專利名稱：抗弧零電場板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中的本發(fā)明實施例大致涉及在基板處理腔室中產(chǎn)生等離子體。先前技術(shù)的描述隨著較大平板顯示器與太陽能電池板的需求增加，接受處理的基板的尺寸也必須增加。舉例而言，大面積基板的表面積可超過2平方米。為了處理這些大面積基板，腔室尺寸也必須增加。對于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)腔室而言，背板當(dāng)然為至少跟大面積基板一樣大。因此，在用于處理大面積基板的PECVD設(shè)備中，背板的表面積可超過2平方米。隨著背板尺寸的增加，增加RF電流有時是難以避免的。在PECVD中，可通過噴頭將處理氣體導(dǎo)入處理腔室并藉由施加至噴頭的RF電流點燃成等離子體。隨著基板尺寸增加，施加至噴頭的RF電流也可相應(yīng)地增加。較大的RF電流提高在PECVD腔室的非預(yù)期位置中形成電弧或寄生等離子體的可能性。電弧與寄生等離子體侵占來自預(yù)期基板處理的RF電流，使得基板處理更昂貴且效率更低。因此，需要控制不想要的電弧與寄生等離子體的形成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例大致涉及用于減少基板處理腔室中的電弧與寄生等離子體的設(shè)備。所述設(shè)備大致包括具有基板支撐件、背板與噴頭的處理腔室，所述基板支撐件、背板與噴頭配置于所述處理腔室中。噴頭懸置件將背板電耦接至噴頭。導(dǎo)電托架耦接至背板并與噴頭分隔。導(dǎo)電托架可包括平板、下部、上部與垂直延伸部。導(dǎo)電托架接觸電絕緣體。在一個實施例中，真空處理腔室包括配置于腔室主體中的背板、以及配置于腔室主體中且耦接至背板的噴頭。真空處理腔室還包括一個或多個噴頭懸置件，所述噴頭懸置件將背板電耦接至噴頭；以及導(dǎo)電托架，所述導(dǎo)電托架耦接至背板并與噴頭懸置件分隔。導(dǎo)電托架包括實質(zhì)垂直于噴頭的表面配置的平板。真空處理腔室還包括電絕緣體，所述電絕緣體具有第一側(cè)以及第二側(cè)，所述第一側(cè)接觸導(dǎo)電托架的平板，所述第二側(cè)接觸腔室主體。在另一實施例中，處理腔室包括腔室主體、配置于腔室主體上的腔室蓋、以及耦接至腔室蓋的背板。噴頭耦接至背板而RF源耦接至噴頭。導(dǎo)電托架耦接至背板并與噴頭分隔。導(dǎo)電托架包括實質(zhì)垂直于噴頭的表面配置的平板、以及耦接至平板的底部邊緣的下部。下部實質(zhì)垂直于平板。導(dǎo)電托架還包括自平板延伸且與下部平行配置的上部。包括聚四氟乙烯的第一電絕緣體配置鄰近于背板、腔室主體與噴頭。電絕緣體具有第一側(cè)以及第二側(cè)，所述第一側(cè)接觸腔室主體，所述第二側(cè)接觸導(dǎo)電托架的平板。在另一實施例中，處理腔室包括腔室主體、配置于腔室主體上的蓋、以及配置于腔室主體中的噴頭。處理腔室還包括電耦接至噴頭的導(dǎo)電托架。導(dǎo)電托架橫向地配置于噴頭的外側(cè)且與噴頭為分隔關(guān)系。電絕緣體倚靠導(dǎo)電托架而配置。電絕緣體橫向地配置于導(dǎo)電托架的外側(cè)并接觸腔室主體。


為了可更詳細(xì)地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實施例(某些實施例描繪于附圖中)來理解以上簡短概述的本發(fā)明的更詳細(xì)描述。然而，需注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施例而因此不被視為對本發(fā)明范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它等效實施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的PECVD設(shè)備的橫剖面圖。圖2A是耦接至噴頭的背板的示意圖。
圖2B是耦接至噴頭的背板的示意圖。圖3是耦接至噴頭的背板的示意圖。圖4是通過且圍繞電絕緣體的電場的示圖。圖5是耦接至噴頭的背板的示意圖。圖6A-6G是導(dǎo)電托架的透視圖。為了促進(jìn)理解，可盡可能應(yīng)用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示附圖共用的相同元件。預(yù)期一個實施例揭露的元件可有利地用于其它實施例而不需特別敘述。
