 마스킹 단계들을 포함할 수 있다. 다른 구조들은 광전지들에 대한 다이오드들을 형성하기 위한 p-n 접합들을 포함할 수 있다.
[0016] 플라즈마 프로세싱 시스템(100)은 대면적 기판들(101) 상에, 유전체 물질들(예를 들면, SiO2, SiOxNy, 이들의 유도체들 또는 이들의 조합들), 반도체 물질들(예를 들면, Si 및 그 도펀트들), 배리어 물질들(예를 들면, SiNx, SiOxNy, 또는 이들의 유도체들)뿐 아니라 헥사메틸디실록산(HMDSO)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 물질들을 증착하도록 구성될 수 있다. 대면적 기판들 상에 플라즈마 프로세싱 시스템(100)에 의해 형성되거나 증착되는, 유전체 물질들 및 반도체 물질들의 구체적인 예들에는, 에피택셜 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 미정질 실리콘, 실리콘 게르마늄, 게르마늄, 실리콘 이산화물, 실리콘 산질화물(silicon oxynitride), 실리콘 질화물, 이들의 도펀트들(예를 들면, B, P, 또는 As), 이들의 유도체들, 또는 이들의 조합들이 포함될 수 있다. 플라즈마 프로세싱 시스템(100)은 또한, 퍼지 가스 또는 캐리어 가스(예를 들면, Ar, H2, N2, He, 이들의 유도체들, 또는 이들의 조합들)로서 사용하기 위한, 아르곤, 수소, 질소, 헬륨, 또는 이들의 조합들과 같은 가스들을 수용하도록 구성된다.
[0017] 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 프로세싱 시스템(100)은 일반적으로, 프로세싱 용적(111)을 적어도 부분적으로 정의하는, 바닥부(117a) 및 측벽들(117b)을 포함하는 챔버 본체(102)를 포함한다. 프로세싱 용적(111)에는 기판 지지부(104)가 배치된다. 기판 지지부(104)는 프로세싱 중에 최상부 표면 상에 기판(101)을 지지하도록 이루어진다(adapted). 기판 지지부(104)는 기판 지지부를 적어도 수직으로 이동시키도록 이루어진 액츄에이터(138)에 커플링되어서, 기판(101)의 이송을 용이하게 하고 그리고/또는 기판(101)과 샤워헤드 조립체(103) 사이의 거리(D)를 조정한다. 기판 지지부(104)를 통하여 하나 또는 그 초과의 리프트 핀들(110a-110d)이 연장할 수 있다. 리프트 핀들(110a-110d)은, 기판(101)의 이송을 용이하게 하기 위해, 기판 지지부(104)가 액츄에이터(138)에 의해 하강될 때, 챔버 본체(102)의 바닥부(117a)와 접촉하고 기판(101)을 지지하도록 이루어진다. 도 1에 도시된 바와 같은 프로세싱 위치에서, 리프트 핀들(110a-110d)은, 기판 지지부(104) 상에 기판(101)이 편평하게 놓일 수 있게 하기 위해, 기판 지지부(104)의 상부 표면과 동일 높이이거나 그보다 약간 아래에 있도록 이루어진다.
[0018] 샤워헤드 조립체(103)는 1차 가스 소스(122)로부터 프로세싱 용적(111)으로 프로세싱 가스를 공급하도록 구성된다. 플라즈마 프로세싱 시스템(100)은 또한, 프로세싱 용적(111)에 부압(negative pressure)을 인가하도록 구성되는 배기 시스템(118)을 포함한다. 샤워헤드 조립체(103)는 일반적으로, 기판 지지부(104)에 대향하여 실질적으로 평행한 관계로 배치된다.
