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      氣體分配裝置及包括該氣體分配裝置的基板處理設(shè)備的制作方法

      文檔序號(hào):7004300閱讀:204來源:國知局
      專利名稱:氣體分配裝置及包括該氣體分配裝置的基板處理設(shè)備的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種基板處理設(shè)備,更特別地,涉及一種包括等離子體放電部的氣體分配裝置以及包括該氣體分配裝置的基板處理設(shè)備。
      背景技術(shù)
      通常,為了制造半導(dǎo)體器件、顯示設(shè)備以及薄膜太陽能電池,需要沉積薄膜到基板上的薄膜沉積工藝以及圖案化所述薄膜的包括蝕刻工藝的光刻工藝。在這些工藝當(dāng)中,在具有真空條件的基板處理設(shè)備中進(jìn)行薄膜沉積工藝和蝕刻工藝。在基板處理設(shè)備中,通過氣體分配裝置將激活的氣體或者離子化的氣體提供到基板上,以在基板上沉積薄膜或者自基板蝕刻薄膜。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)基板處理設(shè)備的截面圖。圖1中的設(shè)備可以是等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備。參考圖1,基板處理設(shè)備10包括用于提供反應(yīng)空間的工藝室12、設(shè)置在工藝室12 中的基座16和用于將工藝氣體提供到基板14上的氣體分配裝置18?;?4被設(shè)置在基座16上。室導(dǎo)板1 和室主體1 構(gòu)成工藝室12。基板處理設(shè)備10還包括邊框20、氣體供應(yīng)管路22、閘閥(未示出)和排氣端24。 邊框20被設(shè)置在工藝室12的內(nèi)側(cè)以遮擋基板14的邊緣。當(dāng)將基座16定位在工藝位置時(shí), 邊框20遮擋基板14的邊緣以使薄膜不沉積在基板14的邊緣上。氣體供應(yīng)管路22被設(shè)置為穿過室導(dǎo)板12a,用于將工藝氣體供應(yīng)到氣體分配裝置20中。閘閥是用于基板14的閘門。在工藝室12中的剩余氣體經(jīng)由排氣端M排出。此外,通過排氣端M控制真空條件。 盡管未示出,但是真空泵可連接到排氣端對(duì)。通過0型環(huán)(未示出)將室主體12b與室導(dǎo)板1 組合。氣體分配裝置18電連接到室導(dǎo)板12a。用于提供射頻(RF)功率的RF功率源沈連接到室導(dǎo)板12a,而基座16接地。用于阻抗匹配的匹配器30被組裝在室導(dǎo)板1 和RF功率源沈之間。因此,室導(dǎo)板 1 和基座16分別用作上電極和下電極。當(dāng)將工藝氣體提供到反應(yīng)空間時(shí),通過上和下電極激活或者離子化工藝氣體。將加熱器26安裝到基座16中以加熱基板14。將用于向上和向下移動(dòng)基座16的基座支架28設(shè)置在基座16下方。氣體擴(kuò)散空間32限定在氣體分配裝置18和室導(dǎo)板1 之間。將擋板(未示出) 設(shè)置在氣體擴(kuò)散空間32中以使工藝氣體均勻擴(kuò)散。多個(gè)氣體噴射孔34形成在氣體分配裝置18中以將工藝氣體提供向基座16。形成在基板14上的薄膜必須具有均勻厚度和均勻性質(zhì)。例如,薄膜的均勻性受到所提供的工藝氣體均勻性的強(qiáng)烈影響。因此,為了均勻提供工藝氣體,在氣體分配裝置18 中形成多個(gè)氣體噴射孔34。
      但是,在現(xiàn)有技術(shù)的基板處理設(shè)備中存在如下問題。在等離子體濃度中存在偏差。 由于工藝氣體被直接提供到對(duì)應(yīng)于多個(gè)氣體噴射孔34中每一個(gè)的第一區(qū)域中,因此在第一區(qū)域中的等離子體濃度大于噴射孔34之間的第二區(qū)域的等離子體濃度。結(jié)果,由于等離子體濃度的偏差,很難獲得均勻的薄膜。

      發(fā)明內(nèi)容
      因此,本發(fā)明涉及一種氣體分配裝置以及包括該氣體分配裝置的基板處理設(shè)備, 其基本避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和不足導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。將在以下的說明書中列舉本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì),且根據(jù)說明書這些特征和優(yōu)勢(shì)在某種程度上是顯而易見的,或者可通過實(shí)踐本發(fā)明了解??