專利名稱：散射器支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例主要涉及支撐氣體分配板或散射器的裝置和方法。
背景技術(shù)：
近年來，形成平板顯示器的基板尺寸顯著增大。例如，通常分割制成多個TFT-IXD 平板顯示器的基板具有約2000cm2的尺寸且已經(jīng)增大到約25000cm2或更大尺寸。這樣的基板通常在具有散射器的等離子體腔室中處理。通常一般以與基板相對并隔開的關(guān)系支撐散射器，具有適于朝向基板分散一種或多種工藝氣體的多個氣體通道，從而對基板執(zhí)行工藝， 諸如，沉積或蝕刻。由于散射器大約為基板的尺寸，所以基板尺寸的增加使得散射器尺寸增加?，F(xiàn)有散射器的問題包括由于散射器暴露于高處理溫度中、地心引力和其它原因?qū)е碌乃纱?sagging)、走形(ere印ing)、活動(movement)和/或散射器或相關(guān)部件隨著時間推移的裂變(cracking)?，F(xiàn)有散射器設(shè)計的這些問題可反過來影響基板處理均勻性和性能，還可能增加散射器和相關(guān)部件的維修和更換費用。因此，需要一種改進的氣體分配裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
氣體分配裝置的實施例包括耦接到散射器并通過背板可移動地設(shè)置的散射器支撐部件。氣體分配裝置的特定實施例還包括具有底部和壁的腔體。背板設(shè)置在腔體上面。 腔室內(nèi)部空間由腔體和背板限定。散射器設(shè)置在腔室內(nèi)部空間中。氣體分配裝置的其它實施例還包括背板和散射器之間的可變間隔。在基板支架的基板接收表面上的基板的處理方法的實施方式包括在由腔體和背板限定的腔室內(nèi)部空間中提供散射器。散射器支撐部件支撐散射器并通過背板可移動地設(shè)置。在特定實施例中，在其中背板彎曲以響應(yīng)真空壓力的腔室內(nèi)部空間中施加真空壓力。在其它的實施例中，散射器支撐部件耦接到腔室內(nèi)部空間外部的結(jié)構(gòu)。


為了能更詳細地理解本發(fā)明的上述特征，將參照實施方式對以上的概述進行本發(fā)明的更加特殊的描述，其中部分實施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)注意，附圖只描述了本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)理解成限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明可適用于其它同樣有效的實施例。圖1是腔室中支撐的散射器的一個實施方式的示意性橫截面圖；圖2是圖1的框架結(jié)構(gòu)的等距俯視圖3是圖1中背板彎曲了的腔室中的散射器支撐部件、背板和散射器的放大示意性橫截面圖；圖4A-4E示出了提供背板的開口的真空密封的與散射器支撐部件有關(guān)的密封裝置的各種實施方式；圖5是通過耦接到散射器的配合機構(gòu)而耦接到散射器的散射器支撐部件的一個實施方式的橫截面圖；圖6A是至少部分圍繞散射器支撐部件設(shè)置的絕緣套的一個實施方式的橫截面圖；圖6B是介電隔離塊一個實施方式的橫截面圖，其用于從散射器支撐部件電絕緣框架結(jié)構(gòu)或降低從背板流經(jīng)散射器支撐部件到框架結(jié)構(gòu)的射頻電流量；圖7是連接到圖1中的背板的進氣口的氣體饋通組件的一個實施方式的橫截面圖；圖8是其中散射器支撐部件耦接到支撐框架的腔室的另一個實施方式的示意性橫截面圖。為了便于理解，盡可能采用同樣的圖標表示同樣的元件?？稍O(shè)想在一個實施方式中公開的元件可在有益地用于其它的實施例中而不需要特定的敘述。
具體實施例方式本發(fā)明的實施方式主要提供在適于處理基板(如沉積、蝕刻、等離子體處理、等離子體清潔或其它基板工藝)的處理裝置中支撐散射器的裝置和方法。圖1是氣體分配裝置的一個實施方式的示意性橫截面圖，該氣體分配裝置包括在諸如等離子增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)腔室的腔室100中支撐的散射器110。一個可使用的適當(dāng)?shù)腜ECVD腔室可從位于美國加州圣克拉拉的應(yīng)用材料公司或應(yīng)用材料的分公司獲得。據(jù)了解，其它的腔室可受益于現(xiàn)有的裝置和方法，例如蝕刻腔室、等離子體處理腔室、等離子體清潔腔室以及其它腔室。