[0019] 일 실시예에서, 챔버 본체(102)에 원격 플라즈마 소스(107)가 커플링된다. 원격 플라즈마 소스(107)는 프로세싱 용적(111)에 가스들을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 원격 플라즈마 소스(107)는 가스들을 가스 분배 플레이트(114)에 그리고 프로세싱 용적(111)에 공급하기 위한 도관(134)에 커플링된다. 원격 플라즈마 소스(107)는 1차 가스 소스(122)뿐 아니라, 2차 가스 소스(126) 및 세정 가스 소스(119)에 또한 커플링될 수 있다. 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)로부터의 가스들은 에너자이징화(energization) 없이 원격 플라즈마 소스(107)를 통하여 그리고 도관(134)을 통해 가스 분배 플레이트(114)로 유동할 수 있다. 세정 가스 소스(119)로부터의 가스들은 원격 플라즈마 소스(107)를 통해 유동할 수 있으며, 원격 플라즈마 소스에서, 가스는 세정을 위해 가스 분배 플레이트(114)를 통하여 유동되는 플라즈마로 에너자이징된다. 샤워헤드 조립체(103)는 가스 분배 플레이트(114) 및 백킹 플레이트(116)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 활성화된 전구체 가스들은 가스 분배 플레이트(114)를 통해 프로세싱 용적(111)으로 유동된다. 백킹 플레이트(116)는, 백킹 플레이트(116)와 가스 분배 플레이트(114) 사이의 용적(131)의 형성을 가능하게 하기 위한 차단 플레이트로서 기능할 수 있으며, 이러한 용적(131)에서, 균일한 배압이 획득될 수 있다.
[0020] 가스 분배 플레이트(114), 백킹 플레이트(116), 및 도관(134)은 일반적으로, 전기 전도성 물질들로 형성되며, 서로 전기 소통(electical communication)한다. 챔버 본체(102)는 또한 전기 전도성 물질로 형성된다. 챔버 본체(102)는 일반적으로, 샤워헤드 조립체(103)로부터 전기적으로 절연된다. 일 실시예에서, 샤워헤드 조립체(103)는 절연체(135)에 의해 챔버 본체(102) 상에 장착된다.
[0021] 일 실시예에서, 기판 지지부(104)는 또한 전기 전도성이며, 기판 지지부(104) 및 샤워헤드 조립체(103)는 프로세싱 동안 이들 사이에 전구체 가스들의 플라즈마(108)를 생성하고 그리고/또는 유지하기 위한 반대 전극들이 되도록 구성된다. 예를 들면, 무선 주파수(RF) 전력 소스(105)는 일반적으로, 프로세싱 이전, 동안 및 이후에 기판 지지부(104)와 샤워헤드 조립체(103) 사이에 플라즈마(108)를 생성하기 위해 이용되며, 원격 플라즈마 소스(107)로부터 공급되는 에너자이징된 종들을 유지하기 위해 또한 이용될 수 있다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(105)는 임피던스 매칭 회로(121)의 제 1 리드(106a)에 의해 샤워헤드 조립체(103)에 커플링된다. 임피던스 매칭 회로(121)의 제 2 리드(106b)는 챔버 본체(102)에 전기적으로 연결된다.
[0022] 일 실시예에서, 1차 가스 소스(122)는, 아르곤(Ar), 수소(H2), 실란들(SiH4), 질소-함유 가스들(N2, N2O, NH3, NF3), 및 이들의 조합들과 같은 가스를 포함한다. 2차 가스 소스(126)는 또한, 피드 라인(127)에 의해 원격 플라즈마 소스(107)에 커플링될 수 있다. 2차 가스 소스(126)는 일 실시예에서 HMDSO와 같은 전구체 액체를 포함할 수 있다. 헬륨(He)과 같은 캐리어 가스가 또한 2차 가스 소스(126) 내에 포함될 수 있다. 2차 가스 소스(126)로부터 전구체 액체를 기화시키기 위해 피드 라인(127)에 기화기(128)가 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 피드 라인(127)은 또한, 그 내에서 전구체 가스의 기상(vapor phase)을 유지하기 위해 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 피드 라인(127)은 1차 가스 소스(122)와 원격 플라즈마 소스(107) 사이에 배치된 피드 라인(129)에 커플링된다.
[0023] 도관(134)은 또한, 피드 라인(130)을 통해 불소-함유 가스 소스(124)에 커플링된다. 불소-함유 가스 소스(124)는 일 예시에서 실리콘 테트라플루오라이드(SiF4)와 같은 불소-함유 가스들을 포함할 수 있으며, 이러한 불소-함유 가스들은 1차 가스 소스(122) 및/또는 2차 가스 소스(126)로부터의 가스들과 반응할 수 있다. 그러므로, 프로세싱 용적(111) 내로의 가스들의 진입 이전에 원치않는 반응들을 방지하기 위해, 피드 라인(130)은 원격 플라즈마 소스(107) 주위로 지향되고(directed) 챔버 본체(102)에 인접하여 도관(134)에 커플링된다. 1차 가스 소스(122), 2차 가스 소스(126) 및 불소-함유 가스 소스(124)는 각각, 제 1, 제 2 및 제 3 전구체 소스들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 피드 라인(129), 피드 라인(127) 및 피드 라인(130)은 제 1, 제 2, 및 제 3 피드 라인들을 포함할 수 있다.
