專利名稱：經(jīng)陽(yáng)極處理的噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文揭露的實(shí)施例大致關(guān)于具有陽(yáng)極處理的氣體分配噴頭的設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)通常被用來沉積薄膜于基板上，基板諸如半導(dǎo)體基板、太陽(yáng)能面板基板、平板顯示器(FPD)基板、有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)基板等等。通常藉由將處理氣體導(dǎo)入具有配置于基座上的基板的真空腔室來達(dá)成等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。藉由一或多個(gè)耦接至腔室的RF源將RF電流施加至腔室來激發(fā)處理氣體成為等離子體。等離子體發(fā)生反應(yīng)從而在位于基座上的基板表面上形成材料層。RF電流試圖返回到驅(qū)動(dòng)RF電流的源。因此，RF電流需要一條路徑以返回到RF功率源。當(dāng)未適當(dāng)配置RF返回路徑時(shí)，返回到RF功率源的RF電流的電位將可能小于在腔室中移動(dòng)以把處理氣體激發(fā)成等離子體的RF電流。若這兩個(gè)電流足夠靠近，則這兩個(gè)電流間的電位差異會(huì)在腔室中引起電弧的產(chǎn)生并有可能激發(fā)在沉積過程中會(huì)影響沉積均勻性與薄膜性質(zhì)的寄生等離子體。因此，需要具有適當(dāng)設(shè)計(jì)的RF返回路徑的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本文揭露的實(shí)施例大致關(guān)于具有陽(yáng)極處理的氣體分配噴頭的設(shè)備。在大面積平行板的RF處理腔室中，控制RF返回路徑將具有挑戰(zhàn)性。RF處理腔室中經(jīng)常碰到電弧的產(chǎn)生。 為了減少RF處理腔室中的電弧產(chǎn)生，可耦接多個(gè)帶至基座以縮短RF返回路徑；可在處理過程中耦接陶瓷或絕緣或陽(yáng)極處理的遮蔽框架至基座；且可沉積陽(yáng)極處理的涂層于最接近腔室壁的噴頭邊緣上。陽(yáng)極處理的涂層可減少噴頭與腔室壁之間的電弧產(chǎn)生，并因此增進(jìn)薄膜性質(zhì)并提高沉積速率。一實(shí)施例中，揭露一種等離子體處理設(shè)備。該設(shè)備包括處理腔室主體，具有數(shù)個(gè)壁與底面；基座，配置于處理腔室主體中并可在第一位置與第二位置之間移動(dòng)；及一或多個(gè)帶，耦接至基座并耦接至一或多個(gè)底面或壁。該設(shè)備亦包括噴頭，該噴頭配置于處理腔室主體中且與基座相對(duì)，且噴頭具有一或多個(gè)延伸穿越該噴頭中的氣體通道。噴頭包括陽(yáng)極處理的涂層，該涂層配置于噴頭鄰近壁的那些部分上。該設(shè)備亦包括遮蔽框架，該遮蔽框架配置于處理腔室主體中且位于基座與噴頭之間，遮蔽框架可移動(dòng)于第三位置與第四位置之間，其中第三位置與基座有所間隔而第四位置接觸基座。另一實(shí)施例中，揭露一種氣體分配噴頭。該噴頭包括噴頭主體，該噴頭主體具有多個(gè)延伸穿越該噴頭主體的氣體通道。該噴頭主體具有中心部分與凸緣部分。凸緣部分具有在處理過程中面對(duì)基座的第一表面、與第一表面相對(duì)的第二表面、及連接第一表面與第二表面的邊緣表面。該噴頭亦包括陽(yáng)極處理的涂層，該涂層配置于噴頭主體的凸緣部分上。陽(yáng)極處理的涂層覆蓋至少邊緣表面的部分。陽(yáng)極處理的涂層自第一位置處延伸，第一位置與噴頭主體中心相隔第一距離。陽(yáng)極處理的涂層自第二位置處延伸，第二位置與噴頭主體中心相隔第二距離(大于第一距離)。陽(yáng)極處理的涂層自第一位置與第二位置兩者處延伸，以致陽(yáng)極處理的涂層覆蓋至少邊緣表面的部分。另一實(shí)施例中，揭露一種等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備。該設(shè)備包括腔室主體，具有多個(gè)壁與腔室底面；及基座，配置于腔室主體中且可在第一位置與第二位置之間移動(dòng)，第一位置與腔室底面間隔第一距離而第二位置與腔室底面間隔第二距離，其中第二距離大于第一距離。該設(shè)備亦包括多個(gè)帶，該多個(gè)帶耦接至基座且耦接至一或多個(gè)腔室底面與多個(gè)壁。多個(gè)帶沿著基座不均勻地分散。該設(shè)備亦包括氣體分配噴頭，該氣體分配噴頭配置于腔室主體中且與基座相對(duì)，氣體分配噴頭具有多個(gè)延伸穿越該氣體分配噴頭的氣體通道，并具有中心部分與邊緣部分。氣體分配噴頭包括陽(yáng)極處理的涂層，該涂層配置于噴頭上且延伸于氣體分配噴頭表面上。陽(yáng)極處理的涂層在邊緣部分的厚度大于陽(yáng)極處理的涂層在中心部分的厚度。


