專利名稱：等離子體增強化學(xué)氣相沉積腔室背板強化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例一般涉及一種用于強化等離子體增強化學(xué)氣相沉積
(PECVD)設(shè)備的背板的設(shè)備。
背景技術(shù)：
大面積基板可用于制造生活中所使用的數(shù)種產(chǎn)品，例如平板顯示器及太陽 能電池板。大面積基板的表面積超過2平方米，因此為了要處理這些大面積基 板，腔室的尺寸也要增加?？捎糜谔幚泶竺娣e基板的適當(dāng)設(shè)備為示于圖7中的 PECVD設(shè)備700?；?04是設(shè)置在處理室中而與氣體分配噴氣頭702相對 設(shè)置。背板706是設(shè)置于噴氣頭702后方，藉以在噴氣頭702與背板706之間 形成一充氣部708，用以分配噴氣頭702后方的處理氣體。針對PECVD室， 背板706至少與大面積基板704 —樣大，因此，在用于處理大面積基板的 PECVD室中，背板的表面積可超過2平方米。藉由簡單的增大處理室的尺寸， 并增加背板表面積，則在背板維持其在較小型腔室中的厚度時，背板的尺寸及 重量最終會造成背板706的中央下垂，如圖7所示。因此，該技術(shù)領(lǐng)域中需要 具有足夠尺寸及機械強度的背板以允許處理大面積基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一般涉及用于等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備中的背板強化設(shè)備。 當(dāng)處理大面積基板時，延伸而橫跨腔室的背板也可能相當(dāng)大。藉由一框架結(jié)構(gòu) 支撐背板的中央?yún)^(qū)域，則可維持背板為實質(zhì)平坦?；蛘?，可視需要而調(diào)整背板 的輪廓以符合處理的特定需求。
在一實施例中，公開一種等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備，該設(shè)備包括 一腔室主體； 一背板，與腔室主體耦接，并圍繞一處理區(qū)域；以及一框架結(jié)構(gòu)， 設(shè)置于處理區(qū)域外側(cè)，并與背板的一中央?yún)^(qū)域耦接。
在另一實施例中，公開一種背板強化設(shè)備，該設(shè)備包括 一橋接部分；多 個支腳，從橋接部分的邊緣部分延伸；以及一支撐組件，是懸掛于該橋接部分的一中央部分下方，該支撐組件是藉由一或更多個錨定組件而懸掛設(shè)置，錨定 組件是延伸穿過橋接部分的中央部分且固定至橋接部分的一頂表面。支撐組件 包括 一或更多個緊固件，延伸穿過支撐組件；以及一電性絕緣組件，與各個 緊固件耦接。
在又一實施例中，公開一種控制背板形狀的方法，該方法包括以一支撐 組件支撐該背板的一中央部分，該支撐組件是從設(shè)置在該背板上方的一框架組 件延伸；以及
調(diào)整支撐組件從框架組件延伸的距離，藉以控制背板的形狀。 在又另一實施例中，公開一種等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，該方法包 括藉由等離子體增強化學(xué)氣相沉積而在一設(shè)備中將一材料層沉積在一基板 上，該設(shè)備包括一與一氣體分配噴氣頭(showerfiead)耦接的背板以及一背板 支撐件，該背板支撐件是與背板耦接并設(shè)置在相對于氣體分配噴氣頭的背板的 一側(cè)；以及相應(yīng)于沉積的測量參數(shù)而調(diào)整背板在設(shè)備中的形狀。


為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實施例說明，其部分示出 如附圖。須注意的是，雖然附圖公開本發(fā)明特定實施例，但其并非用以限定本 發(fā)明的精神與范圍，任何熟習(xí)此技術(shù)的人員，應(yīng)當(dāng)可作各種更動與潤飾而得到 等效實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的PECVD設(shè)備的剖面視圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的背板框架結(jié)構(gòu)的上方立體視圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的PECVD設(shè)備的頂部的剖面視圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的支撐環(huán)的頂視圖。
