CN102597306A - 处理室的清洁 - Google Patents
处理室的清洁 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102597306A CN102597306A CN2010800363255A CN201080036325A CN102597306A CN 102597306 A CN102597306 A CN 102597306A CN 2010800363255 A CN2010800363255 A CN 2010800363255A CN 201080036325 A CN201080036325 A CN 201080036325A CN 102597306 A CN102597306 A CN 102597306A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- substrate
- treatment chamber
- counter electrode
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0064—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes
- B08B7/0071—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
一种利用清洁气体清洁在等离子处理室内部区域中配置的至少一个组件的方法,所述清洁气体包括氟气,其中所述处理室具有至少一个电极和对应电极来生成等离子体用于等离子体处理,特别是用于对表面积大于1m2的平面基底进行CVD-或者PECVD-处理,其特征在于,用分压大于5mbar的气态氟化合物冲击内部区域。在另一种利用清洁气体清洁在处理室内部区域中配置的至少一个组件的表面的方法V中,所述清洁气体为氟气,其中所述处理室设置有至少一个电极和对应电极用于生成等离子体,特别是用于对表面积大于1m2的平面基底进行CVD-或者PECVD-处理,借助控温装置对于氟气进行热活化,其中待清洁的组件具有<350℃的温度。
Description
本发明涉及方法和处理室,所述方法和所述处理室依据了相应的独立权利要求的主题。
用于电子或者光电子应用的基底,例如半导体元件或者和太阳能电池,优选是在处理室中利用PVD,CVD或者PECVD法(PVD:物理气相沉积;CVD:化学气相沉积;PECVD:等离子体增强化学气相沉积)来处理,其中,反应气体被导入到处理室中,并沉积在基底上。
在WO 2009/0033552中公开了用于大面积基底等离子体涂覆的加工***,其中基底面积可达1m2甚至更大。等离子体在处理室中产生于电极与对应电极之间,待处理的基底被带入到电极和对应电极之间。反应气体经过组装在电极上的气体喷淋。该气体喷淋包括带有大量排出口的气体喷淋出口板,在它们的帮助下反应气体被均匀的导入处理室中。
等离子体沉积的涂覆速度和质量受很多加工参数的影响,特别是反应气体压力、流速和组成,等离子体的功率密度和激发频率,基底温度和电极与对应电极之间的距离,也就是基底表面与相应的对应电极之间的距离。
这种涂覆法的缺点在于,反应气体不仅结合在基底上,而且同时在处理室的部分区域涂覆。对处理室的涂覆可以导致粒子从涂层上剥落并污染基底。当出现这种基底污染时,将导致涂覆质量的损害。
因此对涂覆处理室进行清洁十分重要。对此,优选具有腐蚀性的清洁气体被导入处理室中,清洁被污染的平面。因为在清洁本身过程中以及清洁完成后的一定时间内无法在真空室中进行涂覆,因此这种清洁被期望能尽可能快的进行。
出于技术层面,基本上有两种清洁方法为人们所知。在原位清洁方法中,清洁气体直接在处理室中被激发,相较而言,在远程等离子体清洁方法中,清洁气体的激发在外部设备中进行,并且将被激发的清洁气体在低压下导入处理室中。
目前主要是氟化氮NF3被作为清洁气体进行使用。通过氟化氮激发制备好的氟类或者说氟基可以将用于太阳能电池涂覆的硅化物,例如二氧化硅,氧氮化硅和/或氮化硅,从被污染的平面上剥落。然而氟化氮是一种有害环境的气体,它是温室气体并且在大气中的半衰期长达数百年。此外,由于近几年其需求明显提高,氟化氮非常昂贵。
为了代替氟化氮,在技术上提供了其他的氟气混合物,例如四氟化碳CF4,六氟化硫SF6,或者由氩、氮和氟Ar/N2/F2组成的混合物。特别是在文献EP 1 138 802 A2中提到了使用的氟分子含量至少为50vol%的清洁气体,其中室压在370mT和450mT之间,室温或者至少室内待清洁的物体的温度升至大约450℃。
本发明的目的在于,提供清洁处理室内部空间组件表面的方法,该方法避免使用氟化氮,但可实现迅速且有效的清洁。
这一目的通过独立权利要求的特征实现。有利的实施方式是从属权利要求的方案。
根据本发明的清洁方法,利用清洁气体的冲击来清洁至少一个处理室内部区域所配置组件的表面,所述清洁气体包括氟气,其中所述处理室具有至少一个电极和对应电极用以生成等离子体,所述等离子体用于处理基底,其特征在于,
-用总-分压大于5mbar的氟气和/或气态氟化合物来冲击待清洁的组件,
和/或
-热活化氟气和/或者气态氟化合物,以及
-加热待清洁组件至温度<350℃。
特别的,但不是必要的,处理室被设计并且装配用于CVD-或者PECVD-处理表面积大于1m2的平面基底。优选的,基底、电极和对应电极的表面呈平面。优选为所称的表面设计。也就是说,基底、电极和对应电极的表面也可以呈凹或凸状。
在无定型或者微晶态的涂覆过程中反应气体压力为100Pa至2000Pa,特别是1300Pa,并且功率密度为0.01W/cm3至5W/cm3,特别优选为1W/cm3。高频发生器的输出功率为50W至50kW,优选为1kW。激发频率为1MHz至150MHz,优选为13.56MHz。
