專利名稱：等離子天線以及含該天線的等離子處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子天線以及含該天線的等離子處理裝置；更具體而言，涉及對大面積基板實(shí)施等離子工序處理的等離子處理裝置中使用的等離子天線的形狀。
背景技術(shù)：
等離子處理裝置被廣泛使用于半導(dǎo)體基板、液晶顯示器的制造工序。等離子處理裝置通過使反應(yīng)氣體活化變?yōu)榈入x子狀態(tài)，用等離子狀態(tài)的反應(yīng)氣體的陽離子或自由基(Radical)處理半導(dǎo)體基板的規(guī)定區(qū)域。 等離子處理裝置有用于薄膜蒸鍍的PECVD(Plasma EnhancedChemical VaporD印osition)裝置。通過蝕刻蒸鍍出的薄膜，使之圖形化的蝕刻裝置，濺射(Sputter)、灰化(Ashing)裝置等。 此類等離子發(fā)生裝置的等離子源有電源耦合型等離子源(CCP :C即acitiveCoupled Plasma)、電介質(zhì)耦合型等離子源(ICP :Induced CoupledPlasma)、使用微波的ECR(Electron Cyclotron Resonance)等離子源SWP(Surface Wave Plasma)等離子源等。
CCP類型通過給彼此相向的平行平板電極外加RF電力，利用電極間垂直形成的RF電磁場使等離子產(chǎn)生，ICP類型，使用由可施加高頻電力的天線感應(yīng)的感應(yīng)電磁場使反應(yīng)氣體變?yōu)榈入x子狀態(tài)。 ICP方式的等離子發(fā)生裝置采用以下結(jié)構(gòu)在工序室上部形成由絕緣材料構(gòu)成的電介質(zhì)，在電介質(zhì)的上部形成等離子天線。隨著近年來出現(xiàn)的液晶顯示器基板的大型化趨勢，等離子處理裝置的尺寸也隨之變大，電介質(zhì)的尺寸也相應(yīng)變大。 電介質(zhì)一旦大型化，為了具有足以應(yīng)對電介質(zhì)上下部間的壓力差及自重的強(qiáng)度，電介質(zhì)的厚度不得不加大。然而，當(dāng)電介質(zhì)變厚的情況下，由于等離子天線和等離子區(qū)域間的距離變大，存在因能效低下生成的等離子密度低下的問題。 因此由于電介質(zhì)可分割后支持在圖1所示的棋盤形框架20上，即可減少各個(gè)電介質(zhì)30的尺寸，因而也可減少電介質(zhì)30的厚度。然而，十字形的框架要想穩(wěn)定支持電介質(zhì)30，就不得不加大框架20的寬度。因而由于框架20的存在，使電介質(zhì)30的有效面積減少，從而使等離子的產(chǎn)生效率低下。 尤其是在包括電介質(zhì)30的4個(gè)拐角部位的外周和十字形框架20所處的中央部位，所產(chǎn)生的等離子效率低下。 為了解決上述各處的等離子效率低下的問題，雖然研究了多種形狀的等離子天線，終因其形狀復(fù)雜，難以批量生產(chǎn)，前述各處的等離子效率并未能大幅提高。
(專利文獻(xiàn)1)韓國登錄號0775592號

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了改善上述問題而提出來的，本發(fā)明的目的在于提供一種等離子天線，其即使針對大面積基板也能使等離子均勻產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種等離子處理裝置，其即使針對大面積基板，也能 通過使等離子均勻產(chǎn)生來處理基板。 本發(fā)明的目的并不局限于以上言明的目的，未言明的目的及其它目的，想必業(yè)內(nèi) 人士可從下述表述中得到明確的理解。 為了實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子天線用于等離子發(fā)生裝置的等離 子天線中，前述等離子天線具有下述形狀其接受電源供給部提供的電源，并在分支部向電 介質(zhì)的外周分支，前述分支的天線向中央集中，并在接地部接地。 為了實(shí)現(xiàn)前述目的，采用本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子天線，其特征在于其用于等 離子發(fā)生裝置的等離子天線中，前述等離子天線由下述兩部分構(gòu)成第l天線，其具有下述 形狀其接受電源供給部提供的電源，并在第1分支部向電介質(zhì)的外周分支，前述分支后的 天線向中央集中，并在接地部接地；第2天線，其具有與前述第1天線相同的形狀，并在前述 第1天線的內(nèi)側(cè)形成；前述第1天線和前述第2天線并聯(lián)連接。 為了實(shí)現(xiàn)前述目的，采用本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子處理裝置，其特征在于，包 括工序室；電介質(zhì)，其形成于前述工序室的中間，以便把前述工序室分割為上部的天線室 和下部的基板處理室；氣體供給部，其向前述基板處理室提供氣體；等離子天線，其在前述 天線室內(nèi)形成；前述等離子天線包括第1天線，其具有下述形狀接受電源供給部提供的 電源，并在第1分支部向電介質(zhì)的外周分支，前述分支后的天線向中央集中，并在接地部接 地；第2天線，其具有與前述第1天線相同的形狀，并在前述第1天線內(nèi)側(cè)形成；前述第1天 線和前述第2天線并聯(lián)連接。