圖5示出圖4中裝設(shè)至支撐環(huán)上的錨定螺栓的部分剖面視圖。
圖6示出圖4中穿過背板及支撐環(huán)的螺栓的部分剖面視圖。
圖7示出具有下垂背板的PECVD設(shè)備700。
為便于了解，圖中相同的組件符號表示相同的組件。某一實施例采用的組 件應(yīng)當(dāng)不需特別詳述而可應(yīng)用到其它實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例一般是提供用于在處理室中支撐背板的設(shè)備及方法。在一 實施例中，背板的中央?yún)^(qū)域與支撐環(huán)耦接，而支撐環(huán)將背板維持在一實質(zhì)平坦 的方向。應(yīng)當(dāng)了解待處理的基板為任何適合的基板，例如半導(dǎo)體基板、平板顯 示器基板、太陽能面板基板等。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的PECVD設(shè)備的剖面視圖。該設(shè)備包括腔 室100，而在腔室100中， 一或更多個膜是沉積至基板140上。可使用的適合 的PECVD設(shè)備為購自加州圣克拉拉的AKT (應(yīng)用材料公司的子公司)。下方 的描述將參照PECVD設(shè)備，但應(yīng)了解本發(fā)明可等效應(yīng)用至其它處理室，包括 由其它制造商所制造的處理室。
腔室100 —般包括定義出一處理容積106的壁102、底部104、噴氣頭110 及基板支撐件130。處理容積106是經(jīng)由一閥108提供進出通道，藉此，基板 140可傳輸進出腔室100?；逯渭?30包括用以支撐基板140的基板承接 表面132。 一或更多個軸桿134可耦接至升舉系統(tǒng)136,以使基板支撐件130 升高及降低。遮蔽環(huán)133是可選擇性地設(shè)置在基板140的周圍上方。升舉銷 138是可移動地穿設(shè)于基板支撐件130，以移動基板140而使其遠離或移至基 板承接表面132上?；逯渭?30也可包括加熱及/或冷卻組件139，以使基 板支撐件130維持在期望溫度下。基板支撐件130也可包括接地帶(grounding strap) 131，以在基板支撐件130的周圍提供RF接地。
噴氣頭110可在其周圍處藉由一懸掛件114而耦接至背板112。噴氣頭110 也可藉由一或更多個耦接支撐件160而耦接至背板112,以有助于防止下垂及 /或控制噴氣頭110的平直度/曲度。在一實施例中，12個耦接支撐件160可用 于將噴氣頭110耦接至背板112。耦接支撐件160可包括緊固構(gòu)件，例如螺帽 及螺栓組件。在一實施例中，螺帽及螺栓組件可以由電絕緣材料制成。在另一 實施例中，螺栓是由金屬制成，且由電絕緣材料包圍它。在又另一實施例中， 噴氣頭IIO可具有螺紋以容納螺栓。在另一實施例中，螺帽可由電絕緣材料制 成。電絕緣材料協(xié)助阻止耦接支撐件160與任何存在于腔室中的等離子體呈現(xiàn) 電性耦接。額外地及/或可選擇地，可設(shè)置一中央耦接構(gòu)件以將背板112耦接 至噴氣頭110。中央耦接構(gòu)件可圍繞環(huán)148而設(shè)置(如下述)，并從橋接組件 懸掛。在另一實施例中，耦接支撐件160可包括螺鎖至噴氣頭110的緊固件。緊固件可具有一狹長開口，藉以容納耦接至背板112的桿。桿是以真空密封而 耦接至背板112。
氣體源120是耦接至背板112，以提供氣體通過背板112中的氣體出口 142 以及噴氣頭110中的氣體通道111而到基板承接表面132。真空泵浦109是耦 接至腔室100，以將處理容積106控制在期望壓力下。RF功率源122是耦接 至背板112及/或耦接至噴氣頭110，以將RF功率提供至噴氣頭110。 RF功率 在噴氣頭112及基板支撐件130之間產(chǎn)生一電場，藉此可由噴氣頭110及基板 支撐件B0之間的氣體產(chǎn)生等離子體?？墒褂枚喾N頻率，例如介于約0.3 MHz 約200MHz。在一實施例中，RF功率源是在頻率13.56 MHz下提供。
遠程等離子體源124 (例如感應(yīng)耦合遠程等離子體源)也可耦接于氣體源 120及背板112之間。在處理基板之間，清潔氣體可提供至產(chǎn)生遠程等離子體 的遠程等離子體源124，并提供以清潔腔室組件。清潔氣體更可由提供至噴氣 頭的RF等離子體源122來進一步激發(fā)它。適合的清潔氣體包括但不限于NF3、 FjSF6。
設(shè)置在基板承接表面132上的基板140的頂表面與噴氣頭110之間的間距 可介于約400密爾(mil) 約1200密爾之間。在一實施例中，該間距是介于 約400密爾 約800密爾。背板112與噴氣頭110之間的距離為可調(diào)整的。