[0024] 도 2a 및 도 2b는 분리된 가스 피드 라인들 및 프로세싱 시스템(100)과 피드 라인들의 커플링에 대한 다른 실시예를 각각, 정면도 및 평면도로 도시하는, 챔버 본체(102)의 일부의 개략도들이다. 챔버 본체(102)는 원격 플라즈마 소스(107)가 위치될 수 있는 최상부(200)를 포함한다. 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)는 원격 플라즈마 소스(107)에 직접적으로 커플링될 수 있다. 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)로부터의 가스들은 가스 상태로 원격 플라즈마 소스(107)를 통하여 유동할 수 있다. 가스들은 그 후 제 1 도관(205)을 통하여 혼합 블록(210)으로 유동된다. 제 1 도관(205)은 원격 플라즈마 소스(107)의 출력 도관일 수 있다. 혼합 블록(210)은 또한 불소-함유 가스 소스(124)에 커플링되며, 불소-함유 가스는 혼합 블록 내에서 혼합되어 (도 2a에 가상으로 도시된) 도관(215)을 통하여 프로세싱 용적(111)으로 유동된다. 혼합 블록(210)은 최상부(200) 상에 배치된 RF 실딩 디바이스에 커플링될 수 있다. 전구체 가스들 및 불소 함유 가스들은 그 후 가스 분배 플레이트(114)로 유동되어 플라즈마로 점화된다.
[0025] 도 2b에 도시된 바와 같이, 혼합 블록(210)은 제 1 도관(205)뿐 아니라, 피드 라인(130)에 커플링되는 제 2 도관(225)을 포함할 수 있다. 제 2 도관(225)의 단부는 플랜지(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플랜지(230)는 불소-함유 가스 소스(124)로부터의 가스를 혼합하기 위해, 하나 또는 그 초과의 각진 홀들(angled holes)이 내부에 형성되어 있는, 천공된 플레이트(235)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 도관(225)의 종축이 제 1 도관(205)의 종축에 대해 수직인 각도로 배치된다. 일부 실시예들에서, 피드 라인(127)은, 기화기(128)에서의 기화 이후에, 2차 가스 소스(126)로부터의 액체들의 기상을 유지하기 위해 히터(240)를 포함한다.
[0026] 도 3은 분리된 가스 피드 라인들의 다른 실시예의 일부분의 개략도이다. 도시된 실시예는, 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)가 가스 블록(300)에 커플링되는 것을 제외하고, 도 2a 및 도 2b의 실시예와 유사하다. 가스 블록(300)은 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)로부터의 가스들 둘 모두를 혼합할 수 있으며, 혼합된 가스는 피드 라인(127)에 의해 원격 플라즈마 소스(107)에 제공된다. 이로부터, 불소-함유 가스 소스(124)로부터의 피드 라인(130)은 분리된다. 기화기(128)는 2차 가스 소스(126)와 기화기(128) 사이의 제 1 피드 라인(305)에 커플링될 수 있다. 가열될 수 있는 제 2 피드 라인(310)이 기화기(128)를 가스 블록(300)에 커플링시킬 수 있다.
[0027] 도 4a-4d는 도 2b에 도시된 플랜지(230)와 사용하기 위한 천공된 플레이트(235)의 일 실시예를 도시하는 다양한 도면들이다. 도 4a는 천공된 플레이트(235)의 등축도이고 도 4b는 천공된 플레이트(235)의 평면도이다. 천공된 플레이트(235)는 복수의 관통홀들(405A 및 405B)을 갖는 본체(400)를 포함한다. 본체(400)는 또한, 그루브(415)의 일 측 상의 상승된(raised) 환형 립(410A)을 포함한다. 그루브(415)의 다른 측은 상승된 환형 립(410B)을 포함한다.
