TW201126011A - Cleaning a surface of a component - Google Patents

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201126011 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在各種狀況下與專利申請專利範圍獨立 項各自之前言（pr_ble ) -致的-種方法及一種處理腔室。 【先前技術】 用於電子或光電子應用（例如半導體元件或太陽能電 池）之基板更適宜在處理腔室中藉助於1>¥〇、（：¥1)或1)£〇¥〇 法（PVD:物理氣相沈積；CVD:化學氣相沈積；PECVD: 電锻增強化學氣相沈積）來處理，其中將反應氣體引入該 處理腔室中，使該等反應氣體沈積於該基板上。 WO 2009/0033552揭示一種用於對大面積基板進行電 漿塗覆之處理系統，其中基板面積可為1012或lm2以上之 尺寸。在處理腔室中，介於電極與反電極之間產生電漿， 將欲處理之基板引入該電極與該反電極之間。藉助於整合 至電極中之氣體喷霧器引入反應氣體。該氣體噴霧器包含 具有多個出口孔之氣體喷霧器出口板，藉助於該氣體喷霧 器出口板將反應氣體均勻引入處理腔室中。 電漿沈積之塗覆速度及塗覆品質視複數個製程參數而 定，特定而言視反應氣體之壓力、流速及組成而定，視電 漿激發之功率密度及頻率、基板溫度以及電極與反電極之 間的距離或基板表面與各別反電極之間的距離而定。 此等塗覆法之不利之處在於反應氣體在製程中不僅沈 積於基板上，而且亦塗覆處理腔室之部分區域。塗覆處理 腔室會具有以下影響：粒子自此塗覆脫離，且基板受到污 201126011 染。若出現此種對基板之污染，則應預期會喪失.塗覆品質。 因此，重要的是淨化處理腔室以去除塗層。出於此目 的’將較佳具有苛性之淨化氣體引入處理腔室中，該淨化 氣體淨化受污染之區域。因為在真空腔室中在淨化本身的 期間以及在淨化後一定時間内不可能進行塗覆，所以需要 儘可能快速地進行此淨化。 先刚技術基本上揭示兩種淨化法。在原位淨化之狀，兄 下，直接在處理腔室中激發淨化氣體，而在遠距電聚淨化 之狀況下’在外部裝置中激發激發氣體，且將所激發之淨 化氣體在低壓下引入處理腔室中。 目刚’二氟化氮NF3主要用作淨化氣體。藉助於激發 三氟化氮提供之氟物質或氟自由基可自受污染之區域移除 用於塗覆太陽能電池之;5夕化合物’諸如二氧化石夕、氮氧化 矽及/或氮化矽。然而，三氟化氮為一種對環境有害的氣體， 其可充當溫室氣體且具有數百年之大氣半衰期。此外，由 於近年來需求量顯著增加，所以三氟化氮極為昂貴。 為了替代三氟化氮，先前技術已建議使用其他氟氣混 合物，諸如四氟甲烷CF4、六敗化硫SF6、或氬氣、氣氣及 氟氣之混合物Ar/N2/F2。特定而言，文獻Ep ! 138 8〇2 A2 揭示使用包含含量為至少5〇體積％之分子氟的淨化氣體， 其中在370 mT與450 mT之間的腔室壓力下，使腔室或至 少腔室内欲淨化之物件達到約45〇。〇之高溫。 【發明内容】 本發明係基於以下目的：向處理腔室内部空間之元件 6 201126011 表面提供淨化以避免使用三氟化氮，但使快速又有效之淨 化成為可能。 »亥目的係藉助於申請專利範圍獨立項之特徵來達成。 申請專利範圍附屬項係有關於有利構造。 藉助於施加包含氟氣之淨化氣體淨化至少一個配置於 處理腔室（其中該處理腔室具有用於產生電漿以對基板進 行電漿處理的至少一個電極及反電極）内部區域中之元件 表面的本發明方法之特徵在於： 將總分壓大於5毫巴之氟氣或氣態氟化合物施加於欲 淨化之元件， 及/或 熱活化氟氣及/或氣態氟化合物，及 將欲淨化之元件溫度調節至小於35(TC之溫度。 特定而言（但非必需），處理腔室經設計及裝配以用於 對表面積大於i m2之平坦基板進行CvD或pEcvD處理。 