專利名稱：大等離子體處理室所用的射頻回流路徑的制作方法
技術領域：
本發明實施例大體而言是有關于一種等離子體處理基材的方法及設備，更明確地說，一種具有低阻抗的射頻回流路徑的等離子體處理室及其使用方法。
背景技術：
液晶顯示器(IXD)或平面面板常用于主動矩陣顯示器，例如計算機、觸控面板組件、個人數字助理(PDA)、行動電話、電視屏幕、及諸如此類。此外，有機發光二極管(OLED) 也廣泛用于平面顯示器。一般而言，該面板包含其間包夾一層液晶材料的兩個平板。該平板的至少一者包含至少一層設置在其上的導電薄膜，其連接至功率源。從該功率源供給該導電薄膜的功率改變結晶材料的方向，產生圖案化顯示器。為了制造這些顯示器，通常使例如玻璃或聚合物工件的基材承受多個連續處理以在基材上產生組件、導體及絕緣體。每一個處理通常是在處理腔室內執行，經配置來執行該生產過程的單個步驟。為了高效率完成全部的處理步驟程序，常將一些處理腔室連接至移送室，其容納機器人以促進基材在該處理腔室間的傳送。具有此配置的處理平臺的范例常被稱為群集工具，其范例是可從加州圣塔克拉拉的AKT America公司取得的AKT等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)處理平臺的家族。隨著對平面面板的需求增加，對于較大尺寸基材的需求也增加。例如，僅在幾年內，用于平面面板制造的大尺寸基材的面積即從550毫米乘650毫米增至超過4平方米，并且預見在不久的將來尺寸會持續增加。此種大尺寸基材的尺寸增加在處理和制造上已造成新的挑戰。例如，較大的基材表面積需要基材支撐件的增強的射頻回流能力，以利于高效射頻回流至該射頻產生源。傳統的系統使用多個撓性射頻回流路徑，其中每一個射頻回流路徑均具有連接至基材支撐件的第一端及連接至腔室底部的第二端。因為基材支撐件必須在處理腔室內較低的基材加載位置和較高的沉積位置之間移動，連接至該基材支撐件的射頻回流路徑需要足夠的長度以提供符合基材支撐件移動所需的靈活性。但是，基材和腔室尺寸的增加也同樣造成射頻回流路徑長度的增加。較長的射頻回流路徑會增加阻抗，因此不利地降低射頻回流能力及射頻回流路徑的效率，在腔室部件之間造成高射頻電位，這不利地導致有害的電弧及/或等離子體產生。因此，存有對于一種具有低阻抗射頻回流路徑的改善的等離子體處理腔室的需要。
發明內容
本發明提供一種方法及設備，其具有在等離子體處理系統內連接基材支撐件的低阻抗射頻回流路徑。在一個實施例中，處理腔室包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由該腔室側壁支撐的蓋組件，基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區域內， 遮蔽框架，設置在該基材支撐組件的邊緣上，以及撓性射頻回流路徑，具有連接至該遮蔽框架的第一端及連接至該腔室側壁的第二端。
在另一個實施例中，處理腔室包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由該腔室側壁支撐的蓋組件，基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區域內，延伸塊，連接至該基材支撐組件的底面并從該基材支撐組件的外緣往外延伸，接地框架，設置在該處理腔室內，其尺寸經訂制以在該基材支撐組件位于上升位置時接合該延伸塊，以及射頻回流路徑，具有連接至該接地框架的第一端及連接至該腔室側壁的第二端。在另一個實施例中，處理腔室包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由該腔室側壁支撐的蓋組件，基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區域內，其可在第一位置及第二位置之間移動，遮蔽框架，接近該基材支撐組件的邊緣設置，遮蔽框架支撐件，連接至該腔室主體，且其尺寸經訂制以在該遮蔽支撐組件位于該第二位置時支撐該遮蔽框架，以及射頻回流路徑，具有連接至接地框架的第一端及連接至該腔室側壁的第二端， 其中該射頻回流路徑的第二端通過絕緣體連接至該腔室側壁。在又一個實施例中，該處理腔室包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、 底部及由該腔室側壁支撐的蓋組件，背板，設置在該腔室主體內該蓋組件下方，基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區域內，射頻回流路徑，具有連接至該基材支撐件的第一端及連接至該腔室主體的第二端，以及一或多條導線，具有連接至邊緣且位于該背板上方的多個接觸點。