根据本发明提供了氟气,或者鉴于其较小的利用率,一种氟气混合物,作为清洁气体进行使用,其中在室内的总-分压至少在处理室部分区域大于5mbar,优选大于20mbar。优选使用氟分子,然而也可以使用原子态的氟。
令人惊喜的是,有显示表明,利用根据本发明的氟气或者气态氟化合物的高分压可以使清洁速率明显提高。从而优选地可以将组件表面上由例如生产太阳能电池所需的硅化物,例如二氧化硅、氧氮化硅和/或者氮化硅,所造成的污染或者说寄生层进行清洁。然而这种应用也可以考虑用于其他的污染。
总-分压为20mbar至1000mbar有特别的有益效果,其中当分压为250-500mbar时获得了非常好的结果。清洁气体可以在氟分压为20mbar至1000mba时被导入和/或在所提到的氟化合物分压为20mbar至1000mbar时被导入处理室。
清洁气体可以是氟气或者在介质气体中的氟气,所述介质气体例如氮或者氩的惰性气体,氟在介质气体中的摩尔浓度为1%、10%、20%、30%以及更多。
根据本发明的另一个方面,提供了用于清洁至少一个处理室内部所配置的组件的方法,其特征在于,优选利用温控装置对氟气进行热活化,其中待清洁的组件温度<350℃。在这种方法中,待清洁组件仍用含有被热活化的氟的清洁气体进行冲击,其中与通常的热腐蚀不同的是,待清洁的组件或者其表面没有被加热或者仅相对轻微地被加热,特别是与在诸如PECVD-或者CVD的等离子体处理过程中对组件的加热相比。
根据本发明的这一方面,组件还可以将污染,换言之带有诸如二氧化硅、氧氮化硅和/或者氮化硅的硅化物的涂层清除掉。然而在此情况下这种应用也可以考虑用于其他的污染。
特别是待清洁的组件的温度<250℃、<200℃、<150℃、<100℃或者为20℃至60℃。清洁气体的热活化可通过清洁气体与比待清洁组件温度更高的加热表面的接触来完成。有事实表明,热活化也可以在处理室外部完成,例如尤其是在温度>350℃的加热管段(远程热活化)中完成。
还提供了用于清洁的氟气的热活化,然而其与传统的热腐蚀不同,待清洁的组件具有相对较低的温度。令人惊喜的是,有事实表明,这种氟的热活化可以清洁处理室的内部表面,并且有效降低由残渣或者寄生层所造成的基底污染,特别是当待清洁组件的选择适当时。用于产生等离子体的电极由于处理室的寄生层而成为特别棘手的区域,特别是当其带有排放口例如用于反应气体的内置气体喷淋时,容易干扰涂覆并且因此为安全性带来很大负担且必须被彻底清洁。
所述方法可以与热腐蚀相结合。在热腐蚀中,物体或者表面在高温时,对物体或者表面的腐蚀是可以理解的,此时利用了提升待腐蚀表面的温度来来加快腐蚀速率。相应的另外的优选实施例同样可以进一步提高清洁效果,在清洁之前或者进行中,对处理室部分,特别是寄生涂层的易干扰的处理室部分进行加热。
当待清洁的组件至少是电极、对应电极和/或气体分流器时,和/或者至少是电极,对应电极和/或用作氟气热活化的温控装置的气体分流器时,鉴于寄生层特别棘手的组件,可以通过空间上排列紧密的温控装置完成清洁。有事实表明,不同的组件可升至不同的温度。例如外部温控装置可调至较高的温度,例如温度>350℃,相比较而言电极温度可升至20℃至80℃并且对应电极温度可升至180℃。
在用清洁气体冲击之前,利用等离子体处理用含硅涂层进行涂覆的基底,并且至少在待清洁的组件上形成了含硅残渣,可以由此需要提供一个整合的涂覆-清洁方法。
当使用清洁气体进行冲击时,待清洁的组件的温度最高为等离子体处理时组件温度的1.8倍,优选低于60℃,特别优选低于20℃,以此在清洁中可以降低待清洁组件的热负载以及所必需的能量消耗。
在清洁气体冲击之前,基底被含硅层腐蚀并且至少在待清洁的组件上形成含硅残渣,也可以应用本方法。
电极、对应电极、电极所配置的气体分流器,对应电极所配置的基底-支撑面或者处理室的锅炉壁面的至少部分区域可以作为待清洁的表面,和/或使用清洁气体进行冲击时,待清洁表面的温度最高达到等离子体处理时表面温度的1.8倍,优选低于60℃,特别优选低于20℃。
通过避免在电极、对应电极、气体分流器、基底-支撑面和/或处理室的锅炉壁面的表面区域上残渣的形成,的确可以使棘手的区域完全没有污染并且可以由此缩减在部分区域上清洁气体所耗的清洁费用。覆盖可以通过结构-机械覆盖装置或者结构-电覆盖装置来完成,当表面置于暗室遮光区域内在其中未形成等离子体时,这种最新的应用没有造成污染。
在等离子体处理过程中,将基底放置在支撑面上,特别是实现基底支撑面的覆盖时,以至于其没有污染。特别是可以通过基底完成覆盖,以至于在等离子体处理过程中基底-支撑面上没有造成残渣的污染。覆盖降低了清洁所需的时间并且减少了用于清洁所必需的气体量。此外,大部分的大面积支撑面都可加热或调温,并由此作为热活化特别是氟气的清洁气体的装置。
特别地,支撑装置的至少部分表面可被选择用作待清洁表面,其中支撑装置被配置至基底-支撑面。支撑装置在等离子体处理过程中提供对基底的支撑。特别地,支撑装置可以与支撑面绝热和/或电绝缘,以至于当支撑面达到高温,例如温度>350℃时,支撑装置的温度<350℃,特别是<80℃或者为20℃至60℃。
在清洁气体的冲击过程中,电极所配置的气体分流器的排气板与对应电极的距离被设置为2mm至100mm,清洁气体可以对电极和对应电极的范围都进行冲击。由此特别的有益效果在于,当对应电极加热时,以此相较的电极和/或气体分流器呈较低温度,例如温度保持在等离子体处理特别是涂覆时的温度范围内。支撑面可以设置为对应电极,并且同样地,或者也独立于对应电极加热,由此如上述的清洁气体的热活化可以非常简单地实现。