基板、電極及反電極齡 电極較佳具有千坦表面。所提及之表面較 佳為平面的。不言而分並 而喻，基板、電極及反電極亦可具有凹 或凸表面。 在產生無aa型或微晶塗層期間，介於100 Pa與2000 Pa 之間、尤其為13GGPa之製程氣體壓力以及介於〇·(Π ww 與5 W/cm3之問、士朴认 ^ 0 尤其為1 W/Cm3之功率密度為較佳的。 產生器之輪出功率虛於ε 處於50 W至50 kW之範圍内，且較 佳為1 kW。激發頻率 羊處於1 MHZ至150 MHz之範圍内，較 佳為 13.56 MHz。 平乂 201126011 本發明建議當在腔室内部區域中，至少在處理腔室部 分區域中之_大於5毫巴，較佳大於2〇毫巴時，使用 氟氣或氟氣混合物作為淨化氣體（原因在於就氣之使用較 簡皁）。較佳使用分子說，但亦可使用原子氟。 …已驚人地發現’淨化速率可藉助於本發明之高分壓的 氟氣或氣態氟化合物得以顯著提高。在此狀況下，較佳爭 化元件表面以去除在製造例如太陽能電池期間所用之石夕化 合物（諸如二氧切、氮氧切及/或氮切）的任何污毕 或寄生性塗覆1而’亦可設想應用於其他污染。' 介於20毫巴與1〇〇〇毫巴之間的總分壓經證明為有利 的，、中可已由250毫巴至5〇〇毫巴之分壓獲得極佳社果。 可以介於毫巴與1_毫巴之間的氣分壓供應淨化。氣體 及/或使淨化氣體在處理腔室中達到上述介於2〇毫巴與 1000毫巴之間的氟化合物分壓。 、 作為淨化氣體，可選擇敦氣或含氣氣之載氣（例 性氣體’諸如氮氣或氬氣）’_氣中之莫耳濃度為1%、 10%、20%、30%或 3〇%以上。 根據本發明之另—態樣，提出—種淨化至少—個配J 於處理腔室内部區域中之元件的方法，其特徵在於以下, 實：較佳藉助於溫度調節構件達成氟氣之熱活化，其中备 淨化之元件具有小於35Gt之溫度。因此，在此方法中，步 包含熱活化之氟的淨化氣體施加於欲淨化之元件，其中, 與習知^刻相反3加熱欲淨化之元件或其表面，、或大 其與在電聚處理（例如PECVD < CVD塗覆）期間加熱月 8 201126011 件相比’僅以相對較小的程度將其加熱。 在此狀況下，亦根據本發明之此態樣，將元件淨化以 去除矽化合物（諸如二氧化矽、氮氧化矽及/或氮化矽）的 任何污染或塗覆'然而’在此狀況下，亦可設想應用於其 他污染。 特定而言，欲淨化之元件具有小於25〇t '小於2〇〇它、 小於150°C、小於lOOt或介於机與㈣之間的溫度。可 藉由使淨化氣體與溫度高於欲淨化之元件本身之溫度的經 加熱表面接觸的方式達成淨化氣體之熱活化。不言而喻， 亦可在處理腔室外部’例如在加熱至尤其大於350。。之溫度 的管道區段中達成熱活化（遠距熱活化）。 紙序化之元件具有相 雖热興習知熱蝕刻相反 對較低之溫度，但出於淨化目的，建議熱活化氟氣。已驚 人地發現，尤其若以適合方式選擇欲淨化之元件，則氟之 該種熱活化使得淨化處理腔室㈣之表面以及有效減少殘 餘物或寄生性塗層對基板的污染成為可能。對於處理腔室 之寄生性塗層尤其關鍵的區域包括用於電漿產生之電極 :若該電極具有出例如經整合用於反應氣體之氣體喷 裔則尤然），其易受到塗覆且因此須以高度可靠性及完全 性加以淨化。 π地万沄可 古田 〜 於挪剡愿理解為意 0月物件或表面之高溫下餘刻該物件或表面，其中利用触 刻速率隨欲蝕刻之表面的溫度升高而發生的增加。因此， 根據另—較佳關示性具體實例，若在淨化之前或期間加 201126011 熱處理腔室之部分，特定而 而^處理腔室之尤豆易受到窬生 性塗層影響之部分，則可進一 '、 ° 4 7增強淨化效果。 右至少一個欲淨化之元丰 g? g κ _ . 為電極、反電極及/或氣體分 ^ ^ ^ 反電極及/或氣體分配器作 為用於熱活化氟氣之溫度調節 -^ -mr ^ ^ ^ ^ 構件，則藉由空間上密閉之 /皿度調郎構件達成對於寄生性 _ .,至增尤其關鍵之兀件的淨 化《不言而喻，可使不同元件 1千運到不同溫度。