TWI500804B - 具有電極ｒｆ匹配之大面積電漿處理腔室 - Google Patents

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Description

具有電極RF匹配之大面積電漿處理腔室
本發明實施例大致關於電漿處理基板之方法與設備，更明確地，係關於具有電極處RF匹配之電漿處理系統以及利用其處理基板之方法。
大面積基板通常用來製造太陽能電池與液晶顯示器。液晶顯示器(LCDs)或平板通常用來作為主動矩陣顯示器，諸如電腦、觸碰面板裝置、個人數位助理(PDAs)、手機、電視機等。再者，有機發光二極體(OLEDs)亦廣泛地用作平板顯示器。一般而言，平板包括具有液晶材料層夾於其中的兩個板。至少其中一個板包括至少一沉積於其上且耦接至功率源的導電薄膜。自功率源供應至導電薄膜之功率改變晶體材料的位向而產生圖案化之顯示器。
可自晶態材料或非晶或微晶材料構成太陽能電池。一般而言，現今大量生產的太陽能電池有兩個主要類型，結晶矽太陽能電池與薄膜太陽能電池。結晶矽太陽能電池通常利用單晶基板(即，純矽的單一晶體基板)或多晶矽基板(即，多晶或多晶矽)。在矽基板上沉積額外的薄膜層以改善光線捕獲、形成電路並保護裝置。適當的基板包括玻璃、金屬與聚合物基板。由於低成本大面積非晶-微晶矽吸收層的沉積，薄膜矽太陽能電池已經取得顯著的市場佔有率。薄膜太陽能電池利用沉積於適當基板上之材料薄層來形成一或多個p-n接面，其暴露於光線時可促進電池中之電流流動。
為了製造這些顯示器與太陽能電池，基板(諸如，玻璃或聚合物工件)通常經歷複數個接續處理以在基板上產生元件、導體與絕緣體。各個這些處理通常執行於設以執行生產處理單一步驟的處理腔室中。為了有效完成處理步驟的整個序列，通常有多個處理腔室耦接至內設機器人之移送室，以促進在處理腔室之間傳送基板。具有此結構之處理平臺的一實例通常稱為群集工具，其之實例為自AKT America,Inc.(Santa Clara,California.)取得的AKT電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)處理平臺家族。
隨著平板與太陽能電池需求增加，較大尺寸基板的需求也跟著增加。舉例而言，用於平板製造之大面積基板已經在這幾年中由550 mm乘以650 mm的面積增加至超過4平方公尺，且可預期在不遠的未來中持續增加。這種大面積基板尺寸的成長已經對操作與生產造成新的挑戰。舉例而言，基板的較大表面積已經造成RF功率需求的增加，並因此提高RF功率傳送部件的尺寸與成本。由於適用於大面積基板與傳統半導體晶圓的處理設備之設備尺寸與功率消耗相差數個數量級，僅放大傳統方式並無法提供可接受(某些實例中，可預測)的結果，因此需要新的創新以實現下一代處理與設備。
因此，需要適合處理大面積基板之改良電漿處理系統。
提供具有電極處RF匹配之電漿處理系統以及利用其處理基板之方法。電極處RF匹配降低電漿處理系統所需之佔地面積，因為RF匹配電路不再需要位於處理系統外。再者，電極處RF匹配可讓RF傳送驅動之位置遠遠偏離處理系統之中心，藉此釋出處理腔室之中心用於其他用途。
一實施例中，具有電極處RF匹配之電漿處理系統包括腔室主體、基板支撐件、電極、蓋組件與RF調諧元件。基板支撐件係置於界定於腔室主體中之處理空間中。電極係置於基板支撐件附近、上方或正面，且位於蓋組件之蓋件(置於蓋組件上)下方。RF調諧元件係置於蓋件與電極之間且耦接至電極。
