專利名稱：通過從等離子體沉積形成膜的裝置的制作方法
通過從等離子體沉積形成膜的裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及通過從等離子體沉積至加工表面上而形成膜的方法。 更具體地，本發(fā)明涉及使用微波能量以通過電子回旋共振產(chǎn)生等離子
體。特別關(guān)注的一個領(lǐng)域是在稱為等離子體增強(qiáng)CVD(化學(xué)氣相沉積) 的工藝中，通過硅烷如Si巳、ShH6或者更高階低聚物的離解沉積無定 形硅(a-Si:H)的膜?？梢杂糜诔练e無定形硅或無定形硅合金的其它 前體氣體包括其中硅與一個或多個碳、氧或氮結(jié)合、任選地連同氫一 起存在的分子。硅合金的實例為SiOxNy所示類型的結(jié)構(gòu)。此外，含硅 氣體可以與其它氣體一起使用，例如鍺烷、或可以用于沉積其它膜的
不含硅的氣體。關(guān)于無定形硅膜應(yīng)用的特別關(guān)注的一個領(lǐng)域是將太陽 能轉(zhuǎn)化成電功率的裝置。這類無定形硅材料還可以用于電子應(yīng)用中， 例如顯示器用的TFT。本文使用的術(shù)語"無定形硅"表示氫化的無定 形硅，a-Si:H。為了用于剛才提及的領(lǐng)域中，必須存在一些氫，通常 是3-20°/ ，以鈍化作為缺陷的懸空鍵。
其它材料，例如使用鍺烷以沉積a-Ge:H。此外認(rèn)為本發(fā)明適用于沉積 微晶材料例如liC-Si、 pc-Ge以及適用于沉積DLC (類金剛石碳)。
在激發(fā)等離子體至電子回旋共振(在下文縮寫為"ECR")的技 術(shù)領(lǐng)域中，當(dāng)靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)磁場中電子的回轉(zhuǎn)頻率等于外加加速電場 的頻率時獲得共振。對于磁場B,在由以下關(guān)系與B相關(guān)的激發(fā)頻率f 下獲得該共振
B-2丌mf/e (1) 其中m和e是電子的質(zhì)量和電荷。
當(dāng)以電子回旋共振頻率激發(fā)等離子體時，電子與電場同相旋轉(zhuǎn)， 并且連續(xù)地從滿足ECR條件(1)的外部激發(fā)源獲得能量從而達(dá)到離解或電離氣體所必需的閾能。為了滿足該條件，首先需要的是電子保持 陷入磁力線，也就是它的回轉(zhuǎn)半徑相對于靜態(tài)磁場梯度足夠小，使得 電子在它的回轉(zhuǎn)期間看到基本上恒定的磁場，以及其次是回轉(zhuǎn)頻率相 對于電子與中性成分例如原子和/或分子之間的碰撞頻率保持較大。換 句話說，當(dāng)氣體壓力相對低且同時激發(fā)頻率f高(這也意味著磁場強(qiáng)
度B必須高)時，可望獲得激發(fā)等離子體至電子回旋共振的最佳條件。 常規(guī)的發(fā)散ECR的主要困難在于，在大面積上產(chǎn)生密度基本上均 勻的等離子體是不可能的。這意味著不能將它用于例如在大尺寸的加 工表面上沉積基本上均勻的材料層。為了解決該問題，已經(jīng)開發(fā)出一 種稱作分布式電子回旋共振(DECR)的技術(shù)，它使用其中多個等離子 體激發(fā)裝置形成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，這些裝置共同地在加工表面產(chǎn)生密度基 本上均勻的等離子體。單個的等離子體激發(fā)裝置各自由微波能量的線 式施加器構(gòu)成，其末端與產(chǎn)生微波能量的源相連，相對一端安裝有至 少一個用于產(chǎn)生具有恒定且強(qiáng)度對應(yīng)于電子回旋共振的磁場的至少一 個表面的磁偶極子。該偶極子安裝在微波施加器的端部，其安裝方式 確保加速到電子回旋共振的電子在極之間振蕩，以至于產(chǎn)生位于遠(yuǎn)離 施加器端部的偶極子一側(cè)上的等離子體擴(kuò)散區(qū)。各個激發(fā)裝置相對于 彼此分布并且位于加工表面附近，以便一起為加工表面產(chǎn)生均勻的等 離子體。