舉例而言， 可使外部溫度調節構件達到高1 间'孤例如達到大於350°C之溫 度，而使電極達到處於2〇t 極達到峨。 C8GM圍内之溫度，且使反電 若在施加淨化氣微夕& .. …… 藉助於電激處理，以包切 之層塗覆基板，且包含砂之玲 ^餘物少形成於欲淨化之元 件上’則因而可利用整合之塗覆-淨化製程。 若在施加淨化氣體之過程期 ^ . 欲#化之表面的溫度 為凡件在電漿處理期間之溫度的至 fi〇〇p +，甘仏八 夕1,8 L ’較佳小於 6〇 C，尤其較佳小於2(rc， ,4.^ M „ 、因而有可旎降低欲淨化之元 件的㈣何以及淨化期間所需之能量消耗。 右在施加淨化氣體之前，蝕刻具有包含矽之層的基 板，且包含石夕之殘餘物$小^ ^ 戈餘物至J形成於欲淨化 可使用該方法。 兀仟上’則亦 之電極、反電極、歸屬於電極之氣體分配器、 =選=基板承載表面或鋼爐壁表面的至少-個部 期門° m淨化之表面’及/或在施加淨化氣體之過程 期間4淨化之表面的溫度為表面在電漿處理期間之溫度 10 201126011 的至多1.8倍，較佳小於㈣，尤其較佳小於抓。 藉由防止殘餘物形成於處理腔室之電極、反電極 體分配器、基板承載表面及/或銷爐壁表面之表面區域上可 ^:以下效果.首先關鍵區域不受污染’以及因而可以有 :本：益之方式使藉助於淨化氣體之淨化揭限於部分區 由結構機械覆蓋構件或結構電覆蓋構件達 二.4等結構機械覆蓋構件或結構電覆蓋構件利用以 W貫.在一表面處於不會形成電漿之暗區屏蔽區中時不 發生3染。 2電聚處理期間將基板配置於承載表面上，則尤其 成覆；表面，以使其不受污染。尤其可藉由基板達 ’以該種方式在電疲處理期間防止殘餘物形成於基 需Ur上。覆蓋可降低淨化所需之時間且降低淨化所 轨=。此外’較佳具有大面積之承載表面可被加熱 氣氣）之構件。 充“於熱活化淨化氣體（尤其 矣疋而。’女裝構件之至少部分表面可選作欲淨化之 安裝構件歸屬於基板承載表面。安裝構件用於 表面執处理期間安裝基板。特定而言，安裝構件可與承載 …及/或電絕緣’以便在使承載表面達到例如大於35代 同時’使安裝構件處於小於35(rc、尤其小於阶或 處於二於抓與啊之間的範圍内的溫度。 之氣 净化軋體期間’將歸屬於電極之氣體分配器 出口板與反電極之間的距離設定為處於介於2mm 201126011 與100 mm之間的範圍内’則可將淨化氣體施加於電極之區 域以及反電極之區域兩者。.在此狀況下，若加熱反電極， 而電極及/或氣體分配器具有較低溫度，例如處於電聚處理 (尤其塗覆）期間之溫度範圍内的溫度，則尤其有利。 承載表面可歸屬於反電極且同樣可被加熱，或獨立於 反電極’且因而如上文所述使以特別簡單之方式熱活化爭 化氣體成為可能。 若除氟氣以外，在淨化氣體中還使用惰性氣體，尤其 為氮氣或氬氣，則此有助於方法之操作，因為可更簡單地 控制該等氣體混合物以免腐蝕腔室元件及管線系。 外，氬氣具有以下優點：其不會與塗層組分（尤其矽）形 成化合物，且因此應預期如在氮氣之狀況下不會有粉塵^ 染現象。 右在處理腔室内部及/或外部（遠距電漿淨化）達成淨 化氣體之電漿激發以便形成激發之氟物質，則可進—步姆 強淨化氣體之活性。 曰 包3用於漿以對基板進行電聚處理之至少—個 電極及反電極的本發明之處理腔室經裝配且意欲用於進^ 如前述技術方案令任一項所主張之方法，其中 丁 5毫巴之氟氣或氣態氟化合物 提供用於將總分壓大於 施加於欲淨化之元件的構件 及/或 12 201126011 【實施方式】 在一個具體實例中’用於對基板進行電漿處理之本發 明裝置包含 -用於在電極與反電極之間的區域中激發電容耦合電漿 放電之構件，及 -用於將一定量之至少一種可活化氣體物質輸送至電漿 放電區域中之構件，其中 將基板配置於或可將基板配置於電極與反電極之間的 各人處理之基板表面區域與電極之間。 尤其以介於1 MHz與150 MHz之間、較佳為13 % MHz 之激發頻率達成電聚放電。