所以，上述簡介的本發明的特征可參考對本發明更具體描述的實施例進一步理解和敘述，部分實施例示出于附圖中。圖1是具有射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的實施例的剖面圖；圖2是連接至設置在圖1的等離子體增強化學氣相沉積系統內的基材支撐的射頻回流路徑的分解圖；圖3是具有射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的另一個實施例的剖面圖；圖4是具有射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的另一個實施例的剖面圖；圖5是具有射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的另一個實施例的剖面圖；圖6A-D是具有射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的另一個實施例的剖面圖；圖7是圖6A所示的具有該射頻回流路徑的等離子體增強化學氣相沉積系統的俯視圖；圖8是腔室的側面剖面圖；圖9是根據本發明的一個實施例的腔室的側面剖面圖；圖10是根據本發明的另一個實施例的腔室的側面剖面圖；以及圖11是根據本發明的另一個實施例的腔室的側面剖面圖。為了便于理解，已經在可能的情況下，使用相同的組件符號指示各圖中相同的組件。然而，應注意，附圖僅圖示本發明的示范性實施例，且因此不欲視為對其范圍的限制，因為本發明可允許其它同等有效的實施例。
具體實施例方式本發明大體而言是有關于一種等離子體處理系統內的具有低阻抗射頻回流路徑的等離子體處理腔室。該等離子體處理腔室經配置以在大面積基材上形成結構和組件時利用等離子體處理該大面積基材，以用于液晶顯示器(LCD)、平面顯示器、有機發光二極管 (OLED)、或太陽能電池數組所用的光伏特電池、及諸如此類的生產。雖然在大面積基材處理系統內示例性描述、示出并實施本發明，但本發明可在其它等離子體處理腔室中發揮效用， 其中希望確保一或多個射頻回流路徑在該腔室內以促進令人滿意的處理的水準持續運作。圖1是等離子體增強化學氣相沉積腔室100的一個實施例的剖面圖，其具有用來作為將射頻電流回流至射頻源的射頻電流回流循環的一部分的撓性射頻回流路徑184的一個實施例。射頻回流路徑184連接在基材支撐組件130和腔室主體102之間，例如腔室側壁126。預期到在此所述的射頻回流路徑184的實施例及其使用方法，連同其衍生物，可用于其它處理系統，包含來自其它制造商的。腔室100通常包含側壁1 及底部104，其規劃出處理容積106。腔室主體102的側壁126及底部104通常由單塊鋁或可與處理化學兼容的其它材料制成。配氣板110，或稱為擴散板，以及基材支撐組件130設置在處理容積106內。射頻源122連接至位于腔室頂部的電極，例如背板112及/或配氣板110，以提供射頻功率以在配氣板110和基材支撐組件130之間產生電場。電場從配氣板110和基材支撐組件130之間的氣體產生等離子體， 其用來處理設置在基材支撐組件130內的基材。處理容積106經由穿透側壁1 形成的閥門108近接，因此可傳送基材140進出腔室100。真空泵109連接至腔室100，以將處理容積106維持在預期壓力下。基材支撐組件130包含基材接收表面132及支桿134。基材接收表面132在處理時支撐基材140。支桿134連接至舉升系統136，其在較低的基材傳輸位置和較高的處理位置(如圖1所示)之間升高及降低基材支撐組件130。沉積期間設置在基材接收表面132 上的基材的頂面和配氣板110之間的名義距離通常會在200mil和約1，400mil之間改變， 例如介于400mil和約SOOmil之間，或橫越配氣板110的其它距離，以提供預期沉積結果。處理時，遮蔽框架133設置在基材140外圍上，以避免沉積在基材140邊緣上。舉升頂針138穿透基材支撐組件130可移動地設置，并適于隔開基材140和基材接收表面 132。在一個實施例中，遮蔽框架133可由金屬材料、陶瓷材料、或任何適當材料制成。在一個實施例中，遮蔽框架133由裸鋁或陶瓷材料制成。基材支撐組件130也可包含用來將基材支撐組件130維持在預期溫度的加熱及/或冷卻組件139。