当除了氟气之外,将特别是氮或氩的一种惰性气体应用于清洁气体时,这种方法的操作变得更加简单,因为考虑到对室组件和流通***的腐蚀,这种气体混合物更易于控制。氩还有额外的优势,即特别是不与硅的涂层成分发生结合,并且由此没有如同使用氮气时预期的粉尘污染。
当在处理室内部和/或外部(远程等离子体清洁)进行清洁气体的等离子体激发时,以此形成氟类,使清洁气体的反应性可以进一步提高。
根据本发明的处理室装配有电极和对应电极,其中至少有一个用以形成等离子体,用于基底的等离子体处理,并且根据前述任一项权利要求的方法来实施,其遵循如下配置,其中
使用总-分压大于5mbar的氟气或者气态氟化合物对待清洁组件进行冲击的装置
和/或
将氟气或者气态氟化合物热活化和将待清洁组件加热至温度<350℃的装置。
根据本发明的用于基底等离子体处理的装置包括一个结构形式
-在电极与对应电极之间的范围内布置的用于电容耦合激发的等离子体放电的装置,以及
-将一定量的至少一种可活化气体传导至等离子体放电范围中的装置,其中
-基底,所述基底配置在或者可以配置在电极与对应电极之间,对应电极位于待处理的基底的表面区域与电极之间。
等离子体的放电特别是在当激发频率为1MHz至150MHz时进行,优选为13.56MHz。优选地,电极或对应电极带有或可以带有外壳电位。然而带有浮动电极和/或者对应电极设置也是可以考虑的。
特别地,配置了控制设备,其可以控制用于清洁气体的供给-排放的泵装置以及所期望氟分压的设定。
氟气或者气态氟化合物的热活化的装置可以至少包括电极、电极所配置的气体分流器、对应电极、对应电极所配置的基底-支撑面和/或处理室外部所配置的热活化装置的至少部分。
根据一个有利的实施例,清洁气体氟类的热激发可以有选择地或者额外的通过配置于处理室外部的加热装置或者温控装置来实现。特别优选的是,清洁气体在进到入口前通过可加热平面被导入处理室中。同时,可加热平面可以在其他可加热丝或者可加热的导通管段之下。
对待清洁的处理室需要考虑的是,其经常被设计成用于具有大面积的待涂覆装置(>1m2)。这就意味着,不仅涂覆质量,而且清洁质量也可以与电极和对应电极之间的距离有关。对此有实例表明,当电极或者对应电极之间距离小到10至20mm时,有利于氟气的激发。当设备配置有可以彼此可相对移动的电极和对应电极时,在电极和/或对应电极的清洗过程中可以保持二者之间的距离小,并且在随之产生的狭窄缝隙中可以引入活化的氟气,使电极与对应电极相向而立的表面被热活化氟以相对较高的流量密度冲击。
此外,处理室的特征在于,气体分流器优选设计安装了温控装置。这样的气体分流器可用于均匀的等离子体处理,例如涂覆,其中温控装置使相向位置上的电极乃至其他组件的清洁成为可能。在本发明的另一个有利的实施方式中,清洁气体经内置在电极上的气体分流器,例如用于涂覆气体的气体分流器,被导入处理室中。为了保证气体均匀进入处理室内,气体分流器装有排气板,在其平面上含有大量规则排列的气体排出口。
装配在诸如电极和/或者对应电极上的温控装置可以有利地(受控的或者受调节的)进行控温,例如利用在闭合回路中环流的加热液体。优选应用导热油质,例如借助于处理室外置的循环恒温器来保持温度的暂时稳定。
以下将借助绘制在附图中的实施例来进一步阐述本发明。其显示了:
图1为根据本发明用于基底等离子体处理的待清洁装置的纵面图;
图2为在氟或者含氟气体组分的不同总分压下,热活化氟/氮混合物的腐蚀速率与清洁气体温度之间关联的曲线图。
图1显示了优选的用于处理平面基底2的反应器1的图解示意图。该反应器可特别装配用作PECVD-反应器。反应器1包括处理室3,处理室3带有用于生成等离子体的电极4和对应电极5。在此帮助下可以对基底2的表面进行处理,尤其是涂覆的处理。电极4、5有大面积的金属板制成,并且在电源下(未在图1中绘出)可以在处理室3中形成电场,该电源通常是激发频率为1MHz至150MHz的高频-供电电源,优选为13.56MHz。优选地,电极和相关组件由抗氟材料(特别是金属)制成或者具有由抗氟材料制成的涂层。
反应器1适于处理例如面积达1m2或更大的大面积平面基底。反应器1尤其适用于高效薄片太阳能模块生产中工序的操作,例如对无定型或者微晶态硅-薄层-太阳能电池。
如在图1中所示,电极4、5二者共同构成了处理室3的相向而立的两壁。处理室3装配在带有可拆除外壳8的真空室7中,可拆除外壳8具有一个用于基底进出的开口10。开口10可以通过闭合装置9来进行真空密封闭合。为了真空室7的密闭,在外室12的相向位置配置了垫圈11。这些垫圈因此优选由抗氟材料制成。真空室7可以具有任何形状并且可以具有特别是圆形或者矩形的横截面。嵌入真空室7中的处理室3可以具有特别是扁平立柱体或者扁平直角六面体的形状。有事实表明,本发明可以应用于其他设计的反应器,特别是带有其他处理室-和/或电极形状的反应器。同样的有事实表明,本发明包括了这样的实施方式,处理室本身是一个真空室。
电极4装配在真空室7中的支持结构37中,所述支持结构37在图1的实施例中由外壳后壁19构成。因此,电极4安装在外壳后壁19的间隙38中并且于其通过介电材料20隔离开。
对应电极5带有位于电极4相向面上用于基底支持的装置21。装置21优选由固定装置构成,并包括一个或者多个用作支持装置的压头31,所述压头31可以将基底延边缘挤压到作为基底-支撑面的对应电极5的表面5a上。支持装置可以由指状或者框状构成。特别是支持装置与对应电极3机械连接,然而同时与其绝热和/或电绝缘。特别是当对应电极3和基底-支撑面5a的温度>350℃时,支持装置的温度保持为20℃至100℃。
如通过图1所表示的,在处理的操作过程中对应电极5以这样的方式覆盖在支持结构37的间隙38上,即在对应电极5的边缘区域23与间隙38的边缘区域24之间形成了缝隙25。缝隙25具有尺寸大约为1mm的宽度。缝隙宽度遵循这样一种原则来测量,即一方面在处理的操作过程中等离子体可以保持在处理室3的内部,另一方面,在处理室3与真空室7其余的内部空间之间绝对不会形成大的压差。