另一實施例中，具有電極處RF匹配之電漿處理系統包括腔室主體，腔室主體具有界定處理空間之側壁、底部與蓋組件。基板支撐件係置於腔室主體之處理空間中。氣體分配板係置於基板支撐件上方。背板係由蓋組件所支撐，且支撐氣體分配板位於基板支撐件上方。蓋件係置於覆蓋背板之蓋組件上。RF供給係透過蓋件耦接至RF功率源。複數個配置於蓋件與背板之間的RF子供給係藉由分配器耦接至RF供給。RF子供給係透過分配器 耦接至RF供給。數個電容與/或電感負載與相調諧元件係配置於蓋件與背板之間。複數個負載元件各自耦接個別一RF子供給至蓋件。複數個調諧元件係配置於蓋件與背板之間，即RF電漿-驅動電極之背側。複數個調諧元件各自不在背板中心處耦接個別一RF子供給至背板。可透過蓋件與背板提供RF氣體饋通(RF gas feed-through)，以提供氣體進入氣體分配板與背板之間界定的氣室。
本發明又另一實施例中，在具有電極處RF匹配之處理系統中處理基板之方法包括將含有一或多個矽基氣體的氣體混合物通過RF氣體饋通與氣體分配板流入處理空間、透過電極處匹配元件提供RF功率至氣體分配板以激發處理空間中之氣體混合物、並在激發之氣體混合物存在下沉積矽層於基板上。
本發明大致關於具有電極處RF匹配之電漿處理腔室以及利用其處理基板之方法。電漿處理腔室係設以處理大面積基板，利用電漿而在大面積基板上形成結構與裝置以用於製造液晶顯示器(LCD’s)、平板顯示器、有機發光二極體(OLED’s)或太陽能電池陣列的光致電電池等等。雖然本發明說明性描繪、顯示且實施於大面積基板處理系統中，但本發明可在其他樂於在腔室中用於電漿生成之電極處或附近利用RF匹配之電漿處理腔室中運用。分散式匹配網路包括可用來補償負載阻抗分佈中不對稱(例如，狹縫閥開口)的電極處或附近之RF匹配。分散式匹配網路藉由RF蓋件下之高阻抗「傳導線路」降低電流至不明顯水平，實質排除至匹配箱之接地返回路徑的不對稱性。這降低I2 R損失並取消RF產生連接點之不對稱位置的影響。
第1圖係電漿輔助化學氣相沉積系統100之一實施例的橫剖面圖，其具有處理腔室148、RF產生器(RF功率源)112、氣體源104與控制器110。控制器110可為適合控制系統100中執行之處理的通用或工業電腦。控制器110包括記憶體192、支援電路194與處理器196。
處理腔室148包括耦接至RF產生器(RF功率源)112、氣體源104與控制器110之接地腔室主體102。腔室主體102包括側壁114、底部116與蓋組件122。腔室主體102之側壁114與底部116通常由單一鋁塊(或其他相容於處理化學作用之材料)所製成。側壁114、底部116與蓋組件122組成處理空間106。泵送埠118係通過腔室主體102而形成以讓泵送系統120排空且控制處理空間106中之壓力。
基板支撐件140係置於處理空間106中，以在處理過程中支撐大面積基板142。基板支撐件140係藉由桿146耦接至舉升機構144。舉升機構144控制基板支撐件140之高度，舉例而言，在第1圖所示之升高處理位置以及與狹縫閥通道108對齊之降低傳送位置之間，狹縫閥通道108係通過腔室主體102而形成以助於基板142進出處理空間106。
處理時將遮蔽框架182置於基板142周邊上以避免沉積於基板142之邊緣上。一實施例中，遮蔽框架182可由金屬材料、陶質材料或其他適當材料所製成。一實施例中，遮蔽框架182係由裸鋁或陶質材料所製成。
作為RF電流返回迴路部分的撓性RF返回路徑184將RF電流返回至RF功率源112。RF返回路徑184可由鈦、鋁、不鏽鋼、鈹、銅、塗覆導電金屬塗層之材料、或其他適當RF導電材料所製成。RF返回路徑184可沿著基板支撐件140之各個側邊均勻地或隨機地分佈。一實施例中，RF返回路徑184係耦接於基板支撐件140與腔室主體102(例如，腔室側壁114)之間。另一實施例中，RF返回路徑184(虛線顯示)係耦接於基板支撐件140與腔室底部116或側壁114之間。
第1圖所示實施例中，RF返回路徑184之外端耦接至腔室主體102。RF返回路徑184之內端耦接至接地框架186，接地框架186在基板支撐件140處於第1圖所示之升高處理位置時坐落於基板支撐件140之凸緣190上。接地框架186係由例如鋁之材料所製成，其在基板支撐件與腔室主體102之間傳導RF。當基板支撐件140下降至傳送位置時，接地框架186接觸框架支撐件188，框架支撐件188耦接至腔室主體102之側壁114且可舉起接地框架186離開凸緣190。隨著基板支撐件140持續向下，遮蔽框架182接觸接地框架186，接地框架186舉起遮蔽框架182離開基板142以促進基板傳送。
