專利名稱：具有蓋板的等離子處理室及其氣體分配板組件的制作方法
技術領域：
具有蓋板的等離子處理室及其氣體分配板組件技術領域本發明是有關于用以改良在沉積處理室中的膜沉積均勾性的檔板。
技術背景液晶顯示器或平面面板經常被用以作為例如電腦或電視機的主動矩陣顯示器。等離子加強化學氣相沉積(PECVD)大致被用以在例如平面面板顯 示器的透明基板的基板或半導體晶圓上沉積薄膜。PECVD大致藉由將前驅 氣體或氣體混合物引入含有一基板的真空室內，而加以完成。前驅氣體或 氣體混合物典型被向下導引穿過位在接近室頂部的氣體分配板。施加來自 一或數個耦接至室的射頻(RF)源的RF電力至該室，而激發(例如激勵)在室 內的前驅氣體或氣體混合物為等離子。所激勵的氣體或氣體混合物反應， 以在基板表面上，形成一層材料，該基板被定位在受溫度控制的基板支撐 件上。于反應時所產生的揮發副產物經由排氣系統被行室抽出。為PECVD技術所處理的平面面板典型尺寸較大，經常超出370mmx 470mm。愈來愈大并且超出4平方米的平面基板在不久的將來將會出現。 用以在平面面板上，提供均勻處理氣體流的氣體分配板(或氣體擴散板)尺 寸上相當地大，尤其是，相較于用于200mm及300mm半導體晶圓處理的 氣體分配板時。圖1顯示一薄膜電晶體結構的剖面圖。 一常見低溫多晶硅TFT結構為 示于圖1的頂柵TFT結構。基板101可以包含基本在視頻上光學透明的材 料，例如，玻璃或透明塑膠。基板可以為任意形狀或尺寸。典型地，對于 TFT應用，基板為具有表面積大于約500mm2的玻璃基板。基板上可以具 有下層102。該下層102可以為一絕緣材料，例如，二氧化硅(Si02)或氮化 硅(SiN)。 n型摻雜硅層104n被沉積在下層102上。或者，硅層可以為p型 摻雜層。于一實施例中，n型摻雜硅層104n為非晶硅，其是被熔化并藉由 一退火處理加以快速再結晶，以形成多晶硅層。
在形成n型摻雜硅層104n后，其選定部份是被離子布植，以在鄰近n 型摻雜區104n旁形成p型摻雜區104p。于n型區104n及p型區104p間 的介面為半導體接面，其支援1薄膜電晶體的能力以作為一開關裝置。藉 由離子摻雜半導體層104的部份，形成一或數個半導體接面，在每一接面 間，出J見有一本質電4立。一柵介電層108被沉積在n型摻雜區104n及p型摻雜區104p上。柵 介電層108可以包含例如二氧化硅(Si02)、氮化硅(SiN)、或氧氮化硅(SiON)， 其是使用依據本發明的PECVD系統實施例加以沉積。于一實施例中，柵 介電層103為二氧化硅(Si02)層，其是使用TEOS(原硅酸四乙酯)及氧加以 沉積。TEOS為一液體源前驅物并可以被蒸發以載入處理室中。在半導體 工業中，TEOS氧化物膜被知道為較硅烷氧化物具有更佳的均勻性。柵金屬層110被沉積在柵介電層108上。該柵金屬層110包含一導電 層，其控制在薄膜電晶體內的帶電載子的移動。柵金屬層110可以包含一 金屬，例如鋁(A1)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、或其組合物等等。柵金屬層 110可以使用傳統沉積技術加以形成。在沉積后，使用傳統微影及蝕刻技 術，柵金屬層110被圖案化，以定義柵極。在柵金屬層110形成后，在其 上形成一內介電層112。內介電層112可以使用傳統沉積技術加以形成。 內介電層112被作出圖案，以曝露出n型摻雜區104n。內介電層112的圖 案化區是被填入以導電材料，以形成接點120。接點120可以包含金屬， 例如，鋁(A1)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅 (ZnO)及其組合物等等。接點120可以使用傳統沉積技術加以形成。隨后， 一鈍化層122可以形成于其上，以保護并密封所完成的薄膜電 晶體125。鈍化層122大致為一絕緣體，并可以包含例如氧化硅或氮化硅。 