赏ㄟ^所撰寫的說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)并獲得本發(fā)明的目的以及其他優(yōu)勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)勢(shì)并且根據(jù)本發(fā)明的目的,如本文所體現(xiàn)和廣泛描述的, 一種用于基板處理設(shè)備的氣體分配裝置包括具有第一側(cè)面的多個(gè)等離子體源電極;具有與第一側(cè)面面對(duì)的第二側(cè)面的多個(gè)等離子體接地電極,所述多個(gè)等離子體接地電極與多個(gè)等離子體源電極交替設(shè)置;和第一氣體提供部,其被設(shè)置在每個(gè)等離子體源電極處,并包括用于第一工藝氣體的第一空間、穿過第一側(cè)面并連接到第一空間的多個(gè)第一通孔、和在第一側(cè)面的第一放電部。在另一方面,一種基板處理設(shè)備包括具有室導(dǎo)板和室主體的工藝室,該室導(dǎo)板和室主體組合以提供反應(yīng)空間;在反應(yīng)空間中的基座,其中基板被設(shè)置在基座上;和氣體分配裝置,所述氣體分配裝置包括多個(gè)等離子體源電極,其具有第一側(cè)面且與室導(dǎo)板組合; 多個(gè)等離子體接地電極,其具有與第一側(cè)面面對(duì)的第二側(cè)面,所述多個(gè)等離子體接地電極與多個(gè)等離子體源電極交替設(shè)置且與室導(dǎo)板組合;和第一氣體提供部,其被設(shè)置在每個(gè)等離子體源電極處,且包括用于第一工藝氣體的第一空間、穿過第一側(cè)面并連接到第一空間的多個(gè)第一通孔、和在第一側(cè)面的第一放電部。可理解,前述一般描述以及以下的具體描述都是示意性和說明性的,且意在提供如所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


      本申請(qǐng)包括附圖以提供發(fā)明的進(jìn)一步理解,結(jié)合到說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例且與文字描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的基板處理設(shè)備的截面圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的截面圖;圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的室導(dǎo)板的透視圖;圖4示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極和等離子體接地電極;圖5A和5B分別示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極的側(cè)視圖;圖6A和6B分別示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體接地電極的側(cè)視圖7是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極和等離子體接地電極的截面圖;圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的室導(dǎo)板的背側(cè)平面圖。
      具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考優(yōu)選實(shí)施例,在附圖中示出了優(yōu)選實(shí)施例的例子。圖2是根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的截面圖。如圖2中所示,根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備110包括作為反應(yīng)空間的工藝室112、多個(gè)等離子體源電極114、多個(gè)等離子體接地電極170、氣體提供部118和基座116。等離子體源電極114、等離子體接地電極170和氣體提供部118構(gòu)成了氣體分配裝置。室導(dǎo)板11 和室主體112b構(gòu)成了工藝室112。多個(gè)等離子體源電極114和多個(gè)等離子體接地電極170與室導(dǎo)板11 組合。多個(gè)等離子體源電極114和多個(gè)等離子體接地電極170被設(shè)置在工藝室112中并相互交替設(shè)置。在多個(gè)等離子體源電極114和多個(gè)等離子體接地電極170中的每一個(gè)中形成氣體提供部118?;?16被設(shè)置在工藝室112中, 基板164被設(shè)置在基座116上?;逄幚碓O(shè)備110還包括氣體供應(yīng)管路172,該氣體供應(yīng)管路172用于將工藝氣體供應(yīng)到氣體提供部118中?;逄幚碓O(shè)備110還包括連接到多個(gè)等離子體源電極114中每一個(gè)的供給線路160?;逄幚碓O(shè)備110還包括在室導(dǎo)板11 上方的外殼180。外殼180 與室導(dǎo)板11 為供給線路160提供空間。基板處理設(shè)備110還包括邊框120、閘閥(未示出)和排氣端124。通過0型環(huán)(未示出)組合室主體112b與室導(dǎo)板11加。氣體提供部118包括連接到等離子體源電極114的第一氣體提供部118a和連接到等離子體接地電極170的第二氣體提供部118b。此外,在等離子體源電極114和等離子體接地電極170之間的空間用作等離子體放電空間。