專利名稱：背板支撐件的射頻回傳板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例一般涉及提供一射頻回傳路徑(RF return path)給使用射頻電 流的設備中的背板支撐結(jié)構(gòu)的方法及設備。
背景技術(shù)：
隨著對于大型平面顯示器及大型太陽能面板的需求增加，待處理的基板的尺寸也必須增加。舉例來說，大面積基板的表面積可超過2平方公尺。為了處理這些大面積基板， 腔室尺寸也必須增加。對于等離子輔助化學氣相沉積(PECVD)腔室來說，背板自然地要至 少與大面積基板一般大。因此，針對處理大面積基板的PECVD設備來說，背板表面積是超過 2平方公尺。隨著背板尺寸增加，若期望不同尺寸腔室之間的處理結(jié)果一致，則有時也必須 增加射頻電流。在PECVD中，工藝氣體經(jīng)過噴灑頭而導入處理室中，并藉由施加至噴灑頭的射頻 電流而點燃成為等離子。隨著基板尺寸增加，施加至噴灑頭的射頻電流也要相應地增加。所 施加的射頻電流愈大，對于技師的危險也愈高。因此，需要對射頻電流進行控制，以確保技師仍為安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例一般包括一種用于利用射頻電流的設備中的射頻回傳板。無論背 板有多大，皆需要背板支撐結(jié)構(gòu)以預防背板下垂。流動跨越背板并朝向噴灑頭的射頻電流 會部分轉(zhuǎn)向并往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)。往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流會將不期望的偏壓施加在 支撐結(jié)構(gòu)上，也會因此降低流至噴灑頭的射頻電流。藉由將射頻電流回傳至來源處，則可降 低往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流量。射頻回傳板可以設置在腔室蓋和支撐結(jié)構(gòu)之間，以將 任何會往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流重新導引而往下流回至腔室蓋。在一實施例中，該設備包括一腔室蓋；一背板；一背板支撐結(jié)構(gòu)，與該腔室蓋耦 接；以及一射頻回傳板，與一或多個緊固構(gòu)件和該腔室蓋耦接。該背板支撐結(jié)構(gòu)橫跨該腔室 蓋，并在該背板的一實質(zhì)中央處與該背板耦接。該背板支撐結(jié)構(gòu)亦利用一或多個緊固構(gòu)件 而與該腔室蓋耦接。在另一實施例中，該設備包括一腔室蓋；一支撐結(jié)構(gòu)，與該腔室蓋的數(shù)個邊緣耦 接，并延伸于該腔室蓋上方；一耦接組件，由該支撐結(jié)構(gòu)往下延伸，并且由上方的該支撐結(jié) 構(gòu)所支撐；以及一射頻回傳板，耦接于該耦接組件與該腔室蓋之間。該支撐結(jié)構(gòu)在該腔室蓋 上方的一位置處而延伸跨越該腔室蓋。在另一實施例中，該設備包括一射頻回傳板主體，具有穿設于其中且按照一定尺 寸制作以容納一或多個第一緊固構(gòu)件的一或多個通道，該一或多個第一緊固構(gòu)件將一背板 固定至一背板支撐結(jié)構(gòu)，該射頻回傳板主體亦具有穿設于其中且按照一定尺寸制作以容納 一緊固構(gòu)件的一或多個第二通道，且該緊固構(gòu)件將該射頻回傳板主體耦接至一腔室蓋。


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，其部分乃繪示如附 圖式。須注意的是，雖然所附圖式揭露本發(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，任何熟習此技藝者，當可作各種的更動與潤飾而得等效實施例。圖1，繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的PECVD設備的剖面視圖。圖2，繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的腔室蓋及支撐組件的上視立體圖。圖3，繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的PECVD設備的腔室蓋部分的剖面視圖。圖4A，繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的支撐環(huán)的上視圖。