鈍化層122可以使用傳統沉積技術加以形成。雖然圖l及支援內容提供的 實施例中，摻雜硅層104為n型硅層，其中被布植有p型摻雜離子，但熟 習于本領域的技術人員可以了解，形成此或其他架構仍在本發明以下所述 的范圍內。例如，吾人可以沉積一p型硅層并在其區域中，布植n型摻雜 離子。于此所述TFT結構僅使用作為例子。圖2A為可以由美國加州圣塔卡拉應用材料公司的分公司的AKT購得 的先前技藝等離子加強化學氣相沉積系統200的實施例剖面圖。系統200 大致包含耦合至氣體源204的處理室202。處理室202具有壁206及一底 208,這部份定義處理體積212。處理體積212典型經由在壁206中的端口 (未示出)加以進入，以促成基板240的移動進出處理室202。壁206及底 208典型由與處理相容的鋁或其他材料的單塊體作成。壁206支撐一蓋組 件210,其包含將處理體積212耦合至排氣端口(其包含各種(未示出)抽氣 元件)的抽氣充氣室214。溫控基板支撐組件238被置中于處理室202之內。于處理時，支撐組 件238支撐玻璃基板240。于一實施例中，基板支撐組件238包含一鋁主 體224,其密封至少一內藏加熱器232。一般而言，支撐組件238具有下側226及上側234。上側234支撐玻 璃基板240。下側226具有一桿242連接至其上。桿242將支撐組件238 連接至一抬舉系統(未示出)，其將支撐組件238移動于一升高處理位置(如 所示)及一下位置之間，該下位置促成基板傳送進出處理室202。桿242另 外提供一導管，用以電氣及熱耦合于支撐組件238與系統200的其他元件 間的接線。一蛇腹管(bellows)246被耦接于支撐組件238(或桿242)與處理室202 的底208之間。蛇腹管246提供于處理體積212與處理室202外的氣氛間 的真空密封，同時，促成支撐組件238的垂直移動。支撐組件238大致被接地，使得為電源222所供給至氣體分配板組件 218的RF電源可以激勵出現在支撐組件238與氣體分配板組件218間的處 理體積212的氣體，該氣體分配板組件218是定位在蓋組件210與支撐組 件238之間(或其他電極定位在室的蓋組件內或接近蓋組件)。來自電源222 的RF電力大致被選擇以配合基板的尺寸，以驅動化學氣相沉積處理。藉 由將來自一或數個耦接至室的射頻(RF)電源的電力施加至室內，在室中的 前驅氣體或氣體混合物被激化(或激勵)為等離子。被激勵的氣體或氣體混 合物反應，以在玻璃基板240的表面上形成一層材料，該玻璃基板240被 定位在一溫度受控的基板支撐組件238上。支撐組件238另外支撐一外接遮蔽框248。 一般而言，遮蔽框248防
止沉積在玻璃基板240與支撐組件238的緣，使得基板并不會勦著至支撐 組件238。支撐組件238具有數個孔228,分布并貫穿其間，并收納數個抬 舉銷250。該等抬舉銷250典型包含陶梵或陽極處理的鋁。蓋組件210提供至處理體積212的上方邊界。蓋組件210典型被移除 或打開，以進出處理室202。于一實施例中，蓋組件210由鋁(A1)制造。蓋 組件210包含一抽氣充氣室214，形成在其中，并耦接至外部抽氣系統(未 示出)。抽氣充氣室214被用以均勻地通暢來自處理體積212及離開處理室 202的氣體與處理副產物。蓋組件210典型包含入口端口 280，經由該端口為氣體源204所提供 的處理氣體^皮引入處理室202。入口端口 280也4皮耦接至清洗源282。清洗 源282典型提供例如分解氟的清洗劑，以引入處理室202，作自處理室硬 體，包含氣體分配板組件218處移除沉積副產物及膜。氣體分配板組件218被耦接至蓋組件210的內側220。氣體分配板組 件218典型被架構以實質配合玻璃基板240的輪廓，例如，用于大面積平 面面板基板為多角形，及用于晶圓則為圓形。氣體分配板組件218包含一 穿孔區216，經由該區域，為氣體源204所供給的處理及其他氣體被輸送 至處理體積212。