為了更詳細(xì)地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實(shí)施例(某些描繪于附圖中)來理解本發(fā)明簡(jiǎn)短概述于上的特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例而因此不被視為本發(fā)明的范圍的限制因素，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效實(shí)施例。圖1是根據(jù)一實(shí)施例的設(shè)備100的示意橫剖面圖。圖2是根據(jù)一實(shí)施例的基座202的等角圖，使多個(gè)帶204與該基座202耦接。圖3是根據(jù)另一實(shí)施例的基座350的示意俯視圖，使多個(gè)帶352與該基座350耦接。圖4是根據(jù)一實(shí)施例氣體分配噴頭402的示意橫剖面圖。圖5是根據(jù)一實(shí)施例氣體分配噴頭550相對(duì)于處理腔室壁554的示意橫剖面圖。圖6是根據(jù)另一實(shí)施例包含噴頭602上的陽(yáng)極處理層604的設(shè)備600的示意橫剖面圖。圖7A是RF返回元件的另一實(shí)施例的等角圖。圖7B是圖7A所示的RF返回元件的側(cè)視圖。圖7C是多個(gè)可壓縮接觸件的耦接配置的一實(shí)施例的等角橫剖面圖。圖7D是圖7C的腔室主體從線7D-7D中取出的一部分的俯視圖。圖8A是可壓縮接觸件的另一實(shí)施例的等角圖。圖8B是圖8A所示的可壓縮接觸件的分解等角圖。圖8C與8D是支架的一實(shí)施例的等角圖。圖9A是可壓縮接觸件的另一實(shí)施例的等角圖。圖9B是可壓縮接觸件的另一實(shí)施例的示意圖。圖IOA與IOB是顯示圖9A的可壓縮接觸件的腔室主體部分的側(cè)視橫剖面圖。圖11是根據(jù)另一實(shí)施例氣體分配噴頭的示意橫剖面圖。為了促進(jìn)理解，盡可能應(yīng)用相同的元件符號(hào)來標(biāo)示圖示中相同的元件。預(yù)期一實(shí)施例揭露的元件可有利地用于其他實(shí)施例而不需特別詳述。
具體實(shí)施方式
本文揭露的實(shí)施例大致關(guān)于具有陽(yáng)極處理的氣體分配噴頭的設(shè)備。在大面積平行板的RF處理腔室中，控制RF返回路徑將具有挑戰(zhàn)性。RF處理腔室中經(jīng)常碰到電弧產(chǎn)生。 為了減少RF處理腔室中的電弧產(chǎn)生，可耦接帶至基座以縮短RF返回路徑；可在處理過程中耦接陶瓷或絕緣或陽(yáng)極處理的遮蔽框架至基座；且可沉積陽(yáng)極處理的涂層于最接近腔室壁的噴頭邊緣上。陽(yáng)極處理的涂層可減少噴頭與腔室壁之間的電弧產(chǎn)生，并因此增進(jìn)薄膜性質(zhì)并提高沉積速率。本文論述的實(shí)施例可參照 AKT America (Applied Materials, Inc.，Santa Clara, CA的子公司)制造與銷售的大面積等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積腔室。可理解本文論述的實(shí)施例亦可實(shí)施于其他腔室中，包括其他制造商銷售的腔室。大面積處理腔室是尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)以處理面積大于約一萬(wàn)五千平方厘米的基板。一實(shí)施例中，基板的面積大于約五萬(wàn)平方厘米。另一實(shí)施例中，基板的面積大于約五萬(wàn)五千平方厘米。另一實(shí)施例中，基板的面積大于約六萬(wàn)平方厘米。另一實(shí)施例中，基板的面積大于約九萬(wàn)平方厘米。圖1是根據(jù)一實(shí)施例的設(shè)備100的示意橫剖面圖。在所示的實(shí)施例中，設(shè)備100 是等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備。設(shè)備100包括腔室主體102，將來自氣體源104的處理氣體提供進(jìn)入腔室主體102。當(dāng)設(shè)備100被用于沉積時(shí)，透過遠(yuǎn)端等離子體源106且透過管 108來提供來自氣體源的處理氣體。在遠(yuǎn)端等離子體源106中并未將處理氣體激發(fā)成等離子體。清潔過程中，自氣體源104將清潔氣體輸送進(jìn)入遠(yuǎn)端等離子體源106，清潔氣體在進(jìn)入腔室之前于遠(yuǎn)端等離子體源106中被激發(fā)成等離子體。管108是導(dǎo)電管108。用來在腔室中將處理氣體激發(fā)成等離子體的RF電流是自RF功率源110耦接至管 108。由于RF電流的「集膚效應(yīng)」，RF電流沿著管108的外側(cè)移動(dòng)。RF電流將僅穿透導(dǎo)電材料達(dá)某種預(yù)定深度。因此，RF電流沿著管108外側(cè)移動(dòng)而處理氣體在管108中移動(dòng)。處理氣體在管108中移動(dòng)時(shí)從未「碰見」RF電流，因?yàn)镽F電流并未穿透管108到足夠遠(yuǎn)以在處理氣體位于管108中時(shí)將處理氣體暴露于RF電流。透過背板114提供處理氣體至腔室。處理氣體接著擴(kuò)張至背板114與噴頭116之間的區(qū)域118。處理氣體接著移動(dòng)通過氣體通道156并進(jìn)入處理區(qū)域148。另一方面，RF電流并未進(jìn)入背板114與噴頭116之間的區(qū)域118。反之，RF電流沿著管108的外側(cè)移動(dòng)至背板114。此處，RF電流沿著背板114的大氣側(cè)158移動(dòng)。