專利名稱：等離子體處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種等離子體處理設(shè)備，更具體地，涉及ー種能夠產(chǎn)生電感耦合等離子體 unductively coupled plasma, I CP)禾ロ電容華再合‘尚于體(,capacitively coupled plasma, CCP)的等離子體處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子體已被用于制造半導(dǎo)體和顯示器件的各種エ藝，例如沉積、蝕刻、剝落、清潔等エ藝。目前，作為通常用于半導(dǎo)體和顯示器件的制造領(lǐng)域的等離子體源包括電容耦合等離子體(capacitively coupled plasma, CCP)源和電感耦合等離子體(inductively coupled plasma, I CP)源。典型的CCP系統(tǒng)在平行的電極之間施加射頻(RF)電能，并且通過分布在電極表面上的電荷形成電場，由此產(chǎn)生等離子體。因此，使用CCP源的設(shè)備一般包括放置晶片或基板的下電極和具有用于氣體注入的噴淋頭的上電極。典型的ICP系統(tǒng)對線圈型天線施加射頻(RF)電能并且通過流過天線的電流感生電場，由此產(chǎn)生等離子體。因此，使用ICP源的設(shè)備通常被構(gòu)造為使得線圈型天線布置在等離子體產(chǎn)生空間之外并且具有介電窗(諸如石英)，從而在等離子體產(chǎn)生空間中感生電場。與CCP源相比，ICP源的優(yōu)點(diǎn)是在低壓區(qū)有效地產(chǎn)生等離子體并獲得高密度的等離子體。因此，ICP源的應(yīng)用領(lǐng)域有擴(kuò)大的趨勢。在顯示器件制造領(lǐng)域，鑒于消費(fèi)者的需求和生產(chǎn)效率，大尺寸屏幕必須包括大尺寸基板。為了處理大尺寸基板，需要大尺寸的介電窗，但是考慮到介電窗的機(jī)械硬度、對等離子體有影響的介電窗的厚度等，通常傾向于將多個(gè)介電窗布置在格狀框架中。然而，格狀框架顯示出在縱向框架和橫向框架彼此相交的地方等離子體密度下降的現(xiàn)象。因此，存在等離子體的均勻性下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，構(gòu)思本發(fā)明以解決上述問題，并且本發(fā)明的ー個(gè)方面是提供一種用于大尺寸基板的等離子體處理設(shè)備，該等離子體處理設(shè)備可以均勻地產(chǎn)生等離子體。在ー個(gè)方面，一種等離子體處理設(shè)備，包括腔室，包括等離子體處理空間和開ロ 的頂部；介電窗，遮蓋所述腔室的頂部；窗框架，支撐所述介電窗；天線，位于所述介電窗上并且使得電感耦合等離子體(ICP)產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；電容耦合等離子體 (CCP)框架，布置在所述天線下方并且使得電容耦合等離子體產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；以及基座，布置在所述等離子體處理空間中，作為待處理物體的基板安放在所述基座上。這樣，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備可以獲得電感耦合等離子體(ICP)和電容耦合等離子體(CCP)兩者、有利于ICP的初始放電、防止因框架而發(fā)生的等離子體減少以及提高處理速度。因此，本發(fā)明的技術(shù)效果不限于上述效果，并且從下面的描述中本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚地理解以上未提及的其它技術(shù)效果。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的示意性側(cè)剖圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的窗框架、CCP框架及天線的透視圖；圖3是沿圖2的A-A’線截開的剖視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，該示例性實(shí)施例不限于以下公開的示例性實(shí)施例，而是可以實(shí)現(xiàn)為各種形式。僅為了使本發(fā)明的公開內(nèi)容完整并且使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全理解本發(fā)明的范圍，才提供該示例性實(shí)施例。在所有附圖中，為了更清楚地進(jìn)行說明，可以夸大部件的形狀等，并且相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。下面將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備。圖1 是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的示意性側(cè)剖圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備100包括腔室 110，所述腔室110具有開ロ的頂部并形成等離子體處理空間10 ；介電窗120，遮蓋所述腔室 110的開ロ的頂部；窗框架130，支撐所述介電窗120 ；天線150，位于介電窗120的頂部并且在等離子體處理空間10中產(chǎn)生電感耦合等離子體(ICP)；電容耦合等離子體(CCP)框架 140，布置在窗框架130中并且產(chǎn)生CCP ；以及基座160，布置在等離子體處理空間10內(nèi)并且在其上放置待處理物體。