上述DECR設(shè)備在美國專利6,407,359 (對應(yīng)于EP-1075168 )中 有描述，而且其中所述設(shè)備的更詳細(xì)論述參照附圖在下面給出。從那 些圖中可以清楚的是，從襯底看去，激發(fā)裝置采取一般為矩形陣列的 形式，其中包括該矩形為正方形的特定情況，因此有時將上述設(shè)備稱 為矩陣DECR (MDECR)設(shè)備。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明還可以應(yīng) 用于如下的DECR設(shè)備，其中激發(fā)裝置以非矩形的二維網(wǎng)絡(luò)、例如六邊 形網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，或者其中存在裝置的兩條平行線， 一條線中的裝置相對 于彼此偏移。六邊形陣列的實例在以下給出"Determination of the EEDF by Langmuir probe diagnostic in a plasma excited at ECR above a multipolar magnetic field" , T. Lagarde， Y. Arnal,A, Lacoste， J. Pelletier， Plasma Sources Sci. Technol. 10, 181-190， 2001。該裝置還可以設(shè)置成環(huán)形、部分環(huán)形或近環(huán)形陣列。 應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明人完成的一些工作中，已經(jīng)用三個或六個裝 置圍繞的中心等離子體激發(fā)裝置進(jìn)行沉積，周圍裝置的磁體極性與中 心裝置的磁體相反設(shè)置并且分別以三角形或六邊形陣列設(shè)置。
此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于不是MDECR類型的DECR設(shè)備。因此， 例如，它可適用于歷史上在MDECR類型之前而且具有圓柱體形狀并使 用從該圓柱體的頂端延伸到底端的磁體和長天線的DECR反應(yīng)器。上述 設(shè)置在Michel Moisan和Jacques Pelletier的"Microwave Excited Plasmas" ， Elsevier, 1992中有描述，而且適合于均勻涂覆圓柱形 襯底例如管子或者特征如下的物體其尺寸(長度、半徑)比等離子 體雙極平均自由程小(參見上述參考文獻(xiàn)，附錄9. 1,第269-271頁)。 該物體可以具有位于等離子體的中心部分并垂直于圓柱體軸線定向的 平坦表面。
與大多數(shù)發(fā)散ECR反應(yīng)器不同，DECR反應(yīng)器僅釆用單一腔室，其 既用作等離子體室又用作沉積室。這容許通過等離子體直接分解前體 氣體而不使用額外和專門的等離子體氣體。襯底并不位于等離子體中 或直接位于強(qiáng)磁場中，這避免熱電子和離子對生長中的膜的非有意轟 擊。在緊臨天線、而且特別地靠近生成ECR區(qū)域的磁體的每個MW-ECR 區(qū)域中生成等離子體。
形成MW-ECR天線網(wǎng)絡(luò)具有容許等離子體區(qū)域擴(kuò)展以及生成朝向 襯底的物質(zhì)均勻流動的益處。附圖中的圖3顯示了由四根天線產(chǎn)生的 等離子體。
在DECR中，使用不同于膜前體氣體的等離子體氣體不是必要的， 并且可以單獨使用膜前體氣體而不使用另外的等離子體氣體。在這種
在;亥"行進(jìn)"過程中，^離子體生成物;與未離解的氣體之間可發(fā)生
副反應(yīng)。例如，在前體氣體是SiH,時，由SiH,分解生成的氫基團(tuán)可以 與未離解的Si比反應(yīng)以形成SiH3基團(tuán)，該SiH3基團(tuán)被認(rèn)為是沉積高品質(zhì)膜所需要的最重要的基團(tuán)。