背板112可以由一橋接組件144來支撐它。 一或更多個錨定螺栓(anchor bolt) 146是由橋接組件144向下延伸至支撐環(huán)148。支撐環(huán)148可藉由一或更 多個螺栓150而與背板112耦接。支撐環(huán)148是在背板112的實質(zhì)中央處而與 背板112耦接。背板112的中央處是背板112在缺乏支撐環(huán)148時具有最少量 支撐的區(qū)域。因此，支撐背板112的中央?yún)^(qū)域可減少及/或預(yù)防背板112的下 垂。
在一實施例中，支撐環(huán)148可耦接至致動器，其可控制背板112的形狀， 藉此，背板112的中央可相對于背板112邊緣而升高或降低?？深A(yù)期藉由使背 板中央?yún)^(qū)域升高，則可產(chǎn)生似漩渦狀的流動，而使得能夠在大面積基板上進行 原子層沉積處理。背板112的移動可相應(yīng)于處理過程中所獲得的度量值 (metric)而進行。在一實施例中，該度量值為沉積層的厚度。背板112的移 動可與處理過程同時進行。
支撐環(huán)148可以與噴氣頭110的支撐構(gòu)件為一體或各自成形。在一實施例中，支撐環(huán)148是耦接至背板112的中央?yún)^(qū)域，而一或更多個支撐組件則在不 同位置將噴氣頭110耦接至背板112。在另一實施例中，設(shè)置于中央的耦接構(gòu) 件可用于將背板112耦接至噴氣頭110，而支撐環(huán)148則耦接至背板112的中 央?yún)^(qū)域。當(dāng)噴氣頭110的中央額外以背板112的支撐環(huán)148支撐時，背板U2 的支撐環(huán)148可設(shè)置于噴氣頭110的中央支撐件內(nèi)。
橋接組件144與背板112之間的距離可視需要而調(diào)整。在一實施例中，橋 接組件144與背板112之間的距離是相應(yīng)于處理條件的所測量的度量值而調(diào) 整。另外，當(dāng)調(diào)整橋接組件144與背板112之間的距離時，只要噴氣頭110與 背板112為耦接的，則可調(diào)整噴氣頭110與基板之間的距離。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的背板框架結(jié)構(gòu)200的上方立體視圖?？煽?見多個耦接構(gòu)件224將噴氣頭接至背板，以防止噴氣頭板下垂。在一實施例中， 可設(shè)置12個耦接構(gòu)件224。背板202的邊緣是位于蓋主體204上方。然而， 背板202的中央部分222可藉由支撐環(huán)208而支撐于中央處，而該支撐環(huán)208 是從橋接組件206的中央?yún)^(qū)域218懸掛。橋接組件206的橋接部分220可橫跨 背板202的寬度。橋接部分220的邊緣可以由一或更多個支腳216所支撐，而 該些支腳216是與蓋主體204耦接。
支撐環(huán)208是藉由一或更多個錨定螺栓212而從橋接部分220的中央?yún)^(qū)域 218懸掛。錨定螺栓212的材料可以為任何已知具有足夠強度以支撐大面積背 板202的材料。在一實施例中，錨定螺栓212可包括不銹鋼。支撐環(huán)208可藉 由一或更多個螺栓210而與背板202耦接，且螺栓210可藉由絕緣件214而與 背板202電性絕緣。絕緣件214可以由任何己知的電性絕緣材料制成。在一實 施例中，絕緣件214為陶瓷。應(yīng)了解上述的螺栓210、 212是用于將支撐環(huán)208 耦接至背板202，以及將支撐環(huán)208耦接至橋接部分220的中央?yún)^(qū)域218，然 而可預(yù)期使用任何能夠?qū)⒔M件耦接在一起的緊固構(gòu)件。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的PECVD設(shè)備300的頂部的剖面視圖。 支撐環(huán)306是耦接至背板302,且支撐環(huán)306是藉由一或更多個錨定螺栓308 而從橋接組件304懸掛。錨定螺栓308在各個端310可具有螺紋，以用于耦接 支撐環(huán)306及橋接組件304。在橋接組件304處，緊固構(gòu)件312 (例如螺帽) 可以與錨定螺栓308的螺紋端310相互螺鎖接合。