當(dāng)通過氣體提供部118將工藝氣體供應(yīng)到等離子體放電空間時(shí),等離子體放電空間中的工藝氣體被激活或離子化。因此,將激活或離子化的工藝氣體提供到基板164上以形成薄膜或者蝕刻薄膜。圖2示出了第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b。或者,基板處理設(shè)備 110可包括第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b中的一個(gè),而不包括第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b中的另一個(gè)。在等離子體源電極114和等離子體接地電極170之間的等離子體放電空間用作氣體噴射孔182。在本發(fā)明中,為了將工藝氣體均勻提供到基板164上,可增加氣體噴射孔182 的數(shù)量。也就是,當(dāng)室導(dǎo)板11 的面積是常數(shù)時(shí),通過減小等離子體源電極114和等離子體接地電極170中每一個(gè)的寬度,增加等離子體源電極114和等離子體接地電極170的密度。結(jié)果,也增加了氣體噴射孔182的數(shù)量??衫没逄幚砉に嚨臈l件來優(yōu)化等離子體源電極114和等離子體接地電極170中每一個(gè)的寬度或者氣體噴射孔182的數(shù)量。此外, 為了通過增加噴射孔182的密度來均勻提供工藝氣體,每個(gè)等離子體源電極114可具有第一寬度,每個(gè)等離子體接地電極170可具有小于第一寬度的第二寬度。氣體供應(yīng)管路172包括用于將第一工藝氣體供應(yīng)到第一氣體提供部118a中的第一氣體供應(yīng)管路17 和用于將第二工藝氣體供應(yīng)到第二氣體提供部118b中的第二氣體供應(yīng)管路172b。在等離子體源電極114和等離子體接地電極170之間的空間中通過等離子體放電而激活或離子化的工藝氣體自氣體噴射孔182以幅射狀擴(kuò)散。因此,由于以幅射狀擴(kuò)散的工藝氣體相互重疊,因此工藝氣體被均勻提供到基座116上的基板164上。結(jié)果,執(zhí)行了均勻的薄膜沉積工藝或均勻的蝕刻工藝。絕緣體162設(shè)置在室導(dǎo)板11 和等離子體源電極114之間。結(jié)果,等離子體源電極114與室導(dǎo)板11 電絕緣。例如,使用諸如螺栓的連接元件將等離子體源電極114與室導(dǎo)板11 以及絕緣體162組合。供給線路160連接到每個(gè)等離子體源電極114。等離子體源電極114通過供給線路160與射頻(RF)功率源1 并聯(lián)連接,用于阻抗匹配的匹配器130安裝在等離子體源電極114和RF功率源1 之間。例如,可以將具有20至50MHz頻率的甚高頻(VHF)提供于 RF功率源126以增加等離子體產(chǎn)生率。供給線路160包括子供給線路160a和主供給線路 160b,子供給線路160a穿過室導(dǎo)板11 和絕緣體162形成并連接到等離子體源電極114, 主供給線路160b將子供給線路160a連接到RF功率源126。室導(dǎo)板11 為矩形,等離子體源電極114為條形。即,等離子體源電極114具有長(zhǎng)軸和短軸。多個(gè)等離子體源電極114以恒定距離彼此間隔。相似地,多個(gè)接地電極170 為條形且以恒定距離彼此間隔。等離子體源電極114和等離子體接地電極170平行設(shè)置。 等離子體接地電極170比等離子體源電極114更接近工藝室112的側(cè)壁。即,等離子體接地電極170中的兩個(gè)與工藝室112相鄰,而等離子體源電極114和其他等離子體接地電極 170位于這兩個(gè)等離子體接地電極170之間。如上所述,等離子體接地電極170和等離子體源電極114彼此交替設(shè)置。子供給線路160a在等離子體源電極114的端部連接到等離子體源電極114?;蛘?,子供給線路160a可在等離子體源電極114的中心連接到等離子體源電極114。例如,可使用諸如螺栓的連接元件將等離子體接地電極170與室導(dǎo)板11 組合。等離子體接地電極170電連接到室導(dǎo)板112a0在等離子體源電極114和基座116之間的第一距離和在等離子體接地電極170和基座116之間的第二距離基本相同。由于絕緣體162位于等離子體源電極114和室導(dǎo)板 11 之間,因此等離子體源電極114的第一厚度小于等離子體接地電極170的第二厚度。 換句話說,等離子體接地電極170的厚度基本上等于等離子體源電極114厚度和絕緣體162 厚度的總和。室導(dǎo)板112a、室主體112b、基座116也用作接地電極。等離子體源電極114、等離子體接地電極170、室導(dǎo)板112a、室主體112b和基座116中的每一個(gè)都可由諸如鋁和不銹鋼的金屬材料形成。絕緣體162可由諸如氧化鋁的陶瓷材料形成。邊框120被設(shè)置在工藝室112的內(nèi)側(cè)以遮擋基板164的邊緣。當(dāng)基座116位于工藝位置時(shí),邊框120遮擋基板164的邊緣以使薄膜不沉積在基板164的邊緣上。閘閥是用于基板164的閘門。在工藝室112中的剩余氣體經(jīng)由排氣端IM排出。此外,通過排氣端 IM控制真空條件。