在一個實施例中，加熱及/或冷卻組件139可經設定以在沉積期間提供約400°C或更低的基材支撐組件溫度，例如約100°C 和約400°C之間，或約150°C和約300°C之間，例如約200°C。在一個實施例中，基材支撐組件130具有多邊平面區域，例如，具有四個側邊。在一個實施例中，多個射頻回流路徑184連接至基材支撐組件130，以在基材支撐組件130外圍周圍提供射頻回流路徑。在處理期間，基材支撐組件130通常連接至射頻回流路徑184，以容許射頻電流通過其間行進至射頻源。射頻回流路徑184在基材支撐組件 130和射頻功率源122之間提供低阻抗射頻回流路徑，例如直接經由電纜或通過腔室接地底板。在一個實施例中，射頻接地路徑184是連接在基材支撐組件130邊緣和腔室側壁 1 之間的多個撓性條(圖1示出其中兩條)。射頻回流路徑184可由鈦、鋁、不銹鋼、鈹、 銅、涂覆導電金屬涂層的材料、或其它適當的射頻導電材料制成。射頻回流路徑184可沿著基材支撐組件130各邊平均或隨機分散。在一個實施例中，射頻回流路徑184具有連接至基材支撐組件130的第一端及連接至腔室側壁126的第二端。射頻回流路徑184可直接、通過遮蔽框架133及/或通過其它適合的射頻導體而連接至基材支撐組件130。示出射頻回流路徑184通過遮蔽框架133 連接至基材支撐組件130的分解圖，如圓圈192所示，以下參考圖2討論。其它射頻回流路徑結構參考圖3-5描述。配氣板110在其外圍處利用懸吊裝置114連接至背板112。蓋組件190由處理腔室100的側壁1 支撐，并可移動以維護腔室主體102的內部空間。蓋組件190通常由鋁組成。配氣板110利用或多個中心支撐件116連接至背板112，以輔助避免電壓驟降及/或控制配氣板110的平直度/彎曲度。在一個實施例中，配氣板110可以是具有不同尺寸的不同結構。在例示實施例中，配氣板110是四邊形配氣板。配氣板110具有下游表面150，具有形成在其中面向設置在基材支撐組件130上的基材140的上表面118的多個孔111。在實施例中，孔111可具有不同形狀、數量、密度、尺寸、及在配氣板110上的分布。孔111的尺寸可經選擇在約0. 01英寸和約1英寸之間。氣源120連接至背板112，以通過背板112 然后通過形成在配氣板110內的孔111提供氣體至處理容積106。射頻功率源122連接至背板112及/或配氣板110以提供射頻功率，以在配氣板110和基材支撐組件130之間產生電場，因此可從配氣板110和基材支撐組件130之間的氣體產生等離子體。可使用多種射頻頻率，例如約0. 3MHz和約200MHz之間的頻率。在實施例中，射頻功率源以13. 56MHz的頻率提供。配氣板的范例在2002年11月12號核準予White等的美國專利第6，477，980號、2005年11月17號公開的Choi等的美國專利公開案第20050251990號、以及2006年3月23號公開的Keller等的美國專利公開案第 2006/0060138號中揭示，所有皆在此以引用其整體的方式并入本文中。遠程等離子體源124，例如感應耦合遠程等離子體源，也可連接在氣源120和背板 112之間。在處理基材之間，可在遠程等離子體源124內能量化清潔氣體，以遠程提供用來清潔腔室零組件的等離子體。可利用由功率源122供給配氣板110的射頻功率進一步激發清潔氣體。適合的清潔氣體包含，但不限于，三氟化氮、氟氣、和六氟化硫。遠程等離子體源的范例在1998年8月4號核準予Siang等的美國專利第5，788，778號中揭示，其通過引用的方式并入本文中。圖2示出射頻回流路徑184的實施例的分解圖。射頻回流路徑184具有足夠的彈性以容許基材支撐組件130在較低的基材傳輸位置和較高的處理位置(如參考圖1所述者)之間改變高度。在實施例中，射頻回流路徑184是撓性射頻導電條。遮蔽框架133具有凸緣222，其從遮蔽框架133的主體2M伸出以在處理期間遮蔽基材140的邊緣不受到沉積。遮蔽框架主體2M擱置在形成在基材支撐組件130外圍的階級2 上。陶瓷絕緣體2 設置在遮蔽框架主體2M和基材支撐組件130外圍之間，以增加電容并在遮蔽框架133和基材支撐組件130之間提供良好的絕緣。絕緣體2 將遮蔽框架飄移電位與直流接地隔離，因此可減少并消除處理期間潛在等離子體或電弧的可能性。遮蔽框架133還包含從遮蔽框架主體224的底部延伸出的突部220。突部220可以是多個不連續舌片或連續邊緣。遮蔽框架支撐210在接收遮蔽框架133的突部220的位置處連接到腔室側壁126。