較佳的是，電極或反電極處於 接地電位，或可使電極或反電極處於接地電位。然而，亦 可構想具有浮動電極及/或反電極之配置。 /寺定而言’提供控制器件，其㈣用於供應及排出淨 化氣體之泵裝置以及所需氟分壓之設定。 *用於熱活化氟氣或氣態氟化合物之構件可包含電極、 :屬於電極之氣體分配器、反電極、歸屬於反電極之基板 :栽表面及/或配置於處理腔室外部之熱活化器件的至少部 由配個有利的例示性具體實例，或者或另外可· 化氣m哲：或度調節構件達❹ '、體氟物質之熱激發。在 4 處理腔室中”。 右在淨化氣體進， 導淨化氣體越過可加熱區域JL方，則4 、。在此狀况下’可加熱區域可尤其為可加熱燈絲邊 13 201126011 可加熱導引管道區段。 在欲淨化之處理腔室之狀況下，應考慮該等處理腔室 常經設計成用於塗覆大面積組件（大於1 m2)。此意謂不僅 ，覆品質而且淨化品質均可視電極與反電極之間的距離而 疋。因此已發現，舉例而言在藉由電極或反電極激發敦氣 之狀況下，1 〇 mm至2〇 mm之短距離為有利的。若提供可 使電極及反電極相對於彼此移動之器#，則在淨化電極及/ :反電極期間有可能保持介於兩者之間的距離較短且有可 旎將活化之氟氣引入因而狹窄之間隙中’以便使面向彼此 之電極與反電極之表面具有以相對較高之熱活化氟氣流密 度施加於該等表面的氟。 此外，處理腔室特徵在於以下事實：《供較佳裝備有 溫度調節構件之氣體分配器。在溫度調節構件允許淨化位 於對面之電極而且允許淨化其他元件時，該種氣體分配器 廉於均勻的電漿處理，例如塗覆。在本發明之一種有利 構k中’ &由整合至電極中之氣體分配器（例如用於塗覆 氣體之氣體分配器）將淨化氣體引導至處理腔室中。為了 ::向處理腔室中均勻地供應氣體’氣體分配器裝備有包 3夕個有規則地配置於一個區域中之氣體出口孔的氣體出 口板0 例如歸屬於電極及/或反電極之溫度調節構件適宜例如 助於循環於迴路中之溫度調節液體來調 放迴路或封閉迴路，制w……（藉由開 油 控制）在此狀況下，較佳利用熱傳遞 ’’、例如藉助於位於處理腔室外部之循環恆溫器而被保 14 201126011 持於暫時恆定之溫度。 下文基於圖式所示之一個例示性具體實例更詳細地解 釋本發明。 圖1展不用於處理平坦基板2之較佳反應器1的示意 圖。特定而έ，該反應器可經構造為PECVD反應器。反應 益1包含處理腔室3,其具有用於產生可用以處理、尤其塗 覆基板2表面之電漿的電極4及反電極5。電極4、5可呈 現為大面積金屬板’且為了在處理腔t 3中產生電場，可 連接至激發頻率介於1 MHz與150 MHz之間、較佳為13.56 MHz之電壓源（冑！中未示出），較佳為射頻電源。電極及 其他元件較佳由耐氟㈣（尤其為金屬）形成，或具有由 耐氟材料構成之塗層。 反應器1適用於處理例如具有1 m2或1 m2以上之面積 的大面積平坦基板。特定而言，反應1 1適用於在製造高 效溥膜太陽能模組（例如無晶型或微晶矽薄膜太陽能電池) 期間進行處理步驟。 —"少力乂处狂股至j之兩$ 相對的壁。處理腔室3被配置於具有可抽空外殼8之真$ 腔室7中，該可抽空外殼8具有用於引入及排出基板之庚 口…腔室開口料由閉合裝置9以真空密封方式封閉 提供密封件"以用於針對外部區域12密封真空腔室7。名 此狀況下’出於此目的，密封件較佳由耐敗材料形 空腔室7可具有任何所需之空間形式，且尤其可具有圓开 或矩形橫截面。嵌入真空腔室7中之處理腔室3尤其可異 15 201126011 不言而喻， 同處理腔室 °同樣，不 腔室之具體 有平坦圓柱形圓盤或平坦平行六面體之形式。 本發明亦可用於以不同方式構造之尤其具有不 歲何形狀及/或電極幾何形狀之反應器的狀況中 s而喻，本發明亦涵蓋處理腔室本身即為真空 實例。 電極4被配置於真空腔室7中之固持結構37中，該固 持結構37在圖1之例示性具體實例中由外殼後壁19形成。 