具體實施例方式本發(fā)明實施例大致涉及用于減少基板處理腔室中的電弧與寄生等離子體的設(shè)備。所述設(shè)備大致包括具有基板支撐件、背板與噴頭的處理腔室，所述基板支撐件、背板與噴頭配置于所述處理腔室中。噴頭懸置件將背板電耦接至噴頭。導(dǎo)電托架耦接至背板并與噴頭分隔。導(dǎo)電托架可包括平板、下部、上部與垂直延伸部。導(dǎo)電托架接觸電絕緣體。本文所述實施例可執(zhí)行于自Applied Materials, Inc. (SantaClara, California)(美國加利福尼亞州圣克拉拉市應(yīng)用材料公司)的子公司AKT America(AKT美國)取得的PECVD腔室?？衫斫獗疚乃鰧嵤├蓤?zhí)行于其它處理系統(tǒng)，其它處理系統(tǒng)包括其它制造商販賣的系統(tǒng)。圖I是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的PECVD設(shè)備的橫剖面圖。所述設(shè)備包括腔室100，在腔室100中可將一個或多個薄膜沉積于基板120上。腔室100通常包括界定處理空間的壁102、底部104及噴頭106?；逯渭?18配置于處理空間中?？赏ㄟ^狹縫閥開口 108接近處理空間，以致可傳送基板120進(jìn)出腔室100?；逯渭?18可耦接至致動器116以提高并降低基板支撐件118。舉升銷122可移動地配置通過基板支撐件118以將基板移到基板接納表面且自基板接納表面移動。基板支撐件118還可包括加熱和/或冷卻元件124，以使基板支撐件118維持在預(yù)期溫度?；逯渭?18還可包括RF返回帶126，以在基板支撐件118周邊提供RF返回路徑。噴頭106藉由固定機(jī)構(gòu)150耦接至背板112。噴頭106可藉由一個或多個固定機(jī)構(gòu)150耦接至背板112，以有助于避免噴頭106下垂和/或控制噴頭106的筆直/彎曲。在一個實施例中，可應(yīng)用十二個固定機(jī)構(gòu)150來將噴頭106耦接至背板112。固定機(jī)構(gòu)150可包括螺帽與螺栓組件。在一個實施例中，螺帽與螺栓組件可由電絕緣材料所制成。在另一實施例中，螺栓可由金屬所制成并圍繞有電絕緣材料。在又一實施例中，噴頭106可具有螺紋以接納螺栓。在又一實施例中，螺帽可由電絕緣材料所制成。電絕緣材料有助于避免固定機(jī)構(gòu)150變成電耦接至可能存在于腔室100中的任何等離子體。
氣體源132耦接至背板112，以通過噴頭106中的氣體通道將氣體提供至噴頭106與基板120之間的處理區(qū)域。真空泵110耦接至腔室100以控制處理空間于預(yù)期壓力下。RF源128耦接至背板112和/或至噴頭106以將RF電流提供至噴頭106。RF電流在噴頭106與基板支撐件118之間產(chǎn)生電場，以致可自噴頭106與基板支撐件118之間的氣體產(chǎn)生等離子體?？蓱?yīng)用多種頻率，例如約O. 3MHz與約200MHz之間的頻率。在一個實施例中，以
13.56MHz的頻率提供RF電流。遠(yuǎn)程等離子體源130 (例如，感應(yīng)耦合遠(yuǎn)程等離子體源130)還可耦接于氣體源132與背板112之間。在處理基板之間，可將清潔氣體提供至遠(yuǎn)程等離子體源130以致產(chǎn)生遠(yuǎn)程等離子體。可將來自遠(yuǎn)程等離子體的游離基團(tuán)提供至腔室100以清潔腔室100的部件。可藉由提供至噴頭106的RF源128進(jìn)一步激發(fā)清潔氣體。適當(dāng)?shù)那鍧崥怏w包括(但不限于)NF3、F2、SF6與Cl2?；?20的頂表面與噴頭106之間的間距可在約400密爾與約1，200密爾之間。在一個實施例中，間距可在約400密爾與約800密爾之間。背板112可由支撐組件138所支撐。一個或多個錨栓140可由支撐組件138向下 延伸至支撐環(huán)144。支撐環(huán)144可藉由一個或多個固定機(jī)構(gòu)142耦接于背板112。在一個實施例中，固定機(jī)構(gòu)142可包括螺帽與螺栓組件。在另一實施例中，固定機(jī)構(gòu)142可包括耦接于背板112的帶螺紋接納表面的帶螺紋螺栓。支撐環(huán)144可實質(zhì)上在背板112的中心耦接于背板112。在支撐環(huán)144不存在的情況下，背板112的中心為背板112具有最少支撐量的區(qū)域。因此，支撐背板112的中心區(qū)域可減少和/或避免背板112的下垂。在一個實施例中，支撐環(huán)144可耦接于控制背板112的形狀的致動器，以致可相對于背板112的邊緣提高或降低背板112的中心。可響應(yīng)于處理過程中取得的計量值(metric)而發(fā)生背板112的移動。