當基材支撐組件130降至較低的基材傳輸位置時，遮蔽框架133與基材支撐組件130 —起降低，直到遮蔽框架支撐件210接合遮蔽框架133，并在基材支撐組件130繼續下降時將其從基材支撐組件130舉起為止。遮蔽框架支撐件210將遮蔽框架的移動限制在預定垂直范圍內，因此連接至遮蔽框架133的射頻回流路徑184僅需最小量的彈性。以此方式，射頻回流路徑184的長度可以是短的，與先前技術的接地條相比。短的射頻回流路徑184有利地提供低阻抗，其有效傳導射頻電流同時減輕腔室組件之間的高電位。在實施例中，射頻回流路徑184具有第一端212及第二端214。第一端212連接至遮蔽框架133的外壁250，例如，利用緊固件202、夾鉗或在遮蔽框架133和射頻回流路徑 184之間維持電氣連接的其它方法。在圖2所示實施例中，緊固件202旋入螺孔216內，以連接射頻回流路徑184至遮蔽框架133。預期到可使用膠粘劑、夾鉗或可在腔室側壁1 和射頻回流路徑184之間維持電氣連接的其它方法。射頻回流路徑184的第二端214具有夾在絕緣體208(示為208a和208b)之間的電極218。絕緣體208也可由保護蓋體206覆蓋，并通過緊固件204連接至腔室側壁126。絕緣體208用作為電容器，其避免直流電流行進通過導電條。絕緣體208也增加導電條電容并降低或最小化射頻回流路徑184的射頻阻抗。此外，絕緣體208也將從遮蔽框架133產生的漂移直流電位與接地隔離，以避免遮蔽框架133和基材140之間的電弧。在一個實施例中，絕緣體208可由耐久陶瓷材料制成，其提供良好的絕緣及端電容。在一個實施例中，陶瓷絕緣體是由高k介電材料、三氧化二鋁等制成。也預期到可以不使用絕緣體208。遮蔽框架支撐件210連接至絕緣體208下方的腔室側壁126，以在基材支撐組件 130降至較低的基材傳輸位置時接收遮蔽框架133，如上所述。在基材處理期間，來自基材表面的靜電及/或射頻電流通過遮蔽框架133和射頻回流路徑184到達絕緣體208，并進一步到達腔室側壁126，因此形成回到配氣板110的射頻回流路徑(例如封閉循環)。通過將射頻回流路徑184設置在遮蔽框架133至腔室側壁1 之間，與連接基材支撐組件130至腔室底部的傳統的設計相比，所需的射頻回流路徑184長度短很多，因此射頻回流路徑184的阻抗實質上降低。長度過長的射頻回流路徑會造成高阻抗，其可導致基材支撐組件上的電位差。基材支撐組件130上高電位差的存在會不利地影響沉積均勻性。 此外，高阻抗射頻回流路徑會使射頻回流路徑的射頻回傳無效率或不足，因此等離子體及/ 或靜電無法從基材表面有效除去，而是行進至側邊、邊緣間隙、及基材支撐組件130下方， 在位于區域內的腔室零組件上造成不預期的沉積或等離子體侵蝕，因此縮短部件使用年限并增加微粒污染的可能性。此外，設置在射頻回流路徑184末端的絕緣體208作用為電容器，增加射頻回流路徑的電容，因此降低射頻回流路徑的阻抗。預期到絕緣體208并不必定要連接至射頻回流路徑184末端。絕緣體208可沿著射頻回流路徑184導電條的前端、中間、末端或其它適當位置設置，以增加射頻回流路徑184的電容。因為電容器的阻抗與其電容成反比，維持串聯設置及/或連接至射頻回流路徑184的絕緣體208的高電容可降低射頻回流路徑的整體阻抗。在此配置中，導電條可作用為電感器，提供電感性電抗(例如阻抗)，而陶瓷絕緣體208可作用為電容器，提供電容性阻抗。因為電感器和電容器具有符號相反的電抗，導電條和沿著射頻回流路徑184形成的陶瓷絕緣體的恰當配置會產生補償波形，抵銷正及負電氣阻抗，因此提供射頻回流路徑低阻抗，例如理想上零阻抗。據此，通過控制射頻回流路徑的長度，連同選擇性的絕緣體208，并將射頻回流路徑設置在基材支撐組件上方的位置，可獲得有效的射頻電流導電率，低阻抗且高傳導性的射頻回流路徑，并且可減少或甚至消除有害的電弧效應。在一個實施例中，射頻回流路徑184的長度介于約2英寸和約20英寸之間，并且寬度介于約10毫米和約50毫米之間。設置在基材支撐組件周圍的射頻回流路徑的數量可介于約4和約100個之間。在一個實施例中，長度約20英寸的射頻回流路徑184的阻抗約為36歐姆。圖3示出連接基材支撐組件130至腔室壁1 的射頻回流路徑300的另一個實施例。注意到射頻回流路徑的數量可依需要改變以符合不同硬件配置和處理需求。與圖1-2 的設計類似，遮蔽框架133設置在基材支撐組件周邊的邊緣階級2 上。在一個實施例中， 遮蔽框架133由裸鋁或陶瓷材料制成。