源単元(未示出)可以設(shè)置在腔室110的頂部。源単元向等離子體處理空間10 供應(yīng)處理氣體。通風(fēng)單元(未示出)可以設(shè)置在腔室110的底部。通風(fēng)單元將腔室110中的氣體向腔室110的外部排放。位于腔室110的頂部的窗框架130可以沿著腔室110的內(nèi)壁或腔室110的開ロ的頂部布置。CCP框架140可以布置在窗框架130的中心，并且窗框架130和CCP框架140可以分別或一起支撐多個(gè)介電窗120。稍后將詳細(xì)描述窗框架130和CCP框架140。布置在窗框架130和CCP框架140中的介電窗120是絕緣材料，通?？梢园ㄊ寤蛘呖梢园ǖ?Si3N4),碳化硅(SiC)、硅(Si)等材料。介電窗120布置在窗框架130和CCP框架140中并且遮蓋腔室110的開ロ的頂部。介電窗120與每個(gè)框架130、 140的接觸面設(shè)置有保持等離子體處理空間10密閉的密封件(未示出)。位于腔室110內(nèi)的基座160具有平坦的上表面，基板S可以穩(wěn)定地安置在該上表面上，作為待處理物體。此外，如果多個(gè)晶片安置在基座160上，則基座160的頂部可以形成有可以安置各個(gè)晶片的多個(gè)安置槽。此外，加熱器(未示出)可以設(shè)置在基座160的內(nèi)部或下面，以加熱基板S。此外， 基座電源161可以與基座160的一側(cè)連接并且向基座160供應(yīng)電能。在基座160和基座電源161之間可以設(shè)置匹配箱(未示出)，以優(yōu)化基座電源161的電力傳輸。在基座160的下面可以布置基座桿162，以使基座160上下移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)。基座桿162的一端可以穿過腔室110的下部并且可以與位于腔室110之外的驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)連接。下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備100的窗框架130 和CCP框架140。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的窗框架、CCP框架及天線的透視圖，圖3是沿圖2的A-A’線截開的剖視圖。如圖2所示，CCP框架140可以位于窗框架130的中心部分并且與窗框架130布置在同一平面上。CCP框架140可以形成為使得單個(gè)介電窗120可以布置在所述CCP框架 140中，或者可以形成格狀圖案從而使得多個(gè)介電窗120可以布置在被格狀圖案劃分的各個(gè)空間中。此外，窗框架130可以位于CCP框架140的周邊并支持另外的多個(gè)介電窗120。窗框架130可以被構(gòu)造為包括形成框架的邊緣的外部框架131和布置在外部框架31的內(nèi)側(cè)和CCP框架140的外側(cè)之間的多個(gè)橋框架132。因此，多個(gè)介電窗120可以分別布置在由窗框架130的外部框架131和橋框架132 以及CCP框架140的外側(cè)形成的多個(gè)空間中。例如，如圖2所示，CCP框架140設(shè)置有正方形形狀的N2個(gè)格狀空間142，并且窗框架130設(shè)置有被窗框架130的外部框架131和連接CCP框架140的各個(gè)邊的多個(gè)橋框架 132劃分的多個(gè)格狀空間143。就是說，CCP框架140包括N2個(gè)格狀空間142，窗框架130包括沿CCP框架140的周邊的(N+2)2-N2個(gè)格狀空間143，從而CCP框架140和窗框架130可以具有共計(jì)(N+2)2個(gè)正方形形狀的格狀空間142和143。如圖3所示，從橋框架132的端部突出的支撐端133可以形成在CCP框架140和橋框架132連接的部分，從而使得橋框架132可以支撐CCP框架140。在CCP框架140外側(cè)，支撐槽144可以與支撐端133相對應(yīng)地形成。此外，介電膜170設(shè)置在支撐端133和支撐槽144之間，從而使得CCP框架140和窗框架130可以彼此電絕緣。介電膜170不僅用作介電材料，還用作使等離子體處理空間10保持密封的密封件。在此情形中，介電膜170可以包括彈性介電材料，例如橡膠材料。此外，如圖3所示，可以額外設(shè)置單獨(dú)的密封件171。如圖2所示，為了支撐介電窗120，CCP框架140和窗框架130可以包括在放置介電窗120的部分突起的支撐突起134。在支撐突起134上，可以設(shè)置由彈性材料制成并且被塑形為矩形環(huán)形狀的襯墊(packing)，從而使各個(gè)框架130和140及介電窗120可以彼此緊密接觸并保持等離子體處理空間10密閉。參照圖2，天線150可以設(shè)置在CCP框架140、窗框架130和介電窗120上。天線 150的形狀不限于圖2所示的形狀，并且可以根據(jù)CCP框架140和窗框架130的結(jié)構(gòu)以及等離子體的密度和分布而改變。