氣體分配板組件218的穿孔區216被架構以提供均勻氣 體分配，氣體經由氣體分配板組件218流入處理體積212中。氣體分配板組件218典型包含與吊板260懸置開的擴散板(或氣體分配 板)258。擴散板258及吊板260也可以包含一單體組件。數個氣體通道262 被形成穿過該擴散板258,以允許一預定的氣體分布通過氣體分配板組件 218并進入處理體積212。吊板260維持擴散板258與蓋組件210的內面 220呈一分開關系，因此，在其間定義充氣室264。充氣室264允許氣體流 經蓋組件210,以均勾地分布于擴散板258的整個寬度，使得氣體均勻地 提供在中央穿孔區216上，并以均勻分布流經氣體通道262。圖2B為描述于2004年4月14日申請的具有共同受讓人的美國申請 第10/824,347號名為"大面積等離子加強化學氣相沉積的氣體分配噴氣頭 設計"案中的例示擴散板258的部份剖面圖。例如，對于一 696468mm2CH 如762mm x914mm)擴散板，該擴散板258包含約12000氣體通道262。對
于用以處理較大平面面板的大擴散板，氣體通道262的數量可以大到 IOOOOO個。氣體通道262大致被作出圖案，以提升定位在擴散板258下的 玻璃基板240上的材料的沉積均勻性。參考圖2B,在一實施例中，氣體通 道262包舍一限制段落422及一圓錐開口 406。限制段落422由擴散板258 的第一側418通道并耦接至圓錐開口 406。圓錐開口 406是耦接至限制段 落422并由限制段落422徑向向外擴大至擴散板258的第二側420。第二 側420面向基板表面。圓錐開口 406的擴口角416是約20至約35度。擴大開口 406提供流入處理體積212的處理氣體的等離子離子化。再 者，擴口開口 406提供較大表面積，以供中空陰極效應加強等離子放電。 于一實施例中，限制段落422的直徑為1.40mm(或0.055英寸)。限制段落 422的長度為14.35mm(或0.565英寸)。圓錐開口 406在擴散板258的第二 側420上具有7.67mm(或0.302英寸)的直徑。擴口開口 406的擴口角為22 度。擴口開口的長度為16.13mm(或0.635英寸)。當基板的尺寸持續在TFT-LCD工業中持續加大時，特別是，當基板尺 寸至少約100cmx 100cm(或約10000cm"時，部份膜的膜厚度均勻值變得太 大而不能符合部份大面積等離子加強化學氣相沉積(PECVD)裝置制造者的 嚴格要求。例如，柵介電厚度均勻性要求對于部份制造者為低于2-3%,并 且，并不能為現行氣體分配板的設計者所完成。因此，有需要一改良氣體分配板組件，以改良例如膜厚度均勻性的膜 特性的控制。實用新型內容本申請提供在處理室中的氣體分配用的氣體分配板的實施例。于一實 施例中，用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組件，包含 一擴散 板，具有 一上游側、 一面向處理區的下游側、及數個氣體通道，形成穿 過該擴散板；及一檔板，放置于處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個孔， 由檔板上表面延伸至下表面，其中該等孔具有至少兩側。于另一實施例中， 一種具有蓋板的等離子處理室，包含 一擴散板， 具有 一上游側、 一面向處理區的下游側、及數個氣體通道，形成穿過該 擴散板；及一檔板，放置于處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個孔，由 檔板上表面延伸至下表面，其中該等孔具有至少兩種尺寸。于另一實施例中，提供一種具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其中上述的等離子處理室為等離子加強化學氣相沉積室。該氣體分配 板組件包括一擴散板和一擋板，檔板具有數個圓柱孔，這些孔的直徑大于 數個圓柱孔的最小直徑。