圖4B，繪示圖4A的螺栓穿過背板及支撐環(huán)的剖視圖。為便于了解，圖式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當 不需特別詳述而可應用到其它實施例。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例一般包括用于利用射頻電流的設備中的射頻回傳板。無論背板的 尺寸有多大，背板支撐結(jié)構(gòu)皆須用于預防背板的下垂(sag)，則跨越背板而朝向噴灑頭流動 的射頻電流可能會部分轉(zhuǎn)向并往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)。往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流會將不期 望的偏壓施加在支撐結(jié)構(gòu)上，也會因此降低流至噴灑頭的射頻電流。藉由將射頻電流回傳 至來源處，則可降低往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流量。射頻回傳板可以設置在腔室蓋和支 撐結(jié)構(gòu)之間，以將任何會往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流重新導引而往下流回至腔室蓋。應 了解待處理的基板可以為任何適合的基板，例如半導體基板、平面顯示器基板、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設備的剖面示意圖。該設備包括一腔室 100，而在該腔室100中，一或多個薄膜沉積至基板120上?？墒褂玫倪m合的PECVD設備購 自加州圣克拉拉的應用材料公司。下方的描述將會參照PECVD設備而進行探討，但應了解 本發(fā)明亦可等效應用至其它處理室(包括購自其它制造商的處理室)。腔室100 —般包括界定出工藝容積的壁102、底部104、噴灑頭106及基板支撐件 118?？梢酝高^狹縫閥開口 108而進出工藝容積，藉此可將基板120傳輸進出腔室100?；?板支撐件118可耦接至致動器116，以升高及降低基板支撐件118。升舉銷122可移動地穿 設于基板支撐件118中，以移動基板而使其離開或置于基板承接表面上?；逯渭?18 亦可包括加熱及/或冷卻組件124，以將基板支撐件118維持在期望溫度。基板支撐件118 亦可包括射頻回傳帶(strap) 126，以在基板支撐件118周圍提供射頻回傳路徑。噴灑頭106藉由緊固構(gòu)件150而耦接至背板112。噴灑頭106可藉由一或多個緊 固構(gòu)件150而耦接至背板112，藉以協(xié)助預防下垂及/或控制噴灑頭106的平直度/彎曲 度。在一實施例中，使用12個緊固構(gòu)件150以將噴灑頭106耦接至背板112。緊固構(gòu)件150 可包括螺母及螺栓組件。在一實施例中，螺母及螺栓組件可由電性絕緣材料制成。在另一 實施例中，螺栓由金屬制成并且包圍有電性絕緣材料。在又另一實施例中，噴灑頭106可設 有螺紋以容設螺栓。在另一實施例中，螺母可以由電性絕緣材料形成。電性絕緣材料協(xié)助 預防緊固構(gòu)件150與腔室100中存在的任何等離子產(chǎn)生電性耦合。氣體源132耦接至背板112，以將氣體通過噴灑頭106中的氣體通道而提供至基板120。真空泵110耦接至腔室100，以將工藝容積控制在期望壓力下。射頻功率源128耦 接至背板112及/或噴灑頭106，以提供射頻電流至噴灑頭106。射頻電流在噴灑頭106與 基板支撐件118之間提供電場，藉此，可由噴灑頭106與基板支撐件118之間的氣體產(chǎn)生等 離子?？墒褂酶鞣N頻率，例如約0. 3MHz 約200MHz的頻率。在一實施例中，射頻電流是在 13. 56MHz的頻率下提供。亦可將一遠程等離子源130 (例如一感應耦合遠程等離子源130)耦接于氣體源 132及背板112之間。在處理基板之間，可將一清潔氣體提供至遠程等離子源130，藉此產(chǎn) 生遠程等離子。來自遠程等離子的自由基可以提供至腔室100以清潔腔室100組件。清 潔氣體可以進一步由提供至噴灑頭106的射頻功率源128所激發(fā)。適合的清潔氣體包括 但不限于為NF3、F2及SF6?；?20的頂表面與噴灑頭106之間的間距是介于約400密爾 (mil) 約1200密爾。在一實施例中，該間距是介于約400密爾 約800密爾。背板112可以由支撐組件138所支撐。一或多個固定螺栓(anchorbolt) 140可以 由支撐組件138往下延伸至支撐環(huán)144。支撐環(huán)144可以藉由一或多個緊固構(gòu)件142而與 背板112耦接。在一實施例中，緊固構(gòu)件142可以包括螺母及螺栓組件。在另一實施例中， 緊固構(gòu)件142可包括一與背板112的具螺紋承接表面耦接的具螺紋的螺栓。支撐環(huán)144與 背板112的耦接可以在背板112 的實質(zhì)中央處。