为了基底的涂覆或者腐蚀,反应气体被导入处理室3中。这里反应气体从源头通过导入通道13进入气体分流器15中,经此导出流入处理室3中。
实施例中显示的气体分流器15包括气室16,所述气室16带有位于对应电极5相向面上的排气板17,排气板17带有大量的用于气体通过的排出口(未绘出)。在排气板17大约1.0m2-2.0m2的平面上通常装有几千个排出口。
被选的表面或组件可以在等离子体处理过程中进行覆盖。保覆盖可以通过结构-机械覆盖装置或者结构-电覆盖装置来完成,此处应用后者,当表面置于暗室遮光区域内并由此未形成等离子体时,则不会造成污染。例如未发生缝隙25的污染。
在图1的装置中,等离子体处理过程中基底2被安放在基底-支撑面5a上。由此通过基底完成特别是基底-支撑面的覆盖,以至于它没有发生污染。尤其是可通过基底2这样完成覆盖,以致在等离子体处理过程中避免在基底-支撑面5a上形成残渣。在本发明一个异于图1所示的结构形式中,对应电极5带有未超出或者仅稍微超出了气体喷淋区域的边缘区域23,以至于因此未发生污染。
装配在处理室3之外的真空室7的区域通过真空导管26与真空泵26′相连,由于真空室7具有较大体积,以至于通过真空泵26′的动力这一简单的方式,使得自处理室3经缝隙25导入真空室7的气流达到高均匀度。
处理室3配备了带有泵装置的控制器和控制装置,这种结构目的在于,在处理室3中至少暂时且在部分区域内,含氟清洁气体的气态氟化合物分压大于5mbar,优选调为20mbar至1000mbar。
有事实表明,在清洁过程中一般没有基底放置在处理室中。为了处理室3或者以及真空室7的清洁,清洁气体被导入处理室3中。对此,清洁气体一般自源头14经例如通道13的导入通道进入气体分流器15中,自此流入处理室3内。优选地,源头14和/或导入通道可抗氟分压超过5mbar,优选超过20mbar、100mbar、500mbar或者超过1000mbar。
在清洁过程中清洁气体可用不同的方法被泵出。在另一种情况下,在清洁过程中清洁气体以一定时间间隔流过处理室3,并且在稍后时间被泵出。
为了达到特别好的清洗效果,反应器1装配了加热-或温控装置27、29、30。借助于这种装置27、29、30,可以控制或者调节在清洗过程中对电极4和/或对应电极5或者支撑面5a的热能供给。根据实验得出,温控装置可以仅对诸如电极4或者对应电极5的电极起作用。通过在加热的电极4或者对应电极5上对清洁气体的热激发产生了足够数量的氟基,以使相向而立(对应)的电极5、4得到清洁。
在图1的实施例中显示了在电极4、5上安装的温控装置,其中对应电极5的温控装置包括装置29,它装在真空室7中的对应电极5之下。对应电极5,特别是基底-支撑面5a可以借助于这个装置29进行一定程度加温,以至于可实现更优化的清洁。有利的是,通过放置的基底2,基底-支撑面5a未被污染,以至于这部分元件不需清洁。通过加热至温度>350℃的表面5a到电极4或者气体分流器15之间非常短的距离,当清洁过程中温度不是必须高于20℃至80℃时,可对电极4和气体分流器15进行非常有效的清洁。
原则上温控装置也可以设计在电极4上。
电极4和/或对应电极5二者都可被这样设置,即装置29与电极4、5集成。
为了衡量装置27、29或30所需的加热功率可以进行测量操作,对此电极4、5在其另一相向面上安装了热感应器40、40′。借助于这些热感应器40、40′,可以针对不同的高频-规格、气流量以及其他参数来测量作为温控装置27、29、30的功率函数的电极4、5的局部温度。基于这些测量可以优化瞬间加热功率,必要时还优化了温控装置27、29、30的位置排布。还可以获得在清洁过程中热感应器40、40′的测量值,并且应用于温控装置27、29、30的功率的全程控制。
除了温控装置27、29、30,上述同样的方案还可应用于电极4、5中的一个或者双方,电极4可通过流经气体分流器15的加热气体实现接触,或者升至所期望的温度。当对此使用清洁气体本身时,有特别的有益效果。例如可以通过可用温控装置加热的导入通道13加热,或者应用可加热平板或者可加热丝进行传导。
对此排气板17也可被加热。由此排气板17可以借助隔板35与电极4相连,该隔板由具有高导热性的材料制成,以至于排气板17和电极4热结合在一起。在清洁过程中,电极4(以及随之一起的排气板17)也可以利用经通道36在电极4中环流的加热液体进行加温。电极4的加温是可控或者可调节的。特别是热感应器40′可以在排气板17的区域内作用,其用作控制温控装置流体的测量值可被电极4应用。
以下将根据本发明腐蚀方法与传统的腐蚀方法进行对比。
在待对比的腐蚀方法中都以处理室为基础,其中在处理室进行用于光电元件的硅-薄层沉积,该薄层用4.5μm μc-硅或者无定型硅涂覆。该薄层大多由广泛应用于太阳能电池的诸如二氧化硅,氧氮化硅和/或氮化硅的硅化物制成。该薄层首先出现在包含有气体分流器的电极4上。该电极利用温控装置加温至大约60℃;对应电极被加热至大约200℃。在涂覆过程中电极之间的相互距离为14mm,电极的面积皆为大约2m2。
a)传统方法(远程-等离子体、3KW、微波)
远程-等离子体-设备(公司R3T;用微波激发)被正面螺栓固定在反应器上。两个电极的距离从14mm升至180mm并且被激发的NF3通过小孔流入处理室中,并以平流态流向电极平面。气体流量为2slm(公升每分钟)。在腐蚀过程中室内的压力为2mbar。45分钟后腐蚀步骤结束。对反应器的目测显示了统一清洁的表面。腐蚀过程的持续时间通过尾气分析来确定:一旦再没有SiF4生成,则腐蚀过程结束。
b)根据本发明的方法