背板 114可包括導(dǎo)電材料。一實(shí)施例中，背板114可包括鋁。另一實(shí)施例中，背板114可包括不銹鋼。RF電流接著自背板沿著支架120移動(dòng)，支架120包括導(dǎo)電材料。一實(shí)施例中，支架 120可包括鋁。另一實(shí)施例中，支架120可包括不銹鋼。RF電流接著沿著噴頭116的正面 160移動(dòng)，RF電流在此處將已經(jīng)穿過氣體通道156的處理氣體于處理區(qū)域148中激發(fā)成為等離子體，而處理區(qū)域148位于噴頭116與基板IM之間。以箭頭「A」顯示RF電流移動(dòng)到達(dá)噴頭116的正面160的路徑。一實(shí)施例中，噴頭116可包括導(dǎo)電材料。另一實(shí)施例中，噴頭116可包括金屬。另一實(shí)施例中，噴頭116可包括鋁。另一實(shí)施例中，噴頭116可包括不銹鋼。由于等離子體的緣故，材料被沉積于基板124上?；蹇膳渲糜诨?26上，基座 126可移動(dòng)于第一位置與第二位置之間，第一位置與噴頭116間隔第一距離，而第二位置與噴頭116間隔第二距離，其中第二距離小于第一距離?；? 可配置于桿136上并藉由致動(dòng)器140移動(dòng)基座126。
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基板124是大面積基板，因此當(dāng)在舉升銷130、132上提高時(shí)會(huì)呈弓狀。因此，舉升銷130、132會(huì)具有不同長(zhǎng)度。當(dāng)透過狹縫閥開口 144將基板IM插入腔室時(shí)，基座1 可位于下方位置。當(dāng)基座1 位于下方位置時(shí)，舉升銷130、132可延伸高于基座126。因此， 首先將基板1 置于舉升銷上。舉升銷130、132具有不同長(zhǎng)度。外側(cè)舉升銷130長(zhǎng)于內(nèi)側(cè)舉升銷132，以致基板IM置于舉升銷130、132上時(shí)于中心下垂。提高基座126以接觸基板 124。以中心向邊緣進(jìn)行的方式讓基板IM接觸基座126，以致可排除任何存在于基座126 與基板1 之間的氣體。隨后，舉升銷130、132跟基板IM —起由基座1 所提高。當(dāng)提高基座1 高于狹縫閥開口 144時(shí)，基座1 會(huì)碰見遮蔽框架128。遮蔽框架 1 在未使用時(shí)坐落于突出部142上，突出部142是位于狹縫閥開口 144上方。由于遮蔽框架1 非常大，其可能沒有適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。因此，滾軸可存在于遮蔽框架1 或基座1 任一者上以允許遮蔽框架1 滾進(jìn)基座1 上適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)位置。遮蔽框架1 具有雙重功能。 遮蔽框架1 保護(hù)未被基板IM覆蓋的基座126區(qū)域免于沉積。此外，當(dāng)遮蔽框架1 包括電絕緣材料時(shí)，遮蔽框架1 可電遮蔽沿著基座1 移動(dòng)的RF電流與沿著壁146移動(dòng)的 RF電流。一實(shí)施例中，遮蔽框架1 可包括絕緣材料。另一實(shí)施例中，遮蔽框架1 可包括陶瓷材料。另一實(shí)施例中，遮蔽框架1 可包括A1203。另一實(shí)施例中，遮蔽框架可包括金屬，在該金屬上具有陽(yáng)極處理層。一實(shí)施例中，金屬包括鋁。另一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層包括 Al2O3。RF電流需返回驅(qū)動(dòng)該RF電流的功率源110。RF電流透過等離子體耦接至基座 126。一實(shí)施例中，基座1 可包括導(dǎo)電材料，例如鋁。另一實(shí)施例中，基座1 可包括導(dǎo)電材料，例如不銹鋼。RF電流經(jīng)由經(jīng)過箭頭「B」所示的路徑返回功率源110。為了縮短RF電流返回路徑，可耦接一或多個(gè)帶134至基座126。藉由利用多個(gè)帶 134，RF電流將自這些帶向下移動(dòng)至腔室的底部138，接著反向向上至腔室的壁146。如下所述，RF返回路徑元件亦可耦接于基座與遮蔽框架突出部142之間，以縮短RF電流返回路徑。在帶134不存在的情況下，RF電流將沿著基座126的底部、向下至桿136、并反向沿著腔室的底部138與壁146移動(dòng)。沿著基座126的底部移動(dòng)的RF電流與腔室的桿136或底部138任一者上的RF電流之間可能存在高電位差異。因?yàn)殡娢徊町?，可能在基座下方的區(qū)域150中產(chǎn)生電弧。帶134降低區(qū)域150中電弧產(chǎn)生的機(jī)率。亦可能在壁146與基座間的區(qū)域152中產(chǎn)生電弧。當(dāng)遮蔽框架128是絕緣材料時(shí)， 遮蔽框架1 可減少區(qū)域152中可能的電弧產(chǎn)生。下述的額外RF返回元件亦有助于降低區(qū)域152中的電弧產(chǎn)生。RF電流在到達(dá)功率源110的前沿著壁146與蓋112返回。0形環(huán) 122電絕緣壁146與背板114。由于高電位差異，可能在噴頭116與區(qū)域154中的壁146之間產(chǎn)生電弧。