在一個實施例中，計量值是沉積層的厚度。在另一實施例中，計量值是沉積層的組分。背板112的移動可與處理同時發(fā)生。在一個實施例中，一個或多個固定機(jī)構(gòu)142可延伸通過背板112直至噴頭106。噴頭106可額外地藉由噴頭懸置件134耦接至背板112。在一個實施例中，噴頭懸置件134是柔性金屬擋板。噴頭懸置件134可具有唇部136 (噴頭106可坐落于唇部136上)并與導(dǎo)電托架180電連通。背板112可坐落于突出部114的上表面上，而突出部114耦接于腔室壁102以密封腔室100。腔室蓋152可耦接于腔室壁102并藉由區(qū)域154與背板112分隔。在一個實施例中，區(qū)域154可為開放空間(例如，腔室壁與背板112之間的間隙)。在另一實施例中，區(qū)域154可為電絕緣材料。腔室蓋152可具有開口，通過開口允許一個或多個固定機(jī)構(gòu)142耦接于背板112以及氣體供應(yīng)管道156以供應(yīng)處理氣體至腔室100。在一個實施例中，支撐環(huán)144可配置于腔室蓋152下方并實質(zhì)上居中在腔室蓋152的開口中。RF返回板146可耦接于環(huán)144與腔室蓋152。RF返回板146可藉由固定機(jī)構(gòu)148率禹接于腔室蓋152。在一個實施例中，固定機(jī)構(gòu)148包括突端螺栓(lag screw)。RF返回板146可耦接于固定機(jī)構(gòu)142與環(huán)144之間。RF返回板146為可由固定機(jī)構(gòu)142向上移動至環(huán)144的任何RF電流提供至RF源128的返回路徑。RF返回板146提供RF電流的路徑以流回至腔室蓋152并接著至RF源128。圖2A是耦接至噴頭的背板的示意圖。噴頭懸置件134耦接于背板112與噴頭206之間。噴頭懸置件134通常由導(dǎo)電材料(例如，鋁)所制成，以使噴頭206電耦接至背板112。噴頭懸置件134藉由固定組件272連接至背板112。固定組件272可為具有螺紋的螺栓、螺釘或焊縫。在一個實施例中，固定組件272還可包括彈簧或其它張力機(jī)構(gòu)。背板112配置于突出部114的上表面上。突出部114耦接至腔室主體或為腔室主體的組成部分，且突出部114與腔室壁電連通。突出部114還將腔室蓋152支撐于突出部114的上表面上。腔室蓋152與突出部114還通常彼此電連通。突出部114藉由電絕緣體260、262、264、266與背板電絕緣。電絕緣體260、262、264、266可為例如聚四氟乙烯(例如，TEFLON 聚合物)的電絕緣材料，或者可包括以聚四氟乙烯涂覆的電絕緣材料。涂層的適當(dāng)電絕緣材料可包括陶瓷、氧化鋁或其它介電材料。電絕緣體260、262和266存在用于填充縫隙，這些電絕緣體有助于最小化可能的電弧。當(dāng)電絕緣體260、262與266存在時，這些電絕緣體可在突出部114、噴頭206與背板112之間提供電絕緣。圖2A的實施例另外包括任選的電絕緣體276。電絕緣體276接觸突出部114與噴頭206，并提供突出部114與噴頭206之間的電絕緣。電絕緣體276還可為電絕緣體260與262提供支撐，或者可容納來自在噴頭106周圍流動且進(jìn)入處理腔室的非預(yù)期區(qū)域的處理氣體。 在圖2A的實施例中，空間290存在于電絕緣體260、262、264、266、突出部114、背板112與電絕緣體276之間。部分地并入空間290以在處理期間允許熱膨脹。由于RF功率施加至處理腔室的方法，空間290還產(chǎn)生可能形成電弧與寄生等離子體的可能位置。RF功率藉由“集膚效應(yīng)”移動通過處理系統(tǒng)，例如RF電流移動于導(dǎo)電部件的表面上。在圖2A的實施例中，RF電流從RF源(未顯示)流過背板112面對蓋152的表面上、向下流過噴頭懸置件134面對電絕緣體262的表面、并流過噴頭206面對處理區(qū)域的表面上。接著，RF電流通過處理腔室的處理區(qū)域中產(chǎn)生的等離子體電容耦合至基板支撐件。RF電流接著尋找返回至RF源，藉由向下經(jīng)過基板支撐件或接地帶、并向上經(jīng)過腔室主體壁而移動至RF源。從RF源流出的RF電流應(yīng)稱為“RF熱電流”，而返回至RF源的RF電流應(yīng)稱為“RF返回電流”。由于突出部114耦接至腔室主體或為腔室主體的一部分，突出部114為RF返回路徑的一部分。相反地，噴頭懸置件134為“RF熱路徑”，因為RF功率從RF源橫跨噴頭懸置件134施加至處理區(qū)域中電容耦合的等離子體?？臻g290位于突出部114 (為RF返回路徑)與噴頭懸置件134(為RF熱路徑)之間。