出於此目的，使電極4容納於外殼後壁19之切口 3"且 由介電質2 0與外殼後壁1 9隔開。 反電極5在其面向電極4之側面上具有用於安裝基板 之裝置2卜較佳可呈現為固定裝置之裝置21包含—或多個 壓緊器件31作為安裝構件，該等壓緊器件3丨可沿邊緣將 基板壓至反電極5之表面“上，該表面充當基板承載表面。 安裝構件可以指狀或框架狀形式呈現。特定而言，安裝構 件以機械方式連接至反電極5，但同時與反電極5電及/或 熱絕緣。特定而言，在反電極5或基板承載表面5a之大於 35〇t的溫度下，安裝構件之溫度可處於介於⑼它與1〇〇亡 之間的範圍内。 如由圖1可見，在進行處理時，反電極5覆篕固持結 構37之切口 38，以該種方式，在反電極5之邊緣區23與 切口 38之邊緣區24之間形成間隙25。間隙25之寬度的數 量級為約1 mm。確定間隙寬度之尺寸，以該種方式一方面 在進行處理時可使電漿保持於處理腔室3之内部中，而另 一方面在處理腔室3與真空腔室7之其餘内部空間之間不 16 201126011 形成極大之壓力梯度。 出於塗覆或蝕刻基板之目的，將活性氣體引導至處理 腔室3中。出於此目的，可將活性氣體自來源經由供應通 道.1 3供應至氣體分配器1 5，活性氣體自該氣體分配器1 5 流入處理腔室3中。 在本發明例不性具體實例中，氣體分配器丨5包含氣體 空間16，該氣體空間1 6在其面向反電極5之側面上具有裝 備有多個用於直通氣體之出口孔（圖中未示出）的氣體出 口板17。在氣體出口板17之約1〇ηι2·2 〇m2之區域上典型 地提供數千個出口孔。 可在電漿處理期間覆蓋所選之表面或元件。覆蓋可藉 由結構機械覆蓋構件或結構電覆蓋構件達成，其中該等結 構機械覆蓋構件或結構電覆蓋構件利用以下事實：在一表 面處於不會形成電漿之暗區屏蔽區中時不發生污染。舉例 而言’對間隙25不發生污染。 在圖1之裝置中，在電漿處理期間將基板2配置於基 板承載表面5a上。在此狀況下，特定而言，基板承載表面 由基板覆蓋，以使其不受污染。特定而言，可由基板2達 成覆蓋，以該種方式在電漿處理期間防止殘餘物形成於基 板承載表面5a上。在以不同於圖i之方式呈現的本發明之 -個具體實例中’反電⑮5不具有或具有僅略超出氣體喷 霧器之：域的末端區23 ’以便就此方面而言無污染出現。 ^真空腔室7之配置於處理腔室3外部之區域經由真空 S線26連接至真空泵26' ’以便在操作真空泵26'期間，歸 17 201126011 因於真空腔室7之較大容積而有可能以簡單方式使來自處 理腔室3經由間㈣$入真空腔冑7之氣體流具有高度均 勻性。 處理腔至3裝備有具有泵裝置及控制器件之控制構 件，其經設計以提供在處理腔室3中至少短暫地具有且在 部分區域中具有大於5毫巴、較佳處於介於2()毫巴與酬 毫巴之間的範圍内之氣態I化合物分壓的含氣淨化氣體。 不言而喻’-般而言’在淨化期間，無基板容納於處 理腔室中。為淨化處理腔室3或真空腔室7,可將淨化氣體 引導至處理腔室3中。出於此目的，將淨化氣體自來源14 經由供應通道（例如通道13)較佳供應至氣體分配器Η, 淨化氣體自該氣體分配器15流入處理腔室3中。來源Μ 及/或供應通道較佳經設計成料大於5毫巴、較佳為大於 20毫巴、1〇〇毫巴、5〇〇毫 、 壓性。 f巴或⑽。毫巴之I分壓具有耐 在方法之-個變體中，可在淨化期間泉出淨化氣體。 在另一變體中，在淨化時 體，且/ 腔室3充滿淨化氣 且僅在稍後某一時間點泵出該氣體。 為達成特別良好之淨化結果， 或溫度調節構件27、29、30。囍觖"巾提供加熱 如也 3〇藉助於該等構件27、29、30, 在淨化過程期間，藉由開放迴路或 對電極4及/或反電極5或承 ' :制來控制針 中已發現足以僅將溫度調節 :的熱能供應。在實驗 電極W在經=置，—個電極處，例如 H«度調節之電極4或反 18 201126011 處熱激發淨化氣艘I# * w體會產生足夠數目之氟自由基 化相對（反）電極5、4。 