噴頭組件124係由蓋組件122支撐於基板支撐件140上方。RF導電蓋件152係置於蓋組件122上以覆蓋噴頭組件124。蓋件152係透過蓋組件122電連接至接地腔室主體102。噴頭組件124包括來自背板130之懸掛件128所支撐的氣體分配板126。噴頭組件124係藉由絕緣體132電絕緣於蓋組件122。
一實施例中，氣體分配板126與背板130具有面對基板支撐件140之實質矩形表面。氣體分配板126與背板130的尺寸通常約相同於基板支撐件140。
氣體分配板126包括複數個孔134，其引導處理氣體與其他氣體朝向置於基板支撐件140上之基板142。可適以自本發明受益之氣體分配板實例揭露於2002年11月12日核發給White等人的美國專利6,477,980、2005年11月17日公開的Choi等人美國專利公開案20050251990、以及2006年3月23日公開的Keller等人美國專利公開案2006/0060138。
氣室136係界定於氣體分配板126與背板130之間。處理氣體與/或清潔氣體係由氣體源104利用RF氣體饋通160通過背板130而輸送進入氣室136。遠端電漿源138可線上(in-line)耦接於氣體源104與RF氣體饋通160之間，以在氣體進入氣室136之前解離氣體。
一實施例中，遠端電漿源138可用來激發清潔氣體以遠端地提供用來清潔腔室部件的電漿。清潔氣體可進一步由RF功率源112供應至背板130與/或氣體分配板126之RF功率所激發。適當的清潔氣體包括(但不限於)NF3 、F2 與SF6 。遠端電漿源實例係揭露於1998年8月4日核發給Shang等人之美國專利5,788,778。
支撐結構150耦接背板130之中心至配置於腔室主體102上方之頂上樑158。頂上樑158可由設備建築結構、腔室主體102或其他適當結構所支撐。支撐結構150係可調整的，以致可調整背板130之中心的高度，進而控制氣體分配板126之形狀或輪廓。一實施例中，支撐結構150包括藉由固定件202耦接至背板130之中心的環154(示於第2圖中)。複數個立柱156耦接環154至頂上樑158。可如所欲般調整立柱156以控制背板130與頂上樑158之間的距離。立柱156與/或環154耦接至背板130之方式可避免背板130與頂上樑158或蓋件152之間的RF傳導。可適以自本發明受益之支撐結構的詳細敘述係描述於2008年2月26日申請之美國專利申請案12/037,885中。
RF功率源112耦接至系統100頂部(諸如，背板130與/或氣體分配板126)處之電極以提供RF功率，好在氣體分配板126與基板支撐件140之間產生電場。或者，電極可位於基板附近、上方或正面。電場自氣體分配板126與基板支撐件140之間存在的氣體產生之電漿係用來處理配置於基板支撐件140中之基板。
第1圖所示實施例中，RF供給170(例如，約50歐姆RF傳送線路，例如同軸電纜)係耦接至RF功率源112。RF供給170係透過蓋件152配送至RF分配器174。複數個RF子供給172自RF供給170配送功率至電極上不同位置。第1圖所示實施例中，各個RF子供給172相反於分配器174之端部係藉由電極處調諧元件176耦接至背板130並藉由負載元件178耦接至蓋件152。電極不包含背板之實施例中，傳送線路可如下述參照背板般耦接至氣體分配板之對應部分。可根據腔室幾何結構與功率需求來選擇RF子供給172之數目與位置。一實施例中，RF子供給172係藉由調諧元件176耦接接近於背板130之周邊，留下背板130之中心，可用於裝設環154、立柱156與RF氣體饋通160。