背板112之中央處為在缺乏支撐環(huán)144的 下具有最少支撐量之處。因此，支撐背板112的中央?yún)^(qū)域可以降低及/或預防背板112的下 垂。在一實施例中，支撐環(huán)144可以耦接至控制背板112形狀的致動器，藉此，可將背板112 的中央相對于背板112的邊緣而上升或下降。背板112的移動可以相應于(in response to)在工藝過程中所獲得的計量(metric)。在一實施例中，該計量為所沉積的層厚度。在 另一實施例中，該計量為所沉積的層的組成。背板112的移動可以與工藝同時進行。在一 實施例中，一或多個緊固構(gòu)件142可以延伸穿過背板112而至噴灑頭106。噴灑頭106可以額外利用托架134而耦接至背板112。托架134可具有一突出部 (ledge) 136，而噴灑頭106可座落于突出部136上。背板112可以座落在與腔室壁102耦 接的突出部114上，藉以密封腔室100。腔室蓋152可與腔室壁102耦接，并藉由一區(qū)域154 而與背板112間隔設置。在一實施例中，該區(qū)域154包括空氣。在另一實施例中，該區(qū)域 154包括電性絕緣材料。腔室蓋152可具有一開口，藉此，一或多個緊固構(gòu)件142可穿過該 開口而與背板112耦接，且氣體供應導管156可透過該開口供應工藝氣體至腔室100。在一 實施例中，支撐環(huán)144可設置于腔室蓋152下方，并實質(zhì)置中設置于腔室蓋152的開口中。射頻回傳板146是與支撐環(huán)144及腔室蓋152耦接。射頻回傳板146可以藉由 緊固構(gòu)件148而與腔室蓋152耦接。在一實施例中，緊固構(gòu)件148包括一拉力螺栓(lag screw)。射頻回傳板146可以耦接于緊固構(gòu)件142與支撐環(huán)144之間。射頻回傳板146針 對會由緊固構(gòu)件142往上移動至支撐環(huán)144的射頻電流提供至射頻功率源128的路徑。射 頻回傳板146提供射頻電流往下流至腔室蓋152并接著返回射頻功率源128的路徑。圖2提供根據(jù)本發(fā)明的一實施例的腔室蓋202及支撐組件200的上視立體圖。位 于腔室蓋202下方的背板中央可以由支撐結(jié)構(gòu)206所支撐。支撐結(jié)構(gòu)206可以藉由一或多 個支柱208而與腔室蓋202耦接。支撐結(jié)構(gòu)206可包括升舉板210，以允許支撐結(jié)構(gòu)206的 移動。所示的數(shù)個緊固構(gòu)件214是用于將環(huán)耦接至支撐結(jié)構(gòu)206。一或多個緊固構(gòu)件222 可將環(huán)耦接至背板。射頻回傳板216可利用緊固構(gòu)件218而耦接至腔室蓋202。在一實施例中，緊固構(gòu)件218可包括一拉力螺栓。在一實施例中，腔室蓋202可包括數(shù)個部分224、 226。在另一實施例中，腔室蓋202可包含單部件材料，其中央處穿設有一開口，以允許緊固 構(gòu)件222將環(huán)耦接至背板。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的PECVD設備300的蓋部分的剖面視圖。設備300包括一氣體源302，用以將工藝氣體導入腔室中，以在基板上沉積一層。氣體源302亦可導 入一清潔氣體至遠程等離子源304，且清潔氣體會在遠程等離子源304中點燃成為等離子 并輸送至腔室以清潔的。設備300可包括耦接至背板308的支撐結(jié)構(gòu)310。一或多個緊固 構(gòu)件320可將環(huán)312耦接至背板308。環(huán)312可以與支撐結(jié)構(gòu)310耦接。工藝氣體通過噴 灑頭314而流入與基板相遇，且噴灑頭314利用實質(zhì)設置在接近背板308與噴灑頭314中 央處的一或多個緊固構(gòu)件而與背板308耦接。噴灑頭314可以額外利用托架316而與背板 華禹接。射頻電流可以由射頻功率源306流至設備300。射頻電流可以沿著射頻扼流器322 的外側(cè)而流入處理室。工藝氣流是流經(jīng)射頻扼流器322以到達處理室。射頻電流通過射頻 扼流器322的外側(cè)。表面上看來，將氣體及射頻電流經(jīng)過一共同位置耦接似乎會造成失敗， 然而，射頻電流在通過導電表面時會具有「集膚效應(skin effect)」，射頻電流的移動會盡 可能接近驅(qū)動其的來源。因此，射頻電流于導電組件的表面上移動，并僅穿透導電組件的某 個可預先決定的深度(即，膚)?？深A先決定的深度可經(jīng)計算而為所施加的最大射頻電流的 函數(shù)。因此，當導電組件較射頻電流穿透的預定深度還來得薄時，射頻電流會與在其中流動 的氣體反應。