盡管未示出,但是真空泵可連接到排氣端124。基座116包括設(shè)置有基板164的基板支座116a和用于向上和向下移動(dòng)基板支座 116a的基座支架116b?;逯ё?16a尺寸等于或大于基板164。用于加熱基板164的加熱器166安裝在基板支座116a中。如前面提到的,基座116接地?;蛘?,根據(jù)工藝條件,可將RF功率施加到基座116或?qū)⒒?16浮置。為了防止駐波效應(yīng),多個(gè)等離子體源電極114中每一個(gè)的寬度都小于來自RF功率源126的RF功率的波長(zhǎng)。結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)空間中均勻的等離子體密度。在基板處理設(shè)備110中,由于自供給線路160產(chǎn)生的熱量聚集在外殼180中,因此需要冷卻該外殼180。因此,在外殼180側(cè)壁上形成管道138。此外,將盤(pan)(未示出) 安裝在管道138中??赏ㄟ^其它方法冷卻外殼180。圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的室導(dǎo)板的透視圖。為了便于解釋,用虛線示出了等離子體源電極114和等離子體接地電極170。如圖3中所示,等離子體源電極114連接到子供給線路160a,子供給線路160a連接到主供給線路160b。如圖2中所示,主供給線路160b連接到具有匹配器130的RF功率源126。結(jié)果,將多個(gè)等離子體源電極114并聯(lián)連接到RF功率源126。參考圖2,氣體供應(yīng)管路172包括用于將第一工藝氣體供應(yīng)到第一氣體提供部 118a的第一氣體供應(yīng)管路17 和用于將第二工藝氣體供應(yīng)到第二氣體提供部118b中的第二氣體供應(yīng)管路172b。第一氣體提供部118a形成為與等離子體源電極114對(duì)應(yīng),第二氣體提供部118b形成為與等離子體接地電極170對(duì)應(yīng)。第一和第二工藝氣體可相同或不同。第一氣體提供部118a與第一氣體供應(yīng)管路17 —一對(duì)應(yīng)?;蛘?,至少兩個(gè)氣體供應(yīng)管路17 連接到第一氣體提供部118a以改善第一工藝氣體的均勻性。相似地,第二氣體提供部118b與第二氣體供應(yīng)管路172b —一對(duì)應(yīng)?;蛘?,至少兩個(gè)氣體供應(yīng)管路172b 連接到第二氣體提供部118b以改善第二工藝氣體的均勻性。連接到等離子體源電極114且被設(shè)置在室導(dǎo)板11 上方的第一氣體供應(yīng)管路 17 經(jīng)由第一氣體承載管路17 連接到第一源部分176a。連接到等離子體接地電極170 且被設(shè)置在室導(dǎo)板11 上方的第二氣體供應(yīng)管路172b經(jīng)由第二氣體承載管路174b連接到第二源部分176b。在外殼180和室導(dǎo)板11 之間的空間中,第一和第二氣體承載管路 17 和174b分別連接到第一和第二氣體供應(yīng)管路17 和172b,并分別穿過外殼180的側(cè)壁以連接到第一和第二源部分176a和176b。圖4示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極和等離子體接地電極,圖5A和5B分別示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極的側(cè)視圖。 圖6A和6B分別示出了用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體接地電極的側(cè)視圖,圖 7是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的等離子體源電極和等離子體接地電極的截面圖。如圖4中所示,等離子體源電極114包括面對(duì)基座116(圖2)的第一底面188a和面對(duì)等離子體接地電極170的第一側(cè)面188b。等離子體源電極114由于第一底面188a和第一側(cè)面188b而具有內(nèi)部空間。等離子體接地電極170包括面對(duì)基座116的第二底面190a 和面對(duì)等離子體源電極114的第二側(cè)面190b。等離子體接地電極170由于第二底面190a 和第二側(cè)面190b而具有內(nèi)部空間。氣體提供部118包括連接到等離子體源電極114的第一氣體提供部118a和連接到等離子體接地電極170的第二氣體提供部118b。第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b位于等離子體源電極114和等離子體接地電極170之間。第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b關(guān)于垂直于基座116或室導(dǎo)板11 的平面對(duì)稱。