上述的具有直徑大于數個圓柱孔的最小直徑的數 個圓柱孔的數目為至少4。較佳的這些圓柱孔是被對稱分布于整個檔板上。 在一實施例中，上述的擴散板與檔板兩者具有大于370mmx370mm的表面 積。于另一實施例中，提供一種具有蓋板的等離子沉積處理室，至少包含 一擴散板，具有上游側、面向處理區的下游側、及數個氣體通道形成穿過 該擴散板；及一檔板，放置在處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個圓柱 孔由檔板的上表面延伸至下表面，其中該數個圓柱孔具有至少兩種尺寸， 并由檔板的中心對稱分布至檔板的邊緣。于另一實施例中， 一種在基板上沉積一薄膜的方法，包含將一基板 放置在具有一蓋部的處理室中，該處理室具有一擴散板，具有 一上游側、 一面向處理區的下游側、及數個氣體通道，形成穿過該擴散板，及一檔板， 放置于處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個孔，由檔板上表面延伸至下 表面，其中該等孔具有至少兩種尺寸；將處理氣體通入檔板與擴散板，并 朝向被支撐在基板支撐件上的基板；在該擴散板與該基板支撐件間建立等 離子；及沉積一薄膜在該處理室內的基板上。本實用新型的改良的氣體分配板組件，使用具有小針孔及大孔的檔板 改良了 TEOS氧化物膜厚度均勻性，并且，不會影響TEOS膜的其他膜特 性。同時使用具有小針孔及大孔的相同檔板也不會影響膜厚度均勻性及 SiN膜的其他膜特性。
圖1為底柵薄膜電晶體的剖面示意圖；圖2A為具有氣體擴散板的例示處理室的剖面示意圖2B為圖2A的氣體擴散板的剖面示意圖；圖3A為具有例示氣體擴散板及例示檔板的處理室的剖面示意圖；圖3B為放置于頂板與例示擴散板間的例示檔板的剖面示意囝；圖4為沉積一薄膜在具有擴散板的處理室中的基板上的流程圖；圖5A為在920mm x 730mm基板上的原硅酸四乙酯(TEOS)氧化物沉積 速率量測值，其是由沒有檔板的氣體分配組件的沉積法所取得；圖5B為在920mm x 730mm基板上的TEOS氧化物沉積速率量測值， 其是由利用具有小針孔的檔板的氣體分配板的沉積法所取得；圖5C顯示具有對稱分布的小針孔的檔板的俯視圖；圖5D顯示在920mm x 730mm基板上的TEOS氧化物沉積速率量測值， 其是由利用具有小針孔及大孔的檔板的氣體分配組件的沉積法取得；圖5E顯示具有對稱分布的大孔的檔板的俯視圖；圖6A顯示由不具檔板的氣體分配組件的沉積法所取得的920mmx 730mm基板上的SiN沉積速率量測值；及圖6B顯示由利用具有小針孔及大孔的檔板的氣體分配組件所取得的 920mm x 730mm基板的SiN沉積速率量測值。附圖標記說明101基板102下層103柵介電層104nn型摻雜區104pp型摻雜區110柵金屬層112內介電層120接點122鈍化層125薄膜電晶體200等離子加強化學氣相沉積系統202處理室204氣體源206壁208底210蓋組件212處理體積214抽氣充氣室216中心穿孔區218分配板組件222電源224鋁主體226下側234上側238支撐組件240玻璃基板242桿246蛇腹管248遮蔽框250抬舉銷253孑匕257檔板258擴散板260吊板262氣體通道264充氣室266孔徑280入口端口282清洗源303蓋板406擴口開口416擴口角420第二側422限制段落具體實施方式