因此，存在有橫跨空間290的電位。因此，若處理氣體位于空間290中時，則橫跨突出部114與噴頭懸置件134的電位有可能在空間290中產(chǎn)生電弧或形成寄生等離子體。產(chǎn)生電弧或形成寄生等離子體是從預(yù)期工藝侵占RF功率的非預(yù)期效果，從而造成預(yù)期工藝效率更低且更昂貴。圖2B是耦接至噴頭的背板的示意圖?？臻g290位于突出部114(為RF返回路徑)與噴頭懸置件134 (為RF熱路徑)之間。RF熱箭頭指出RF電流被供應(yīng)至將可能存在于處理腔室的處理區(qū)域中電容耦合的等離子體。RF電流從RF源流過背板112、流過固定組件272并向下流過噴頭懸置件134并橫跨噴頭206。RF返回箭頭指出RF電流返回至RF源的路徑。RF返回電流流過突出部114并向上流過腔室蓋152直到RF電流返回至RF源。如圖2B所見，空間290在一側(cè)上具有RF熱電流而在另一側(cè)上具有RF返回電流。這種情況橫跨空間290產(chǎn)生電位；若任何處理氣體存在于空間290中，則處理氣體可點燃成寄生等離子體并可產(chǎn)生電弧。若橫跨空間的電位足夠的話，小到Imm的空隙足以允許電弧或寄生等離子體產(chǎn)生。因此，預(yù)期排除空間290。圖3是耦接至噴頭的背板的示意圖。噴頭懸置件134耦接于背板112與噴頭206之間，且噴頭懸置件134可為柔性的。噴頭懸置件134通常由導(dǎo)電材料(例如，鋁)所制成，且噴頭懸置件134將噴頭206電耦接至背板112。噴頭懸置件134藉由固定組件372連接至背板112。在圖3所示實施例中，固定組件372是適于通過螺紋擰入背板112的螺栓。背板112配置于突出部114的上部上。在圖3的實施例中，突出部114是腔室壁的一部分。突出部114藉由電絕緣體360、364與背板電絕緣，且突出部114支撐腔室蓋152。電絕緣體360、364可為電絕緣材料(例如，TEFL ON 聚合物)、或涂覆有TEFLON 聚合物的材料。可涂覆的適當(dāng)電絕緣材料包括陶瓷、氧化鋁或其它介電材料。在一個實施例中，電絕緣體360是介電插入件。電絕緣體376配置于突出部114與噴頭206之間。電絕緣體376可有助于支撐電絕緣體360、可避免腔室部件之間的電弧、并可容納噴頭206上方區(qū)域中的處理氣體。電絕緣體360在一側(cè)上緊鄰?fù)怀霾?14，并在相反側(cè)上緊鄰導(dǎo)電托架380。導(dǎo)電托 架380可為柔性并包括導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料諸如金屬(例如，鋁)或其它適當(dāng)材料。在一個實施例中，電絕緣體360與突出部114之間沒有空間、或者電絕緣體360與導(dǎo)電托架380之間沒有空間。導(dǎo)電托架380應(yīng)足夠堅固以保持接觸電絕緣體360，但導(dǎo)電托架380應(yīng)具有足夠的柔性以在處理期間允許熱膨脹。藉由固定組件372將導(dǎo)電托架380保持在一位置處，固定組件372包括螺釘或螺栓以穩(wěn)固地將導(dǎo)電托架380固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ趫D3所示的實施例中，固定組件372利用配置通過噴頭懸置件134與導(dǎo)電托架380的上部中的孔的螺栓，將噴頭懸置件134與導(dǎo)電托架380固定至背板112。理想地，電絕緣體360與突出部114之間沒有空間、或者電絕緣體360與導(dǎo)電托架380之間沒有空間。然而，由于機(jī)械公差與熱膨脹余量，在基板處理期間可存在某些空間。預(yù)期任何存在的空間小于約I毫米。利用單一電絕緣體(例如，電絕緣體360)有助于進(jìn)一步減少當(dāng)利用多個電絕緣體時可正常存在的空間或間隙數(shù)量。因此，在基板等離子體處理期間，即便由于RF返回電流與RF熱電流，電位可能橫跨電絕緣體360而存在，也沒有空間讓寄生等離子體或電弧發(fā)生。從托架380放射的高密度電場位于電絕緣體360中，在電絕緣體360中不可能出現(xiàn)電弧。導(dǎo)電托架380與噴頭懸置件134在固定組件372附近電連通?？臻g374存在于導(dǎo)電托架380與噴頭懸置件134之間。然而，由于導(dǎo)電托架380與噴頭懸置件134電連通,且提供路徑讓RF熱電流到達(dá)處理區(qū)域中電容耦合的等離子體，橫跨空間374沒有電位或具有可忽略的電位。因此，即便間隙或空間存在，由于橫跨導(dǎo)電托架380與噴頭懸置件134的電位是可忽略的，由此不應(yīng)出現(xiàn)電弧。