圖1中所示的腔室適于在水平方向處理基板。據(jù)了解，現(xiàn)有的裝置和方法也可應(yīng)用于適合在其它方向(如垂直方向)處理基板的腔室。腔室100包括具有壁102和底部104的腔體。腔室100還包括耦接到腔室100的頂蓋123的背板112。腔室內(nèi)部空間106由腔體和背板112進行限定。基板支架130設(shè)置在腔室內(nèi)部空間106中。通過可密封的狹縫閥108進入腔室內(nèi)部空間106，使基板140可傳送進出腔室100?；逯Ъ?30包括支撐基板140的基板接收表面132以及包括耦接到升降系統(tǒng)136以升起和降低基板支架130的桿(stem) 134。陰影環(huán)(未示出)可隨意的置于基板140的外圍上。升降桿138通過基板支架130可移動地設(shè)置以移動基板140進出基板接收表面132。基板支架130還可包括加熱和/或冷卻元件139以將基板支架130維持在期望溫度?；逯Ъ?30還可包括接地帶(strap) 131以提供在基板支架130外圍接地的射頻(RF)。氣體源120耦接到背板112，通過背板112中的進氣口 112提供一種或多種氣體。 氣體經(jīng)過進氣口 142和散射器110中的氣體通道111到達基板140上方的處理區(qū)180。真空泵109耦接到腔室100以控制腔室內(nèi)部空間106和處理區(qū)180在期望壓力下。散射器110包括第一或上游側(cè)113和第二或下游側(cè)116。每個氣體通道111穿過散射器110形成，允許氣體從上游側(cè)113傳送到下游側(cè)116再到處理區(qū)180。射頻(RF)電源122可耦接到背板112以給散射器110提供射頻功率。圖中所示由頂蓋123支撐的背板 112，可通過絕緣體185與腔室100的其它部分電隔離。施加到散射器的射頻功率在散射器 110和基板支架130之間產(chǎn)生電場，從而可在處理區(qū)180中產(chǎn)生等離子體?？梢允褂酶鞣N頻率，如約0. 3MHz到約200MHz之間的頻率，如提供在13. 56MHz頻率上的RF功率。遠端等離子體源124，諸如電感耦合的或微波遠程等離子源，也可耦接在氣體源 120和背板112中形成的進氣口 142之間。在處理基板過程中，可向遠程等離子體源124 提供清洗氣，從而產(chǎn)遠程等離子體并將其提供到腔室100內(nèi)從而清洗腔室部件。清洗氣可進一步被由射頻電源122供應(yīng)到散射器110的射頻電流激發(fā)。合適的清洗氣包括但不限于 NF3、F2 禾口 SF6。散射器110通過懸架114在散射器110的邊緣部分耦接到背板112。懸架114可為柔性的，以允許散射器Iio的膨脹和收縮。在圖1所示的實施方式中，懸架114還將射頻電源施加到背板112的射頻電流傳送到散射器110。柔性懸架的例子公開在美國專利 No. 6，477，980中，授權(quán)給了應(yīng)用材料有限公司，在不抵觸本公開的范圍內(nèi)引入其全部內(nèi)容作為參考。一個或多個散射器支撐部件160可移動地設(shè)置穿過背板112中的各個開口 165并耦接到散射器110。散射器支撐部件160耦接到框架結(jié)構(gòu)175。散射器支撐部件160的材料可為具有支撐散射器160的足夠強度的任意工藝兼容材料，如金屬、合金、聚合物、陶瓷、 鋁、鈦及其組合。散射器支撐部件160優(yōu)選地耦接到散射器110的中心區(qū)域。由于散射器支撐部件160可移動地設(shè)置穿過背板112，散射器支撐部件160可以在除了背板112中心區(qū)域的位置之外的任意期望位置支撐散射器110的中心區(qū)域。散射器110的中心區(qū)域在此限定為從散射器中心半徑R范圍內(nèi)的位置，其中R為散射器對角線的25%或更少，最好為散射器對角線的15%或更少，更優(yōu)選為散射器對角線的10%或更少。例如，如果散射器的尺寸為2. 3米長，2. 0米寬，則對角線約為3. 0米。如圖1所示，散射器支撐部件160可通過耦接組件150耦接到框架結(jié)構(gòu)175。耦接組件150可包括支撐環(huán)148和一個或多個吊桿(hanger) 162。吊桿162耦接到框架結(jié)構(gòu) 175并耦接到支撐環(huán)148。支撐環(huán)148耦接到散射器支撐部件160。