本發明的原理可以迅速藉由參考以下的詳細說明配合上附圖加以了解。為了容易了解，相同附圖標記被盡可能用以表示在所有圖式中的相同 元件。本發明大致提供在處理室內的氣體配送的氣體分配組件。本發明是參 考被架構以處理大面積基板的等離子加強化學氣相沉積系統，例如由美國加州圣塔卡拉的應用材料公司的分部的AKT所購得的等離子加強化學氣 相沉積(PECVD)系統加以說明如下。然而，應了解的是，本發明可以應用 至其他系統，例如蝕刻系統、其他化學氣相沉積系統、及其他想要在處理 室內配送氣體的系統，包含架構以處理圓基板的系統。吾等發現了，在處理室內的反應等離子分布的均勻性可以如圖3A所 示，藉由將一檔板257加入至氣體分配板組件218而加以改良。檔板257 被放置于蓋組件210的蓋板303與氣體擴散板258之間。檔板257典型被 架構以實質配合氣體擴散板258的輪廓，例如，用于大面積平面基板為多 角形，用于晶圓為圓形。在檔板257上的孔253及在氣體擴散板258上的
氣體通道262 —起影響來自氣體入口端口 280的氣體分配。圖3B為一圖， 顯示在蓋板303、檔板257及氣體擴散板258間的關系。檔板257典型由 不銹鋼、鋁(A1)、陽極處理鋁、鎳(Ni)、或其他RF導通材料所制造。檔板 257可以被鑄造、焊接、鍛造、熱均衡壓制或燒結。檔板257被作成具有 一厚度，以維持在整個孔徑266上有足夠平坦度，以不負面影響基板處理。 檔板257同時應保持相當薄，以防止過量鉆孔時間，以作出孔253。于一 實施例中，檔板257的厚度為約0.02英寸至約0.20英寸之間。因為檔板 257與氣體擴散板258 —起動作，以影響氣體分配均勻性，所以，于檔板 257與氣體擴散板258間的距離，，D，，應保持很小。于一實施例中，該距離"D" 為低于0.6英寸。如果在兩板間的距離太大，因為氣體或氣體混合物將再 分配于兩板之間，所以檔板257的影響將被減弱。在檔板257上的孔253具有一種以上的尺寸。孔253應對稱分布于整 個檔板上，以增加氣體分配均勻性。孔253典型為圓柱狀；然而，也可以 使用其他形狀的孔。不同尺寸的孔也可以對稱放置于整個檔板257上，以 控制氣體分配均勻性。于一實施例中，檔板257具有至少兩組尺寸的孔253, 即小針孔及大孔。小針孔需要以自上游傳送高流率氣體混合物至下游，而 不會在阻斷板上游充氣室264中建立壓力。在阻斷板上游充氣室264中建 立壓力可能造成反應原子團，例如來自遠端等離子清洗源的氟原子團的再 組合。大孔可以用以調整膜沉積厚度均勻性與基板的剖面。單獨這些大孔 并不足用于高氣體流，例如〉3000sccm的流率通過其間。例如，在遠端等 離子源(RPS)清洗時，清洗氣體流率約4000sccm。足夠量的小針孔將防止 壓力建立在阻斷板上游充氣室264中。小針孔可以為同一尺寸，或者，一 種以上的尺寸。于一實施例中，小針孔的直徑被保持低于1.27mm(或0.05 英寸)。大孔也可以為一尺寸或一種以上的尺寸。于一實施例中，這些大孔 的直徑是在約1.59mm(或1/16英寸)至約6.35mm(或1/4英寸)之間。小針孔的總剖面積應保持大于1平方英寸，以確保氣體混合物，例如 由RPS(遠端等離子源)單元所產生的清洗氣體物種的足夠通過。于一實施 例中，大孔的直徑被保持大于1.56mm(或1/16英寸)。在處理室中，沉積一薄膜的程序是如圖4所示。該程序藉由將一基板放置在具有氣體分配組件的處理室的步驟401開始。再者，在步驟402中， 將處理氣體通入氣體分配組件，朝向被支撐在基板支撐件上的基板。然后， 在步驟403中，在氣體分配組件與基板支撐件間建立等離于。在步驟404 中，沉積一薄膜在處理室中的基板上。圖5A顯示在玻璃基板上的TEOS氧化物膜的厚度分布。基板的尺寸 為920mmx 730mm。氣體分配組件并未包含一檔板。擴散板具有如圖2B 所示的擴散孔。限制段落422的直徑為1.40mm(或0.055英寸)。限制段落 422的長度為14.35mm(或0.565英寸)。圓錐開口 406在擴散板258的第二 側420上具有7.67mm(或0.302英寸)的直徑。擴口開口 406的擴口角是為 22度。擴口開口的長度為16.13mm(或0.635英寸)。TEOS氧化物膜是使用 850sccmTEOS、 300sccmHe、及10000sccmO2在0.95托耳及2700瓦電源加 以沉積。