絕緣體3 設置在遮蔽框架133和基材支撐組件的邊緣階級2 之間，以將遮蔽框架133和直流接地隔離。絕緣體3 將遮蔽框架133相對于直流接地保持在飄移位置，因此可降低基材140和遮蔽框架133之間的電弧的可能性。緊固件314穿透形成在基材支撐組件130內的孔320并旋入形成在延伸塊306中的螺孔316 內。緊固件314由導電材料制成，以維持從基材表面至延伸塊306的良好電氣連接。在一個實施例中，延伸塊306連接在基材支撐組件130的底面，并從基材支撐組件 130的外部邊緣往外延伸。延伸塊306可以是框架狀平板型態，從基材支撐組件底面圍繞基材支撐組件130邊緣設置。在另一個實施例中，延伸塊306可以是分散在臺座組件周圍的個別棒狀物型態，其尺寸經訂制以容許可移動的接地框架308在臺座組件下降時擱置在其上。在另一個實施例中，延伸塊306可以是其它形態，經配置以在臺座組件下降時將可移動接地框架308擱置支撐在其上。可移動接地框架308的尺寸經訂制，因此接地框架308的內側322可在基材支撐組件130上升至處理位置時擱置在延伸塊306上。接地框架308的外側324的尺寸經訂制以在基材支撐組件130下降至傳輸位置時擱置在側邊泵吸檔板310上。在一個實施例中， 側邊泵吸檔板310可以是設置在處理腔室內用來支撐接地框架308的任何支撐結構。接地框架308可相對于延伸塊306以及側邊泵吸檔板310移動。射頻回流路徑300具有利用第一緊固件304連接至接地框架308的第一端及利用第二緊固件302連接至腔室側壁126的第二端。在一個實施例中，射頻回流路徑300是撓性射頻導電條型態。據此，可選擇性地使用絕緣體208。操作時，當基材支撐組件130連同延伸塊306上升至基材處理位置時，如圖3所示，延伸塊306將接地框架308舉離側邊泵吸檔板310 (或其它靜態支撐件)。因為接地框架308并非永久固定或連接在側邊泵吸檔板310上，當接地框架308升至處理位置時，縫隙 312會形成在接地框架308和側邊泵吸檔板310之間。在基材處理期間，基材支撐組件130 內的靜電及/或射頻電流經過緊固件314和延伸塊306通至接地框架308，然后通過射頻回流路徑300至腔室壁126，因此形成回到射頻源122的射頻回流循環的一部分。形成在接地框架308和側邊泵吸檔板310之間的縫隙312限制從接地框架308傳導至射頻回流路徑
9300的電流，并避免電流通至側邊泵吸檔板310。在處理完成后，將基材支撐組件130降至基材傳輸位置。延伸塊306因此隨基材支撐組件130降低至基材傳輸位置。接地框架308于是接合側邊泵吸檔板310并被舉離延伸塊306。隨著基材支撐組件130持續下降，遮蔽框架133接合并擱置在接地框架308的第一側322的上表面上，因此被舉離基材支撐組件130。在一個實施例中，遮蔽框架133、緊固件314、302、304、延伸塊306、接地框架308和射頻回流路徑300由導電材料制成，例如鋁、 銅、或促進從基材支撐組件130通過腔室壁1 傳輸射頻電流回到射頻源122的其它適當
合金。圖4示出射頻回流路徑400的另一個實施例。與圖3所示配置類似，緊固件314穿透形成在基材支撐組件130內的孔320并旋入形成在延伸塊402的第一側416中的螺孔內。 延伸塊402的第二側418延伸超過基材支撐組件130的外緣。延伸塊402的第二側418具有形成在延伸塊402上表面內的溝槽414。卷繞的螺旋包覆件404設置在溝槽414內，以改善接地框架406和延伸塊402之間的電導。在一個實施例中，卷繞的螺旋包覆件404部分延伸在溝槽周圍，并且彈性足以在多次彎曲后保持其形狀。絕緣體420設置在遮蔽框架 133和基材支撐組件130的邊緣階級2 之間，以隔離遮蔽框架133和基材支撐組件130。 遮蔽框架133和基材支撐組件130之間的絕緣體420避免遮蔽框架在處理期間降低電弧的可能性。接地框架406具有擱置在延伸塊402上、在基材支撐組件130上升時與卷繞的螺旋包覆件404接觸的第一側。接地框架406具有連接至側邊泵吸檔板408的第二側。射頻回流路徑400具有利用第一緊固件410連接至接地框架406的第一側，以及利用第二緊固件412連接至腔室側壁126的第二側。在一個實施例中，射頻回流路徑400是撓性射頻導電條的型態。在此特定實施例中，接地框架406固接在側邊泵吸檔板408上。在較高的基材處理位置和較低的基材傳輸位置之間升降時，延伸塊402可相對于接地框架406移動。當基材支撐組件130上升時，連接至基材支撐組件130的延伸塊402被升起而通過卷繞的螺旋包覆件404與接地框架406接觸。