便冋樣淨 在圖1之例示性具體實例中，提供歸 溫度調節構件，盆中 柽4、5之 真*腔室7 φ/ 調節構件包含配置於 真:·腔至7中反電極5下方的裝置29。 反電極5、尤装a 3淑* 〆裝置29 ’ 其基板承載表面5a可經溫度調節， 式可達成最佳淨化。A板承哉主^ ς 士 乂该種方 基板承載表面5a有利地由於 基板2而未受到令仇 置 又到汚木，且因此不淨化此元件。 大於350°C之、、田许从主工Γ 由於加熱至 Μ與電極4且相應地與氣體分配 分配器15而" 戶斤以可極有效地淨化電極4及氣體 的矿圍的 彳化期間無須具有高於介於20。。與80。。之間 的乾圍的溫度。 ^〜』 原則上亦可向電極4提供溫度調節裝置。 作為替代方案，亦可右驻罢 以與電極4、5整合之 式呈現的狀況下提供電極4及/或反電極5。 為測定裝置27、29或30所需之、、 皿度凋知功率的量值， 有可犯進行量測，其中電極4 偌古 在其面向彼此之側面上裝 備有熱感測器40、40,。藉站机—位± 斜τ ^ 藉助於该專熱感測器40、40,，針 對不同RF功率、氣體，·*梦 調節裝置乂、:二广能測定電極4、5隨溫度 ，MlJ . 功率而變的局部溫度。基於該等量 叫’有可能最佳化溫度調節穿 節妫座 裝置7、29、30之瞬時溫度調 ^ 了此最佳化幾何構造。此外，在淨化 期間，可獲得熱感測器4〇、4〇，之 調節袋置27、29、30之功至# /、值且將”用於對溫度 之力率進行伴隨製程之封閉迴路控制。 19 201126011 除可同樣用於雷榀4 .. 置27、29、3〇以外 '巾之一者或兩者的溫度調節裝 引入之經加熱氣體接觸::使…與經由氣體分配器15 觸或藉助於經由氣體分配器1 5引入之 經加熱氣體使電極4 丨入之 J所需恤度。在此狀況下，特定而 :右淨化氣體自身用於此目的，則為有利的。該淨化氣 :可例如藉助於能利用溫度調節構件加熱之供應管道心 熱’或可經引導越過可加熱表面或可加熱燈絲上方。 +此外φ可對乳體出口板i 7作溫度調節。出於此目的， °藉助於由具有间熱導率之材料組成之腹板將氣體出口 板17連接至電極4’以便使氣體出口板17熱連接至電極4。 亦可在淨化期間由於以下事實而對電極4(且因此以及氣體 板1 7 )作狐度調節：溫度調節液體循環穿過電極4中 通道3 6可藉由開放迴路或封閉迴路控制達成對電極* 之溫度調節。特定而言，可將熱感測器4〇,配置於氣體出口 板17之區域中’該等熱感測器之量測值用於對溫度調節構 件至電極4之流過量進行封閉迴路控制。 下文比較本發明方法之触刻速率與習知方法之触刻速 率 〇 在欲比較之蝕刻方法之狀況下，在各狀況下皆基於用 於沈積用於塗有4.5 之μ(>矽或無晶型矽之光伏打電池 之矽薄膜的處理腔室。塗層一般可由一種用於太陽能電池 之習知矽化合物（諸如二氧化矽、氮氧化矽及/或氮化矽） 組成。在此狀況下，主要在包含氣體分配器之電極4上進 行塗覆。藉助於溫度調節裝置將電極溫度調節至約6〇。〇; 20 201126011 將反電極/Λ度調節至約200。〇。在塗覆之狀況下，電極之間 的距離為14 mm，且在各狀況下電極之面積為約2爪2。 a )習知方法（遠距電漿，3 K W，微波）： 遠距電漿裝置（公司R3T ;以微波激發）在末端側處以 凸緣連接至反應器。兩個電極之間的距離自丨4 mm增加至 180 mm且激發之N]?3以平行於電極表面之流動經由孔流入 處理腔室中。氣體流速為2 Slm (每分鐘標準公升）。腔室 内在刻蝕過程期間之壓力為2毫巴。蝕刻操作在45分鐘後 結束。對反應器之目測檢查顯示均勻清潔之表面。蝕刻過 程之持續時間藉助於剩餘氣體分析來測定：一旦不再產生 SiF4，即結束蝕刻過程。 b)本發明方法： 電極之間的距離為14 mm。藉助於整合至電極中之氣 體喷霧器（氣體分配器）將由含2〇% F2之A構成的淨化氣 體以1 8 slm之流速引入處理腔室中-而在此狀況下該氣體未 經任何類型之放電激發。