[0028] 도 4c는 도 4b의 4C-4C 라인을 따르는 천공된 플레이트(235)의 측단면도이다. 상승된 환형 립(410A)의 내측 둘레 내의 본체(400)에 제 1 리세스(420A)가 정의된다. 상승된 환형 립(410B)의 내측 둘레 내의 본체(400)에 제 2 리세스(420B)가 정의된다. 일 실시예에서, 제 1 리세스(420A)의 높이(425A)는 제 2 리세스(420B)의 높이(425B)와 실질적으로 동일하다(즉, +/- 0.001 인치). 일부 실시예들에서, 제 1 리세스(420A) 및 제 2 리세스(420B) 각각의 높이들(425A, 425B)은 각각, 본체(400)의 두께(430)보다 약 5% 더 크다.
[0029] 관통홀들(405A 및 405B)의 적어도 일부는 본체(400)의 종축(A)에 대해 각을 이룬다. 일 실시예에서, 본체(400)의 중심에 배치된 관통홀(405A)은 종축(A)을 따라 배향되지만, 관통홀(405B)은 각을 이룬다. 각을 이룬 관통홀들(405B)은, 소용돌이(swirl) 또는 와동(vortex) 유동을 제공하여 전구체 가스들과 불소-함유 가스의 혼합을 용이하게 하도록 사용될 수 있다.
[0030] 도 4d는 도 4b의 4D-4D 라인을 따르는 본체(400)의 측단면도이다. 관통홀들 중 하나(405B)의 횡단면은 본체(400)의 종축(A)에 대해 각도(α)로 배향되어 도시된다. 각도(α)는 종축(A)에 대해 약 40°내지 약 50°, 이를테면 약 45°일 수 있다. 하나의 관통홀(405B)만이 도시되어 있지만, 모든 관통홀들(405B)이 각도(α)로 각을 이룰 수 있다. 관통홀들(405B)은 종축(A)을 향해 내측으로, 서로를 향해, 또는 이들의 조합들로 각을 이룰 수 있다.
[0031] 본 고안에서 설명되는 플라즈마 프로세싱 시스템(100)의 실시예들에 따르면, 1차 가스 소스(122), 2차 가스 소스(126) 및 불소-함유 가스 소스(124)는 OLED 구조를 형성하도록 이용될 수 있다. OLED 구조는, 기판(101) 상에 형성되는 제 1 배리어 층 및 제 2 배리어 층을 포함할 수 있다. 제 1 배리어 층은, 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 이산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN), 또는 다른 적합한 유전체 층들과 같은 유전체 층일 수 있다. 제 1 배리어 층은, 실란과 같은 실리콘 함유 전구체를, 수소와 함께, 그리고 N2 및 NH3와 같은 하나 또는 그 초과의 질소 함유 전구체들과 함께 도입함으로써 증착될 수 있다.
[0032] 마스크를 이용하여 노출되는 제 1 배리어 층의 영역 상에 버퍼 접착 층이 형성될 수 있다. 버퍼 접착 층은 실리콘 산질화물과 같은 유전체 물질을 포함할 수 있다.
[0033] 제 2 버퍼 층이 버퍼 접착 층 상에 증착될 수 있다. 제 2 버퍼 층은 플루오르화(fluorinated) 플라즈마-중합된 헥사메틸디실록산(pp-HMDSO:F)일 수 있다. pp-HMDSO:F 층의 증착은, O2, He 또는 N2O 가스와 함께, HMDSO 가스 및 불소-함유 가스 소스(124)로부터의 하나 또는 그 초과의 불소-함유 가스들을 유동시킴으로써 달성된다. 불소-함유 가스는 삼플루오르화 질소(NF3), SiF4, 불소 가스(F2), 플루오르화 탄소들(CXFY), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
[0034] 불소 도핑된 플라즈마-중합된 HMDSO 층은 보다 우수한 입자 커버리지 성능 및 표면 평탄화 효과를 갖는다. 별도의 도관(134)에 커플링된 불소-함유 가스 소스(124)를 이용하는 테스팅 결과들은, 1차 가스 소스(122) 및 2차 가스 소스(126)로부터의 가스들과 불소-함유 가스들을 유동시키는 것과 대조적으로, 결과적인 막에서 약 90% 초과의 입자들의 감소를 나타냈다.