然而，盡管不必要，但是除了膜前體氣體外在DECR中還可以使 用等離子體氣體。這類等離子體氣體的實例為H2、 Ar和He。期望這些 等離子體氣體在與膜前體氣體反應(yīng)之前被等離子體激發(fā)或分解。使用 將氣體注入DECR反應(yīng)器的常規(guī)方式實現(xiàn)這樣的要求是復(fù)雜的，特別是 為了在很大面積上沉積均勻膜而需要產(chǎn)生大面積等離子體的話。
本發(fā)明涉及等離子體激發(fā)裝置，在DECR設(shè)備中可以組合多個該 單元，每個該裝置包含用于以有利的方式注入氣體的機(jī)構(gòu)，無論是等 離子體氣體、膜前體氣體或是等離子體氣體和膜前體氣體的混合物， 最后提及的可能性在微晶硅或其它微晶材料的沉積中特別引人關(guān)注。 關(guān)于其中通過DECR工藝沉積的膜的品質(zhì)以及沉積速率可以通過對引 入膜前體氣體的位置和引入氣體的指向進(jìn)行適當(dāng)選擇而得到改善的論 述，可關(guān)注我們在與本申請相同日期提交并且題為"Method and apparatus for forming a film by deposition from a plasma" 的 共同待決的申請(我們的巻號G28331EP (歐洲專利申請No. 06301115. 9 ))。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種等離子體激發(fā)裝置，其用于從分布式電子 回旋共振所形成的等離子體在襯底上沉積膜，該單元包含具有發(fā)射微 波的末端的微波天線，位于所述天線末端的區(qū)域中而且與其一起限定 出電子回旋共振區(qū)域的磁體，在該電子回旋共振區(qū)域中能夠生成等離 子體，以及具有膜前體氣體或等離子體氣體出口的進(jìn)氣單元，設(shè)置該 出口以引導(dǎo)氣體越過磁體朝向從微波天線來看位于磁體之外的膜沉積 區(qū)域。
用于本文時，應(yīng)當(dāng)理解提及設(shè)置出口以將氣體引向膜沉積區(qū)域不 僅包括其中使氣體直接瞄準(zhǔn)該區(qū)域的情形，而且包括該區(qū)域完全處于 從出口開始并在來自該出口的氣流方向上延伸的線和與其成直角并穿 過該出口的線之間所限定的角度內(nèi)的任何情形。在上述情況下，從出
7口出來的氣流將會具有朝著所述區(qū)域的所有部分的矢量分量。此外， 應(yīng)當(dāng)設(shè)置氣體出口以引導(dǎo)氣體越過磁體的本發(fā)明的要求當(dāng)然是參考?xì)?體出口對氣體在它離開該出口后的流動的影響，即考慮的是出口在引 導(dǎo)來自該出口的氣體越過磁體方面的影響。
可以注意到盡管EP-1075168在其圖6中顯示其中進(jìn)氣出口位于 等離子體區(qū)域中的等離子體激發(fā)裝置，但是該位置非常靠近該區(qū)域的 下邊界，以至于在那里不能獲得本發(fā)明所實現(xiàn)的效果。實際上， EP-1075168的圖6不符合氣體出口應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)氣體越過磁體的本發(fā)明的 要求，因為在該圖6中氣體出口在磁體下游端之外而且引導(dǎo)氣體遠(yuǎn)離 磁體。


在下面參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中
圖1是顯示如EP-1075168中描述和顯示的等離子體產(chǎn)生設(shè)備的 概略正視圖，省去引入和抽出氣體的裝置； 圖2是圖l設(shè)備的俯視圖3a和3b顯示兩種特定磁體構(gòu)造的熱電子約束包絡(luò)體；和 圖4-7顯示了本發(fā)明等離子體激發(fā)裝置的四種實施方案。
具體實施例方式