在此狀況下，關閉製程氣體泵之 閥門達一定程度以便在5丨〇公升之總處理腔室體積下在 1 5分鐘後形成250毫巴之恆定處理腔室壓力。再將氣體流 速為1 8 s丨m之氣體混合物保持於鍋爐中1 5分鐘。隨後，將 流速設為0 slm且再在1〇分鐘内自鍋爐泵出氣體混合物。 接著打開鍋爐且目測檢查剩餘之矽塗層。結果為完全清潔 之鍋爐。驚人的是，不僅2〇〇〇c之熱反電極得以蝕刻清潔， 而且處於60°c之較冷之電極亦得以完全淨化。根據本發 明’ F2氣體在熱反電極處被激發且隨後在較冷之電極處仍 21 201126011 被充足激發而足以仍同樣有效地在此處進行敍刻。在此狀 況下電極之間約1 4 mm之短距離為有利的。 在本發明方法b )中40分鐘之總時間（氣體進入至泵 出）後，已完全移除電極上及氣體噴霧器上之45μηι塗層。 本發明之方法因此比藉助於功率為3 KW之R3T遠距電漿 裝置以及2 slm之NF3流速的習知淨化快速。 如b)中所提及，應強調的是，藉由經加熱之反電極熱 激發氟自由基足以有利地提供快速又完全的淨化結果。此 亦藉由對隨欲蝕刻表面之溫度而變的氟/氮氣混合物之蝕刻 速率進行檢測來驗證。 圖2展示相對於溫度（t，χ軸）對熱活化之氟/氮氣混 合物在蝕刻期間之蝕刻速率（nm/s，丫軸）作圖的圓解說明。 此處選擇分壓為250毫巴之氟/氮氣混合物。 圖2所示之曲線圖1〇〇顯示與在至多1毫巴之習知低 壓下蝕刻相比，蝕刻速率在25〇毫巴之分壓下自約1〇〇。〇之 溫度開始大幅上升，在高於15〇〇c之值下達成大於8 nm/s 之蝕刻速率。接著蝕刻速率在約2〇〇〇c之溫度下已增至三 倍。 a — 因此有利於使一個電極達到可能之最高溫度，在該狀 況下，為了不縮短板式反應器或電極或其他元件之使用壽 命，應考慮結構先決條件及限制。良好的折衷已證明為可 展現顯著蝕刻速率之約200t之溫度。另一電極較佳具有較 低溫度，該溫度例如為處於介於⑶它或60。〇與10(rc之間的 範圍内，較佳為在對基板之電漿處理（例如電漿塗覆）期 22 201126011 間之溫度的至多1 5 %。 【圖示簡單說明】 圖1展示用於對基板進行電漿處理之欲根據本發明淨 化之裝置的縱截面。 圖2展示具有不同氟或含氟氣體組分總分壓之熱活化 氟/氮氣混合物之蝕刻速率隨淨化氣體之溫度而變的圖解 說明。 【主要元件符號說明】 1 :反應器 2 :平坦基板 3 :處理腔室 4 :電極 5 ·反電極 5 a :反電極表面 7 :真空腔室 8 :可抽空外殼 9 :閉合裝置 10 :開口 11 :密封件 12 :外部區域 1 3 :供應通道 14 :來源 1 5 :氣體分配器 1 6 :氣體空間 23 201126011 1 7 :氣體出口板 19 :外殼後壁 20 :介電質 21 :安裝基板之裝置 23 :邊緣區 24 :邊緣區 25 :間隙 26 :真空管線 26':真空泵 27 :加熱或溫度調節構件 29 :加熱或溫度調節構件 30 :加熱或溫度調節構件 3 1 :壓緊器件 35 :腹板 36 :通道 37 :固持結構 38 :切口 40 :熱感測器 40’ ：熱感測器 24

Claims (1)

1. 201126011 七、宇請專利範圍： I.一種藉助於施加包含氟氣之淨化氣體淨化至少一個 配置於處理腔室内部區域t之元件之表面的方法，其中該 處理腔室具有用於產生電襞以對基板進行ft處/’、尤其/ 對表面面積大於1 m2之平坦基板進行cmECVD處理 的至少一個電極及反電極，該方法特徵在於·· 毫巴之氟氣或氣態氟化合物施加 將具有總分壓大於 於該欲淨化之元件， 及/或 熱活化該氟氣或該氣態氟化合物，及 將4欲淨化之元件溫度調節至小於3 5 〇它之溫度。 2·如申請專利範圍第丨項之方法，其特徵在於將&具有總 刀£大於5毫巴之氟氣或氣態氟化合物施加於該内部區域。 3. 