為了降低區(qū)域154中的電弧產(chǎn)生，可陽(yáng)極處理靠近壁146的噴頭116。圖2是根據(jù)一實(shí)施例的基座202的等角圖，使多個(gè)帶204與基座202耦接。圖2所示實(shí)施例中，沿著基座202不對(duì)稱地分隔帶204，以致接近基座202中心相對(duì)于基座角落具有更多的帶。換句話說，相對(duì)于基座中心而言，箭頭「C」所示帶204之間的間距在基座202 角落附近較大。圖3是根據(jù)另一實(shí)施例的基座350的示意俯視圖，使多個(gè)帶352與基座350耦接。 圍繞「X」軸對(duì)稱地配置這些帶，但圍繞「Y」軸則不對(duì)稱地配置這些帶。鄰近腔室壁的側(cè)邊 358與360是實(shí)質(zhì)相同的。側(cè)邊邪4是鄰近狹縫閥開口。RF電流沿著壁反向移動(dòng)以到達(dá)RF功率源。因此，當(dāng)RF電流沿著具有狹縫閥開口的壁移動(dòng)時(shí)，RF電流具有較長(zhǎng)的路徑。因此，側(cè)邊3M具有不同的帶352配置。同樣地，由于腔室的矩形形狀，側(cè)邊356短于側(cè)邊358 與360，因此側(cè)邊356配置不同于側(cè)邊358與360。由于沒有狹縫閥開口鄰近側(cè)邊356，側(cè)邊 356的帶352配置不同于側(cè)邊354。圖4是根據(jù)一實(shí)施例的氣體分配噴頭402的示意橫剖面圖。噴頭402具有多個(gè)氣體通道404，多個(gè)氣體通道404穿越于面對(duì)背板的上游側(cè)418與下游側(cè)412之間。顯示的下游側(cè)412為面對(duì)基板的凹面?？梢岳斫庠谀承?shí)施例中，下游側(cè)412可為平坦的且實(shí)質(zhì)平行于上游側(cè)418。一實(shí)施例中，噴頭402的上游側(cè)418亦可如同圖11所示般為凹面。氣體通道404具有氣室406、孔408與中空陰極腔410。氣室406是因用來形成氣體通道404的鉆孔的緣故而存在的?？?08在噴頭402的上游側(cè)418上產(chǎn)生背壓。由于背壓的緣故，氣體在穿過氣體通道404之前可均勻地分布于噴頭402的上游側(cè)418上。中空陰極腔410允許等離子體在中空陰極腔410中的氣體通道404中產(chǎn)生。相對(duì)于不存在中空陰極腔的情況下，中空陰極腔410可更佳地控制處理腔室中的等離子體分布。下游側(cè)412的中空陰極腔 410的直徑或?qū)挾却笥诳?08?？?08的寬度或直徑小于等離子體暗區(qū)，且因此并不預(yù)期在中空陰極腔410上方點(diǎn)燃等離子體。噴頭402亦具有延伸向外朝向腔室壁的凸緣414。凸緣414不同于中心。因?yàn)橥咕?14接近處理腔室，這是一個(gè)會(huì)產(chǎn)生電弧的位置。凸緣414與壁之間的RF電位差異可大到足以在噴頭402與腔室壁之間產(chǎn)生電弧。為了避免產(chǎn)生電弧，可在凸緣414上(而非中心上)形成陽(yáng)極處理層416。為了在凸緣414上形成陽(yáng)極處理層416，首先藉由鉆出氣體通道404穿透噴頭來形成噴頭?？稍阢@孔之前或之后將下游側(cè)412制成凹面。任何情況中，在形成噴頭402之后， 噴頭402相當(dāng)臟且需要清潔。某些實(shí)施例中，可清潔噴頭402。清潔之后，可陽(yáng)極處理噴頭 402。一實(shí)施例中，為了在清潔之后取得陽(yáng)極處理層416，陽(yáng)極處理整個(gè)噴頭402以在整個(gè)噴頭402上形成陽(yáng)極處理層。接著，遮蔽欲保留陽(yáng)極處理層416的凸緣414。之后，對(duì)噴頭 402的未遮蔽部分進(jìn)行去-陽(yáng)極處理。接著移除遮蔽以留下以陽(yáng)極處理層416覆蓋的凸緣 414以及未陽(yáng)極處理的噴頭402的剩余部分。制造噴頭的替代方式為清潔整個(gè)噴頭并接著僅陽(yáng)極處理凸緣414。一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層416可包括絕緣層。另一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層416可包括Al2O315另一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層416可包括陶瓷材料。另一實(shí)施例中， 陽(yáng)極處理層可包括Si02。另一實(shí)施例中，陽(yáng)極X處理層416可包括聚四氟乙烯。另一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層416可包括有機(jī)材料。圖5是根據(jù)一實(shí)施例的氣體分配噴頭550相對(duì)于處理腔室壁554的示意橫剖面圖。如圖5中所示，噴頭550的凸緣558延伸接近壁554。通過凸緣552從背板懸掛出該噴頭陽(yáng)0。由于凸緣558接近壁554的緣故，壁554與凸緣558之間可能因?yàn)镽F電位差異而產(chǎn)生電弧。沉積于凸緣558上的陽(yáng)極處理層556作為絕緣體，以增加阻抗而減緩沿著噴頭550移動(dòng)的RF電流。陽(yáng)極處理層556可避免電子自噴頭550的高RF電位跳至壁554的低RF電位。陽(yáng)極處理層556可薄到足以讓RF電流持續(xù)沿著噴頭550移動(dòng)。然而，陽(yáng)極處理層556的存在可厚到足以避免或減少噴頭550與壁5M之間產(chǎn)生電弧。陽(yáng)極處理層556 可薄到足以避免陽(yáng)極處理層556的斷裂。一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層556的厚度在約20微米至約90微米之間，如箭頭「D」所示。另一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層556的厚度在約50微米至