第1圖所示實施例與第2圖之剖面圖進一步描述中，利用四個RF子供給172。四個RF子供給172可各自為約200歐姆的傳送線路，諸如同軸電纜或其他適當RF導體。RF子供給172通過立柱156之間。可如所欲般重新置放立柱156以達成不同的RF子供給172配送。舉例而言，如第2圖額外描述，可利用額外的RF子供給172(虛線所示)，諸如6個RF子供給、8個RF子供給或其他數目的RF子供給。RF供給170之單一連接點的阻抗係經選擇以匹配RF功率源之輸出阻抗。大部分工業應用中阻抗為50歐姆，因此所有自50歐姆位置散發之子供給的阻抗總合亦需為50歐姆，以有效地自功率源傳送能量至負載。
現參照第3圖，各個RF子供給172之末端302包括接頭304。接頭304促進將調諧元件176與負載元件178耦接至RF子供給172。調諧元件176包括接頭306，以電耦接RF子供給172至電極(例如，第2圖與第3圖中所示之背板130)中形成之觸點310。負載元件178包括接頭308，以電耦接RF子供給172至蓋件152(如第3圖所示)或至腔室側壁114或蓋組件122之一者。
一實施例中，觸點310係螺紋孔。觸點310通常位於電極(例如，第2圖與第3圖中所示之背板130)之側204附近，在任何實例中均遠離中心。一實施例中，至少四個觸點310係位於背板130之各個角落206附近。
RF氣體饋通160耦接至埠212(通過背板130而形成)。埠212可偏離背板130之中心而配置，好讓立柱156與環154可裝設於背板130之中心以更好地控制背板與/或氣體分配板輪廓。埠212係形成於背板130之中心附近且接近環154，以分隔埠212與觸點310。藉由將埠212與RF氣體饋通160分隔於RF子供給172之觸點310而配置，可最小化「出現」在埠212之電壓以降低在RF氣體饋通160中產生未成熟或寄生放電的可能性。
處理過程中，透過RF供給170、複數個RF子供給172與調諧元件176將來自RF功率源112之RF功率輸送至電極，以在氣體分配板126與基板支撐件140之間的處理空間106中產生電漿與/或激發氣體。RF功率係如同箭頭164所示般透過接地框架186、RF返回路徑184、腔室側壁114、蓋組件122、蓋件152與RF供給170自基板支撐件140返回至RF功率源112。由於調諧元件176位於RF輸送系統路徑上，返回至RF功率源112之RF電流不通過調諧元件176或傳統系統中存在的匹配箱。
可藉由利用電極處電容器與/或電感器如所欲般調整總體腔室RF負載的相(調)與幅度(負載)。在蓋件152下方電極處配置調諧元件176可有利地提供彈性給RF傳送線路位置，其釋出處理腔室148之中心以致RF供給170之連接點可位於遠離中心且離開腔室蓋組件122上配置之其他部件的路線。此外，將調諧元件176置於電極處且離開中心、將RF匹配元件配置於更高阻抗平行傳送線路子供給的末端，藉此降低子供給之電流容量需求並引人注目地降低傳送線路與電路元件上的電壓應力，並提供優於中心配置高電壓單一匹配電路系統的成本降低。此外，具有多個電極處匹配電路可進行電極的局部區域調諧，這在整個處理系統僅利用單一調諧的傳統調諧電路中是不可能的。這可更大地控制與細微地調諧RF激發。調諧元件176可經選擇以執行固定或動態RF匹配。如下方進一步所述，RF傳送線路之調諧元件176與/或不同部分的阻抗可經選擇以維持對稱的電驅動至電極，或者在相對末端不同地驅動電極與/或顛倒以補償處理腔室設計中已經存在的不對稱性。
固定RF匹配
一實施例中，調諧元件176係固定的電容器或電感器。上述實施例中，RF功率源112係變頻功率源。一實施例中，RF功率源112之輸出可因應電漿之特性而在約0.3 MHz與約200 MHz之間變動，這造成表現之RF功率提高或降低。一實施例中，RF功率源112提供在13.56 MHz平均頻率附近變動的RF功率。