因此，預(yù)期電絕緣體360右邊(例如，導(dǎo)電托架380與噴頭懸置件134之間)的電場約為零。在圖3的實施例中，RF熱電流存在于電絕緣體360的右側(cè)，而返回電流在突出部114的表面上移動時，RF返回電流存在于電絕緣體360的左側(cè)。電絕緣體360的右側(cè)上的RF熱電流與電絕緣體360的左側(cè)上的RF返回電流產(chǎn)生橫跨電絕緣體360的電位。如上所述，當(dāng)空隙或空間存在時，電位可能產(chǎn)生電弧或寄生等離子體。然而，在本實施例中，電絕緣體360完全占據(jù)突出部114(在突出部114上具有RF返回電流)與導(dǎo)電托架380(在導(dǎo)電托架380上具有RF熱電流)之間所有的空間。寄生等離子體與電弧通常不會出現(xiàn)在固體材料所占據(jù)的空間，電弧應(yīng)該不會出現(xiàn)，因此存在的電位對基板處理而言是可接受的。在一個實施例中，導(dǎo)電托架380面對電絕緣體360的一側(cè)實質(zhì)上全部接觸電絕緣體360。同樣地，電絕緣體360面對突出部114的一側(cè)全部接觸突出部114。由于電絕緣體360的表面實質(zhì)上接觸導(dǎo)電托架380與突出部114，且由于電絕緣體360可適應(yīng)熱膨脹，導(dǎo)電托架380與突出部114之間沒有間隙。因此，沒有空間讓電弧或寄生等離子體出現(xiàn)。電絕緣體360的尺寸與形狀經(jīng)設(shè)以移除導(dǎo)電托架380與突出部114之間存在的所有空間或縫隙。然而，即便因為熱膨脹而形成小的縫隙或間隙，電絕緣體360導(dǎo)致橫跨鞘層的RF電壓減少而造成大幅地減少電弧發(fā)生的可能性。圖4是通過且圍繞電絕緣體360的電場的示圖。RF熱電流在背板與噴頭上移動至處理區(qū)域，其中RF電流接著電容耦合至基板支撐件。如圖4右側(cè)所示，RF熱電流在導(dǎo)電托架380上并鄰近于導(dǎo)電托架380移動。RF電流藉由在腔室主體與突出部114 (突出部114與腔室主體電連通)上移動而返回至RF源。由于僅有RF熱電流存在于導(dǎo)電托架380的右側(cè)，因此在所述區(qū)域中沒有產(chǎn)生電位，如標(biāo)示為E=0。同樣地，由于僅有RF返回電流存在于突出部114的左側(cè)，因此在腔室的所述區(qū)域中也沒有電位。缺少電位，電弧與寄生等離子體應(yīng)不會出現(xiàn)。圖4的實施例中唯一存在電位的地方橫跨電絕緣體360。然而，電絕緣體360為電絕緣材料(諸如，陶瓷或氧化鋁)，電絕緣材料完全占據(jù)導(dǎo)電托架380與突出部114之間的空間。如上所述，電弧應(yīng)僅會出現(xiàn)于腔室中的空間或縫隙中。因此，由于電絕緣體360占據(jù)導(dǎo)電托架380與突出部114之間的空間，沒有空間讓電弧出現(xiàn)。因此，即便電位橫跨電絕緣體360而存在，電弧與等離子體也不會出現(xiàn)于電絕緣體360所占據(jù)的空間中。圖5是耦接至噴頭的背板的示意圖。噴頭懸置件134耦接于背板112與噴頭506之間。噴頭懸置件134由導(dǎo)電材料所形成，且噴頭懸置件134藉由固定組件372連接至背板112。固定組件372可包括螺栓以將導(dǎo)電托架180與噴頭懸置件134固定至背板112。此外，固定組件372將導(dǎo)電托架180保持在倚靠電絕緣體360的表面的位置上。電絕緣體576配置于電絕緣體360下方并接觸電絕緣體360，且電絕緣體576可容納噴頭506后方的處理氣體。突出部114是腔室主體的一部分，且突出部114提供返回路徑讓RF電流返回至RF源。此外，突出部114提供對腔室蓋152的支撐，腔室蓋152配置于突出部114的上表面上。腔室蓋152與背板112由空間594所分隔。背板112藉由電絕緣體364仍然與突出部114電絕緣?？山逵杀嘲?12的重量將電絕緣體364保持在一位置處，或可藉由固定組件372將電絕緣體364加以固定。由于RF返回電流在突出部114上移動，且RF熱電流在背板112上移動，因此電位橫跨電絕緣體364而存在。然而，由于電絕緣體364占據(jù)突出部114與背板112之間的所有空間，因此沒有空間讓電弧出現(xiàn)。背板112與突出部114接觸電絕緣體364的表面具有最小的間隙，或者在背板112和突出部114與電絕緣體364之間沒有間隙。在一個實施例中，存在于背板112與電絕緣體364之間的間隙小于I毫米。在圖5所示實施例中，導(dǎo)電托架180藉由固定組件372固定地附著至電絕緣體360，固定組件372包括通過螺紋擰入背板112的螺栓。