在支撐環(huán)306處，錨定螺栓308可以與支撐環(huán)306螺鎖接合。支撐環(huán)306可具有一螺紋部以用于容納錨定螺栓308的螺紋端310。藉由將錨定螺栓308 螺鎖附接至支撐環(huán)306，則在支撐環(huán)306的下側(cè)不需要緊固構(gòu)件(例如螺帽)。 在支撐環(huán)306的下側(cè)設(shè)置螺帽會導(dǎo)致背板302與橋接組件304發(fā)生不期望的電 性耦接。然而，在一實施例中，螺帽可設(shè)置在支撐環(huán)306的下側(cè)以與錨定螺栓 308耦接。在一實施例中，可使用絕緣緊固構(gòu)件將支撐環(huán)306耦接至錨定螺栓 308。若使用絕緣螺帽來將錨定螺栓308耦接至支撐環(huán)306,則支撐環(huán)306不 一定要具有螺紋來容納錨定螺栓308。藉由使用具有螺紋的支撐環(huán)306及螺帽， 則錨定螺栓308可進一步固定至支撐環(huán)306。當(dāng)僅使用螺帽以將錨定螺栓308 耦接至支撐環(huán)306時，則支撐環(huán)306上錨定螺栓308所通過的部分可以為實質(zhì) 平直。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的支撐環(huán)400耦接至背板406的頂視圖，該 圖也顯示出錨定螺栓402及螺栓404。所設(shè)置的一或更多個錨定螺栓402在圖 中顯示為6個，但應(yīng)了解也可使用更多或更少數(shù)量的錨定螺栓402。另外，顯 示出有8個螺栓404將支撐環(huán)400耦接至背板406，也應(yīng)了解可使用更多或更 少數(shù)量的螺栓404。
圖5是圖4的裝設(shè)到支撐環(huán)400的錨定螺栓402的部分剖視圖。錨定螺栓 402具有螺紋端504，而螺紋端504與支撐環(huán)400的螺紋容納部502耦接。如 上所述，螺紋端504在除了螺紋容納部502之外，或是替代螺紋容納部502， 可額外具有(或不具有) 一緊固構(gòu)件。在一實施例中，錨定螺栓402的螺紋端 504可涂覆有電性絕緣材料，以降低背板406與錨定螺栓402之間任何的電性 耦接。
圖6為圖4的螺栓404穿過背板406及支撐環(huán)400的部分剖視圖。在支撐 環(huán)400與背板406之間，螺栓404可以藉由一絕緣墊圈602而電性隔離。在一 實施例中，絕緣墊圈602可以埋頭鉆設(shè)(countersunk)至背板406中。
螺栓404的一端可螺鎖耦接至背板406下側(cè)的具有螺紋的絕緣螺帽606 上。絕緣螺帽606可以埋頭鉆設(shè)至背板406中。螺栓404的具有螺紋端可以不 延伸穿過絕緣螺帽606。若螺栓404的具有螺紋端延伸穿過絕緣螺帽606，則 螺栓404會暴露于穿過背板406的開口 608所提供的任何等離子體。將螺栓 404暴露于等離子體，則螺栓404不會與背板406電性絕緣，因此，可提供接 地的路徑。因此，絕緣螺帽606可以作為螺栓404的絕緣罩蓋。在背板406中，螺栓404可以藉由絕緣套管604而與背板406電性絕緣， 絕緣套管604是延伸于絕緣螺帽606與絕緣墊圈602之間。在一實施例中，絕 緣墊圈602、絕緣套管604及絕緣螺帽606的各自的絕緣材料可包括陶瓷材料。 可預(yù)期使用任何已知的電性絕緣材料來做為絕緣墊圈602、絕緣套管604及絕 緣螺帽606。在一實施例中，絕緣墊圈602、絕緣套管604及絕緣螺帽606可 包括絕緣材料的單一部件(unitary piece)。
盡管本發(fā)明以較佳實施例描述如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí) 此技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的改動與潤飾，仍應(yīng)屬本 發(fā)明的技術(shù)范疇，且本發(fā)明的范疇由所附的權(quán)利要求書所界定。
權(quán)利要求
1、一種等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備，包括一腔室主體；一背板，與該腔室主體耦接，并圍繞一處理區(qū)域；以及一框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該處理區(qū)域外側(cè)，并與該背板的一中央?yún)^(qū)域耦接。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括 一蓋主體，且其中該框架結(jié)構(gòu)還包括-多個支腳，與該蓋主體及該腔室主體至少其中的一個耦接且從它延伸； 一橋接部分，其橫跨該背板，并與該些支腳耦接，該橋接部分具有一中央 區(qū)域；以及一支撐組件，耦接于該橋接部分的該中央?yún)^(qū)域與該背板的該中央?yún)^(qū)域之 間，該支撐組件是藉由至少一第一緊固件而與該背板的該中央?yún)^(qū)域耦接，且該 支撐組件是藉由至少一第二緊固件而與該橋接部分的該中央?yún)^(qū)域耦接。