圖l和2顯示相對于其上要沉積膜的襯底產(chǎn)生等離子體的設(shè)備。 該設(shè)備包含概略表示并裝配有進(jìn)氣裝置和氣體泵吸裝置(圖1中未示 出)的密封罩殼1,它使得要電離或離解的氣體的壓力能夠根據(jù)氣體 性質(zhì)和激發(fā)頻率保持在期望的值，該值例如可以是約10_2至2xl(T1 Pa。然而，可以使用小于10—2Pa (比如低至10—4Pa)，或高于2xl0—1 Pa (比如高達(dá)5 x l(T1 Pa,乃至1 Pa或更大)的氣體壓力。例如，泵 吸可以由1600 1/s Alcatel Turbo-分子泵進(jìn)行，它用來從軍殼中抽 出氣體。
使氣體在質(zhì)量流量控制器(MFC)的控制下從適當(dāng)?shù)臍怏w源、例如壓力氣瓶進(jìn)入軍殼。該氣體例如可以包含SiH,作為膜前體氣體，或 者在上面關(guān)于無定形硅的沉積提及的其它氣體中的一種。除了膜前體 外，還可以引入諸如He、 Ne或Ar的非反應(yīng)性稀釋氣體，諸如氫、氮 或氧的反應(yīng)性氣體，或諸如乙硼烷、三甲基硼或膦的摻雜劑氣體。通 常，任何這些其它氣體通過與膜前體氣體相同的端口、作為與它的混 合物引入罩殼中，然而它們可以分別引入。供氣系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)確保適當(dāng)?shù)?氣體流量進(jìn)入反應(yīng)器中，其通常為1-1000 sccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘)。 在下面參照圖4-7所示的實施方案進(jìn)一步說明本發(fā)明中將氣體引入軍 殼內(nèi)的方式。
等離子體室裝配有襯底支架10，它顯示為該設(shè)備的固定部件。襯 底支架的一個作用是加熱襯底至所需的沉積溫度。這通常為室溫與 600。C之間，在沉積無定形硅的情況下優(yōu)選超過200°C，更優(yōu)選為225 °C-350°C。這里提及的溫度是實際的襯底溫度，與可以通過測量襯底 支架的溫度而測得的標(biāo)稱襯底溫度不同。該區(qū)別的重要性進(jìn)一步論述 于上文所述的我們在與本申請相同日期提交并且題為"Method for forming a film of amorphous silicon by deposition from a plasma" 的共同待決的申請中(我們的巻號G27558EP (歐洲專利申請No. 06301114. 2 ))。
將其上具有至少一個襯底14、任選具有多個所述襯底的栽板12 可移動地安裝在支架10上，以便可以將它與要涂覆的襯底一起帶進(jìn)室 內(nèi)，并在進(jìn)行涂覆之后將其與襯底一起從室中取出。然而，作為替代 可以用導(dǎo)熱膠將襯底直接粘在襯底支架上。這改善襯底與村底支架之 間的熱接觸，否則在低壓條件下難以實現(xiàn)該熱接觸。這進(jìn)一步論述于 我們在與本申請相同日期提交并且題為"Method for forming a film of amorphous silicon by deposition from a plasma" 的共同待決 的申請中(我們的巻號G27558EP(歐洲專利申請No. 06301114.2 ))。 在這種情況下需要在沉積過程之前將支架與其襯底一起引入罩殼中并 且事后從中取出。不用膠粘的話， 一種設(shè)法改善襯底加熱的方式是在 低壓膜沉積步驟之前存在其中用相對高壓力(通常約10(X00Pa)的氣體填充罩殼的步驟。該高壓氣體提供跨越襯底與加熱支架間可能存 在的任何間隙的熱傳遞，確保襯底的初始加熱。另一種可能性是在襯 底與襯底支架間放置導(dǎo)熱碳膜?？梢酝ㄟ^使熱流體在襯底支架內(nèi)循環(huán) 而加熱它，但是作為替代可以通過襯底支架中內(nèi)嵌的電加熱電阻器實 現(xiàn)加熱。然而，作為替代，可以直接加熱襯底，例如通過使用紅外燈 加熱。
襯底支架的另一個作用是容許襯底表面的極化以便控制朝向襯