如前述中請專利範圍中任—項之方法，其特徵在於在 施加該淨化氣體之前，藉助於電槳處理，以較佳包含石夕或 含石夕化合物之層塗覆基板’ 1包切或切化合物之殘餘 物較佳至少形成於該欲淨化之元件上。 4. 如刖述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於在 施加忒淨化氣體之前’藉助於電漿處王里，蝕刻基板且包含 矽或含石”匕合物之殘餘物較佳至少开》成於該欲淨化之元件 .如前述申請專利範圍中 該處理腔室之電極、 器、歸屬於該反電極 任一項之方法，其特徵在於將 該反電極、歸屬於該電極之氣體分配 之基板承載表面或鍋爐壁表面的至少 25 201126011 -個部分區域選作該欲淨化之表面，及/或在施加該淨化氣 體之過程期間，该欲淨化之表面的溫度為該表面在該電漿 處理期間之溫度的至多！ 8倍，較佳小於抓，尤其較 於 20°C。 & 6,如申請專利範圍第5項之方法，其特徵在於尤其藉由 結構機械或結才冓電覆蓋構件防止殘餘物形成於該處理腔室 之該電極 '該反電極、該氣體分配器、該基板承載表面及/ 或鍋爐壁表面之表面區域上。 7.如申請專利範圍第6項之方法，其特徵在於較佳由基 板覆蓋該基板承載表面’以此種方式在電漿處理期間防止 殘餘物形成於該基板承載表面上。 .如申咕專利範圍第7項之方法，其特徵在於將安裝構 件之至少部分表面選作該欲淨化之表面，其中該安裝構件 歸屬於該基板承載表面。 9·如則述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於該 電極及/或歸屬於該電極之氣體分配器的至少部分用作熱活 化該氟氣及/或該等氣態氟化合物之構件。 10.如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於 該反電極及/或歸屬於該反電極之基板承載表面的至少部分 用作熱活化該氟氣及/或該等氣態氟化合物之構件。 11 ·如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於 除氣氣以外，在該淨化氣體中還使用惰性氣體，尤其為氮 氣或氬氣。 12.如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於 26 201126011 在該處理腔室内部及/或外部達成該淨化氣體之電聚激發， 及/或在該處理腔室外部達成熱活化。 13.如前述申請專利範圍中任一項之方法，其特徵在於 在該施加該淨化氣體期間，介於歸屬於該電極之氣體分配 器之氣體出口板與歸屬於該反電極之基板承载表面之間的 距離經設定而處於介於2〇1111與1〇〇mm之間的範圍内。 14_一種處理腔室，其包含用於產生電漿以對基板進行 電楚.處理的至少-種電極及反電極，該處理腔室經裝配且 意欲用於進行如前述申請專利範圍中任一項之方法，其中 提供用於將具有總分壓大於5毫巴之氟氣或氣態氟化 合物施加於該欲淨化之元件的構件 及/或 用於熱活化該氟氣或該等氣態氟化合物且用於將該欲 淨化之元件溫度調節至小於35〇。〇之溫度的構件。 15. 如申請專利範圍第14項之處理腔室，其特徵在於該 用於熱活化該氟氣或該氣態氟化合物的構件包含該電極、 歸屬於該電極之氣體分配器、該反電極、歸屬於該反電極 之基板承載表面及/或配置於該處理腔室外部之熱活化器件 的至少部分。 16. 如申請專利範圍第14項及第15項中任一項之處理 腔至，其特徵在於提供用於防止殘餘物在電漿處理期間形 成於該電極、該反電極、該氣體分配器及/或該基板承載表 面之表面區域上之覆蓋構件。 17. 如申請專利範圍第16項之處理腔室’其特徵在於提 27 201126011 供歸屬於該反電極之基板承 對基板進行該電漿處理的期 方式可在該電漿處理期間防 面上。 載表面，該基板承栽表面可在 間較佳由該基板覆蓋，以該種 止殘餘物形成於該基板承栽表 八、圖式： (如次頁） 28