負載元件178可經選擇以匹配RF傳送線路之特別阻抗至負載的至少一部分。一實施例中，負載元件178係具有固定電容值的電容器。另一實施例中，負載元件178係具有固定電感值的電感器。另一實施例中，負載元件178係具有固定阻抗值的電容器-電感器網路。
調諧元件176之電容可經選擇以提供所欲之電極共振性能，藉此在所欲之RF頻率下提供尖峰RF傳送。一實施例中，調諧元件176係具有固定電容值的電容器。另一實施例中，調諧元件176係具有固定電感值的電感器。另一實施例中，調諧元件176係具有固定阻抗值的電容器-電感器網路。
動態RF匹配
一實施例中，調諧元件176具有電感與電容兩者元件，其中之一係可調整的以運作成RF匹配電路以調諧電極之共振好匹配電漿負載的共振。上述實施例中，RF功率源112可為一或多個固定頻率的功率源。RF功率源(或多個功率源)112可在一或多個頻率下提供RF功率。可在約0.3 MHz與約200 MHz之間選擇一或多個頻率。一實施例中，RF功率源112在13.56 MHz頻率下提供RF功率。調諧元件176之電感與/或電容值可因應電漿特徵資訊而有所變化。一實施例中，電極處調諧元件176可獨立於彼此地動態變化。
調諧元件176之電容可因應電漿特徵資訊而選擇性變化，以提供所欲之電極共振性能，藉此在所欲之RF頻率下提供尖峰RF傳送。一實施例中，調諧元件176係具有可變電容值的電容器，其可因應電漿特徵資訊而選擇。另一實施例中，調諧元件176係具有可變電感值的電感器，其可因應電漿特徵資訊而選擇。另一實施例中，調諧元件176係具有可變阻抗值與/或電容值的電容器-電感器網路，其可因應電漿特徵資訊而選擇。
負載元件178可經選擇以匹配RF傳送線路之特別阻抗至負載的至少一部分。一實施例中，負載元件178係具有固定電容值的電容器。另一實施例中，負載元件178係具有固定電感值的電感器。另一實施例中，負載元件178係具有固定阻抗值的電容器-電感器網路。
運作中
運作中，具有電極處RF匹配之電漿處理系統可用來沉積適合TFT或太陽能裝置的矽基薄膜。一實施例中，非晶矽層可形成於基板上，基板係設置於電漿處理系統中之基板支撐件上。透過RF氣體饋通與氣體分配板提供含有一或多個矽基氣體的氣體混合物至處理空間。透過電極處調諧元件提供來自RF功率源之RF功率至電極以激發處理空間中的氣體。適當的矽基氣體包括(但不限於)矽烷(SiH4 )、二矽烷(Si2 H6 )、四氟化矽(SiF4 )、四氯化矽(SiCl4 )、二氯矽烷(SiH2 Cl2 )與其之組合。一實施例中，矽烷(SiH4 )氣體係作為矽基氣體。
亦可在處理過程中提供氫基氣體。適當的氫基氣體包括(但不限於)氫氣(H2 )。一實施例中，提供氫氣與矽烷氣體體積空間比例在約4：1與約25：1之間的氣體混合物。一實施例中，供應約14.28 sccm/L與約71.42 sccm/L之間體積的氫氣。供應約0.74 sccm/L與約10.71 sccm/L之間體積的矽基氣體。
可在形成非晶矽層時控制處理參數。一實施例中，透過調諧元件提供至背板與/或氣體分配板之RF功率可控制在約20毫瓦/cm2 與約500毫瓦/cm2 之間，其中面積為氣體分配板面對基板之面積。腔室之壓力可維持在約1托與約100托之間(例如，約1托與約20托之間)。間距係控制在約600密爾與約900密爾之間，而基板溫度係控制在約100℃與約400℃之間，例如約200℃。
一實施例中，可根據腔室之匹配條件的主動測量特徵與RF供應之輸出的電漿負載來改變RF功率源之RF輸出的頻率。另一實施例中，可根據腔室之匹配條件的主動測量特徵與RF供應之輸出的電漿負載而動態地改變電極處調諧元件的電容與/或電感。電極處調諧元件可獨立於彼此動態地改變。
替代傳送線路佈局
第4-6圖為描繪不同的功率傳送線路佈局之電漿輔助化學氣相沉積系統的部分橫剖面圖。第4-6圖之實施例與第2圖之系統具有相同的視角，自蓋件152下方向下看背板130。雖然描繪三個替代佈局，但可預期其他利用本文教示的佈局，維持處理腔室中心不具傳送線路部件與/或提供不對稱RF功率驅動至電極。