卷繞的螺旋包覆件404提供良好的接口，其輔助從緊固件314和延伸塊402通過接地框架406和射頻回流路徑400傳導射頻電流至腔室側壁126， 因此形成回到射頻功率源122的射頻回流循環。因為側邊泵吸檔板408固接在接地框架 406上，撓性卷繞螺旋包覆件404可調和基材支撐組件130高度的輕微差異，同時在接地框架406和延伸塊402之間保持良好的電氣和射頻電流接觸。在一個實施例中，卷繞螺旋包覆件404由導電材料制成，例如鋁、銅、或促進傳導射頻電流的其它適當合金。圖5示出射頻回流路徑500的又另一個實施例。與圖4所示配置類似，卷繞螺旋包覆件404設置在延伸塊402內以提供垂直柔量，同時與接地框架406接觸。在此特定實施例中，取代如圖4所示的撓性條400的型態，射頻回流路徑500是通過緊固件502固接在接地框架406和腔室側壁1 之間的導電棒的型態。射頻回流路徑500可利用任何適當方法粘附、栓鎖、旋緊、或固定在接地框架406上。因為導電棒500硬式固定在腔室側壁1 和接地框架406之間，容許基材支撐組件130的定位的垂直柔量由卷繞螺旋包覆件404提供。或者，射頻回流路徑500和接地框架406可形成為單一主體，其具有通過緊固件502連接至側壁的第一側和經配置以擱置在卷繞螺旋包覆件404上的第二側。射頻回流路徑500的配置實質上避免基材處理過程中重復的基材支撐組件移動期間可能發生的錯位、摩擦和不必要的相對摩擦，因此提供較清潔的處理環境。在一個實施例中，導電棒500由導電材料制成，例如鋁、銅、或促進傳導射頻電流的其它適合材料。在一個實施例中，通過使用沿著射頻回流路徑形成的具有高電容的絕緣體，可得到沿著整體射頻回流路徑的低阻抗，因而可承載大量射頻電流。除了沿著射頻回流路徑使用絕緣體外，通過在腔室側壁和遮蔽框架之間的射頻回流路徑及/或連接至基材支撐組件的延伸塊的設計，與傳統的設計相比，射頻回流路徑所需的長度顯著縮短。因為射頻回流路徑的距離比傳統的技術短很多，射頻回流路徑的阻抗顯著降低。此外，射頻回流路徑也提供大的電流承載能力，其理想上適用于大面積處理應用。射頻回流路徑相對較短的行進距離為電流承載能力提供低阻抗及高傳導率，因此在處理期間在基材表面上產生較低的電壓差。低電壓差降低基材表面上不均勻的等離子體分布和輪廓的可能性，因此提供基材表面上的沉積的膜的較佳的均勻性。此外，因為射頻回流路徑可實質上限制基材支撐組件上方的處理區域內的等離子體、電流、靜電、及電子，故可實質上減少基材支撐組件側邊或下方的不必要的沉積或主動種類侵蝕的可能性，因此延長用于處理腔室較低區域內的組件的使用年限。此外，也能降低微粒污染的可能性。此外，通過連接射頻回流路徑至設置在基材支撐組件的周邊區域的遮蔽框架，等離子體分布可有效延伸至基材支撐組件的周邊區域，特別是基材支撐組件的角落，例如邊緣。在傳統的設計中，等離子體常無法有效且均勻地分布至基材支撐組件的周邊區域，因此在基材角落，例如邊緣，上造成沉積不足。在沉積處理經配置以在基材上沉積微晶硅層的實施例中，以傳統的沉積技術沉積的硅膜在基材角落，例如邊緣，的結晶部分與沉積在基材上的其它區域，例如中心、或靠近中心的區域，相比經常不足且不均勻。通過在本應用中使用射頻回流路徑，廣泛的等離子體分布有效提供基材支撐組件周邊區域，例如角落和邊緣，沉積足夠的等離子體，因此可控制并有效改善在沉積的微晶硅膜處形成的結晶部分。圖6A示出如圖2所示的射頻回流路徑184的另一個實施例以及J形射頻棒604。 遮蔽框架133具有射頻接地框架618，其連接至遮蔽框架133的底面。射頻回流路徑184連接在腔室側壁126和射頻接地框架618之間。射頻回流路徑184提供用于大部分過量的能量和等離子體接地且返回至配氣板或接地的感應路徑。J形射頻棒604利用緊固件6 或其它適合的緊固工具連接至遮蔽框架133末端。在一個實施例中，J形射頻棒604包含通過緊固件610或其它適合的緊固工具連接至弧形棒608的支桿606。J形射頻棒604有效添加額外的電感，以重新引導過量能量或等離子體至腔室側壁的另一部分并遠離遮蔽框架 133和腔室側壁1 的上半部分，這可最小化和消除腔室側壁1 的上半部分及靠近遮蔽框架133和基材的位置的電弧。射頻棒支撐620具有連接至腔室側壁126的第一端6 及連接至J形射頻棒604 的支桿606的第二端622。第二端622可具有兩個尖端，在圖6B標為6(Ma、604b，其界定出容許支桿606穿過其間的開口。或者，射頻棒支撐620還包含蓋630，其容許支桿606穿過其間，如圖6C所示。