3、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該至少一第一緊固件還包括 多個螺栓，延伸穿過該支撐環(huán)以及該背板，且其中各個該螺栓與該背板電性絕緣。
4、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，還包括-一絕緣墊圈，耦接于各個該螺栓之間；一絕緣套管，延伸穿過該支撐組件并圍繞各個該螺栓；以及 一絕緣螺帽，與各個該螺栓耦接。
5、 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中該絕緣墊圈、該絕緣套管及該絕緣螺 帽包括陶瓷材料。
6、 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中該絕緣墊圈、該絕緣套管及該絕緣螺 帽包括絕緣材料的一單一部件。
7、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該至少一第二緊固件還包括 多個錨定螺栓，是延伸于該支撐組件及該中央?yún)^(qū)域之間。
8、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該些錨定螺栓延伸穿過該中央?yún)^(qū)域并 可調(diào)整地耦接至該中央?yún)^(qū)域。
9、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中該些支腳包括一或更多個第一支腳以 及一或更多個第二支腳，該些第一支腳是從該蓋主體及該腔室主體之一或更多 的一第一部分延伸，且該些第二支腳是從該蓋主體及該腔室主體之一或更多的 一第二部分延伸，而該第二部分與該第一部分相對設(shè)置，其中該橋接部分橫跨 該背板且耦接至該些第一支腳及該些第二支腳。
10、 一種背板強化設(shè)備，包括 一橋接部分；多個支腳，從該橋接部分的邊緣部分延伸；以及一支撐組件，懸掛于該橋接部分的一中央部分下方，該支撐組件藉由一或 多個錨定組件而懸掛設(shè)置，該些錨定組件延伸穿過該橋接部分的該中央部分且 固定至該橋接部分的一頂表面，該支撐組件包括一或更多個緊固件，延伸穿過該組件；以及一電性絕緣組件，與各個該緊固件耦接。
11、 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中各個該電性絕緣組件還包括 一絕緣墊圈，耦接于各個該緊固件之間；一絕緣套管，延伸穿過該支撐組件并圍繞各個該緊固件；以及 一絕緣螺帽，與各個該緊固件耦接。
12、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該絕緣墊圈、該絕緣套管及該絕緣 螺帽包括陶瓷材料。
13、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該絕緣墊圈、該絕緣套管及該絕緣 螺帽包括絕緣材料的一單一部件。
14、 一種控制背板的形狀的方法，包括以一支撐組件支撐該背板的一中央部分，該支撐組件從設(shè)置在該背板上方 的一框架組件延伸；以及調(diào)整該支撐組件從該框架組件延伸的距離，藉以控制該背板的該形狀。
15、 一種等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法，包括藉由等離子體增強化學(xué)氣相沉積而在一設(shè)備中將一材料層沉積在一基板 上，該設(shè)備包括一與一氣體分配噴氣頭耦接的背板以及一背板支撐件，該背板 支撐件與該背板耦接并設(shè)置在相對于該氣體分配噴氣頭的該背板的一側(cè)；以及相應(yīng)于沉積的測量參數(shù)而調(diào)整該背板在該設(shè)備中的形狀。
全文摘要
本發(fā)明一般包括一種用于等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備中的背板強化設(shè)備。當(dāng)處理大面積基板時，延伸橫跨腔室的背板也相當(dāng)大。藉由一框架結(jié)構(gòu)來支撐背板的中央部分，則可維持背板為實質(zhì)平坦?？蛇x擇地，可視需要而調(diào)整背板的輪廓以符合處理的特定需求。
文檔編號C23C16/00GK101622375SQ200880006171
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者栗田真一, 約翰·M·懷特, 羅賓·L·泰內(nèi) 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司