發(fā)明效果 前述本發(fā)明的等離子天線以及含有該天線的等離子處理裝置，具有下述優(yōu)點(diǎn)可 解決由于含基板的拐角部分在內(nèi)的外周和中央部位上的等離子產(chǎn)生的不均勻性，使前述位 置上的等離子處理效率低下的問題。 此外，還具有下述優(yōu)點(diǎn)通過在并聯(lián)連接的第1等離子天線和第2等離子天線間形 成可變電容器，調(diào)節(jié)可變電容器，即可生成多種等離子環(huán)境。


圖1示出被框架分割的電介質(zhì)。 圖2是采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子天線的立體圖。
圖3是采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子處理裝置的剖面圖。
圖中標(biāo)記說明 110、工序室，120、電介質(zhì)，130、氣體供給部，140、基板支持臺，150、等離子天線， 180、電源供給部。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式的具體內(nèi)容包含在詳細(xì)說明及附圖中。 若參照附圖及下文詳述的實(shí)施方式，則可對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、特征以及實(shí)現(xiàn)這些的 方法有明確的了解。但本發(fā)明并不局限于以下公示的實(shí)施方式，可通過彼此不同的多種形 態(tài)具體體現(xiàn)。本實(shí)施方式僅僅是為了完善本發(fā)明的公示，使那些在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有常識人全面了解發(fā)明而提供的，本發(fā)明僅可由權(quán)利要求的范圍定義。而在整個(gè)說明書中，同樣的參照標(biāo)號指同一種構(gòu)成因素。 下面通過本發(fā)明的實(shí)施方式并參照用來說明等離子天線以及含該天線在內(nèi)的等離子處理裝置的附圖來說明本發(fā)明。 圖2是表示采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子天線的立體圖，圖3是表示采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子處理裝置的剖面圖。 首先通過說明采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子處理裝置100來說明等離子處理裝置100內(nèi)形成的等離子天線150a、150b的形狀。 本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子處理裝置IOO可由工序室110、電介質(zhì)120、氣體供給部130、等離子天線150a、150b構(gòu)成。 工序室110由導(dǎo)電性材料，例如內(nèi)壁經(jīng)極性氧化處理過的鋁或鋁合金構(gòu)成，通過以能夠分解的形態(tài)組裝提供實(shí)施等離子狀態(tài)的工序處理的空間。 在工序室110的一個(gè)側(cè)面上可形成由氣體供給部130向工序室110的內(nèi)部提供反應(yīng)氣體配管111。 此外，工序室110通過接地線112接地。 還有，通過連接在工序室110的下部或側(cè)面上的未圖示的真空泵，即可使工序室110內(nèi)部形成真空狀態(tài)，并形成排氣口 113，其在處理工序后，把殘留在工序室110內(nèi)的氣體排到外部。 電介質(zhì)120形成于工序室110的中間，將工序室IIO分割為上部的天線室114和下部的實(shí)施等離子工序處理的基板處理室115。圖中示出通過電介質(zhì)120將工序室110分割為上部工序室110b以及下部工序室110a兩部分，但也可采用整體性構(gòu)成工序室110，由電介質(zhì)120把工序室110的內(nèi)部分割為天線室114和基板處理室115的構(gòu)成。如圖所示，在通過電介質(zhì)120把工序室110分割為上部工序室110b和下部工序室110a的情況下，通過對分割部分實(shí)施密封處理即可把工序室110的內(nèi)外部以及天線室114和基板處理室115之間密封。 由于要想處理大面積基板(S)，必須加大電介質(zhì)120的尺寸，因而可如圖l所示，通過棋盤形狀的框架分別支持分割為4部分的電介質(zhì)120。 電介質(zhì)120可用陶瓷、石英等絕緣材料構(gòu)成，以便把上部的等離子天線150a、150b產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場傳遞到工序室的基板處理室115內(nèi)部。選擇絕緣材料的電介質(zhì)120的理由是通過減少等離子天線150a、150b和等離子間的電容性耦合，即可將等離子天線150a、150b產(chǎn)生的能量通過電感性耦合傳遞給等離子。 通過處于上部的等離子天線150a、150b在垂直向下的方向上產(chǎn)生隨時(shí)變化的電磁場，在工序室110的內(nèi)部，雖可通過隨時(shí)變化的電磁場感應(yīng)出水平方向的電磁場，而由于被此種感應(yīng)電磁場加速的電子通過與中性氣體的碰撞即可生成離子以及自由基(Radical)。此時(shí)，利用生成的離子及自由基即可對固定在工序室110內(nèi)部的基板(S)實(shí)施工序處理。 氣體供給部130給工序室110內(nèi)部，更具體而言，給基板處理室115提供反應(yīng)氣體。氣體供給部130通過與工序室110內(nèi)部貫通的配管111給工序室110內(nèi)部提供反應(yīng)氣體。