或者，射頻棒支撐620可配置為在處理腔室內牢牢支撐且抓持J形射頻棒604的任何型態。接地框架升降器614連接至基材支撐組件130底側，支撐連接至遮蔽框架133的射頻接地框架618。射頻條616設置在接地框架升降器614至腔室底部之間。在處理期間， 接地框架升降器614支撐射頻接地框架618，產生從遮蔽框架133通過射頻接地框架618、接地框架升降器614再至射頻條616及腔室底部的射頻回流路徑。在處理后，基材支撐組件130降至基材傳輸位置，如圖6D所示，連接至基材支撐組件130的接地框架升降器614 隨著基材支撐組件130的移動而下降。射頻條616彈性地彎曲以順應基材支撐組件130的促動(actuation)和移動。當基材支撐組件130下降時，遮蔽框架133和射頻接地框架618 牢固且不可移動地由J形射頻棒604通過連接在腔室側壁1 上的射頻棒支撐620抓持， 將遮蔽框架133和射頻接地框架618與基材支撐組件130隔開，以促進基材從處理腔室的移除。圖7示出設置在處理腔室內的基材支撐組件130的俯視圖。遮蔽框架133設置在基材支撐組件130的周邊區域上。多個射頻棒支撐620設置在腔室側壁1 和基材支撐組件130之間。射頻棒支撐620設置在基材支撐組件130的周邊區域周圍，除了界定在具有流量閥108的腔室側壁1 和基材支撐組件130之間的區域702以外。設置在具有流量閥 108的腔室側壁1 和基材支撐組件130之間的區域702處的射頻棒支撐620會妨礙機器人進入處理腔室以進行基材傳輸的移動。據此，射頻棒支撐620可經配置以設置在沿著基材支撐組件130周邊的其它三側，706、704、708。圖8示出具有射頻回流路徑802的腔室800，射頻回流路徑802是設置在基材支撐組件下方連至腔室底部104的接地條的型態。射頻回流路徑802的功能與上面參考圖1-7 所述的射頻回流路徑相似。圖9示出根據本發明的另一個實施例的腔室900。一或多條射頻回流路徑902具有連接至基材支撐組件130的底面904的一端以及連接至腔室900的側壁126的另一端。射頻回流路徑902比圖8的腔室內所示的射頻回流路徑802短，這減少射頻回流路徑902的表面積，該表面積能夠用于從背板112和配氣板110提供的射頻功率的能量的電感。因此，短的射頻回流路徑902減少能量的電感并減少能量在基材支撐組件 130下方的匯聚。據此，短的射頻回流路徑902有利地提供低阻抗，其有效傳導射頻電流同時減輕腔室組件之間的高電位。圖10示出根據本發明的另一個實施例的腔室1000。腔室1000包含設置在腔室 1000內的一或多條射頻回流路徑902。在此實施例中，框架1002可具有連接至下表面904 及/或基材支撐組件130外圍的上側及連接至射頻回流路徑902的一端的下側。框架1002 從基材支撐組件130往外延伸，并且非常接近腔室1000的側壁126。據此，射頻回流路徑 902通過框架1002連接至基材支撐組件130。框架1002提供側壁1 之間距離的縮短，其縮短基材支撐組件130和側壁126之間的電弧距離。此外，較短的射頻回流路徑902可減少能量的電感，并減少能量在基材支撐組件130下方的匯聚，如上所述。圖11示出根據本發明的另一個實施例的腔室1100。背板112及/或配氣板110利用含有一或多條導線1104的多芯導體1110連接至射頻功率源1116，其與射頻功率源122 類似。在射頻功率源1116通過中心支撐件116連接至腔室1100的實施例中，可依所需移除或消除連接至配氣板110或背板112的射頻功率。一或多條導線1104提供來自射頻功率源1116的能量，射頻功率源1116在背板112邊緣周圍的多個連接點1106、1108處連接至背板112。基材支撐組件130利用如圖8所述的一或多條射頻回流路徑802連接至腔室主體102。在此實施例中，每一條導線1104皆包含實質上延伸過背板112的一半尺寸的長度。沿著導線1104的長度方向提供檔板1102，以減少沿此長度從射頻功率源1116通至背
12板112的能量的電感。檔板1102被示為設置在導線1104的實質部分周圍的管狀構件。檔板1102在導線1104和背板112之間沿著導線1104的長度提供較低的能量電感，其有效隔離通至導線1104和背板112的連接點的能量。注意到上面參考圖1-11所述的形成并連接至設有閥門108的側壁126的射頻回流路徑(即導電條)延伸超過閥門108的邊緣，以避免沉積或微粒從閥門108進入。在腔室側壁1 的其它三側，射頻回流路徑(即導電條)可獨立形成并互相隔開，以容許腔室有良好的氣體流動和泵吸效率。因此，提供一種方法及設備，其具有在等離子體處理系統內將基材支撐或遮蔽框架連接至腔室壁的低阻抗射頻回流路徑。有利地，低阻抗射頻回流路徑提供大的電流承載能力。實質上消除基材表面上的等離子體分布不均勻，因此減少在基材側邊或基材支撐組件下方的不預期沉積。雖然前文針對本發明的實施例，但是在不脫離本發明的基本范圍的情況下，可設計本發明的其它及另外實施例，且本發明的范圍由以下權利要求確定。
