專利名稱：用于處理襯底的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理用于半導體裝置或平板顯示器裝置的襯底(例如晶片或玻璃)的設備，且更特定來說涉及處理具有均勻的等離子放電強度并形成具有均勻厚度的薄膜的襯底的設備。
背景技術：
一般來說，半導體裝置或平板顯示器(FPD)裝置在襯底上包含多個薄膜圖案。所述薄膜圖案是通過以下步驟形成的沉積步驟，其將薄膜沉積在襯底上；光刻步驟，其使用光致抗蝕劑，其中選擇性地暴露所述薄膜；和蝕刻步驟，其蝕刻被選擇性地暴露的薄膜?？稍谧罴褩l件下使用用于處理襯底的設備來執(zhí)行用于半導體裝置或FPD裝置的制造過程的這些步驟。
近來，使用等離子的設備已廣泛用于沉積或蝕刻薄膜?？捎晒o扁平電極或線圈天線的RF(射頻)功率來產生等離子，且等離子易于受設備腔室內部的電特性或環(huán)境影響。
圖1是示意性說明根據現(xiàn)有技術使用等離子增強型化學氣相沉積(PECVD)方法來處理襯底的設備的圖。
在圖1中，設備10包含腔室11以及安置在所述腔室11中的基座12。襯底S被裝載在所述基座12上，且軸12a連接到所述基座12的中心。氣體分配器13安置在所述腔室11中的基座12上方。排氣端口19形成在所述腔室11的下壁處。
扁平的等離子電極14安置在所述氣體分配器13上方，且使得腔室11的上部氣密。氣體分配器13固定到所述等離子電極14的邊緣，且因而在等離子電極14與氣體分配器13之間形成擴散區(qū)15。氣體入口16形成在等離子電極14的中心處，且連接到所述擴散區(qū)15。因此，通過氣體入口16注射氣體，且所述氣體在擴散區(qū)15中擴散。
RF電源18連接到等離子電極14，且匹配系統(tǒng)17被設置在等離子電極14與RF電源18之間，以調節(jié)RF電源的阻抗。
在設備10中，基座12接地是有利的，因為基座12充當等離子電極14的反電極?？稍谳S12a中設置接地線(未圖示)，且所述接地線可連接到基座12的中心。
順便說一下，當僅基座12的中心接地時，可使得電荷流動歸因于電勢差而沿著基座12的側表面、基座12的底表面和軸12a的路徑流動，如箭頭所指示。
更特定來說，高頻電流以不同于直流電的方式沿著導體的表面流動。因此，僅使基座12的中心接地是不夠的，且在基座12下方可能存在電勢差。
另外，襯底S的增加的尺寸需要更高的RF功率來產生等離子并使較大的基座12接地。另外，基座12的側表面、基座12的底表面和軸12a的接地路徑變得更長。因此，在基座12下方可能存在更多的電勢差。
基座12下方的電勢差導致等離子放電，且存在RF功率損耗。電勢差還不利地影響基座12上方的等離子的密度或均勻度。
為防止所述問題，將基座的其它部分接地。即，接地線可連接到基座12的外圍。在此情況下，因為接地線用作通道以用于傳送由等離子電極14提供的RF功率，所以電流從基座12的外圍沿著接地線流動。因此，可很大程度上解決電勢差，且可防止基座12下方的等離子放電。
然而，由于基座12的尺寸變得更大，且施加更高的RF功率，所以更多的接地線可連接到基座12，以使基座12有效接地。接地線還可影響基座12上方產生的等離子。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明針對一種用于處理襯底的設備，其大體上避免由于現(xiàn)有技術的限制和缺點而引起的一個或一個以上問題。
本發(fā)明的一個目的是提供用于處理具有均勻的等離子放電強度的襯底的設備。
本發(fā)明的另一目的是提供用于處理形成具有均勻厚度的薄膜的襯底的設備。
本發(fā)明的額外的特征和優(yōu)勢將在以下描述中加以陳述，且從以下描述中將部分地變得明顯，或可通過實踐本發(fā)明加以理解。通過書面描述內容和其權利要求書以及所附圖式中特別指出的結構，將實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)勢。
為實現(xiàn)這些和其它優(yōu)勢，并根據所實施并在廣義上描述的本發(fā)明的目的，一種用于處理襯底的設備包含腔室；基座，其位于所述腔室中；等離子產生單元，其用于在所述腔室中產生等離子；電源單元，其向所述等離子產生單元提供功率；以及接地線，其連接到所述基座的外圍，其中所述接地線的總寬度與所述基座的周長的比率在2％到15％的范圍中。