      圖4示出了第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b兩者。或者,僅第一氣體提供部118a和第二氣體提供部118b中的一者形成為僅與等離子體源電極114和等離子體接地電極170中的一者連接。氣體提供部118可僅連接到等離子體源電極114。等離子體源電極114還包括在第一側(cè)面188b上的多個(gè)第一凸起186a。第一凸起 186a具有距第一側(cè)面18 的第一高度“PD1”。例如,第一高度“PD1 ”約為3至10mm。連接到等離子體源電極114的第一氣體提供部118a包括用于來自第一氣體供應(yīng)管路17 的第一工藝氣體的第一空間132a、在等離子體源電極114的第一側(cè)面188b上的多個(gè)第一通孔132b、和第一放電部132c。第一空間13 對(duì)應(yīng)于等離子體源電極114的內(nèi)部空間。第一放電部132c對(duì)應(yīng)于第一凸起186a之間的空間。經(jīng)由多個(gè)第一通孔132b將第一空間13 中的第一工藝氣體提供到第一放電部132c中。為了均勻擴(kuò)散第一工藝氣體, 可在第一空間13 中形成擋板(未示出)。擋板可對(duì)應(yīng)于第一氣體供應(yīng)管路17加。參考圖5A,第一放電部132c包括第一水平部分150a和第一垂直部分15加。第一水平部分150a是在沿著垂直方向設(shè)置的第一凸起186a之間的部分,第一垂直部分15 是在沿著水平方向設(shè)置的第一凸起186a之間的部分。換句話說,第一放電部132c為矩陣形。 第一通孔132b位于第一水平部分150a和第一垂直部分15 的每個(gè)交叉部分處。第一凸起186a具有第一長(zhǎng)度“HD1”和第一寬度“VD1”。第一長(zhǎng)度“HD1 ”和第一寬度“VD1”可相等。例如,第一長(zhǎng)度“HD1”和第一寬度“VD1”可為3至7mm。沿著水平方向的第一凸起186a具有預(yù)定距離。也就是,第一放電部132c的第一垂直部分15 具有第一水平寬度“VI”。此外,沿著垂直方向的第一凸起186a具有預(yù)定距離。也就是,第一放電部 132c的第一水平部分150a具有第一垂直寬度“Η?!?。圖5A示出了第一水平寬度“VI”與第一垂直寬度“Η?!煌??;蛘撸谝凰綄挾取癡I”可以基本上等于第一垂直寬度“Η?!?。第一水平寬度“VI”和第一垂直寬度“Η?!械拿恳粋€(gè)可為5至10mm。第一通孔13 的直徑可約為2至3mm。第一通孔13 被設(shè)置成單行或多行。參考圖4,第一氣體提供部118a的第一空間13 被限定為等離子體源電極114的內(nèi)部空間。為了將子供給線路160a連接到等離子體源電極114的中心,可在等離子體源電極114的中心形成分隔壁190。第一氣體提供部118a的第一空間13 可被該分隔壁190 分成兩個(gè)部分。或者,子供給線路160a可連接到等離子體源電極114的端部而不需分隔壁 190。第一氣體提供部118a可通過以下步驟制造第一步驟,去除等離子體源電極114 的中心以形成第一空間13 ;第二步驟,部分去除等離子體源電極114的第一側(cè)面188b以限定第一放電部132c的第一水平部分150a和第一垂直部分15 ;和第三步驟,在等離子體源電極114的第一側(cè)面188b形成第一通孔132b。在第二步驟中,可以在等離子體源電極 114的第一側(cè)面188b形成第一凸起186a以限定第一放電部132c的第一水平部分150a和第一垂直部分152a,而不是部分去除第一側(cè)面188b。經(jīng)由第一氣體供應(yīng)管路17加(圖幻將第一工藝氣體供應(yīng)到第一氣體提供部118a 的第一空間132a,第一氣體提供部118a的第一放電部132c提供等離子體放電空間。參考圖5B,為了增加放電空間,在第一水平部分150a之間形成第一子水平部分 151a,在第一垂直部分15 之間形成第一子垂直部分153a。第一通孔132b位于第一水平部分150a和第一垂直部分15 的交叉部分處,而在第一子水平部分151a和第一子垂直部分153a處沒有第一通孔132b。在圖5B中,第一水平部分150a和第一垂直部分15 分別具有與第一子水平部分151a和第一子垂直部分153a相同的寬度?;蛘撸谝凰讲糠?50a 和第一垂直部分15 可以分別具有與第一子水平部分151a和第一子垂直部分153a不同的寬度。例如,取決于通過第一通孔132b的第一工藝氣體的擴(kuò)散壓力,第一水平部分150a 和第一垂直部分15 可以分別具有小于第一子水平部分151a和第一子垂直部分153a的寬度。參考圖4,等離子體接地電極170還包括在第二側(cè)面190b上的多個(gè)第二凸起 186b。第二凸起186b具有距第二側(cè)面190b的第二高度“PD2”。例如,第二高度“PD2”約為 3 至 10mm。連接到等離子體接地電極170的第二氣體提供部118b包括用于來自第二氣體供應(yīng)管路172b的第二工藝氣體的第二空間133a、在等離子體接地電極170的第二側(cè)面190b 上的多個(gè)第二通孔13北、和第二放電部133c。第二空間133a對(duì)應(yīng)于等離子體接地電極170 的內(nèi)部空間。第二放電部133c對(duì)應(yīng)于第二凸起186b之間的空間。經(jīng)由多個(gè)第二通孔13 將第二空間133a中的第二工藝氣體提供到第二放電部133c中。為了均勻擴(kuò)散第二工藝氣體,在第二空間133a中形成擋板(未示出)。