權利要求
1.一種處理腔室，其包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由所述腔室側壁所支撐的蓋組件；基材支撐件，設置在所述腔室主體的處理區域內； 遮蔽框架，設置在所述基材支撐組件的邊緣上；以及射頻回流路徑，具有連接至所述遮蔽框架的第一端及連接至所述腔室側壁的第二端。
2.根據權利要求1所述的處理腔室，其中，所述射頻回流路徑包含撓性鋁條。
3.根據權利要求1所述的處理腔室，還包含絕緣體，設置在所述射頻回流路徑的第二端和所述腔室側壁之間。
4.根據權利要求3所述的處理腔室，其中，所述絕緣體是陶瓷，并且利用緊固件連接至所述腔室側壁及所述射頻回流路徑。
5.根據權利要求4所述的處理腔室，還包含介電蓋體，覆蓋所述陶瓷絕緣體及所述射頻回流路徑的第二端。
6.根據權利要求1所述的處理腔室，還包含陶瓷絕緣體，設置在所述遮蔽框架和所述基材支撐組件之間。
7.根據權利要求1所述的處理腔室，還包含遮蔽框架支撐件，連接至所述腔室側壁，并且經設置以在所述基材支撐組件處于基材傳輸位置時支撐所述遮蔽框架。
8.一種處理腔室，其包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由所述腔室側壁所支撐的蓋組件；基材支撐組件，設置在所述腔室主體的處理區域內；延伸塊，連接至所述基材支撐組件的底面并從所述基材支撐組件的外緣往外延伸； 接地框架，設置在所述處理腔室內，尺寸經訂制以在所述基材支撐組件位于上升位置時接合所述延伸塊；以及射頻回流路徑，具有連接至所述接地框架的第一端及連接至所述腔室側壁的第二端。
9.根據權利要求8所述的處理腔室，還包含側邊泵吸檔板，設置在所述處理腔室內所述接地框架下方。
10.根據權利要求8所述的處理腔室，其中，所述接地框架具有經配置以接合所述延伸塊的第一側以及設置在所述側邊泵吸檔板上的第二側。
11.根據權利要求9所述的處理腔室，還包含縫隙，在所述基材支撐組件處于上升位置時當所述接地框架由所述延伸塊支撐時，界定在所述接地框架和所述側邊泵吸檔板之間。
12.根據權利要求8所述的處理腔室，還包含卷繞的螺旋包覆件，設置在所述延伸塊位于所述基材支撐組件外部的上表面內。
13.根據權利要求9所述的處理腔室，還包含絕緣體，設置在所述基材支撐組件的邊緣上的遮蔽框架和所述基材支撐組件之間。
14.一種處理腔室，其包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由所述腔室側壁所支撐的蓋組件；基材支撐組件，設置在所述腔室主體的處理區域內，可在第一位置及第二位置之間移動；遮蔽框架，接近所述基材支撐組件的邊緣設置；遮蔽框架支撐件，連接至所述腔室主體，且尺寸經訂制以在所述遮蔽支撐組件位于所述第二位置時支撐所述遮蔽框架；射頻回流路徑，具有連接至接地框架的第一端及連接至所述腔室側壁的第二端；以及第一絕緣體，避免直流電流流經所述射頻回流路徑至所述腔室側壁。
15.根據權利要求14所述的處理腔室，還包含第二絕緣體，設置在所述遮蔽框架和所述基材支撐組件之間。
全文摘要
本發明提供一種方法及設備，其具有在等離子體處理系統內連接基材支撐件至腔室壁的低阻抗射頻回流路徑。在一個實施例中，處理腔室包含腔室主體，其具有界定處理區域的腔室側壁、底部及由該腔室側壁支撐的蓋組件，基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區域內，遮蔽框架，設置在該基材支撐組件的邊緣上，以及射頻回流路徑，具有連接至該遮蔽框架的第一端及連接至該腔室側壁的第二端。
文檔編號H05H1/34GK102177769SQ200980140428
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者卡爾·A·索賴瑟恩, 史蒂芬·麥克豐森, 崔壽永, 志堅·杰瑞·陳, 白宗薰, 約瑟夫·庫德拉, 約翰·M·懷特, 羅賓·L·迪納 申請人:應用材料公司