在一個實施例中，支撐環(huán)148可包括介電材料，如陶瓷或聚合物材料，以電隔離框架結(jié)構(gòu)175或降低從背板傳輸經(jīng)過散射器支撐部件160到框架結(jié)構(gòu)175的射頻電流量。在其它的實施方式中，支撐環(huán)148 可包括傳導(dǎo)材料，如鋼、鋁及其它材料。圖2是圖1中框架結(jié)構(gòu)175的俯視等距圖?？蚣芙Y(jié)構(gòu)175設(shè)置在背板112上并耦接到頂蓋123。雖然支撐環(huán)148示為環(huán)形，但也可使用其它的形狀，包括多邊形、橢圓形以及其它簡單或復(fù)雜的圖案和形狀。圖3是圖1中的散射器支撐部件160、背板112和腔室100的散射器110的放大示意性橫截面圖，其中背板112是彎或曲的。當(dāng)真空壓力應(yīng)用到內(nèi)部腔室空間106時，由于內(nèi)部腔室空間106和大氣壓力之間的巨大壓差，背板112會經(jīng)歷彎、曲、下垂或松垂。這里使用的術(shù)語“真空壓力”指的是低于760托的壓力，優(yōu)選為低于100托，更優(yōu)選為低于15托。 例如，對于處理具有25000cm2或更大基板表面積的基板的腔室，由于施加到其上的真空壓力，背板會彎或曲幾毫米。比較而言，典型的等離子體工藝可能需要散射器110與基板支架130的基板接收表面132之間的間距控制在約30毫米以內(nèi)，或甚至為15毫米或更小。因此， 基板接收表面132與散射器之間的間距的變化會反過來影響等離子體工藝，如等離子沉積處理薄膜性能和均勻性。 如圖3所示，背板112的彎或曲不影響散射器110的中心區(qū)域的位置，原因在于散射器112的中心區(qū)域由可移動地設(shè)置穿過背板112的散射器支撐部件160支撐。散射器支撐部件160由框架結(jié)構(gòu)175支撐?？蚣芙Y(jié)構(gòu)175設(shè)置在腔室內(nèi)部空間106外面。因此，散射器112的中心區(qū)域的位置不依賴于背板112的中心區(qū)域的位置。這樣，由于散射器110的中心區(qū)域被支撐于不受作用于背板112中心區(qū)域的壓力的位置中，所以減少了散射器110的彎、曲、下垂、松垂、走形、活動(movement)、裂變(cracking)和維修。由于應(yīng)用到內(nèi)部空間中的真空壓力而引起的背板的活動、彎或曲導(dǎo)致背板112與散射器110頂部之間的間距變化。散射器110的中心區(qū)域的位置基本不變。因此，即使背板彎或曲，也可保持散射器110 與基板接收表面132之間更一致的間距。因此，等離子體處理得到改善，腔室100需要的維修減少。圖4A-4E示出了與散射器支撐部件160相關(guān)聯(lián)的密封裝置147的各種實施方式， 其提供背板的開口 165的真空密封。密封裝置147將腔室內(nèi)部空間106與周圍的外部環(huán)境隔離，同時允許散射器支撐部件160和背板112的相對運動。圖4A示出了密封裝置147A，其包括夾在蓋帽(cap)347A與背板112的頂部412之間的0形環(huán)325。蓋帽347A包括形成在其中以容納散射器支撐部件160的開口 417A，并可通過緊固件410A(如螺栓，螺絲釘?shù)?耦接到背板112的頂部412。0形環(huán)325A通過與散射器支撐部件160滑動接觸而密封開口 165。圖4B示出了密封裝置147B，其包括夾在蓋帽347B與背板112的底部413之間的 0形環(huán)325B。蓋帽347B包括形成在其中以容納散射器支撐部件160的開口 417B，并可通過緊固件410B(如螺栓，螺絲釘?shù)?耦接到背板112的底部413。0形環(huán)325B通過與散射器支撐部件160滑動接觸而密封背板112中的開口 165。圖4C示出了密封裝置147C，其包括設(shè)置在背板112中形成的平坦面(land) 420中的0形環(huán)325C。0形環(huán)325C通過與散射器支撐部件160滑動接觸而密封背板112中的開 Π 165。圖4D示出了密封裝置147D，其包括設(shè)置在散射器支撐部件160中形成的平坦面 (land)421中的0形環(huán)325D。0形環(huán)325D通過與背板112的開口 165滑動接觸而密封背板中的開口 165。圖4E示出了密封裝置147E，其包括圍繞散射器支撐部件160的至少一部分的柔性波紋管(belloW)402。如圖所示，柔性波紋管402耦接到背板112并耦接到支撐環(huán)148。 