8約63微米之間，如箭頭「D」所示。一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層556將沿著凸緣558在面對(duì)基板的側(cè)邊上延伸約0. 70微米至約0. 90微米之間的距離，如箭頭「E」所示。一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層556將沿著凸緣558在背對(duì)基板的側(cè)邊上延伸約0. 40微米至約0. 60微米之間的距離，如箭頭「F」所示。一實(shí)施例中，陽(yáng)極處理層556沿著面對(duì)基板的凸緣556表面延伸的距離大于陽(yáng)極處理層556沿著背對(duì)基板的凸緣表面延伸的距離。相對(duì)于不應(yīng)用陽(yáng)極處理層與陽(yáng)極處理或陶瓷遮蔽框架，除了陽(yáng)極處理或陶瓷遮蔽框架之外，藉由具有噴頭部分上的陽(yáng)極處理層，可應(yīng)用較高的RF功率。一實(shí)施例中，所用的功率水平可高于正常20%或更高。應(yīng)用較高的功率水平可提高沉積速率并增加沉積薄膜的薄膜性質(zhì)。舉例而言，不僅使用30kW的功率水平，可使用接近40kW的功率水平而不需擔(dān)心處理腔室中的電弧產(chǎn)生。圖6是根據(jù)另一實(shí)施例的設(shè)備600的示意橫剖面圖，該設(shè)備600包含噴頭602且噴頭602上有陽(yáng)極處理層604?；?06不僅具有耦接至基座606的帶608，且基座606亦具有藉由延伸件610耦接至基座606底部的RF返回元件614。RF返回元件614耦接至突出部612，突出部612在基座606位于下方位置時(shí)支撐遮蔽框架616。圖6中所示的RF返回元件614是一桿狀物，該桿狀物提供基座606與突出部612之間的電連接。RF返回元件 614提供的返回路徑短于帶608，因此，大部分的RF電流將藉由RF返回元件614(而非帶 608)返回RF功率源。亦可搭配陽(yáng)極處理層604與帶608應(yīng)用其他RF返回元件，這將描述于下。一實(shí)施例中，RF返回元件614可配置于突出部612上并自突出部612向下延伸，直到移動(dòng)基座606的延伸件610接觸RF返回元件614為止。圖7A與7B是分別為繪示成可壓縮接觸件750的RF返回元件的一實(shí)施例的等角圖與側(cè)視圖。此實(shí)施例中，可壓縮接觸件750被安裝于基部705上，基部705可耦接至支架 452(以虛線顯示)或作為支架452的一體部分，支架452隨后耦接至基板支撐件。一實(shí)施例中，基部705包括開口 706，適以接收軸707。軸707是穿過開口 706可移動(dòng)地配置，以提供基部705與軸707之間的相對(duì)移動(dòng)?？蓧嚎s接觸件750包括至少一彈性部分，此實(shí)施例中顯示成彈性彈簧形狀710A與 710B。彈簧形狀710A、710B提供彈性給可壓縮接觸件750，而彈簧形狀710A額外地提供電流的導(dǎo)電路徑。一實(shí)施例中，彈簧形狀710B耦接至管狀件712，管狀件712具有架設(shè)部分 714，架設(shè)部分714內(nèi)含彈簧形狀710B并提供與基部705耦接的架設(shè)介面。參照?qǐng)D7A與7B，彈簧形狀710A、710B可為導(dǎo)電或絕緣材料所制成的可彎曲材料， 該可彎曲材料具有攜帶或傳導(dǎo)電流的性質(zhì)。一實(shí)施例中，可彎曲材料包括片狀材料，諸如金屬片或金屬箔、電纜或電線、與上述的組合或其他彈性件或材料。彈簧形狀710A、710B被暴露于等離子體腔室中的處理環(huán)境，該可彎曲材料被選擇成能在處理環(huán)境中所遭遇的極端情況下適應(yīng)且有效工作。一實(shí)施例中，彈簧形狀710A、710B的可彎曲材料包括任何彈性金屬或金屬合金，該可彎曲材料在處理過程中實(shí)質(zhì)上保有可彎曲特性，諸如機(jī)械設(shè)備完整性與/ 或彈性特性。在一方面中，彈簧形狀710A、710B的可彎曲材料包括任何彈性金屬或金屬合金，該可彎曲材料在達(dá)到高于200°C的溫度時(shí)仍基本上保有彈性。此實(shí)施例中，高于200°C 的溫度下保有的材料可彎曲特性是實(shí)質(zhì)上相似于材料在室溫下的可彎曲特性。某些實(shí)施例中，可彎曲材料可為下列形式，彈簧片、圈狀彈簧、壓縮彈簧或其他可彎曲元件或形式。一實(shí)施例中，彈簧形狀710A、710B包括金屬材料或金屬合金，可額外地以導(dǎo)電材料涂覆、纏繞或包覆金屬材料或金屬合金。金屬與金屬合金的實(shí)例包括鎳、不銹鋼、 鈦、M0NEL 、鈹銅、或其他導(dǎo)電彈性材料。