第4圖係電漿輔助化學氣相沉積系統(例如，上述之系統100)之傳送線路佈局的一實施例。佈局亦可用於其他電漿處理系統。第4圖之傳送線路佈局包括RF供給170，其自RF功率源112延伸至RF分配器174。RF分配器174係置於偏離處理腔室148之中心。作為參考，處理腔室148之中心係對齊於背板130之中心，以致分配器174較接近背板130與氣體分配板126之一側204而非其他側204。第4圖所示實施例中，RF分配器174係配置較接近於背板130之長側204之一，而與背板130之兩個較短側204實質等距離。
複數個RF子供給402在一端部耦接至分配器174並在第二端部耦接至輔助分配器404。各個輔助分配器404係耦接至複數個輔助RF子供給406。各個輔助RF子供給406係在相反於輔助分配器404之末端部分耦接至電極處調諧元件176與負載元件178。
第4圖所示實施例中，各組輔助子供給406與相關之輔助分配器404構成RF傳送線路分支410。各個相關子供給402與RF傳送線路分支410的總體阻抗可為相同的，以平衡至調諧元件176的RF功率分佈。第4圖實施例中，調諧元件176之阻抗可為相同的或不同的，以如所欲般個別地提供對稱或不對稱的功率輸送。分配器174與RF供給170與RF子供給402的偏移設置提供處理腔室148中心處的空曠區域，以設置氣體輸送、支撐結構150之部分或背板130/氣體分配板126的其他支撐件或其他需求。
第4圖所示實施例中，傳送線路(即，RF供給170、RF子供給402與輔助RF子供給406)係經選擇以提供電對稱驅動至電極。此特定實施例中，RF供給170具有50歐姆阻抗，兩個RF子供給402各自具有100歐姆阻抗，而四個輔助RF子供給406各自具有200歐姆阻抗。預期可選擇與特定結構中應用之RF子供給402與RF子供給406之數目相稱的傳送線路阻抗。
第5圖描繪之實施例中，傳送線路係在兩個垂直的笛卡兒座標方向中配置偏離處理腔室148之中心，即RF供給170的50歐姆點(分配器174上)係較接近背板130之一角落206，而非其他角落206。第5圖實施例之傳送線路的部件係經設置，以致傳送線路的各個區塊之阻抗可經選擇，而將RF供給170之50歐姆點(分配器174上)置於任何偏離中心之所欲位置上，同時仍然提供對稱的RF驅動至背板130。
一實施例中，傳送線路包括複數個RF子供給，各自耦接至至少一RF傳送線路分支410。第5圖所示實施例中，顯示出RF子供給502、504，其中子供給502與子供給504具有不同的長度、形狀、尺寸與/或介電材料，但具有相同的阻抗(例如，100歐姆)。
選擇性地，可相似於RF子供給502、504設置一或多個RF傳送線路分支410，以致其中一個輔助RF子供給406與構成RF傳送線路分支410之其他輔助RF子供給406具有不同的長度、形狀、尺寸與/或介電材料同時具有不同的阻抗，因此讓輔助分配器404位於較接近一個角落206而非其他角落206，因此提供傳送線路配送的額外彈性以容納其他腔室部件。
第6圖描繪之實施例中，傳送線路係在兩個垂直的笛卡兒座標方向中配置偏離處理腔室148之中心，即相似於第5圖之實施例，RF供給170的50歐姆點(分配器174上)係較接近背板130之一角落206，而非其他角落206，除了傳送線路部件係設以提供不對稱RF驅動至背板130以外。第6圖所示實施例中，RF供給170的50歐姆點(分配器174處)後的傳送線路部件具有不對稱傳送線路阻抗，其係設計用以提供不對稱功率分配量至背板130之相反側204。不對稱功率分配量可經選擇以在相反側處不同地驅動電極以補償處理腔室148設計中已經存在的不對稱，諸如狹縫閥通道108、RF氣體饋通160、泵送埠118之位置、基板支撐件140附近的非均勻氣體傳導源、電漿不對稱源或其他處理非均勻性源。