擋板可對(duì)應(yīng)于第二氣體供應(yīng)管路172b。參考圖6A,第二放電部133c包括第二水平部分150b和第二垂直部分15 。第二水平部分150b是在沿著垂直方向設(shè)置的第二凸起186b之間的部分,第二垂直部分152b是在沿著水平方向設(shè)置的第二凸起186b之間的部分。換句話說,第二放電部133c為矩陣形。 第二通孔13 位于第二水平部分150b和第二垂直部分152b的每個(gè)交叉部分處。第二凸起186b具有第二長(zhǎng)度“HD2”和第二寬度“VD2”,第二長(zhǎng)度“HD2”和第二寬度“VD2”可相等。例如,第二長(zhǎng)度“HD2”和第二寬度“VD2”可為3至7mm。沿著水平方向的第二凸起186b具有預(yù)定距離。也就是,第二放電部133c的第二垂直部分152b具有第二水平寬度“V2”。此外,沿著垂直方向的第二凸起186b具有預(yù)定距離。也就是,第二放電部 133c的第二水平部分150b具有第二垂直寬度“H2”。圖6A示出了第二水平寬度“V2”不同于第二垂直寬度“H2”?;蛘?,第二水平寬度“V2”可基本等于第二垂直寬度“H2”。第二水平寬度“V2”和第二垂直寬度“H2”中的每一個(gè)都可為5至10mm。第二通孔13 的直徑為約2至3mm。第二通孔133b可設(shè)置成單行或多行。參考圖4,第二氣體提供部118b的第二空間133a被限定為等離子體接地電極170 的內(nèi)部空間。經(jīng)由第二氣體供應(yīng)管路172b(圖幻將第二工藝氣體供應(yīng)到第二氣體提供部 118b的第二空間133a,第二氣體提供部118b的第二放電部133c提供等離子體放電空間。參考圖6B,為了增加放電空間,第二子水平部分151b形成在第二水平部分150b之間,第二子垂直部分15 形成在第二垂直部分152b之間。第二通孔13 位于第二水平部分150b和第二垂直部分152b的交叉部分處,而在第二子水平部分151b和第二子垂直部分 153b處沒有第二通孔133b。在圖6B中,第二水平部分150b和第二垂直部分152b分別具有與第二子水平部分 151b和第二子垂直部分15 相同的寬度?;蛘撸诙讲糠?50b和第二垂直部分152b 可以分別具有與第二子水平部分151b和第二子垂直部分15 不同的寬度。例如,取決于通過第二通孔13 的第二工藝氣體的擴(kuò)散壓力,第二水平部分150b和第二垂直部分152b 可分別具有小于第二子水平部分151b和第二子垂直部分15 的寬度。
      參考圖7,等離子體源電極114的第一凸起186a與等離子體接地電極170的第二凸起186b具有電極間隙“ED”,以提供足夠空間用于等離子體放電。例如,電極間隙“ED”可為約1至10mm。等離子體源電極114的第一放電部132c和等離子體接地電極170的第二放電部133c關(guān)于中心平面對(duì)稱,該中心平面與基座116(圖2、垂直,位于等離子體源電極 114和等離子體接地電極170之間。如圖4和5A中所示,由于在第一放電部132c的第一水平部分150a和第一垂直部分15 以及第二放電部133c的第二水平部分150b和第二垂直部分152b中產(chǎn)生等離子體放電,因此增加了等離子體密度。圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備的室導(dǎo)板的背側(cè)平面圖。參考圖8,等離子體源電極114和等離子體接地電極170被設(shè)置在室導(dǎo)板11 的背面上以面對(duì)基座116(圖 2)。等離子體源電極114和等離子體接地電極170相互交替設(shè)置。室導(dǎo)板11 的邊緣188與室主體112b (圖2)組合。當(dāng)將等離子體源電極114設(shè)置在室導(dǎo)板11 的最外側(cè)以面對(duì)室主體112b時(shí),在等離子體源電極114和室主體112b之間存在不希望的等離子體放電。因此,為了防止不希望的等離子體放電,等離子體接地電極 170被設(shè)置在室導(dǎo)板11 的最外側(cè)。也就是,等離子體源電極114和等離子體接地電極170 交替設(shè)置,并且等離子體接地電極170中的兩個(gè)被設(shè)置在最外側(cè)。在最外側(cè)的等離子體接地電極170包括第二凸起186b和第二放電部133c?;蛘撸谧钔鈧?cè)的等離子體接地電極 170上沒有第二凸起18 和第二放電部133c。參考圖2,氣體噴射孔182被設(shè)置在等離子體源電極114和等離子體接地電極170 之間以將第一和第二工藝氣體提供到基座116上的基板164上。也就是,在等離子體源電極114的第一放電部132c和等離子體接地電極170的第二放電部133c中激活或者離子化第一和第二工藝氣體,并經(jīng)由氣體噴射孔182將所述第一和第二工藝氣體提供到基板164 上。為了將第一和第二工藝氣體均勻提供到基板164或基座116上,可控制氣體噴射孔182的數(shù)量。當(dāng)室導(dǎo)板11 具有恒定面積時(shí),可控制等離子體源電極114和等離子體接地電極170中每一個(gè)的寬度,以控制氣體噴射孔182的數(shù)量。換句話說,通過減小等離子體源電極114和等離子體接地電極170中每一個(gè)的寬度來增加氣體噴射孔182的數(shù)量。