涂層、纏繞或包覆的導(dǎo)電材料實(shí)例包括鋁、陽(yáng)極處理的鋁或其他涂層、薄膜或材料片。一實(shí)施例中，彈簧形狀710A包括鎳或鈦合金材料片，以鋁箔纏繞或包覆鎳或鈦合金材料片。一實(shí)施例中，彈簧形狀710B包括MONEL 400材料?？蓧嚎s接觸件750包括接觸墊715，接觸墊715耦接至軸707的頭部分716。彈簧形狀710A的第一端耦接至且電連通于接觸墊715，且一實(shí)施例中，彈簧形狀710A的第一端被夾于頭部分716與接觸墊715之間。可利用固定件(諸如，螺栓或螺桿)耦接接觸墊715 至頭部分716。彈簧形狀710A的第二端耦接至且電連通于基部705，且一實(shí)施例中，將彈簧形狀710A的第二端夾于墊蓋717與基部705之間?？衫霉潭?諸如，螺栓或螺桿)耦接接觸墊蓋717至基部705。基部705、墊715、717、軸707與管狀件712可由導(dǎo)電材料所制成，且額外地可以導(dǎo)電材料加以涂覆或纏繞。導(dǎo)電材料實(shí)例包括鋁、陽(yáng)極處理的鋁、鎳、鈦、不銹鋼、它們的合金或組合。一實(shí)施例中，墊715、717、軸707與管狀件712是由陽(yáng)極處理的鋁材料或?qū)щ姴牧?(諸如，鎳、鈦、不銹鋼、它們的合金或組合)所構(gòu)成，并以導(dǎo)電材料(例如，鋁)加以涂覆或
纏繞或包覆。圖7C是自腔室主體102的內(nèi)部空間所見多個(gè)可壓縮接觸件750的耦接配置的一實(shí)施例的等角橫剖面圖。顯示的基板支撐件104位于上升位置中，以致接觸墊715(此圖未顯示)接觸延伸件458。各個(gè)可壓縮接觸件750耦接至個(gè)別支架452，而支架452耦接至基板支撐件104?？扇缢阋瞥蛱砑又Ъ?52。此外，可如所欲般添加或自現(xiàn)存支架452 移除基部705。圖7D是從圖7C的7D-7D線中取出的腔室主體102的一部分的俯視圖。顯示出接觸墊715的一部分位于延伸件458下方。值得注意的是，可在腔室主體102的側(cè)邊與基板支撐件104之間接近可壓縮接觸件750。因此，可藉由人工在基板支撐件104上方的位置存取腔室主體102中的可壓縮接觸件750，以進(jìn)行維修、檢查、替換或移除。一實(shí)施例中，可移除兩個(gè)耦接基部705至支架452的固定件780，以讓基部705與支架452分離。因此，可藉由分別移除或安裝兩個(gè)固定件780來輕易地移除或替換可壓縮接觸件750。圖8A耦接至支架452的可壓縮接觸件850的另一實(shí)施例的等角圖，支架452被建構(gòu)成耦接至基板支撐件(未顯示)的橫桿。此實(shí)施例中，除了三個(gè)彈簧形狀810A-810C以夕卜，可壓縮接觸件850類似于圖7A-7D所示的可壓縮接觸件750。彈簧形狀810A、810B可為導(dǎo)電或絕緣材料所構(gòu)成的可彎曲材料，該可彎曲材料具有攜帶或傳導(dǎo)電流的性質(zhì)。一實(shí)施例中，可彎曲材料包括片狀材料，諸如金屬片或金屬箔、電纜或電線、與上述的組合或其他彈性件或材料。彈簧形狀810A-810C被暴露于本文所述的等離子體腔室100與400中的處理環(huán)境，而可彎曲材料被選擇成能在處理環(huán)境中所遭遇的極端情況下適應(yīng)且有效工作。一實(shí)施例中，彈簧形狀810A、810B的可彎曲材料包括任何金屬或金屬合金，該可彎曲材料在處理過程中實(shí)質(zhì)上保有可彎曲特性，諸如機(jī)械設(shè)備完整性與/或彈性特性。一方面中，彈簧形狀810A-810C的可彎曲材料包括任何金屬或金屬合金，該可彎曲材料在達(dá)到高于200°C 的溫度時(shí)仍基本上保有彈性。此實(shí)施例中，高于200°C的溫度下保有的材料可彎曲特性是實(shí)質(zhì)上相似于材料在室溫下的可彎曲特性。某些實(shí)施例中，彈簧形狀810A與810B的可彎曲材料可為彈簧片或其他可彎曲元件或形狀。彈簧形狀810C可為圈狀彈簧、壓縮彈簧或其他可彎曲元件或形式。一實(shí)施例中，彈簧形狀810A-810C包括金屬材料或金屬合金，可額外地以導(dǎo)電材料涂覆、纏繞或包覆金屬材料或金屬合金。金屬與金屬合金的實(shí)例包括鎳、不銹鋼、鈦、它們的合金或組合、 M0NEL 、鈹銅、或其他導(dǎo)電彈性材料。涂層、纏繞或包覆的導(dǎo)電材料實(shí)例包括鋁、陽(yáng)極處理的鋁或其他涂層、薄膜或材料片。一實(shí)施例中，彈簧形狀810A與810B包括鎳或鈦合金材料片，以鋁箔加以纏繞或包覆。一實(shí)施例中，彈簧形狀8IOC包括MONEL 400材料。一實(shí)施例中，彈簧形狀810A、810B可為具有兩端805A、805B的連續(xù)單一材料片或單一彈簧片，或者可為兩個(gè)在各自端耦接至接觸墊715的個(gè)別不連續(xù)材料片片段或兩個(gè)彈簧片。此實(shí)施例中，顯示出軸環(huán)813耦接至配置于管狀件712中的第二軸809。軸環(huán)813可由導(dǎo)電材料(諸如，鋁或陽(yáng)極處理的鋁)所構(gòu)成。軸環(huán)813可包括螺帽或包括適以固定至第二軸809的螺紋部分。第二軸809可為較小的尺寸(例如，直徑)，好讓彈簧形狀810C相稱于上。圖8B是圖8A顯示的可壓縮接觸件850的分解等角圖。此實(shí)施例中，彈簧形狀8IOD 是單一連續(xù)材料片或單一彈簧片。