[0035] 기존의 플라즈마 프로세싱 시스템들은, 시스템의 가스 패널을 수정함으로써 도관(134) 및 불소-함유 가스 소스(124)를 포함하도록 개장될 수 있다. 예를 들면, 주입 밸브뿐만 아니라, 불소-함유 가스 소스(124)에 대한 새로운 스풀(spool)이 추가될 수 있다. 500 Torr 또는 550 Torr 스위치와 같은 압력 스위치가 또한, 가스 패널 및/또는 피드 라인에 추가될 수 있다.
[0036] 상기에서 논의된 바와 같은 분리된 가스 피드 라인들의 사용은 전구체 가스들과 불소-함유 가스들 사이의 성급한(premature) 반응들을 방지한다. 성급한 반응들은 입자들을 생성하며, 이는 기판 상에 형성되는 막들 내의 결함들을 생성하고 그리고/또는 수율을 감소시킬 수 있다. 본 고안에서 개시된 실시예들은 약 90% 또는 그 초과만큼 입자들을 감소시키는 것으로 입증된다.
[0037] 전술한 내용은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 그리고 추가의 실시예들은 본 개시물의 기본 범주로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시물의 범주는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 플라즈마 프로세싱 챔버로서:
    제 1 피드 라인 및 제 2 피드 라인에 의해, 상기 챔버 상에 배치되는 원격 플라즈마 소스에 커플링되는, 제 1 전구체 소스 및 제 2 전구체 소스 ― 상기 제 1 전구체 소스 또는 상기 제 2 전구체 소스 중 하나는 헥사메틸디실록산 유체를 포함함 ―; 및
    상기 제 1 피드 라인 및 상기 제 2 피드 라인으로부터 분리된 제 3 피드 라인에 의해, 상기 원격 플라즈마 소스와 상기 챔버 사이에서 연장하는 출력 도관에 커플링되는, 불소-함유 가스를 포함하는 제 3 전구체 소스;를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피드 라인 또는 상기 제 2 피드 라인 중 하나는 기화기를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피드 라인 또는 상기 제 2 피드 라인 중 하나는 히터를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 도관은 혼합 블록의 제 1 도관을 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합 블록은 상기 혼합 블록에 커플링되는 제 2 도관을 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 도관은 상기 제 3 피드 라인에 커플링되는 플랜지를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플랜지는 천공된 플레이트를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 천공된 플레이트는 복수의 관통홀들을 포함하며, 상기 관통홀들의 적어도 일부는 상기 천공된 플레이트의 종축에 대해 각을 이루는(angled)
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 관통 홀들의 일부는 상기 종축에 대해 약 40도 내지 약 50도로 각을 이루는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피드 라인 및 상기 제 2 피드 라인은, 상기 원격 플라즈마 소스와 상기 제 1 전구체 소스 및 상기 제 2 전구체 소스 사이에 배치되는 혼합 블록에 커플링되는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  11. 플라즈마 프로세싱 챔버로서:
    제 1 피드 도관 및 제 2 피드 도관에 의해, 상기 챔버 상에 배치되는 원격 플라즈마 소스에 커플링되는, 제 1 전구체 소스 및 제 2 전구체 소스 ― 상기 제 1 전구체 소스 또는 상기 제 2 전구체 소스 중 하나는 헥사메틸디실록산 유체를 포함함 ―;
    상기 헥사메틸디실록산 유체를 포함하는 상기 전구체 소스에 커플링되는 상기 피드 도관에 커플링되는 기화기; 및
    상기 제 1 피드 도관 및 상기 제 2 피드 도관으로부터 분리된 제 3 피드 도관에 의해, 상기 원격 플라즈마 소스와 상기 챔버 사이에서 연장하는 출력 도관에 커플링되는, 불소-함유 가스를 포함하는 제 3 전구체 소스;를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 피드 도관 및 상기 제 2 피드 도관은, 상기 원격 플라즈마 소스와 상기 제 1 전구체 소스 및 상기 제 2 전구체 소스 사이에 배치되는 혼합 블록에 커플링되는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 출력 도관은 혼합 블록의 제 1 도관을 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 혼합 블록은 상기 혼합 블록에 커플링되는 제 2 도관을 포함하고, 상기 제 2 도관은 상기 제 3 피드 도관에 커플링되는 플랜지를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플랜지는 천공된 플레이트를 포함하는
    플라즈마 프로세싱 챔버.
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