电极间距离为14mm。清洁气体即含20%F2的N2经整合在电极上的气体喷淋(气体分流器)以18slm的流速进入处理室中-其中没有被任何一种放电激发。当15分钟后处理室总体积为510升,处理室气压恒定为250mbar时,由此关闭反应气体泵的阀门。接下来的15分钟气体混合物以18slm的流速进入锅炉。最后流速为0slm并且再对锅炉内部泵抽10分钟。之后打开锅炉并且对形成的硅层进行目测。结果是完全干净的锅炉。令人惊喜的是,不仅热至200℃的对应电极是被腐蚀干净的;而且相较而言冷至60℃的电极也被完全清洁了。本发明中F2-气体在较热的对应电极上被激发,并且因而还足以在较冷的电极上激发,以使此处也被有效腐蚀。对此,电极之间大约为14mm的小距离是有利的。
根据本发明方法(方法b),经过40分钟的总时长(从进气到泵抽结束),电极和气体喷淋上4.5μm的涂层被完全去除了。对比使用R3T远程-等离子体-仪器在功率为3KW和NF3流速为2slm的条件下的传统方法,使用根据本发明的方法更加快捷。
如同b)中所提到的,可以肯定的是,通过加热对应电极实现了氟基的热激发,的确有利于快速和彻底的清洁效果。对此还进行了氟/氮混合物的腐蚀速率与待腐蚀表面温度之间关系的实验。
图2的图形表示了热活化氟/氮混合物在一轮腐蚀中以nm/s为单位(y-轴)的腐蚀速率,与以℃为单位(x-轴)的温度之间的相对关系。其中选择了分压为250mbar的氟/氮混合物。
在图2所绘制的图形中100表示了,与分压基本上最高为1mbar的低压条件下的腐蚀相比,自温度大约为100℃分压为250mbar时的腐蚀速率有显著提高,其中当数值高于150℃时腐蚀速率达到了大于8nm/s。当温度为200℃时腐蚀速率已增至三倍。
因此将电极温度尽可能提高是有利的,其中必须考虑基于结构的安全和限制,为了不缩短板状反应器、电极或者其他组件的使用寿命。作为好的平衡点温度为大约200℃,其表现出了令人满意的腐蚀速率。其他的电极大多具有较低的温度,例如20℃至100℃或者60℃至100℃,其温度优选最高比等离子体处理时高15%,例如基底的等离子体沉积。
Claims (17)
1.一种利用清洁气体冲击来清洁在处理室内部区域中配置的至少一个组件的表面的方法,所述清洁气体包括氟气,其中所述处理室具有至少一个电极和对应电极来生成等离子体,所述等离子体用于对基底进行等离子体处理,特别是用于对表面积大于1m2的平面基底进行CVD-或者PECVD-处理,其特征在于,
-用总-分压大于5mbar的氟气或气态氟化合物冲击待清洁的组件;
和/或
-热活化氟气或气态氟化合物;以及
加热待清洁组件至温度<350℃。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,用总-分压大于5mbar的氟气或者气态氟化合物来冲击所述内部区域。
3.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,在利用清洁气体冲击之前,利用等离子体处理优选用硅或含硅化合物层进行涂覆的基底,并且至少在待清洁的组件上形成了优选硅或含硅化合物的残渣。
4.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,当利用清洁气体冲击之前,利用等离子体处理被腐蚀的基底,并且至少在待清洁的组件上形成了优选硅或含硅化合物的残渣。
5.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,电极、对应电极、电极所配置的气体分流器、对应电极所配置的基底-支撑面或者处理室的锅炉壁面的部分区域中的至少一部分作为待清洁的表面,和/或在使用清洁气体进行冲击过程中,待清洁表面的温度最高达到等离子体处理时温度的1.8倍,优选低于60℃,特别优选低于20℃。
6.根据权利要求5的方法,其特征在于,避免在电极、对应电极、气体分流器、基底-支撑面和/或处理室的锅炉壁面的表面区域上形成残渣,特别是通过结构-机械或结构-电覆盖装置。
7.根据权利要求6的方法,其特征在于,优选通过基底对基底-支撑面进行覆盖,利用这种方法避免在等离子体处理过程中基底-支撑面生成残渣。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于,支撑装置的至少部分表面被选为待清洁表面,其中所述支撑装置配置至基底-支撑面。
9.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,将电极和/或装配在电极上的气体分流器的至少部分用作进行氟气和/或气态氟化合物热活化的装置。
10.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,将对应电极和/或装配在对应电极上的基底-支撑面的至少部分作为进行氟气和/或气态氟化合物的热活化的装置。
11.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,除了氟气之外,将惰性气体,特别是氮或氩用作清洁气体。
12.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,清洁气体的等离子体激发在处理室之内和/或之外进行,和/或热活化在处理室之外进行。
13.根据上述权利要求中任一项的方法,其特征在于,在利用清洁气体的冲击过程中,电极所配置的气体分流器的排气板与对应电极所配置的基底-支撑面之间的距离被设置为2mm至100mm。
14.一种处理室,所述处理室具有至少一个电极和对应电极,所述电极和对应电极用于形成用于基底的等离子体处理的等离子体,并且所述处理室指定并限定用于根据上述权利要求任一项所进行的方法,其中