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可在工序室110的下方形成用來固定基板(S)的基板支持臺140?；逯С峙_140可用導(dǎo)電材料，例如表面經(jīng)極性氧化處理過的鋁等構(gòu)成?；逯С峙_140還可利用未圖示的驅(qū)動裝置上下驅(qū)動?；逯С峙_140可與匹配器142及高頻電源連接，并可通過高頻電源外加等離子工序處理過程中的偏壓用高頻電力，調(diào)節(jié)工序室110內(nèi)部生成的等離子中的離子向基板(S)入射的能量。 等離子天線150a、150b位于用電介質(zhì)120分割出的天線室114內(nèi)，下面參照圖3說明采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子天線150a、150b。 等離子天線150a、150b形成于由電介質(zhì)120分割出的天線室114中，通過電源線181從電源供給部180接受高頻的RF電源。此時(shí)，電源供給部180形成于天線室114的頂壁上，可給等離子天線150a、150b提供電力。電源供給部180的頻率可根據(jù)符合使用等離子處理裝置100的工序的目的來決定，因此，可由具有該技術(shù)領(lǐng)域常識的人來變更。在等離子天線150a、150b和電源供給部180之間可形成作為匹配部的耦合器(matcher) 182，該耦合器具有匹配阻抗的功能，以便把能量最大限度地傳遞給等離子天線150a、150b。
正如圖2中所示，采用本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子天線150a、150b的整體形狀為接受電源供給部180提供的電源，并在分支部151向電介質(zhì)120的外周分支，分支后的天線再次向下方的中央集中與處于中央的接地部159連接。更具體而言，從電介質(zhì)120的中央上方接受提供的電源之后，在分支部151，相對于被框架170分割為4部分的各個(gè)電介質(zhì)120，向各電介質(zhì)的拐角(距中央最遠(yuǎn)的拐角152)分支。并且，被分支的天線再次與中央的接地部159連接，且在各個(gè)拐角152處再次分為153a、153b，一分為二后的各天線153a、153b正如圖中所示，在電介質(zhì)120的上部形成四方形，并再次與中央的接地部159連接。正如圖中所示，被分割為4部分的各個(gè)天線的形狀可全部對稱性一致。 此時(shí)，正如圖2所示，等離子天線150a、150b最好由第l天線150a和在第1天線150a內(nèi)側(cè)形成的第2天線150b構(gòu)成。 第1天線150a，如前所述，呈以下形狀從電源供給部180接受高頻電源，并在第1分支部151向電介質(zhì)120的各個(gè)拐角152分支，分支后的天線再次向中央集中，與接地部159連接。 還有，第2天線150b具有與第l天線150a相同的形狀，但其尺寸小一定比例，可在第1天線150a的內(nèi)側(cè)形成。此時(shí)，第1天線150a的第1分支點(diǎn)151和第2天線的第2分支點(diǎn)155正如圖中所示，可通過電源線156電氣性導(dǎo)通。因此，第l天線150a和第2天線150b是并聯(lián)連接。 在第1分支點(diǎn)151和第2分支點(diǎn)155之間可形成可變電容器(C) 157。因此，通過調(diào)節(jié)可變電容器157，使第1天線150a和第2天線150b產(chǎn)生相位差，即可控制各個(gè)天線150a、 150b中流動的電流量。因此，通過調(diào)節(jié)可變電容器157，即可結(jié)合用戶的用途，變換出多種等離子環(huán)境。 若觀察電流流動的路徑，就可看出高頻電流從電源供給部180流出，通過匹配器182，到達(dá)第1分支部151。到達(dá)第1分支部151的電流，在第1分支部151 —分為四，流向第1天線的各個(gè)天線。此時(shí)電流通過電氣性導(dǎo)通第1天線150a的第1分支部151和第2天線150b的第2分支部155的電源線156，從第1分支部151流向第2分支部155。此時(shí)，可通過調(diào)節(jié)電源線156上形成的可變電容器157，調(diào)節(jié)流入第l天線150a，和流入第2天線150b中的電流量。電流通過在第1分支部151 —分為四的各個(gè)天線流入電介質(zhì)120的
4個(gè)拐角，在各自的4個(gè)拐角處天線153a、 153b再次一分為二，電流通過各自的分支的天線
153a、153b流入中央的接地部159。電流在第2天線150b的第2分支部155，通過以與第1
天線150a相同的方式一分為四的天線流動，并再次流向中央的接地部159。 在前述實(shí)施方式中介紹了由第l天線150a和第2天線150b構(gòu)成的情況，但等離
子天線150a、150b的形狀還可擴(kuò)張變更出多種形狀，例如可在第2天線150b的內(nèi)側(cè)形成另