柔性波紋管402可根據(jù)背板112與支撐環(huán)148之間的距離變化而伸長或縮短。柔性波紋管 402可由金屬制成，如鋼或鋁，或聚合物材料?？蛇x的頂蓋405可至少部分圍繞散射器支撐部件160設(shè)置，以提供支撐環(huán)148與散射器支撐部件160之間的真空密封。圖5是散射器支撐部件160的一個實施方式的橫截面圖，該散射器支撐部件160 通過耦接到散射器110的配合機構(gòu)425耦接散射器。配合機構(gòu)425具有空腔，該空腔適合于容納并與散射器支撐部件160的頭部525配合。在一個方案中，配合機構(gòu)為從散射器支撐部件160附接和分離配合機構(gòu)425提供方便。
圖6A是至少部分圍繞散射器支撐部件160設(shè)置以將框架結(jié)構(gòu)從散射器支撐部件 160電隔離或降低從背板流經(jīng)散射器支撐部件到框架結(jié)構(gòu)的射頻電流量的絕緣套管602的一個實施方式的橫截面圖。絕緣套管602在散射器支撐部件160與耦接組件150的支撐環(huán) 148之間提供絕緣隔離。在其它的實施方式中(未示出)，散射器支撐部件可耦接到具有耦接組件的支撐框架，并且絕緣套管可提供散射器支撐部件與支撐框架之間的絕緣隔離。圖6B是耦接到散射器160的介電隔離塊(break) 560的一個實施方式的橫截面圖。介電隔離塊將框架結(jié)構(gòu)175從散射器支撐部件160電隔離，或降低從背板112流經(jīng)散射器支撐部件160到框架結(jié)構(gòu)175的射頻電流量。介電隔離塊560在沒有支撐環(huán)148的情況下可接收散射器支撐部件160的一端和吊架162的一端，并通過緊固件565(如插銷、螺絲釘或螺栓)耦接在一起。圖7是耦接到背板112的進氣口 142的氣體饋通組件710的一個實施方式的橫截面圖。氣體饋通組件710包括與進氣口 142流動聯(lián)系的進口塊(block) 715。進口塊715包括耦接到射頻電源122的連接器745。進口塊715包括導(dǎo)電材料，如鋁。射頻電源112提供的射頻電流流經(jīng)進口塊715、經(jīng)過背板112、經(jīng)過柔性懸架114到散射器110。導(dǎo)管740提供進口塊715和遠程等離子體源接口 720之間的流動聯(lián)系。遠程等離子體源接口 720耦接到遠程等離子體源124，遠程等離子體源124耦接到氣體源120。在一個實施方式中，導(dǎo)管 740優(yōu)選地包括介電材料，以降低流經(jīng)進口塊715的射頻電流量。

圖8是腔室900的另一個實施方式的示意性橫截面圖，在腔室中散射器支撐部件 160直接耦接到支撐框架175。射頻電源122可耦接到背板112或耦接到一個或多個散射器支撐部件160。在任一實施例中，腔室900可包括適于隔離腔室900的任意電活性部分的頂蓋118。頂蓋118可延伸到處于接地電勢的頂蓋123。在另一個實施方式中(未示出)， 絕緣套管可至少部分地圍繞每個散射器支撐部件160，以將支撐框架175與散射器支撐部件160電隔離。雖然前述針對本發(fā)明的實施方式，但是在不偏離本發(fā)明基本范圍的情況下可設(shè)計出其它進一步的實施例，并且該范圍由下面所述的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種真空腔室，包括 包括底部和壁的腔體； 設(shè)置在所述腔體上的背板；由所述腔體和背板限定的腔室內(nèi)部空間；設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的散射器；設(shè)置在所述腔室內(nèi)部空間外側(cè)的框架結(jié)構(gòu)；以及從所述框架結(jié)構(gòu)延伸并穿過背板可移動地設(shè)置并耦接到所述散射器的散射器支撐部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中所述背板具有開口，并且所述散射器支撐部件可移動地穿過其中設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空腔室，還包括設(shè)置在所述開口與所述散射器支撐部件之間的真空密封裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中所述散射器支撐部件耦接到所述散射器的中心區