同時(shí)，用于向天線150供應(yīng)射頻(RF)能量的第一電源151可以與天線150的一側(cè)連接，用于向CCP框架140供應(yīng)RF能量的第二電源141可以與CCP框架140的一側(cè)連接。從第一電源151向天線150供應(yīng)的RF能量在腔室110的等離子體處理空間10中感生電場，從而可以產(chǎn)生電感耦合等離子體，并且從第二電源141向CCP框架140供應(yīng)的RF能量使得電容耦合等離子體產(chǎn)生在CCP框架140下。盡管未示出，匹配箱(未示出)可以分別設(shè)置在第一電源151和天線150之間，以及第二電源141和CCP框架140之間，由此優(yōu)化每個(gè)電源141、151的電力傳輸。此外，控制模塊180可以設(shè)置在第一電源151和第二電源141之間?？刂颇K180控制分別從第一電源151和第二電源141提供的能量和/或頻率。此外，控制模塊180控制第一電源151產(chǎn)生的電感耦合等離子體和第二電源141產(chǎn)生的電容耦合等離子體的比率或控制等離子體的特性。采用上述結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的窗框架130包括CCP框架140而不是縱向框架與橫向框架彼此相交以支撐介電窗120的傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，從而可以在CCP框架140下產(chǎn)生電容耦合等離子體。因此，電容耦合等離子體不僅補(bǔ)償在傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的縱向框架和橫向框架彼此相交的部分下的電感耦合等離子體的減少，還有助于電感耦合等離子體的初始放電和彌補(bǔ)電容耦合等離子體相比具有相對低的處理速度的電感耦合等離子體的不足。盡管本發(fā)明是參照其示例性實(shí)施例而具體示出和描述的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改進(jìn)。示例性實(shí)施例應(yīng)該被認(rèn)為僅僅是描述性的，而不是為了限制的目的。因此，本發(fā)明的范圍不由本發(fā)明的詳細(xì)描述限定，而是由所附的權(quán)利要求限定，并且在所述范圍內(nèi)的所有差異都將被理解為包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理設(shè)備，包括腔室，包括等離子體處理空間和開ロ的頂部；介電窗，遮蓋所述腔室的頂部；窗框架，支撐所述介電窗；天線，位于所述介電窗上并且使得電感耦合等離子體(ICP)產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；電容耦合等離子體(CCP)框架，布置在所述天線下方并且使得電容耦合等離子體產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；以及基座，布置在所述等離子體處理空間中，作為待處理物體的基板安放在所述基座上。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，其中，所述電容耦合等離子體框架布置在被所述窗框架劃分的區(qū)域中，并且所述電容耦合等離子體框架和所述窗框架支撐所述介電窗的側(cè)面部分。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理設(shè)備，其中，所述窗框架包括形成邊緣的外部框架和將所述外部框架和所述電容耦合等離子體框架連接的橋框架。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子體處理設(shè)備，進(jìn)一歩包括在所述電容耦合等離子體框架和所述橋框架之間的介電膜。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理設(shè)備，其中，所述介電膜包括弾性介電材料并且所述介電膜保持所述等離子體處理空間密封。
6.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理設(shè)備，其中，所述電容耦合等離子體框架形成為支撐多個(gè)介電窗中的在所述電容耦合等離子體框架內(nèi)的N2個(gè)介電窗，并且所述窗框架支撐沿所述電容耦合等離子體框架的周邊放置的另外(N+2)2-N2個(gè)介電窗。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，進(jìn)一歩包括用于向所述天線供電的第一電源和用于向所述電容耦合等離子體框架供電的第二電源。
8.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理設(shè)備，進(jìn)一歩包括設(shè)置在所述第一電源和所述第 ニ電源之間并控制從每個(gè)電源供應(yīng)的電力的控制模塊。
9.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理設(shè)備，進(jìn)一歩包括設(shè)置在所述第一電源和所述第 ニ電源之間并控制從每個(gè)電源供應(yīng)的頻率的控制模塊。
10.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理設(shè)備，其中，所述介電窗和所述電容耦合等離子體框架彼此電絕緣。
全文摘要
公開一種等離子體處理設(shè)備，包括腔室，包括等離子體處理空間和開口的頂部；介電窗，遮蓋所述腔室的頂部；窗框架，支撐所述介電窗；天線，位于所述介電窗上并且使得電感耦合等離子體(ICP)產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；電容耦合等離子體(CCP)框架，布置在所述天線下方并且使得電容耦合等離子體產(chǎn)生在所述等離子體處理空間中；以及基座，布置在所述等離子體處理空間中，作為待處理物體的基板安放在所述基座上。這樣，可以獲得ICP和CCP兩者、有利于ICP的初始放電、防止因框架而發(fā)生的等離子體減少以及提高處理速度。
文檔編號H01J37/32GK102592935SQ20111024852
公開日2012年7月18日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者姜贊鎬, 孫亨圭, 李榮鐘 申請人:麗佳達(dá)普株式會(huì)社