可以參照彈簧形狀810A與810B所述的相同材料制造彈簧形狀810D。圖8C與8D是包括一體基部805的支架452的一實(shí)施例的等角圖，以相似于第 7A-8B圖所述的基部705來建構(gòu)一體基部805。此實(shí)施例中，支架452被建構(gòu)成耦接至基板支撐件104的長(zhǎng)形橫桿。支架452亦包括空的基部803，若想要的話，可將該基部803用來耦接額外的可壓縮接觸件850，這可提高可壓縮接觸件的模塊性。圖9A是可壓縮接觸件950的另一實(shí)施例的示意圖。此實(shí)施例中，自腔室主體102 內(nèi)部顯示在端口處的可壓縮接觸件950。自腔室主體102內(nèi)部的透視圖可得知，該端口包括內(nèi)側(cè)壁902中的阻斷部分或通道908，該內(nèi)側(cè)壁902被通道908的上部分904與下部分906 限制?？蓧嚎s接觸件950包括耦接至接觸墊715與基部905的彈簧形狀910A、910B。彈簧形狀910A、910B可由參照彈簧形狀810A與810B所述的相同材料構(gòu)成?；?05耦接至支架與/或基板支撐件，為了清晰的緣故，上述兩者在此圖示中并未顯示。接觸墊715在上升位置處適以接觸延伸件958的接觸表面960，延伸件958被固定地耦接至腔室主體102的內(nèi)側(cè)壁902。當(dāng)可壓縮接觸件950耦接至基板支撐件且在上升位置并顯示于此圖示中時(shí)，基板支撐件將遮掩可壓縮接觸件950與延伸件958的部分的視野。 當(dāng)基板支撐件下降以進(jìn)行基板傳送操作時(shí)，可壓縮接觸件950將與基板支撐件104 —同移動(dòng)，以致不會(huì)有部分的可壓縮接觸件950干擾端口 412處的傳送操作。圖9B是可壓縮接觸件950的另一實(shí)施例的示意圖。相似于圖9A的圖示，自腔室主體102內(nèi)部顯示端口 412處的可壓縮接觸件950?？蓧嚎s接觸件950包括耦接至接觸墊 715與基部905的彈簧形狀910A、910B。基部905耦接至支架與/或基板支撐件，由于基板支撐件的存在會(huì)遮掩可壓縮接觸件950的視野，并未顯示上述支架與/或基板支撐件兩者。 此實(shí)施例中，彈簧形狀910A、9IOB耦接至間隔件918。彈簧形狀910A、9IOB與間隔件918包括的尺寸(例如，厚度或?qū)挾?可允許彈簧形狀910A、910B與間隔件918在內(nèi)側(cè)壁902與基板支撐件之間充分地移動(dòng)。彈簧形狀910A、910B可由參照彈簧形狀810A與810B所述的相同材料構(gòu)成。圖IOA與IOB是腔室主體102部分的側(cè)視剖面圖，顯示了圖9A的可壓縮接觸件950耦接至基板支撐件104。圖IOA顯示上升位置中的可壓縮接觸件950與基板支撐件104，而圖IOB顯示下降位置中的可壓縮接觸件950與基板支撐件104。如上所述，當(dāng)基板支撐件 104位于下降位置中時(shí)，并無部分的可壓縮接觸件950位于會(huì)干擾端口 412的位置中。藉由在噴頭邊緣(不在噴頭的其余部分)上具有陽(yáng)極處理或絕緣層，可實(shí)質(zhì)上降低噴頭與腔室壁之間的電弧產(chǎn)生。陽(yáng)極處理或絕緣層的厚度足以增加阻抗而不會(huì)讓陽(yáng)極處理或絕緣層破裂。藉由降低電弧產(chǎn)生，可達(dá)到整個(gè)基板上的沉積厚度均勻性以及薄膜性質(zhì)。雖然上述是針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但可在不悖離本發(fā)明的基本范圍下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他與更多實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍是由下方的權(quán)利要求書所界定。
權(quán)利要求
1.一種氣體分配噴頭，包括噴頭主體，該噴頭主體具有多個(gè)延伸穿過該噴頭主體的氣體通道，該噴頭主體具有中心部分與外側(cè)部分，在該外側(cè)部分上具有陽(yáng)極處理的涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體分配噴頭，其中該外側(cè)部分更包括凸緣部分，該凸緣部分具有適以在處理過程中面對(duì)基座的第一表面、與該第一表面相對(duì)的第二表面、及用于連接該第一表面與該第二表面的邊緣表面，并且，其中 該陽(yáng)極處理的涂層被置于該噴頭主體的凸緣部分上； 該陽(yáng)極處理的涂層覆蓋該邊緣表面的至少一部分；該陽(yáng)極處理的涂層自第一位置處延伸，該第一位置與該噴頭主體的中心相隔第一距1 ；該陽(yáng)極處理的涂層自第二位置處延伸，該第二位置與該噴頭主體的中心相隔第二距離，該第二距離大于該第一距離；及該陽(yáng)極處理的涂層自該第一位置與該第二位置兩者處延伸，以致該陽(yáng)極處理的涂層覆蓋該邊緣表面的至少一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體分配噴頭，其中該噴頭主體包括鋁，其中，該陽(yáng)極處理的涂層包括選自下列所構(gòu)成的群組的材料ai203、SiO2、聚四氟乙烯與前述材料的組合，并且，其中，該陽(yáng)極處理的涂層的厚度在約50微米與約63微米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體分配噴頭，其中該陽(yáng)極處理的涂層包括選自下列所構(gòu)成的群組的材料A1203、SiO2、聚四氟乙烯與前述材料的組合，并且，其中，該陽(yáng)極處理的涂層的厚度在約50微米與約63微米之間。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體分配噴頭，其中該中心部分上不存在該陽(yáng)極處理的涂層。