相反, 通過增大等離子體源電極114和等離子體接地電極170中每一個(gè)的寬度來減少氣體噴射孔 182的數(shù)量。在本發(fā)明中,第一通孔和第二通孔分別設(shè)置在第一放電部的第一水平部分和第一垂直部分的交叉部分處和第二放電部的第二水平部分和第二垂直部分的交叉部分處,第一和第二工藝氣體沿著垂直方向和水平方向均勻擴(kuò)散。因此,激活或離子化的第一和第二工藝氣體被均勻提供到基座上的基板上。結(jié)果,改善了薄膜沉積工藝或蝕刻工藝的特性。此外,通過控制等離子體源電極和等離子體接地電極的數(shù)量和寬度,也能控制等離子體密度和氣體噴射孔的數(shù)量。結(jié)果,進(jìn)一步改善了薄膜沉積工藝或蝕刻工藝的特性。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在具有邊框的設(shè)備中可做出各種修改和變化。由此,只要對(duì)本發(fā)明的修改和變化落在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi),本發(fā)明意在覆蓋本發(fā)明的這種修改和變化。
      權(quán)利要求
      1.一種用于基板處理設(shè)備的氣體分配裝置,包括具有第一側(cè)面的多個(gè)等離子體源電極;具有面對(duì)第一側(cè)面的第二側(cè)面的多個(gè)等離子體接地電極,所述多個(gè)等離子體接地電極與多個(gè)等離子體源電極交替設(shè)置;和設(shè)置在每個(gè)等離子體源電極處的第一氣體提供部,包括用于第一工藝氣體的第一空間、穿過第一側(cè)面并連接到所述第一空間的多個(gè)第一通孔、和在所述第一側(cè)面上的第一放電部。
      2.如權(quán)利要求1所述的氣體分配裝置,還包括設(shè)置在每個(gè)等離子體接地電極處的第二氣體提供部,所述第二氣體提供部包括用于第二工藝氣體的第二空間、穿過第二側(cè)面并連接到所述第二空間的多個(gè)第二通孔、和在所述第一側(cè)面上的第二放電部。
      3.如權(quán)利要求2所述的氣體分配裝置,其中所述第二放電部包括多個(gè)第一水平部分和與多個(gè)第一水平部分交叉的多個(gè)第一垂直部分,其中所述多個(gè)第二通孔位于多個(gè)第一水平部分和多個(gè)第一垂直部分的交叉部分處。
      4.如權(quán)利要求3所述的氣體分配裝置,其中所述等離子體接地電極包括在所述第二側(cè)面上的多個(gè)第一凸起,所述多個(gè)第一凸起位于多個(gè)第一水平部分和多個(gè)第一垂直部分之間。
      5.如權(quán)利要求4所述的氣體分配裝置,其中所述多個(gè)第一凸起中的每一個(gè)具有距第二側(cè)面約3至IOmm的高度。
      6.如權(quán)利要求4所述的氣體分配裝置,其中所述第二放電部還包括多個(gè)第一子水平部分和與所述多個(gè)第一子水平部分交叉的多個(gè)第一子垂直部分,其中所述多個(gè)第一子水平部分位于多個(gè)第一水平部分之間,所述多個(gè)第一子垂直部分位于多個(gè)第一垂直部分之間。
      7.如權(quán)利要求2所述的氣體分配裝置,其中所述第一放電部與第二放電部關(guān)于等離子體源電極和等離子體接地電極之間的中心平面對(duì)稱。
      8.如權(quán)利要求2所述的氣體分配裝置,其中所述等離子體源電極包括在所述第一側(cè)面上的多個(gè)第二凸起,其中多個(gè)第一凸起與多個(gè)第二凸起相間隔。
      9.如權(quán)利要求1所述的氣體分配裝置,其中所述第一放電部包括多個(gè)第二水平部分和與所述多個(gè)第二水平部分交叉的多個(gè)第二垂直部分,其中所述多個(gè)第一通孔位于多個(gè)第二水平部分和多個(gè)第二垂直部分的交叉部分處。
      10.如權(quán)利要求9所述的氣體分配裝置,其中所述等離子體源電極包括在所述第一側(cè)面上的多個(gè)第二凸起,所述多個(gè)第二凸起位于多個(gè)第二水平部分和多個(gè)第二垂直部分之間。
      11.如權(quán)利要求10所述的氣體分配裝置,其中所述多個(gè)第二凸起中的每一個(gè)都具有距第一側(cè)面約3至IOmm的高度。
      12.如權(quán)利要求10所述的氣體分配裝置,其中所述第一放電部還包括多個(gè)第二子水平部分和與所述多個(gè)第二子水平部分交叉的多個(gè)第二子垂直部分,其中所述多個(gè)第二子水平部分位于多個(gè)第二水平部分之間,所述多個(gè)第二子垂直部分位于多個(gè)第二垂直部分之間。
      13.一種基板處理設(shè)備,包括具有室導(dǎo)板和室主體的工藝室,所述室導(dǎo)板和室主體組合以提供反應(yīng)空間;在反應(yīng)空間中的基座,其中基板被設(shè)置在基座上;和氣體分配裝置,包括多個(gè)等離子體源電極,具有第一側(cè)面并與室導(dǎo)板組合;多個(gè)等離子體接地電極,具有面對(duì)第一側(cè)面的第二側(cè)面,所述多個(gè)等離子體接地電極與多個(gè)等離子體源電極交替設(shè)置且與所述室導(dǎo)板組合;和設(shè)置在每個(gè)等離子體源電極處的第一氣體提供部,包括用于第一工藝氣體的第一空間、穿過第一側(cè)面且連接到所述第一空間的多個(gè)第一通孔、和在所述第一側(cè)面上的第一放電部。