底的離子的能量。極化可以用RF電壓源或用DC電壓實現(xiàn)而且需要襯 底支架對地電絕緣。通過將電絕緣的襯底支架與合適的RF或DC發(fā)生 器16相連而實現(xiàn)極化，在RF極化的情況下使用合適的匹配電路。當(dāng) 在絕緣襯底上或在預(yù)先沉積于襯底(其可以是絕緣的或非絕緣的)上 的絕緣層上沉積時，優(yōu)選使用RF發(fā)生器。當(dāng)在導(dǎo)電村底或在預(yù)先沉積 于導(dǎo)電襯底(可以導(dǎo)電或不導(dǎo)電)上的導(dǎo)電層上沉積時，可以通過與 襯底表面具有合適電連接的RF或DC發(fā)生器施加偏壓。在一種具體實 施方案中，用經(jīng)由自動調(diào)諧盒與襯底支架相連的13.56MHz Dressier 發(fā)生器施加RF偏壓。即使當(dāng)使用RF發(fā)生器時，由于等離子體中的環(huán) 境，襯底表面上所得的偏壓也包含DC偏壓分量。關(guān)于這如何發(fā)生的解 釋可以參見以下文獻(xiàn)中完全不同的等離子體工藝的說明內(nèi)容Suzuki 等人， "Radio-frequency biased microwave plasma etching technique: A method to increase Si02 etch rate" , J. Vac. Sci. Technol. B 3 (4) ， 1025—1033，七月/八月1985。
等離子體產(chǎn)生設(shè)備I具有一系列彼此隔開并位于襯底附近的獨立
等離子體激發(fā)裝置E，從而一起運行以產(chǎn)生對于襯底均勻的等離子體。 各個獨立的等離子體激發(fā)裝置E包含細(xì)長的微波能量施加器4。每個 施加器4 一端與各自的微波能量源相連，所述微波能量源位于軍殼1 外部。然而，作為替代，單個微波能量源可以向所有的施加器4供給 微波，或者可以存在數(shù)量上少于施加器數(shù)目的多個能量源。例如，一 排十六個施加器可以方便地由兩臺2. 45GHz微波發(fā)生器供給，該發(fā)生 器各自具有2kW最大功率并且各自經(jīng)由功率分配器和各自的鐵芯調(diào)諧
10器供給八個施加器。每個施加器4有利地是被同軸管4，環(huán)繞的管形 式，從而使得微波能量能夠傳播到其自由端同時避免輻射微波，和減 少施加器之間的微波耦合。為了確保微波能量適當(dāng)傳遞到等離子體中， 每個施加器優(yōu)選配備使反射功率減到最少或至少減小該反射功率的匹 配裝置。
每個微波施加器4的自由端與至少一個永磁體5相連。每個磁體 的磁軸優(yōu)選與磁體本身的長軸平行。在這種設(shè)置的一種特定形式中， 所有等離子體激發(fā)裝置的磁體在相同方向上定向(單極構(gòu)造)，也就 是它們所有的北極在頂部且它們所有的南極在底部，反之亦然。在另 一形式中，各極中的一些在頂部以及各極中的一些在底部(多極構(gòu)造)。 后者的一個實例為如下陣列，如圖2從一端觀看并且沿著裝置的任何 給定的行或列，相繼遇到交替極性的極。另一實例為給定行(或列) 中的所有磁體具有相同極性，但是列(或行)具有交替極性。然而， 還可以使用其中磁體的磁軸并不平行于磁體本身的長軸的設(shè)置，只要 存在磁場的磁力線平行于微波傳播矢量的顯著區(qū)域即可。為了確保存 在其中可以發(fā)生ECR衰減的顯著區(qū)域，這是必要的。
本文中提到"熱電子約束包絡(luò)體"。"熱電子約束包絡(luò)體"的定 義首先要求定義"熱電子約束區(qū)，，。熱電子約束區(qū)是其中捕集熱(快) 一次電子的那些區(qū)域。這些是其中電子在相反極性的兩個相鄰磁極之 間振蕩的區(qū)域，這兩個磁極可以是單一磁體的兩極(以下稱為"內(nèi)磁 極，，)或兩個相鄰磁體的磁極(以下稱為"間磁極")，其中滿足絕 熱近似條件(相對于磁場梯度Larmor半徑小)，以及其中電子通過穿
過滿足ECR耦合條件的區(qū)域而獲得能量。