導(dǎo)電托架180類似于導(dǎo)電托架380(圖3中所示)，然而導(dǎo)電托架180包括自導(dǎo)電托架180的底部邊緣垂直延伸的額外的下部585 ;以及耦接至下部585的垂直延伸部587。導(dǎo)電托架180不僅藉由移除縫隙或間隙而有助于減少導(dǎo)電托架180左側(cè)位置的電弧，而且藉由將導(dǎo)電托架180的末梢端部591 (垂直延伸部587的端部)移動至可忽略電場中的一位置而減少導(dǎo)電托架180右側(cè)或下方可能出現(xiàn)的電弧。參照圖3的導(dǎo)電托架380，最低邊緣產(chǎn)生相當(dāng)尖銳的轉(zhuǎn)角表面且為RF熱電流。由于這些端的高電場，尖銳表面通?？梢l(fā)電弧。腔室部件(例如，腔室壁)將路徑提供給RF返回電流。因此，有可能從導(dǎo)電托架380的尖銳表面至其它腔室部件(例如，腔室壁)出現(xiàn)電弧。然而，可藉由移動導(dǎo)電托架380的尖銳邊緣離開RF返回電流至可忽略電場中的一位置而減少電弧發(fā)生的可能性。再度參照圖5的導(dǎo)電托架180，已經(jīng)添加下部585與垂直延伸部587。導(dǎo)電托架180的下部585與垂直延伸部587配置于電絕緣體360與噴頭懸置件134之間，且導(dǎo)電托架180的下部585與垂直延伸部587在朝向相似電位的方向中(例如，朝向還作為RF熱路徑的噴頭506與噴頭懸置件134)延伸。因此，即便導(dǎo)電托架180的末梢端部591仍為相當(dāng)尖銳的端，端部591配置于可忽略或沒有電場的空間。由于電場是可 忽略的且所有環(huán)繞的腔室部件約為相同電位，因此可大幅地減少電弧發(fā)生的可能性。 圖6A-6G是導(dǎo)電托架的透視圖。圖6A描繪設(shè)以藉由將末梢端部691A配置于可忽略電場的空間中來減少電弧發(fā)生可能性的導(dǎo)電托架680A。導(dǎo)電托架680A包括平板681、上部683、下部685A與垂直延伸部687A。平板681實質(zhì)平行于垂直延伸部687A且實質(zhì)垂直于上部683與下部685A。導(dǎo)電托架680A由單件材料所構(gòu)成。在另一實施例中，托架可由多件材料所形成，多件材料可藉由焊接、鉚接或通過整個托架680A維持導(dǎo)電性的任何其它適當(dāng)方式彼此耦接。此外，取決于其它處理腔室部件的尺寸或形狀，導(dǎo)電托架680A可形成為其它形狀，其它形狀包括圓形或半圓形。導(dǎo)電托架680A通常配置于處理腔室中，以致垂直延伸部687A位于平板681與噴頭懸置件(未顯示)或噴頭(未顯示)之間。平板681的背側(cè)適以接觸例如電絕緣體360(圖3)之類的電絕緣體(未顯示)，并可藉由通過孔682配置的螺釘或螺栓耦接至電絕緣體。形成于垂直延伸部687A中的孔688徑向?qū)R于平板681的孔682，藉此允許工具通過孔688以接入用于嚙合孔682的緊固件，以將托架680A固定至電絕緣體。同樣地，配置于下部685A中的孔686允許工具接入用于嚙合上部683的孔684的緊固件，以固定導(dǎo)電托架680A。舉例而言，固定組件(未顯示)可通過孔684配置成將導(dǎo)電托架680A定位并維持在腔室中。在非藉由螺釘或螺栓將導(dǎo)電托架680A固定于處理腔室中的實施例中，孔682、684、686與688可不是必須的。由于導(dǎo)電托架680A至少包括下部685A以及任選的垂直延伸部687A，因此大幅地減少電弧出現(xiàn)的可能性。在圖6A的實施例中，導(dǎo)電托架680A的最尖銳邊緣是垂直延伸部687A。然而，垂直延伸部687A的上部將位于平板681與噴頭懸置件(未顯示)之間，且兩者具有相似的電位。因此，由于垂直延伸部687A、平板681與噴頭懸置件均可具有相似的電位，垂直延伸部687A的上端處的電場是可忽略的，并且即便垂直延伸部687A在相當(dāng)尖銳邊緣終止也不太可能發(fā)生電弧。下部685A與垂直延伸部687A的長度與高度不是關(guān)鍵性的，但一般而言隨著托架(或垂直延伸部)的下部端點進(jìn)一步移動離開平板681的底部(并因此進(jìn)一步離開RF返回路徑)，則進(jìn)一步減少電場與從之而來的電弧可能性。在圖6A所示的實施例中，當(dāng)與缺少下部與垂直延伸部的導(dǎo)電托架相比時，導(dǎo)電托架680A提供在垂直延伸部687A的末端處減少約98%的電場強(qiáng)度。圖6B描繪具有縮短的下部685B的導(dǎo)電托架680B。下部685B的末端具有切口(cut-outs)693以容納用于固定導(dǎo)電托架680B的工具。