      14.如權(quán)利要求13所述的基板處理設(shè)備,其中所述氣體分配裝置還包括設(shè)置在每個(gè)等離子體接地電極處的第二氣體提供部,所述第二氣體提供部包括用于第二工藝氣體的第二空間、穿過第二側(cè)面并連接到所述第二空間的多個(gè)第二通孔、和在所述第一側(cè)面上的第二放電部。
      15.如權(quán)利要求14所述的基板處理設(shè)備,其中所述第二放電部包括多個(gè)第一水平部分和與所述多個(gè)第一水平部分交叉的多個(gè)第一垂直部分,其中所述多個(gè)第二通孔位于多個(gè)第一水平部分和多個(gè)第一垂直部分的交叉部分處。
      16.如權(quán)利要求15所述的基板處理設(shè)備,其中所述等離子體接地電極包括在第二側(cè)面上的多個(gè)第一凸起,所述多個(gè)第一凸起位于多個(gè)第一水平部分和多個(gè)第一垂直部分之間。
      17.如權(quán)利要求16所述的基板處理設(shè)備,其中所述多個(gè)第一凸起中的每一個(gè)都具有距第二側(cè)面約3至IOmm的高度。
      18.如權(quán)利要求16所述的基板處理設(shè)備,其中所述第二放電部還包括多個(gè)第一子水平部分和與所述多個(gè)第一子水平部分交叉的多個(gè)第一子垂直部分,其中所述多個(gè)第一子水平部分位于多個(gè)第一水平部分之間,所述多個(gè)第一子垂直部分位于多個(gè)第一垂直部分之間。
      19.如權(quán)利要求14所述的基板處理設(shè)備,其中所述第一放電部與第二放電部關(guān)于等離子體源電極和等離子體接地電極之間的中心平面對(duì)稱。
      20.如權(quán)利要求14所述的基板處理設(shè)備,其中所述等離子體源電極包括在所述第一側(cè)面上的多個(gè)第二凸起,其中多個(gè)第一凸起與多個(gè)第二凸起相間隔。
      21.如權(quán)利要求13所述的基板處理設(shè)備,其中所述第一放電部包括多個(gè)第二水平部分和與所述多個(gè)第二水平部分交叉的多個(gè)第二垂直部分,其中所述多個(gè)第一通孔位于多個(gè)第二水平部分與多個(gè)第二垂直部分的交叉部分處。
      22.如權(quán)利要求21的基板處理設(shè)備,其中所述等離子體源電極包括在所述第一側(cè)面上的多個(gè)第二凸起,所述多個(gè)第二凸起位于多個(gè)第二水平部分和多個(gè)第二垂直部分之間。
      23.如權(quán)利要求22所述的基板處理設(shè)備,其中所述多個(gè)第二凸起中的每一個(gè)都具有距第一側(cè)面約3至IOmm的高度。
      24.如權(quán)利要求22所述的基板處理設(shè)備,其中所述第一放電部還包括多個(gè)第二子水平部分和與所述多個(gè)第二子水平部分交叉的多個(gè)第二子垂直部分,其中所述多個(gè)第二子水平部分位于多個(gè)第二水平部分之間,所述多個(gè)第二子垂直部分位于多個(gè)第二垂直部分之間。
      25.如權(quán)利要求13所述的基板處理設(shè)備,其中每個(gè)等離子體源電極和基座之間的第一距離基本上等于每個(gè)等離子體接地電極和基座之間的第二距離。
      26.如權(quán)利要求13所述的基板處理設(shè)備,其中所述氣體分配裝置還包括在室導(dǎo)板和每個(gè)等離子體接地電極之間的絕緣體。
      27.如權(quán)利要求沈所述的基板處理設(shè)備,其中每個(gè)等離子體接地電極的厚度基本上等于每個(gè)等離子體接地電極的厚度與絕緣體的厚度的總和。
      28.如權(quán)利要求13所述的基板處理設(shè)備,其中所述等離子體接地電極中的兩個(gè)位于最外側(cè)以與室主體相鄰。
      全文摘要
      一種用于基板處理設(shè)備的氣體分配裝置,包括具有第一側(cè)面的多個(gè)等離子體源電極;具有與第一側(cè)面面對(duì)的第二側(cè)面的多個(gè)等離子體接地電極,所述多個(gè)等離子體接地電極與多個(gè)等離子體源電極交替設(shè)置;和設(shè)置在每個(gè)等離子體源電極處的第一氣體提供部,包括用于第一工藝氣體的第一空間、穿過第一側(cè)面并連接到第一空間的多個(gè)第一通孔、以及在第一側(cè)面上的第一放電部。
      文檔編號(hào)H01L21/67GK102299045SQ20111017687
      公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
      發(fā)明者全富一, 宋明坤, 李政洛, 都在轍 申請(qǐng)人:周星工程股份有限公司
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