應了解，前文的概要描述和以下的詳細描述均是示范性和闡釋性的，且旨在提供對所主張的本發(fā)明的進一步闡釋。


隨附圖式說明本發(fā)明的實施例且與描述內容一起用于闡釋本發(fā)明的原理，其中包含所述隨附圖式以提供對本發(fā)明的進一步理解，且將其并入本說明書并構成本說明書的一部分。在附圖中圖1是示意性說明根據現(xiàn)有技術使用PECVD方法處理襯底的設備的圖；圖2是示意性說明根據本發(fā)明使用PECVD方法處理襯底的設備的圖；圖3是示意性說明圖2的設備中的基座和與其連接的接地線的圖；圖4是說明根據本發(fā)明的示范性實施例的等離子放電強度對接地線比率的圖；以及圖5A、5B和5C是說明根據本發(fā)明的示范性實施例的薄膜厚度相對于接地線比率的圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參考優(yōu)選實施例，在隨附圖式中說明其實例。
圖2是示意性說明根據本發(fā)明使用PECVD方法處理襯底的設備的圖。
在圖2中，設備10包含界定反應區(qū)的腔室11?；?2安置在腔室11中，且待處理的襯底S被加載在基座12上。基座12通過連接到基座12的中心的軸12a可向上和向下移動。氣體分配器13安置在腔室11中的基座12上方。排氣端口19形成在腔室11的下壁處。通過所述排氣端口19排出腔室11中的空氣或氣體。
具有平板形狀的等離子電極14使得腔室11的上部氣密。等離子電極14安置在氣體分配器13上方，且氣體分配器13固定到等離子電極14的邊緣。擴散區(qū)15形成在等離子電極14與氣體分配器13之間。氣體入口16形成在等離子電極14的中心處，且連接到擴散區(qū)15。因此，通過氣體入口16注射氣體，且所述氣體在擴散區(qū)15中擴散。
RF電源18連接到等離子電極14，并向等離子電極14提供RF功率。匹配系統(tǒng)17被設置在等離子電極14與RF電源18之間，以調節(jié)提供到等離子電極14的RF功率的阻抗。
接地線20連接到基座12的外圍，以使基座12接地。接地線20可連接到基座12的底表面或側表面，使得可不影響基座12上方產生的等離子。軸12a也被接地。
根據試驗，等離子放電強度在基座12上方的分布取決于接地線20與基座12的比率，其在下文可被稱作接地線比率R。
將參考圖3闡釋接地線比率R。圖3是示意性說明圖2的設備中的基座和與其連接的接地線的圖。因為接地線的厚度與寬度相比相對很薄，所以出于便于說明起見，接地線被展示為薄片。
接地線比率R是接地線20的總寬度與基座12的周長的比率。因此，當基座12具有周長L，且每一接地線20具有寬度W時，由R＝NW/L表示接地線比率R，其中N是接地線20的數目。
在圖3中，基座12具有寬度A和長度B的方形形狀。因此，基座12的周長L為2(A+B)。如果基座具有圓形形狀，那么基座的周長L為圓的圓周。
兩個接地線20連接到基座12的底表面的每一側，且因此共八個接地線20連接到基座。每一接地線20可具有寬度W。接地線20的數目可變。
或者，接地線20可具有不同的寬度。在此情況下，接地線20的總寬度是接地線20的個別寬度的總和。
需要任何相鄰的兩個接地線20之間的距離都是相同的。
順便說一下，當基座12具有方形形狀時，沿著基座12的長度側相鄰的接地線20之間的距離可不同于沿著基座12的寬度側相鄰的接地線20之間的距離。在此情況下，沿著基座12的相同側的接地線20以其之間相等的距離連接到基座12是有利的。
根據試驗，當接地線比率R在2％到15％的范圍中，理想地處于3％到10％的范圍中時，可防止基座12下方的等離子，且在基座12上方均勻地產生等離子。此處，腔室11的內壓可處于0.1托到5托的范圍中，且RF功率可具有13.56MHz的頻率和200mW/cm2到700mW/cm2的強度。
一般來說，在設備10中，因為將RF功率供應到等離子電極14的中心，所以等離子放電強度在腔室11的中心區(qū)處較高，且隨著其接近腔室11的外圍而降低。
另一方面，當接地線比率R處于2％到15％的范圍中時，試驗結果顯示，隨著接地線比率R增加，等離子放電強度增加。