用于利用总-分压大于5mbar的氟气或气态氟化合物对待清洁组件进行冲击的装置
和/或
对氟气或者气态氟化合物进行热活化并将待清洁组件加热至温度<350℃的装置。
15.根据权利要求14的处理室,其特征在于,所述对氟气或者气态氟化合物进行热活化的装置包括电极、电极所配置的气体分流器、对应电极、对应电极所配置的基底-支撑面和/或处理室外部所配置的热活化装置的至少部分。
16.根据权利要求14或15的处理室,其特征在于,设置了在等离子体处理过程中,用于避免在电极、对应电极、气体分流器和/或基底-支撑面上形成残渣的覆盖装置。
17.根据权利要求16的处理室,其特征在于,设置了配置在对应电极上的基底-支撑面,在对基底进行等离子体处理的过程中,优选地通过基底进行覆盖,以使在等离子体处理过程中不在所述基底-支撑面上形成残渣。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009035045 | 2009-07-26 | ||
DE102009035045.4 | 2009-07-26 | ||
DE102010008499 | 2010-02-18 | ||
DE102010008499.9 | 2010-02-18 | ||
PCT/EP2010/003247 WO2011012185A1 (de) | 2009-07-26 | 2010-05-28 | Reinigen einer prozesskammer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102597306A true CN102597306A (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=42732636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010800363255A Pending CN102597306A (zh) | 2009-07-26 | 2010-05-28 | 处理室的清洁 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120180810A1 (zh) |
EP (1) | EP2459767A1 (zh) |
JP (1) | JP2013500595A (zh) |
KR (1) | KR20120054023A (zh) |
CN (1) | CN102597306A (zh) |
TW (1) | TW201126011A (zh) |
WO (1) | WO2011012185A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104755653A (zh) * | 2012-08-08 | 2015-07-01 | 贝恩多夫许克链带与压板技术有限公司 | 用于对基板、特别是压板进行等离子体涂覆的装置和方法 |
CN109156074A (zh) * | 2016-03-03 | 2019-01-04 | 核心技术株式会社 | 等离子体处理装置及等离子处理用反应容器的结构 |
CN111235553A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种一体化电极及在等离子体增强化学气相沉积设备中的应用 |
CN111477539A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-31 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 硅片处理方法及装置 |
CN113838733A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 拓荆科技股份有限公司 | 一种改进洁净腔室内环境的方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130017644A1 (en) * | 2011-02-18 | 2013-01-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorine Based Chamber Clean With Nitrogen Trifluoride Backup |
US9824884B1 (en) | 2016-10-06 | 2017-11-21 | Lam Research Corporation | Method for depositing metals free ald silicon nitride films using halide-based precursors |
KR102527232B1 (ko) | 2018-01-05 | 2023-05-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 |
CN110571123B (zh) * | 2019-09-23 | 2021-08-13 | 上海华力微电子有限公司 | 改善刻蚀腔体缺陷的方法 |
US20210319989A1 (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-14 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for processing a substrate |