于擴散板258與基板支撐組件238間之間距為11.94mm(或0.47 英寸)。處理溫度是被維持于約40(TC。沉積速率是被平均為1800埃/分及 厚度均勻性(排除15mm緣)約5.5%，其是高于部份制造者的2-3%制造規格。 厚度分布顯示一中心厚及纟彖厚分布，或"W形"分布。圖5B顯示在整個玻璃基板上的TEOS氧化物膜的厚度分布。基板的尺 寸為920mmx730mm。除了圖5A沉積之用的擴散板，氣體分配組件另包含 檔板。檔板只有小的圓柱針孔。小針孔的直徑為0.41mm(或0.016英寸)。 在整個檔板總共有8426孔。圖5C顯示在檔板上的針孔的分布圖案。針孔 是被由阻斷板的中心徑向及對稱分布至阻斷板的緣部。于一實施例中，接 近阻斷板的中心的針孔密度是高于阻斷板的緣的針孔密度。于檔板與擴散板間的距離為12.55mm(或0.494英寸)。檔板的厚度為 1.37mm(或0.054英寸)。擴散板是類似于用于圖5A的。于擴散板與支撐組 件間之間距為11.94mm(或0.47英寸)。沉積狀態及處理是如同于圖5A所 示者。沉積率被發現為平均約1800埃/分，以及，厚度均勻性(排除15mm 的緣)約5.0%，其是高于制造規格。厚度分布仍顯示中心厚及緣厚分布， 或"W形，，分布。結果顯示具有小針孔的檔板并未改良TEOS均勻性。圖5D顯示整個玻璃基板的TEOS氧化物膜的厚度分布。基板的厚度 為920mmx730mm。氣體分配組件包含一檔板。該檔板只具有小的圓柱針
孔，及大的圓柱孔。小針孔的直徑為0.41mm(或0.016英寸)。在整個檔板 上有8426個針孔。小針孔的尺寸及位置是類似于圖5B沉積所用的檔板上 的小針孔。圖5C顯示在檔板上的小針孔的圖案。檔板同時也具有直徑I. 59mm(或1/16英寸)、3.18mm(或1/8英寸)、及4.76mm(或3/16英寸)的大 孔。有4個直徑L59mm的孔，4個直徑為3.18m的孔，及4個直徑為4.76mm 的孔。其于檔板上的分布是如圖5E所示。于檔板與擴散板間的距離為 12.55mm(或0.494英寸)。檔板的厚度為1.37mm(或0.054英寸)。擴散板是 類似于第5A及5B圖的沉積所用的。于擴散板與支撐組件間之間距是為II. 94mm(或0.47英寸)。沉積狀態與程序是與第5A及5B圖者相同。沉積 速率被認為平均約1800埃/分，及約1.8%的厚度均勻性(排除15mm的緣)， 其是在制造規格內。厚度分布顯示由中心至邊緣有一平順剖面。結果顯示 具有小針孔及大孔的檔板改良了 TEOS的均勻性。檔板的加入并未顯示出影響其他TEOS膜性。表1比較應力、折射率 (RI)、 Si-O峰值位置、及濕蝕刻率。檔板RI應力(E9達因/7>分2)Si-0峰位置WER(埃/分)無1.46C0.710802043小針孔1.46CO.810802058小針孔+大孔1.46C0.610802093表1 以TEOS氧化物膜沉積在基板上的膜特性比較折射率(RI)、膜應力、Si-0峰位置資料及濕蝕刻率(WER)資料均顯示 三類型檔板有類似值。Si-0峰位置是為FTIR(傅氏轉換紅外線頻譜儀)量測。 濕蝕刻率是將樣品浸在BOE(緩沖蝕刻物蝕刻)6: 1溶液中加以量測。除了 TEOS氧化物膜外，檔板在其他類型介電膜上的影響也加以調查。 圖6A顯示使用與圖5A相同的氣體分配組件(但沒有檔板)，在整個基板表 面上的SiN膜沉積率。該SiN膜使用810sccm的SiH4、 6875sccm的NH3、 及9000sccm的N2在1.60托耳及3400瓦電源下加以沉積。于擴散板與支 撐組件間之間距為28.83mm(或1.135英寸)。處理溫度被維持約400°C。沉 積速率被平均為約1850埃/分，及約2.5%的厚度均勻性(排除15mm的緣)， 這是在制造規格內。厚度分布顯示由中心至邊緣的平順分布。圖6B顯示整個基板表面的SiN膜沉積速率，其是使用與囝5D相同的 氣體分配組件(具有小針孔與大孔的檔板)。