磁體和熱電子約束區(qū)限定出熱電子約束包絡(luò)體。這是磁體陣列包 絡(luò)體的容積，該包絡(luò)體平行于磁體磁軸在兩個方向上擴(kuò)展并且擴(kuò)展距 離使得磁體間區(qū)域(如果有的話)延伸超過》茲體末端，以及垂直于磁 體磁軸在所有方向上擴(kuò)展并且擴(kuò)展距離使得磁體內(nèi)區(qū)域延伸超過磁體 的朝外表面。
如上所述，圖3a和3b顯示了兩種特定》茲體構(gòu)造的熱電子約束包絡(luò)體。在每張圖中由粗線繪制的平行六面體表示該約束包絡(luò)體。圖3a 示出整個多極構(gòu)造的情況，其中每個磁體與它的居間近鄰中的每一個 都相反放置。圖3b示出同極構(gòu)造的情況，其中所有磁體相同取向。對 于其它磁體構(gòu)造，例如其中在給定行中的所有磁體具有相同取向、但 是鄰接行具有彼此相反取向的構(gòu)造，可以構(gòu)建合適的包絡(luò)體。
在圖4中概略顯示的等離子體激發(fā)裝置的實施方案包含中空圓柱 形管100，經(jīng)由連接件102向它供給微波。將多個這樣的裝置設(shè)置成 陣列，例如在圖1和2中所示那樣，由此產(chǎn)生包圍所有裝置的末端部 分的等離子體區(qū)域。冷卻液經(jīng)由端口 104供至該裝置的上端。石英窗 106在管IOO的上游端內(nèi)，該窗具有兩條環(huán)形槽， 一對0形密封件108 位于所述環(huán)形槽中。石英可透過在這些裝置中通常使用的波長的微波 輻射。
將永磁體110安裝在管IOO的下游開口端111之外。通常磁體在 其末端具有其磁極，其中如同所示的那樣N極處于鄰近管100的開口 端111的末端而S極處于遠(yuǎn)離它的末端，或者N極和S極相反配置。 由桿112支撐磁體。盡管沒有原樣顯示，但是桿112事實上是一對同 軸管，進(jìn)入端口 104的冷卻液沿著該管流下進(jìn)入磁體內(nèi)的空腔，并從 管之間的環(huán)形空間流回，從而冷卻該磁體。
進(jìn)氣管線114從其中要產(chǎn)生等離子體以及該單元位于其中的腔室 外部延伸穿過管100的圓柱形壁，從而將氣體引入管內(nèi)部。氣體通過 該管的開口端111離開該管，從而在磁體110附近進(jìn)入腔室內(nèi)部。另 外，要注意的是，假設(shè)要涂覆的襯底位于該單元下方，如同在圖4的 視圖中看到的那樣，初始行進(jìn)方向朝著襯底。管100內(nèi)部的等離子體 氣體壓力應(yīng)當(dāng)足夠低以防止其中等離子體點火。
在不使用單獨的等離子體氣體的情況下，通過管線ll4供入管 100中的氣體是膜前體氣體，例如硅烷。當(dāng)該氣體離開管100的開口 端111時，它進(jìn)入等離子體區(qū)中心的反應(yīng)器腔室，而且不得不在它朝 著其上要形成膜的襯底的路線上行進(jìn)顯著的距離穿過該區(qū)域。發(fā)現(xiàn)在 該位置引入膜前體氣體產(chǎn)生以高沉積速率沉積的高品質(zhì)的膜。這進(jìn)一步論述于我們在與本申請相同日期提交并且題為"Method and apparatus for forming a film by deposition from a plasma"的 共同待決的申請中(我們的巻號G28331EP (歐洲專利申請No. 06301115.9 ))。
在有待使用單獨的等離子體氣體的情況下，通過管線114供給該 等離子體氣體，膜前體氣體則可以在不同的位置上引入反應(yīng)器腔室中， 優(yōu)選朝向要涂覆的襯底。發(fā)現(xiàn)這產(chǎn)生以高沉積速率沉積的高品質(zhì)膜。 然而，至少在要產(chǎn)生微晶材料時，等離子體氣體和前體氣體可以都經(jīng) 由管線114 一起引入。
圖5所示的實施方案與圖4所示的不同之處在于它具有進(jìn)氣管線 214,該進(jìn)氣管線214具有鄰近管100的下端111、從管100的外壁朝 向外的出口 216。該裝置進(jìn)一步包含管狀氣體罩218，該氣體罩218 具有封閉上壁220、周壁222和開口端224。該氣體罩可以由任何適合 的耐熱、非磁性材料制成，例如石英、陶資或氧化鋁，或非磁性金屬 (它將會具有限制該罩中的微波的益處)。