圖4是說明根據本發(fā)明的示范性實施例的等離子放電強度對接地線比率R的圖。在圖4中，關于第一、第二和第三接地線比率R1、R2和R3展示等離子放電強度，其中所述第一、第二和第三接地線比率R1、R2和R3處于2％到15％的范圍中，且滿足R3＞R2＞R1的條件。如圖中所示，在腔室11的外圍處，第二接地線比率R2的等離子放電強度大于第一接地線比率R1的等離子放電強度，且在腔室11的外圍處，第三接地線比率R3的等離子放電強度大于第二接地線比率R2的等離子放電強度。第三接地線比率R3的等離子放電強度比第一和第二等離子放電強度R1和R2更均勻。因此，當接地線比率變大時，腔室11的外圍處的等離子放電強度增加，且等離子的均勻度得以改進。
同時，等離子放電強度直接關聯(lián)于等離子密度，且因此等離子放電強度影響沉積在襯底上的薄膜的厚度。
圖5A、5B和5C是說明根據本發(fā)明的示范性實施例的薄膜厚度相對于接地線比率R的圖。在圖5A、5B和5C中，薄膜形成在個別襯底上，且測量薄膜的厚度。關于第一、第二和第三接地線比率R1、R2和R3展示薄膜的厚度，其中第一、第二和第三接地線比率R1、R2和R3處于2％到15％的范圍中，且滿足R3＞R2＞R1的條件。隨著接地線比率增加，薄膜的厚度在基座12的外圍處增加，且薄膜的均勻度得以改進。
因此，在處理襯底的設備中，接地線的總寬度與基座的周長的接地線比率有利地處于2％到15％的范圍中。當腔室的等離子放電強度或薄膜的均勻度需要調節(jié)時，接地線的寬度或接地線的數目可在上文提到的接地線比率中改變。
同時，接地線連接到基座的底表面。理想地，一個接地線可相對于基座的中心與另一接地線對稱。接地線的數目可大于6。
另外，在本發(fā)明中，盡管接地線比率被定義為接地線的總寬度與基座的周長的比率，但襯底的周長可取代基座的周長。
在本發(fā)明中，因為通過調節(jié)接地線與基座的比率可控制等離子的分布，所以防止基座下方的等離子，且改進基座上方的等離子的均勻度。另外，可獲得具有均勻厚度的薄膜。
所屬領域的技術人員將了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范疇的情況下，可在設備中進行各種修改和變化。因此，如果修改和變化處于所附權利要求書和其等效物的范疇中，就期望本發(fā)明涵蓋對本發(fā)明的所述修改和變化。
權利要求
1.一種用于處理襯底的設備，其包括腔室；基座，其位于所述腔室中；等離子產生單元，其用于在所述腔室中產生等離子；電源單元，其向所述等離子產生單元提供功率；以及接地線，其連接到所述基座的外圍，其中所述接地線的總寬度與所述基座的周長的比率在2％到15％的范圍中。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述接地線相對于所述基座的中心是對稱的。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述接地線彼此等距。
4.根據權利要求1所述的設備，其中所述基座具有方形形狀，且安置在所述基座的同一側上的所述接地線彼此等距。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述接地線連接到所述基座的底表面和所述腔室的下壁。
6.根據權利要求1所述的設備，其中襯底安置在所述基座上，且在0.1托到5托的壓力下進行處理。
7.根據權利要求1所述的設備，其中襯底安置在所述基座上，且在將200mW/cm2到700mW/cm2的RF功率施加到所述等離子產生單元的條件下進行處理。
全文摘要
一種用于處理襯底的設備包含腔室；基座，其位于所述腔室中；等離子產生單元，其用于在所述腔室中產生等離子；電源單元，其向所述等離子產生單元提供功率；以及接地線，其連接到所述基座的外圍，其中所述接地線的總寬度與所述基座的周長的比率在2％到15％的范圍中。
文檔編號C23C16/52GK101086061SQ20071011092
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權日2006年6月9日
發(fā)明者李龍炫 申請人:周星工程股份有限公司