SiN膜是使用810sccm的SiH4、 6875sccm的NH3、及9000sccm的N 在1.60托耳及3400瓦電源下加以沉 積。于擴散板與支撐組件間之間距為28.83mm(或1.135英寸)。處理溫度被 維持約400。C。沉積速率被平均為約1850埃/分，及約2.5%的厚度均勻性(排 除15mm的緣)，這是在制造規格內。厚度分布顯示由中心至邊緣的平順分 布。結果顯示整個基板的SiN膜厚度并未為具有小針孔及大孔的檔板的加 入所影響，這是例如在圖5D中的沉積TEOS膜及在第5C及5E圖中所述 的所用者。檔板的加入并不會影響其他SiN膜特性。表2比較應力、折射 率(RI)、 N-H/Si-H比率，及濕蝕刻率。檔板RI應力(E9達因A^分2)N-H/Si-HWER(埃/分)無1.87T5.719.6/16.81878小針孔+大孔1.87T5.319.7/16.31849表2 以SiN膜沉積的基板上的膜特性比較折射率(RI)、膜應力、N-H/Si-H比率資料及濕蝕刻率(WER)資料均顯 示在有或沒有檔板的具有如圖5D所用及第5C及5E圖所述的小針孔及大 孔所沉積的基板的類似值。N-H/Si-H比為FTIR所量測。濕蝕刻率是將樣 品浸在BOE(緩沖氧化物蝕刻)6: 1溶液中所量得。結果顯示使用具有小針孔及大孔的檔板改良了 TEOS氧化物膜厚度均 勻性，并且，不會影響TEOS膜的其他膜特性。結果同時也顯示使用具有 小針孔及大孔的相同檔板并不會影響膜厚度均勾性及SiN膜的其他膜特 性。由于TEOS為液體源并具有較高分子量，所以可能有差。
可以獲得本發明上述優點的氣體分配組件的氣體分配板是被說明于共同受讓人的Keller等人申請于2001年8月8日的美國申請第09/922,219， 由Yim等人申請于2002年5月6日的申請第10/140， 324號案；及由Blonigan 等人申請于2003年1月7日的第10/337, 483號案；及White等人所領證 于2002年11月12日的美國專利6， 477, 980號，及Choi等人所申請于 2003年4月16日的申請第10/417, 592號；及由Choi等人所申請于2004 年4月12日的申請第10/823， 347號案中，這些申請被并入作為參考。雖然所用制程及例子是用以制作薄膜電晶體裝置，但本發明的概念可 以用以制作OLED應用，太陽能面板基板及其他應用裝置。習于本技藝者可以結合這些教導下想出各種實施例。
權利要求1. 一種用子具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組件，其特征在子，至少包含一擴散板，具有一上游側、 一面向處理區的下游側、及數個氣體通道， 形成穿過該擴散板；及一檔板，放置于該處理室的蓋板與擴散板之間，具有由檔板的上表面 延伸至下表面的數個孔，其中該數個孔具有至少兩種尺寸。
2. 如權利要求1所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的檔板的厚度是于約0.02英寸至約0.2英寸之間。
3. 如權利要求1所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的檔板與擴散板間的距離是低于約0.6英寸。
4. 如權利要求1所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的檔板的數個孔為圓柱形。
5. 如權利要求4所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的檔板的數個圓柱孔的最小直徑是低于約0.05英寸， 以及，最小直徑孔的總剖面積大于1平方英寸。
6. 如權利要求5所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的最小直徑孔的總剖面積大于1平方英寸。