盡管圖5的實施方案由于氣體罩而具有某些優(yōu)點，但是它也可具 有阻礙電子運動并由此減小等離子體密度的缺點。然而，就該缺點存 在時而言，可以通過如下方式至少基本上克服該缺點使用包圍住該 反應(yīng)器配備的所有等離子體激發(fā)裝置的下游端周圍區(qū)域的單一氣體 罩。
圖6的實施方案類似于圖4之處在于它沒有氣體罩，但是像圖5 一樣具有在此標(biāo)為314的進(jìn)氣管線，該進(jìn)氣管線的下游部分處于管100 的周壁內(nèi)。然而，使管線314的出口 316指向平行于該管的縱軸并離 開它，從而朝向其上要形成膜的襯底。
在圖7的實施方案中，管100由相對于彼此同軸設(shè)置并在其間限 定出環(huán)形通道100c的內(nèi)管100a和外管100b構(gòu)成。這里標(biāo)為414的進(jìn) 氣管線與通道100c連通，且膜前體氣體在通道100a的下端在朝著襯 底的方向上離開該通道。
權(quán)利要求
1.一種等離子體激發(fā)裝置，其用于從分布式電子回旋共振所形成的等離子體在襯底上沉積膜，該單元包含具有發(fā)射微波的末端的微波天線，設(shè)置在所述天線末端的區(qū)域中而且與其一起限定出電子回旋共振區(qū)域的磁體，在該電子回旋共振區(qū)域中能夠生成等離子體，以及具有膜前體氣體或等離子體氣體出口的進(jìn)氣單元，設(shè)置該出口以引導(dǎo)氣體越過磁體朝向從微波天線來看位于磁體之外的膜沉積區(qū)域。
2. 權(quán)利要求1的裝置，其中所述出口位于本文限定的熱電子約束 包絡(luò)體中。
3. 權(quán)利要求1的裝置，其中所述出口位于發(fā)射微波的微波天線末 端處或與其鄰近。
4. 權(quán)利要求3的裝置，其中所述微波天線包含管，而且由所述 管連同進(jìn)氣管線提供進(jìn)氣單元，設(shè)置該進(jìn)氣管線以將氣體從其來源引 入該管。
5. 權(quán)利要求4的裝置，其中設(shè)置該進(jìn)氣管線以將氣體引入該管 內(nèi)部。
6. 權(quán)利要求4的裝置，其中設(shè)置該進(jìn)氣管線以將氣體引入該管 的壁內(nèi)限定出的區(qū)域，所述出口與所述區(qū)域連通。
7. 權(quán)利要求4的裝置，特征在于所述管是同軸管，該同軸管包 含微波在其中傳播的內(nèi)管部件以及外管部件，所述外管部件與該內(nèi)管 部件一起限定出環(huán)形區(qū)域，通過進(jìn)氣管線將氣體引入該環(huán)形區(qū)域。
8. 前述權(quán)利要求任一項的裝置，其中定位磁體以使得其磁軸基 本上與微波從天線傳播的方向?qū)R。
9. 一種從等離子體在襯底上沉積膜的設(shè)備，其包含軍殼，設(shè)置 在該軍殼內(nèi)的如前述權(quán)利要求任一項所述的多個等離子體激發(fā)裝置， 以及同樣在該軍殼內(nèi)的用于支撐襯底的裝置。
10. 權(quán)利要求9的設(shè)備，其中單一氣體軍包圍著天線的末端和相 關(guān)的磁體。
全文摘要
描述一種等離子體激發(fā)裝置，其用于從分布式電子回旋共振所形成的等離子體在襯底上沉積膜。該裝置包含具有發(fā)射微波的末端的微波天線，設(shè)置在所述天線末端的區(qū)域中而且與其一起限定出在其中可以生成等離子體的電子回旋共振區(qū)域的磁體，以及具有膜前體氣體或等離子體氣體出口的進(jìn)氣單元。設(shè)置該出口以引導(dǎo)氣體朝向從微波天線來看位于磁體之外的膜沉積區(qū)域。
文檔編號H01J37/32GK101584256SQ200780040706
公開日2009年11月18日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者D·戴納卡, P·布爾金, P·狄斯坎普, P·羅卡艾卡巴羅卡斯, P·里波爾, T·科爾恩德米爾倫德爾 申請人:陶氏康寧公司;巴黎綜合理工大學(xué)