6.一種等離子體處理設(shè)備，包括處理腔室主體，該處理腔室主體具有數(shù)個(gè)壁與一個(gè)底面；基座，該基座被置于該處理腔室主體中，且該基座可移動(dòng)于第一位置與第二位置之間；一或多個(gè)帶，該一或多個(gè)帶耦接至該基座并耦接至該底面或壁中的一或多個(gè)； 噴頭，該噴頭被置于該處理腔室主體中并與該基座相對(duì)，且該噴頭具有一或多個(gè)延伸穿過該噴頭的氣體通道，該噴頭包括陽(yáng)極處理的涂層，該陽(yáng)極處理的涂層被置于該噴頭鄰近所述壁的那些部分上；及遮蔽框架，該遮蔽框架被置于該處理腔室主體中且在該基座與該噴頭之間，該遮蔽框架可移動(dòng)于第三位置與第四位置之間，該第三位置與該基座有所間隔，而該第四位置接觸該基座。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中該遮蔽框架包括Al2O315
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中該陽(yáng)極處理的涂層包括選自下列所構(gòu)成的群組的材料:A1203、SiO2、聚四氟乙烯以及前述材料的組合，并且，其中，該噴頭包括鋁。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中該陽(yáng)極處理的涂層的厚度在約50微米與約63微米之間。
10.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述帶是對(duì)稱地沿著第一軸配置且不對(duì)稱地沿著第二軸配置，該第二軸垂直于該第一軸。
11.一種等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備，包括 腔室主體，該腔室主體具有多個(gè)壁與一個(gè)腔室底面；基座，該基座被置于該腔室主體中且可移動(dòng)于第一位置與第二位置之間，該第一位置與該腔室底面相隔第一距離，而該第二位置與該腔室底面相隔第二距離，該第二距離大于該第一距離；多個(gè)帶，該多個(gè)帶耦接至該基座并耦接至該腔室底面與多個(gè)壁中的一或多個(gè)，所述多個(gè)帶是沿著該基座非均勻地分布的；及氣體分配噴頭，該氣體分配噴頭被置于該腔室主體中且與該基座相對(duì)，該氣體分配噴頭具有多個(gè)延伸穿過該氣體分配噴頭的氣體通道，且該氣體分配噴頭具有中心部分與邊緣部分，該氣體分配噴頭包括陽(yáng)極處理的涂層，該陽(yáng)極處理的涂層被置于該噴頭上且延伸于該氣體分配噴頭的表面上，該陽(yáng)極處理的涂層在該邊緣部分上的厚度大于該陽(yáng)極處理的涂層在該中心部分上的厚度。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，更包括噴頭，該噴頭被置于該氣體分配噴頭與該基座之間，其中，該遮蔽框架包括陶瓷材料，并且，其中，該遮蔽框架包括ai2O3。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該陽(yáng)極處理的涂層包括選自下列所構(gòu)成的群組的材料:A1203、SiO2、聚四氟乙烯以及前述材料的組合，并且，其中，該噴頭包括鋁。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該陽(yáng)極處理的涂層的厚度在約50微米與約63微米之間。
15.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述帶是對(duì)稱地沿著第一軸配置且不對(duì)稱地沿著第二軸配置，該第二軸垂直于該第一軸。
全文摘要
本文揭露的實(shí)施例大致關(guān)于具有陽(yáng)極處理的氣體分配噴頭的設(shè)備。在大面積平行板的RF處理腔室中，控制RF返回路徑將具有挑戰(zhàn)性。RF處理腔室中經(jīng)常碰到電弧的產(chǎn)生。為了減少RF處理腔室中的電弧產(chǎn)生，可耦接多個(gè)帶至基座以縮短RF返回路徑；可在處理過程中耦接陶瓷或絕緣或陽(yáng)極處理的遮蔽框架至基座；且可沉積陽(yáng)極處理的涂層于最接近腔室壁的噴頭邊緣上。陽(yáng)極處理的涂層可減少噴頭與腔室壁之間的電弧產(chǎn)生，并因此增進(jìn)薄膜性質(zhì)并提高沉積速率。
文檔編號(hào)H05H1/34GK102460649SQ201080026164
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者J·M·懷特, R·L·蒂納, S·安瓦爾, 古田學(xué), 崔壽永, 樸范秀, 栗田真一 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司