由于下部685B的末端不像下部685A自平板681移開那么遠(yuǎn)，因此電場強(qiáng)度的減少不如托架680A那么大。然而，與缺少下部685B的導(dǎo)電托架(例如，圖3的托架380)相比，導(dǎo)電托架680B仍然沿著下部685B的最外側(cè)邊緣呈現(xiàn)減少約60%的電場強(qiáng)度。因此，甚至藉由添加縮短的下部685B來大幅地減少電弧發(fā)生的可能性。圖6C描繪缺少垂直延伸部的導(dǎo)電托架680C。下部685C的尺寸與下部685A (圖6A)的尺寸大致相同，且下部685C的尺寸大于下部685B的尺寸。與缺少下部685C的導(dǎo)電托架(例如，圖3的導(dǎo)電托架380)相比，導(dǎo)電托架680C沿著下部685C的最外側(cè)邊緣呈現(xiàn)減少約80%的電場強(qiáng)度。因此，藉由增加下部685C的尺寸而進(jìn)一步減少電弧發(fā)生的可能性。然而，下部685C的額外長度與下部685B的長度相比得到的好處不是線性的(例如，隨著下部685B的尺寸的增大得到較少的好處)。因此，可以發(fā)現(xiàn)延伸下部685C的長度在減少電場 強(qiáng)度方面提供逐漸減小的回報。圖6D描繪具有下部68 與縮短的垂直延伸部687D的導(dǎo)電托架680D。下部68 的尺寸與下部685A(圖6A)的尺寸大致相同，而垂直延伸部687D的長度小于垂直延伸部687A(圖6A)的長度。與缺少下部與垂直延伸部的導(dǎo)電托架(例如，圖3的托架380)相比，導(dǎo)電托架680D沿著垂直延伸部687D的最高邊緣呈現(xiàn)減少約90%的電場強(qiáng)度。然而，垂直延伸部687D與下部68 得到的好處僅稍微大于僅具有下部68 的導(dǎo)電托架(例如，導(dǎo)電托架680C)。圖6E描繪具有下部685E與縮短的垂直延伸部687E的導(dǎo)電托架680E。下部685E的尺寸與下部685A (圖6A)的尺寸大致相同，而垂直延伸部687E小于垂直延伸部687A(圖6A)。垂直延伸部687E在一端包括切口 693以允許工具接入孔682。與缺少下件或垂直延伸部的導(dǎo)電托架(例如，圖3所示的導(dǎo)電托架380)相比，導(dǎo)電托架680E沿著垂直延伸部687E的最高邊緣呈現(xiàn)減少約95%的電場強(qiáng)度。然而，垂直延伸部687E比垂直延伸部687D多得到的好處僅有約5%。因此，垂直延伸部長度的增大在減少電場強(qiáng)度好處上提供逐漸減小的回報。因此，下部或垂直延伸部的長度或尺寸不是關(guān)鍵性的，只要將托架的某部分離開平板681的下部導(dǎo)向相似電位的平板681與噴頭懸置件之間的位置即可。圖6F描繪具有下部685F的導(dǎo)電托架680F。下部685F的尺寸小到足以允許工具接入孔684而不需要將切口或孔配置于下部685F中。下部685F的寬度是上部683的寬度的約10%至約20%。平板689是缺少穿過所述平板的任何孔的固體材料件。平板689類似于平板681，除了平板689缺少平板681的孔682以外。因此，藉由螺釘或螺栓以外的手段將托架680F保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｅe例而言，可藉由黏著或焊接將托架680F保持在處理腔室中的一位置處。圖6G描繪具有下部685G與垂直延伸部687G的導(dǎo)電托架680G。下部685G的尺寸小到足以允許工具接入孔684而不需要將切口或孔配置于下部685G中。下部685F的寬度是上部683的寬度的約10%至約20%。垂直延伸部687G的尺寸與下部685G的尺寸大致相同。本發(fā)明的優(yōu)點包括(但不限于)在基板處理期間減少或排除寄生等離子體與電弧。寄生等離子體或電弧的減少可允許更有效且更便宜地處理基板。此外，寄生等離子體與電弧的減少提供更均勻的基板處理產(chǎn)量。再者，由于較低的真空與較高的RF功率處理條件增加寄生等離子體形成的可能性，因此本發(fā)明的電絕緣體與導(dǎo)電托架允許利用這些處理條件。 雖然上述是針對本發(fā)明的實施例，但可在不悖離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計 出本發(fā)明的其它與更多實施例。
權(quán)利要求
1.一種真空處理腔室，包括 背板，所述背板配置于腔室主體中； 噴頭，所述噴頭配置于所述腔室主體中且耦接至所述背板； 一個或多個噴頭懸置件，所述一個或多個噴頭懸置件將所述背板電耦接至所述噴頭；導(dǎo)電托架，所述導(dǎo)電托架耦接至所述背板并與所述噴頭懸置件分隔，所述導(dǎo)電托架包括平板，所述平板實質(zhì)垂直于所述噴頭的表面而配置；以及 電絕緣體，所述電絕緣體具有第一側(cè)以及第二側(cè)，所述第一側(cè)接觸所述導(dǎo)電托架的平板，所述第二側(cè)接觸所述腔室主體。