US11915918B2 (en) * | 2021-06-29 | 2024-02-27 | Applied Materials, Inc. | Cleaning of sin with CCP plasma or RPS clean |
US20240035154A1 (en) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | Applied Materials, Inc. | Fluorine based cleaning for plasma doping applications |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3025156B2 (ja) * | 1994-08-22 | 2000-03-27 | セントラル硝子株式会社 | 成膜装置のクリーニング方法 |
JPH1072672A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-03-17 | Applied Materials Inc | 非プラズマ式チャンバクリーニング法 |
US20030010354A1 (en) | 2000-03-27 | 2003-01-16 | Applied Materials, Inc. | Fluorine process for cleaning semiconductor process chamber |
US7371688B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-05-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of transition metal ternary and/or quaternary barrier materials from a substrate |
US20060016459A1 (en) * | 2004-05-12 | 2006-01-26 | Mcfarlane Graham | High rate etching using high pressure F2 plasma with argon dilution |
US20080142046A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Andrew David Johnson | Thermal F2 etch process for cleaning CVD chambers |
DE102007022431A1 (de) * | 2007-05-09 | 2008-11-13 | Leybold Optics Gmbh | Behandlungssystem für flache Substrate |
DE102007042622A1 (de) | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Rheinisch-Westfälisch-Technische Hochschule Aachen | Verfahren und System zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung eines Objektes |
-
2010
- 2010-05-28 KR KR1020127004640A patent/KR20120054023A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-05-28 CN CN2010800363255A patent/CN102597306A/zh active Pending
- 2010-05-28 JP JP2012521986A patent/JP2013500595A/ja not_active Withdrawn
- 2010-05-28 US US13/386,711 patent/US20120180810A1/en not_active Abandoned
- 2010-05-28 WO PCT/EP2010/003247 patent/WO2011012185A1/de active Application Filing
- 2010-05-28 EP EP10724707A patent/EP2459767A1/de not_active Withdrawn
- 2010-06-04 TW TW099118052A patent/TW201126011A/zh unknown
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104755653A (zh) * | 2012-08-08 | 2015-07-01 | 贝恩多夫许克链带与压板技术有限公司 | 用于对基板、特别是压板进行等离子体涂覆的装置和方法 |
US9530624B2 (en) | 2012-08-08 | 2016-12-27 | Berndorf Hueck Band- Und Pressblechtechnik Gmbh | Method for the plasma coating of a substrate, in particular a press platen |
CN104755653B (zh) * | 2012-08-08 | 2017-09-19 | 贝恩多夫许克链带与压板技术有限公司 | 用于对压板进行等离子体涂覆的装置的应用及相应方法 |