相反的，當導電組件較射頻電流穿透的預定深度還來得厚時，射頻電流不會與 在其中流動的氣體反應。射頻電流將會朝向處理室流動。當射頻電流沿著導管(由射頻扼流器322導向背 板308)的外側(cè)移動，則射頻電流在遇到背板308時會沿著背板308的上表面流動。射頻電 流沿著背板308的上表面移動，且接著往下流經(jīng)背板308的側(cè)面直到其遇到托架316為止。 接著，射頻電流沿著托架316前進直到其遇到噴灑頭314之前側(cè)。由射頻功率源306至噴 灑頭314前側(cè)的路徑是由箭頭324顯示。在射頻電流沿著背板308的上表面前進時，射頻電流會遇到將背板308耦接至環(huán) 312的緊固構(gòu)件320。則射頻電流會沿著緊固構(gòu)件320往上前進。射頻電流會于背板308 以及任何將背板308與緊固構(gòu)件320絕緣的任何絕緣材料之間緩慢行進，以到達緊固構(gòu)件 320。若射頻電流到達緊固構(gòu)件320，則射頻電流可能會往上流經(jīng)緊固構(gòu)件320而至環(huán)312。 沿著緊固構(gòu)件320往上移動的射頻電流可能會對于維修或操作此設備300的技師造成傷 害。另外，由背板308轉(zhuǎn)向的射頻電流會造成電感增加，并會使得到達噴灑頭324的射頻電 流量降低。轉(zhuǎn)向遠離噴灑頭314的射頻電流量愈少，則該設備的效率愈高。一或多個射頻回傳板318耦接于緊固構(gòu)件320與環(huán)312之間。射頻回傳板318亦與 腔室蓋326耦接。射頻回傳板318可將射頻電流回傳至腔室蓋326。在一實施例中，射頻回 傳板318在高于環(huán)312的位置處而耦接于緊固構(gòu)件320及環(huán)312之間。在另一實施例中，射 頻回傳板318在低于環(huán)312的位置處而耦接于緊固構(gòu)件320及環(huán)312之間。在一實施例中， 射頻回傳板318可包括銅，而緊固構(gòu)件320與環(huán)312可包括具有較低導電性(electrical conductivity)的材料，例如鋁或不銹鋼。由于銅具有較高的導電性，射頻電流會沿著射頻 回傳板318而回傳至腔室蓋326，而非沿著支撐結(jié)構(gòu)310往上前進。在一實施例中，射頻回傳板318具有實質(zhì)為S型的剖面。亦可預期射頻回傳板318具有其它形狀。射頻電流沿著 射頻回傳板318流動至腔室蓋326的頂表面，并接著返回射頻功率源306。
圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的與背板406耦接的支撐環(huán)400的上視圖。在圖4A中，根據(jù)清楚解釋的目的，并未示出電性絕緣材料420、罩蓋418以及射頻回傳板416。圖中 示出用于將環(huán)400耦接至支撐結(jié)構(gòu)的鉆孔402，且圖中亦示出螺栓404。圖中所示出的鉆孔 402為6個，但應了解可使用較少或較多數(shù)量的鉆孔402。另外，圖中示出將支撐環(huán)400耦 接至背板406的8個螺栓404，但應了解可使用較少或較多數(shù)量的螺栓404。圖4B為圖4A 的螺栓404穿過背板406及支撐環(huán)400的剖視圖。在支撐環(huán)400與背板406之間，螺栓404 可藉由絕緣墊圈408而電性隔離。在一實施例中，絕緣墊圈408是鉆孔裝埋(countersunk) 于背板406中。亦可使用其它絕緣材料來將螺栓與射頻電流電性隔離。圖中示出工藝氣體 通過背板406的通道414。螺栓404可以包設在電性絕緣材料420中，并以一罩蓋418罩 住。由于螺栓404是直接螺鎖入背板406中，故其具射頻吸引性(RF hot)，因此射頻電流 會沿著螺栓404流動。射頻回傳板416會將射頻電流回傳至蓋(圖中未示)。射頻回傳板 416可耦接于支撐環(huán)400和電性絕緣材料420之間。在一實施例中，射頻回傳板416可耦接 于螺栓404與支撐環(huán)400的底部之間。射頻回傳板416的另一端可以耦接至蓋(圖中并未 /Jn出蓋)ο藉由將射頻回傳板耦接于背板支撐結(jié)構(gòu)與腔室蓋之間，則流至支撐結(jié)構(gòu)的射頻電 流量降低，且此對于必須操作此腔室的技師來說也較為安全。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技 藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍 當視權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