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空腔室，其中所述中心區(qū)域包括從所述散射器中心半徑范圍內(nèi)的區(qū)域，其中所述半徑為所述散射器對角線的25%或更少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中所述背板通過懸架部件連接到所述散射器的邊緣部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中射頻電源耦接到所述背板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔室，其中所述框架結(jié)構(gòu)與所述背板斷開并允許所述背板的相對運動。
9.一種真空腔室，包括 包括底部和壁的腔體；連接到限定腔室內(nèi)部空間的所述腔體的背板； 設(shè)置在所述腔室內(nèi)部空間中的散射器； 設(shè)置在所述腔室內(nèi)部空間外側(cè)的框架結(jié)構(gòu)；以及從所述框架結(jié)構(gòu)延伸并穿過所述背板中的開口可移動地設(shè)置并耦接到所述散射器的散射器支撐部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，其中射頻電源耦接到所述背板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的真空腔室，其中所述框架結(jié)構(gòu)與所述散射器支撐部件電隔罔。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，還包括耦合所述散射器支撐部件與所述框架結(jié)構(gòu)的耦接組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，還包括設(shè)置在所述開口與所述散射器支撐部件之間的真空密封裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空腔室，其中所述框架結(jié)構(gòu)設(shè)置在周圍環(huán)境中并且不受作用于所述背板的壓力的影響。
15.一種真空腔室，包括具有頂蓋、底部、壁的腔體，以及連接到限定腔室內(nèi)部空間的所述腔體的背板；設(shè)置在所述腔體外側(cè)并連接到所述頂蓋的框架結(jié)構(gòu)；設(shè)置在所述腔室內(nèi)部空間中的散射器，其中所述散射器的邊緣部分通過懸架部件連接到所述背板；以及從所述框架結(jié)構(gòu)延伸并穿過所述背板中的開口耦接到所述散射器的至少一個支撐部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空腔室，其中所述散射器支撐部件耦接到所述散射器的中心區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的真空腔室，其中所述中心區(qū)域包括從所述散射器中心半徑范圍內(nèi)的區(qū)域，其中所述半徑為所述散射器對角線的25%或更少。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空腔室，其中所述框架結(jié)構(gòu)與所述背板斷開。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空腔室，其中所述背板相對于所述散射器支撐部件可移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空腔室，其中所述框架結(jié)構(gòu)設(shè)置在周圍環(huán)境中并且不受作用于所述背板的壓力的影響。
全文摘要
氣體分配裝置的實施方式包含耦接到散射器并穿過背板可移動地設(shè)置的散射器支持部件。在基板支架的基板接收表面上的基板的處理方法的實施方式包括提供散射器，在其中散射器支撐部件支撐散射器并穿過背板可移動地設(shè)置。
文檔編號C23C16/455GK102251227SQ20111019214
公開日2011年11月23日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者約翰·M·懷特, 羅賓·L·蒂納, 耶·庫爾特·張 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司