一實施例中，傳送線路之各個區塊的阻抗可經選擇以致RF供給170的50歐姆點(分配器174處)可配置於任何偏離中心的所欲位置並同時提供不對稱功率分佈至電極。舉例而言，傳送線路可包括複數個RF子供給，各自耦接至至少一RF傳送線路分支410。第6圖所示實施例中，顯示出RF子供給502、602，其中子供給502與子供給602至少具有下列其中之一：不同的長度、形狀、尺寸與/或介電材料，且子供給502、602亦具有不同的阻抗。舉例而言(非用於限制)，子供給502可具有約91.7歐姆的阻抗而子供給602可具有約110歐姆的阻抗。子供給的阻抗可經選擇以提供所欲不對稱的RF功率驅動以補償腔室不對稱或處理結果的非均勻性。
該實施例中，子供給502耦接至RF傳送線路分支410而子供給602耦接至RF傳送線路分支604。RF傳送線路分支410、604可設以相對其各自的輔助分配器404、608提供對稱的功率輸送。舉例而言，第6圖所示實施例中，RF傳送線路分支410包括兩個183.4歐姆的輔助子供給406而RF傳送線路分支604包括兩個220歐姆的輔助子供給606。
選擇性地，一或多個RF傳送線路分支410、604可經設置以致輔助RF子供給406、606其中之一者相對於其他構成個別RF傳送線路分支410、604之輔助RF子供給406、606而言，具有不同的長度、形狀、尺寸與/或介電材料以及不同的阻抗，因此可讓輔助分配器404、608位於較接近一角落206而非其他角落206，因此提供傳送線路配送的額外彈性以容納其他腔室部件。
結論
因此，提供具有電漿處理系統之電極處RF匹配的方法與設備。電極RF匹配有利地提供對稱方式或自行選擇不對稱(但可預測)地施加RF功率至大面積電極、讓RF功率源至電極的連接點物理上偏離電極中心、降低阻抗匹配系統之導體與電部件上的電壓與電流應力、降低噴頭電極之氣體饋通上的電壓應力以避免寄生放電、並物理上地調整腔室主體中的RF返回電流路徑以如所欲般地補償返回電流路徑中任何程度的不對稱性。再者，由於RF匹配在子供給數目之間分配成並聯，匹配元件電壓需求的降低提供優於高電壓單一匹配電路系統的成本降低。此外，雖然示範性處理系統係在水平方向中描繪基板與電極，但可預期本發明亦可利用垂直方向的電極與/或基板加以實施。
雖然上述係針對本發明之實施例，但可在不悖離本發明之基本範圍下設計出本發明之其他與更多實施例，而本發明之範圍係由下列之申請專利範圍所界定。
100．．．電漿輔助化學氣相沉積系統
102．．．腔室主體
104．．．氣體源
106．．．處理空間
108．．．狹縫閥通道
110．．．控制器
112．．．RF功率源
114．．．側壁
116．．．底部
118．．．泵送埠
120．．．泵送系統
122‧‧‧蓋組件
124‧‧‧噴頭組件
126‧‧‧氣體分配板
128‧‧‧懸掛件
130‧‧‧背板
132‧‧‧絕緣體
134‧‧‧孔
136‧‧‧氣室
138‧‧‧遠端電漿源
140‧‧‧基板支撐件
142‧‧‧大面積基板
144‧‧‧舉升機構
146‧‧‧桿
148‧‧‧處理腔室
150‧‧‧支撐結構
152‧‧‧蓋件
154‧‧‧環
156‧‧‧立柱
158‧‧‧頂上樑
160‧‧‧RF氣體饋通
164‧‧‧箭頭
170‧‧‧RF供給
172、402、502、504、602‧‧‧RF子供給
174‧‧‧分配器
176‧‧‧調諧元件
178‧‧‧負載元件
182‧‧‧遮蔽框架
184‧‧‧RF返回路徑
186‧‧‧接地框架
188‧‧‧框架支撐件
190‧‧‧凸緣
192‧‧‧記憶體
194‧‧‧支援電路
196‧‧‧處理器
202‧‧‧固定件
204‧‧‧側
206‧‧‧角落
212‧‧‧埠
302‧‧‧末端
304、306、308‧‧‧接頭
310‧‧‧觸點
404、608‧‧‧輔助分配器
406、606‧‧‧輔助RF子供給