一種設備，包括腔室蓋；背板；背板支撐結(jié)構(gòu)，在該腔室蓋的一邊緣與該腔室蓋耦接，該背板支撐結(jié)構(gòu)橫跨該腔室蓋，并在該背板的一實質(zhì)中央處與該背板耦接，該背板支撐結(jié)構(gòu)藉由延伸穿過該腔室蓋的一或多個第一緊固構(gòu)件而與該背板耦接；以及射頻(RF)回傳板，與該背板支撐結(jié)構(gòu)及該腔室蓋耦接。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該射頻回傳板的剖面形狀為S型。
3.如權(quán)利要求1所述的設備，更包括支撐環(huán)，將該背板支撐結(jié)構(gòu)與該背板耦接。
4.如權(quán)利要求3所述的設備，其中該射頻回傳板藉由該一或多個第一緊固構(gòu)件而與該 支撐環(huán)耦接，而該射頻回傳板藉由一或多個第二緊固構(gòu)件而與該腔室蓋耦接，其中該腔室 蓋具有穿設于其實質(zhì)中央處的一開口，且其中該支撐環(huán)的直徑小于該開口的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該射頻回傳板包括具有第一導電性(electrical conductivity)的材料，該背板支撐結(jié)構(gòu)包括具有第二導電性的材料，且該第二導電性小于 該第一導電性。
6.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該背板支撐結(jié)構(gòu)更包括一環(huán)，其中該射頻回傳板是 耦接于該一或多個第一緊固構(gòu)件與該環(huán)之間，且其中該射頻回傳板是耦接于該一或多個第 二緊固構(gòu)件與該腔室蓋之間。
7.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該腔室蓋包括數(shù)個部件(Piece)。
8.如權(quán)利要求1所述的設備，其中該腔室蓋具有穿設于該腔室蓋的實質(zhì)中央處的開 口，且其中該一或多個緊固構(gòu)件延伸穿過該腔室蓋的該開口。
9.一種設備，包括腔室蓋；支撐結(jié)構(gòu)，與該腔室蓋的數(shù)個邊緣耦接，并延伸于該腔室蓋上方，該支撐結(jié)構(gòu)在該腔室 蓋上方的一位置處而延伸跨越該腔室蓋；耦接組件，由該支撐結(jié)構(gòu)往下延伸，并且由上方的該支撐結(jié)構(gòu)所支撐；以及射頻回傳板，耦接于該耦接組件與該腔室蓋之間。
10.如權(quán)利要求9所述的設備，其中該射頻回傳板包括具有第一導電性的材料，該耦接 組件包括具有第二導電性的材料，且該第二導電性小于該第一導電性。
11.如權(quán)利要求9所述的設備，其中該腔室蓋具有穿設于該腔室蓋的實質(zhì)中央處的開
12.如權(quán)利要求9所述的設備，其中該射頻回傳板的剖面形狀為S型。
13.如權(quán)利要求9所述的設備，其中該腔室蓋包括數(shù)個部件(piece)，且該射頻回傳板 是與該些部件的至少二者耦接。
14.一種設備，包括射頻回傳板主體，具有穿設于其中且按照一定尺寸制作以容納一或多個第一緊固構(gòu)件 的一或多個通道，該一或多個第一緊固構(gòu)件是將背板固定至背板支撐結(jié)構(gòu)，該射頻回傳板 主體亦具有穿設于其中且按照一定尺寸制作以容納緊固構(gòu)件的一或多個第二通道，且該緊固構(gòu)件是將該射頻回傳板主體耦接至腔室蓋。
15.如權(quán)利要求14所述的設備，其中該射頻回傳板主體的剖面形狀為S型。
全文摘要
本發(fā)明的實施例一般包括一種用于利用射頻電流的設備中的射頻回傳板。無論背板有多大，皆需要背板支撐結(jié)構(gòu)以預防背板下垂。流動跨越背板并朝向噴灑頭的射頻電流會部分轉(zhuǎn)向并往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)。往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流會將不期望的偏壓施加在支撐結(jié)構(gòu)上，也會因此降低流至噴灑頭的射頻電流。藉由將射頻電流回傳至來源處，則可降低往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流量。射頻回傳板可以設置在腔室蓋和支撐結(jié)構(gòu)之間，以將任何會往上流經(jīng)支撐結(jié)構(gòu)的射頻電流重新導引而往下流回至腔室蓋。
文檔編號C23C16/00GK101821426SQ200880111840
公開日2010年9月1日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者J·M·懷特, R·L·蒂納, S·安瓦爾 申請人:應用材料股份有限公司