7. 如權利要求6所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的具有最小直徑的數個圓柱孔是由阻斷板的中心對 稱分布至阻斷板的邊緣。
8. 如權利要求4所迷的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的檔板具有數個圓柱孔，其直徑是在約1/16英寸至 約l/4英寸之間，以及，這些孔的直徑大于數個圓柱孔的最小直徑。
9. 如權利要求8所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的具有直徑大于數個圓柱孔的最小直徑的數個圓柱 孔的數目為至少4。
10. 如權利要求8所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的具有直徑大于數個圓柱孔的最小直徑的數個圓柱 孔是被對稱分布于整個檔板上。
11. 如權利要求1所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組 件，其特征在于，上述的等離子處理室為等離子加強化學氣相沉積室。
12. 如權利要求1項所述的用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板 組件，其特征在于，上述的擴散板與檔板兩者具有大于370mmx370mm的 表面積。
13. —種具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在于，至少包含 一擴散板，具有上游側、面向處理區的下游側、及數個氣體通道形成穿過該擴散板；及一檔板，放置在處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個圓柱孔由檔板 的上表面延伸至下表面，其中該數個圓柱孔具有至少兩種尺寸，并由檔板 的中心對稱分布至檔板的邊緣。
14. 如權利要求13所述的具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在于， 上述的檔板與擴散板間的空間是低于約0.6英寸。
15. 如^K利要求13項所述的具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在 于，上述的檔板的數個圓柱孔的最小直徑是低于約0.05英寸。
16. 如權利要求15所述的具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在于， 上述的最小直徑孔的剖面積是大于1平方英寸。
17. 如權利要求16所述的具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在于， 上述的具有直徑大于數個圓柱孔的最小直徑的數個圓柱孔是對稱分布在整 個阻斷板上。
18. 如權利要求13所述的具有蓋板的等離子沉積處理室，其特征在于， 上述的擴散板與檔板兩者具有大于370mmx370mm的表面積。
專利摘要本申請提供用于大面積基板的處理室中的氣體分配用的氣體分配板實施例。該等實施例描述一用于具有蓋板的等離子處理室的氣體分配板組件，包含一擴散板，具有一上游側、一面向處理區的下游側、及數個氣體通道，形成穿過該擴散板；及一檔板，放置于處理室的蓋板與擴散板之間，具有數個孔，由檔板上表面延伸至下表面，其中該等孔具有至少兩側。檔板的小針孔是用以允許足夠的氣體混合物通過，而檔板的大孔則用以改良整個基板的處理均勻性。
文檔編號C23C16/448GK201021459SQ20062011259
公開日2008年2月13日 申請日期2006年4月4日 優先權日2005年4月7日
發明者J·懷特, S·D·亞達夫, 力 侯, 古田學, 大森研治, 崔壽永, 王群華 申請人:應用材料股份有限公司