410、604‧‧‧RF傳送線路分支
為了更詳細地了解本發明之上述特徵，可參照實施例(某些描繪於附圖中)來理解本發明簡短概述於上之特定描述。
第1圖係具有電極處RF匹配之電漿輔助化學氣相沉積系統之一實施例的橫剖面圖；
第2圖係沿著第1圖之電漿輔助化學氣相沉積系統的長剖面線2─2的橫剖面圖；
第3圖係第1圖之電漿輔助化學氣相沉積系統之部分剖面圖；及
第4-6圖係描繪電漿輔助化學氣相沉積系統的不同功率傳送線路佈局之部分剖面圖。
為了助於理解，盡可能應用相同的元件符號來標示圖式中相同的元件。然而，需注意附圖僅描繪本發明之典型實施例而因此不被視為其之範圍的限制因素，因為本發明可允許其他等效實施例。
100‧‧‧電漿輔助化學氣相沉積系統
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧氣體源
106‧‧‧處理空間
108‧‧‧狹縫閥通道
110‧‧‧控制器
112‧‧‧RF功率源
114‧‧‧側壁
116‧‧‧底部
118‧‧‧泵送埠
120‧‧‧泵送系統
122‧‧‧蓋組件
124‧‧‧噴頭組件
126‧‧‧氣體分配板
128‧‧‧懸掛件
130‧‧‧背板
132‧‧‧絕緣體
134‧‧‧孔
136‧‧‧氣室
138‧‧‧遠端電漿源
140‧‧‧基板支撐件
142‧‧‧大面積基板
144‧‧‧舉升機構
146‧‧‧桿
148‧‧‧處理腔室
150‧‧‧支撐結構
152‧‧‧蓋件
154‧‧‧環
156‧‧‧立柱
158‧‧‧頂上樑
160‧‧‧RF氣體饋通
164‧‧‧箭頭
170‧‧‧RF供給
172‧‧‧RF子供給
174‧‧‧分配器
176‧‧‧調諧元件
178‧‧‧負載元件
182‧‧‧遮蔽框架
184‧‧‧RF返回路徑
186．．．接地框架
188．．．框架支撐件
190．．．凸緣
192．．．記憶體
194．．．支援電路
196．．．處理器

Claims (5)

  1. 一種電漿處理系統，包括：一腔室主體，具有界定一處理空間之一腔室側壁、一底部與一由該腔室側壁支撐的蓋組件；一基板支撐件，配置於該腔室主體之該處理空間中；一氣體分配板，配置於該基板支撐件上方；一背板，由該蓋組件所支撐，該背板支撐該氣體分配板；一蓋件，配置於該蓋組件上且覆蓋該背板；一RF功率源；一RF供給，透過該蓋件耦接至該RF功率源；一分配器，配置於該蓋件與該背板之間，該分配器耦接至該RF供給；複數個RF子供給，配置於該蓋件與該背板之間；該複數個RF子供給透過該分配器耦接至該RF供給；複數個電容性負載元件，配置於該蓋件與該背板之間，該複數個負載元件各自一者耦接一個別RF子供給至該蓋件；複數個調諧元件，配置於該蓋件與該背板之間，該複數個調諧元件之各自一者耦接一個別RF子供給至該背板；以及一RF氣體饋通，提供一氣體管道通過該蓋件且進入一界定於該氣體分配板與該背板之間的氣室。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其中該複數個RF子供給更包括：四個約200歐姆的傳送線路或子供給的另一組合，其可在數量與個別阻抗中變化以呈現一標準約50歐姆的負載阻抗至該RF功率源之輸出。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電漿處理系統，其中該些子供給之平衡係不圍繞該電極對稱。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電漿處理系統，其中該些RF調諧元件係固定電容器與/或電感器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其中各個該複數個調諧元件更包括：一可調整的電容器與/或電感器。
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