2.如權(quán)利要求I所述的處理腔室，其特征在于，所述處理腔室是PECVD腔室，且所述PECVD腔室還包括耦接至所述背板的RF源，并且其中所述電絕緣體包括陶瓷、氧化鋁或聚四氟乙烯。
3.如權(quán)利要求I所述的處理腔室，其特征在于，所述導(dǎo)電托架還包括 下部，所述下部耦接至所述平板的底部邊緣，所述下部實質(zhì)垂直于所述平板；以及垂直延伸部，所述垂直延伸部耦接至所述下部，所述垂直延伸部平行于所述平板，其中所述垂直延伸部的長度小于所述平板的長度。
4.如權(quán)利要求3所述的處理腔室，其特征在于，所述垂直延伸部包括在所述垂直延長部中的切口以容納工具。
5.如權(quán)利要求3所述的處理腔室，其特征在于，所述導(dǎo)電托架還包括上部，所述上部耦接至所述平板且實質(zhì)平行于所述下部而配置。
6.如權(quán)利要求3所述的處理腔室，其特征在于，所述導(dǎo)電托架與所述電絕緣體之間實質(zhì)上沒有空間，并且其中所述導(dǎo)電托架是柔性的。
7.如權(quán)利要求I所述的處理腔室，其特征在于，所述導(dǎo)電托架包括鋁。
8.—種處理腔室,包括 腔室主體； 腔室蓋，所述腔室蓋配置于所述腔室主體上； 背板，所述背板耦接至所述腔室蓋； 噴頭，所述噴頭耦接至所述背板； 導(dǎo)電托架，所述導(dǎo)電托架耦接至所述背板并與所述噴頭分隔，所述導(dǎo)電托架包括 平板，所述平板實質(zhì)垂直于所述噴頭的表面而配置； 下部，所述下部耦接至所述平板的底部邊緣，所述下部實質(zhì)垂直于所述平板；以及 上部，所述上部自所述平板延伸且平行于所述下部而配置； 第一電絕緣體，所述第一電絕緣體包括聚四氟乙烯且鄰近所述背板、所述腔室主體與所述噴頭而配置，所述電絕緣體具有第一側(cè)以及第二側(cè)，所述第一側(cè)接觸所述腔室主體，所述第二側(cè)接觸所述導(dǎo)電托架的平板。
9.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，其特征在于，所述第一電絕緣體與所述導(dǎo)電托架的平板之間實質(zhì)上沒有空間。
10.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，還包括第二電絕緣體，所述第二電絕緣體配置于所述腔室主體與所述背板之間并使所述腔室主體與所述背板電絕緣，并且其中所述導(dǎo)電托架是鋁。
11.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，其特征在于，所述導(dǎo)電托架的下部與所述導(dǎo)電托架的平板彼此呈直角連接，并且其中所述基板處理腔室是PECVD腔室。
12.如權(quán)利要求8所述的處理腔室，還包括垂直延伸部，所述垂直延伸部耦接至所述下部。
13.如權(quán)利要求12所述的處理腔室，其特征在于，所述平板、所述垂直延伸部、所述下部與所述上部各自具有一個或多個孔，所述一個或多個孔穿過所述平板、所述垂直延伸部、所述下部與所述上部而配置。
14.一種處理腔室,包括 腔室主體； 蓋，所述蓋配置于所述腔室主體上； 噴頭，所述噴頭配置于所述腔室主體中； 導(dǎo)電托架，所述導(dǎo)電托架電耦接至所述噴頭，所述導(dǎo)電托架橫向地配置于所述噴頭的外側(cè)且與所述噴頭為間隔關(guān)系；以及 電絕緣體，所述電絕緣體倚靠所述導(dǎo)電托架而配置，所述電絕緣體橫向地配置于所述導(dǎo)電托架的外側(cè)，所述電絕緣體接觸所述腔室主體。
15.如權(quán)利要求14所述的處理腔室，還包括柔性懸置件，所述柔性懸置件將所述噴頭耦接至所述蓋。
全文摘要
本發(fā)明實施例大致涉及用于減少基板處理腔室中的電弧與寄生等離子體的設(shè)備。所述設(shè)備大致包括具有基板支撐件、背板與噴頭的處理腔室，所述基板支撐件、背板與噴頭配置在所述處理腔室中。噴頭懸置件將背板電耦接至噴頭。導(dǎo)電托架耦接至背板并與噴頭分隔。導(dǎo)電托架可包括平板、下部、上部與垂直延伸部。導(dǎo)電托架接觸電絕緣體。
文檔編號C23C16/44GK102822383SQ201180009500
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者白宗薰, E·C·蘇亞雷斯, T·塔納卡, E·P·哈蒙德四世, 吳鐘鉉 申請人:應(yīng)用材料公司