外的第3天線等。 采用前述本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子天線150a、150b正如圖中所示，由于電流可集中到包括電介質(zhì)120的拐角在內(nèi)的外周和中央部分，因而可解決因框架170等4個(gè)拐角和中央等離子效率低下的問題。 具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域常識的人均能夠理解，在不變更該技術(shù)性構(gòu)想及必要特征的范圍內(nèi)可用其它具體實(shí)施方式
實(shí)施。因此，上述實(shí)施方式應(yīng)理解為其不過是所有方面的例示，并非限定性的。本發(fā)明的范圍與前述詳細(xì)說明相比，主要由權(quán)利要求的范圍示出，從權(quán)利要求范圍的構(gòu)思，范圍及其等同概念導(dǎo)出的所有變更或變形的方式均應(yīng)解釋為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種等離子天線，其特征在于其用于等離子發(fā)生裝置的等離子天線中，前述等離子天線具有下述形狀其接受電源供給部提供的電源，并在分支部向電介質(zhì)的外周分支，前述分支的天線向中央集中，并在接地部接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子天線，其特征在于前述等離子天線具有向前述電介 質(zhì)的4個(gè)拐角分支的對稱形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子天線，其特征在于具有在前述電介質(zhì)的4個(gè)拐角上 分別再次分支后在向中央集中，并在前述接地部接地的形狀。
4. 一種等離子天線，其特征在于其用于等離子發(fā)生裝置的等離子天線中，前述等離 子天線由下述兩部分構(gòu)成第1天線，其具有下述形狀其接受電源供給部提供的電源，并在第1分支部向電介質(zhì) 的外周分支，前述分支后的天線向中央集中，并在接地部接地；第2天線，其具有與前述第1天線相同的形狀，并在前述第1天線的內(nèi)側(cè)形成； 前述第1天線和前述第2天線并聯(lián)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子天線，其特征在于前述第l天線具有下述形狀；其向 前述電介質(zhì)的4個(gè)拐角分支。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子天線，其特征在于前述等離子天線具有下述形狀其 從前述電介質(zhì)的4個(gè)拐角分別再次分支后向中央集中，并在前述接地部接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子天線，其特征在于前述第1分支部和前述第2天線上分支出的第2分支部雖電氣性導(dǎo)通，且前述第1天線和前述第2天線并聯(lián)連接，但在前述 第1分支部和前述第2分支部之間形成可變電容器。
8. —種等離子處理裝置，其特征在于，包括工序室；電介質(zhì)，其形成于前述工序室的中間，以便把前述工序室分割為上部的天線室和下部 的基板處理室；氣體供給部，其向前述基板處理室提供氣體； 等離子天線，其在前述天線室內(nèi)形成； 前述等離子天線包括第1天線，其具有下述形狀接受電源供給部提供的電源，并在第1分支部向電介質(zhì)的 外周分支，前述分支后的天線向中央集中，并在接地部接地；第2天線，其具有與前述第1天線相同的形狀，并在前述第1天線內(nèi)側(cè)形成； 前述第1天線和前述第2天線并聯(lián)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子處理裝置，其特征在于前述第1天線具有向前述電 介質(zhì)的4個(gè)拐角分支的形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子處理裝置，其特征在于前述等離子天線從前述電介 質(zhì)的4個(gè)拐角分別再次分支后向中央集中，并在接地部接地。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子處理裝置，其特征在于前述第1分支部和第2天線 上分支出的第2分支部雖電氣性導(dǎo)通，且前述第1天線和前述第2天線并聯(lián)連接，但在前述 第1分支部和前述第2分支部之間形成可變電容器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子天線，其特征在于前述電介質(zhì)分割為4部分，支持在棋盤形狀的十字形框架上'
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種等離子天線以及使用該天線的等離子處理裝置。解決方案是本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子天線用于等離子發(fā)生裝置的等離子天線中，前述等離子天線具有下述形狀其接受電源供給部提供的電源，并在分支部向電介質(zhì)的外周分支，前述分支的天線向中央集中，并在接地部接地。
文檔編號H05H1/46GK101740876SQ20081017755
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者盧一鎬, 吳賢澤, 孔炳潤, 李昌桓, 李正仁 申請人:株式會社細(xì)美事