CN109156074A (zh) * | 2016-03-03 | 2019-01-04 | 核心技术株式会社 | 等离子体处理装置及等离子处理用反应容器的结构 |
US11227748B2 (en) | 2016-03-03 | 2022-01-18 | Core Technology, Inc. | Plasma treatment device and structure of reaction vessel for plasma treatment |
CN111235553A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种一体化电极及在等离子体增强化学气相沉积设备中的应用 |
CN111477539A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-31 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | 硅片处理方法及装置 |
CN113838733A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 拓荆科技股份有限公司 | 一种改进洁净腔室内环境的方法 |
CN113838733B (zh) * | 2020-06-23 | 2024-07-16 | 拓荆科技股份有限公司 | 一种改进洁净腔室内环境的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2459767A1 (de) | 2012-06-06 |
KR20120054023A (ko) | 2012-05-29 |
TW201126011A (en) | 2011-08-01 |
WO2011012185A1 (de) | 2011-02-03 |
JP2013500595A (ja) | 2013-01-07 |
US20120180810A1 (en) | 2012-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102597306A (zh) | 处理室的清洁 | |
JP4916119B2 (ja) | リモートプラズマ源清浄技術を用いた窒化ケイ素堆積中の白色粉末低減用の装置 | |
TW438903B (en) | Methods and apparatus for depositing premetal dielectric layer at subatmospheric and high temperature conditions | |
CN106030755B (zh) | 含有重原子的化合物的等离子体减量 | |
US5902404A (en) | Resonant chamber applicator for remote plasma source | |
US8025931B2 (en) | Film formation apparatus for semiconductor process and method for using the same | |
KR102648956B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치의 부품의 클리닝 방법 | |
JP2019515505A (ja) | プラズマ処理チャンバでのインシトゥチャンバ洗浄効率向上のためのプラズマ処理プロセス | |
KR101160357B1 (ko) | 대면적 기판 상에 실리콘 산화물을 증착하기 위한 방법 및 장치 | |
JP5603962B2 (ja) | 工程処理部及び基板処理装置、及びこれを利用する基板処理方法 | |
KR20010039780A (ko) | 발열체 cvd 장치 및 부착막의 제거방법 | |
KR100972962B1 (ko) | 발열체 cvd 장치 | |
JP7065254B2 (ja) | エッチング方法 | |
TWI551711B (zh) | 薄膜形成裝置及薄膜形成裝置之清潔方法 | |
Abe et al. | Dependence of surface-loss probability of hydrogen atom on pressures in very high frequency parallel-plate capacitively coupled plasma | |
JP2008263189A (ja) | 太陽電池用の反射防止又はパッシベーション層を製造する方法及び装置 | |
WO2013092770A1 (en) | Method for removing deposits performed with varying parameters | |
JP4890313B2 (ja) | プラズマcvd装置 | |
WO2012060423A1 (ja) | ラジカルクリーニング装置及び方法 | |
JPH0891987A (ja) | プラズマ化学蒸着装置 | |
KR101412621B1 (ko) | 기판 지지대의 처리 방법 | |
JP2719183B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
CN102102209A (zh) | 改善扩散板表面特性的方法 | |
JP2007184637A (ja) | 半導体素子製造装置および半導体素子製造方法 | |
WO2011108049A1 (ja) | プラズマ生成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120718 |