CN101113517A

CN101113517A - 衬底处理设备

Info

Publication number: CN101113517A
Application number: CNA2007101380116A
Authority: CN
Inventors: 河政旼
Original assignee: Jusung Engineering Co Ltd
Current assignee: Jusung Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: KR101206725B1; TW200816279A; TWI479540B; KR20080010192A; CN101113517B

Abstract

一种衬底处理设备包含：腔室，其具有第一电位；第一电极，其处于所述腔室中且具有第二电位，其中所述第一电极与所述腔室以间隙间隔开；第二电极，其在所述腔室中与所述第一电极间隔开，其中反应区界定于所述第一电极与所述第二电极之间且连接到所述间隙；绝缘体，其设置于所述间隙中，其中所述绝缘体包含沿第一方向彼此间隔开的第一部件和第二部件；以及缓冲绝缘体，其处于所述第一部件与所述第二部件之间。

Description

衬底处理设备

本发明主张2006年7月26日申请的韩国专利申请案第10-2006-0070373号的权利，其以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体装置或平板显示器的设备，且更确切地说，本发明涉及一种使用等离子来处理例如晶片或玻璃的衬底的衬底处理设备。

背景技术

一般来说，例如液晶显示器或等离子显示面板的平板显示器或半导体装置是通过衬底上的薄膜沉积工艺、光刻工艺以及蚀刻工艺来形成预定电路图案而制造。每一工艺均在已设置最佳条件的衬底处理设备中执行。

近来，使用等离子的衬底处理设备已广泛用于沉积或蚀刻薄膜。

图1为说明根据相关技术的使用等离子来沉积薄膜的等离子增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)设备的视图。

图1中，PECVD设备10包含腔室11、衬底支撑件12以及等离子电极14。腔室11使腔室内的内力保持低于气动力。在腔室11的下壁处形成出口18。

衬底支撑件12设置于腔室11中，且衬底S装载于衬底支撑件12上。衬底支撑件12充当下电极用以在腔室11中产生等离子。衬底支撑件12可通过轴12a而上下移动，轴12a与衬底支撑件12的下表面的中心结合。

等离子电极14设置于衬底支撑件12上方。射频(radio frequency，RF)功率从RF功率源17施加到等离子电极14。等离子电极14可由铝(Al)形成。阻抗匹配系统16连接于等离子电极14与RF功率源17之间。

气体供应管线15连接到等离子电极14的中心，且气体分配板13与等离子电极14的下侧耦合，使得在气体分配板13与等离子电极14之间界定气体分配区。气体供应管线15连接到气体分配区。气体分配板13为包含多个注入孔的铝块，且气体分配板13的外围固定在等离子电极14的下侧。由于气体分配板13连接到等离子电极14且由与等离子电极14相同的材料(例如，铝)形成，所以气体分配板13与等离子电极14具有相同电位。因此，气体分配板13实质上与等离子电极14一起充当上电极用以产生等离子。在气体分配板13与衬底支撑件12之间界定反应区。

等离子电极14的边缘设置于电极支撑单元19上，电极支撑单元19可能是从腔室11的侧壁向腔室11内部突出，或可能是腔室11的侧壁的上部分。由于腔室11接地，所以腔室11应与施加有RF功率的等离子电极14和气体分配板13分离。为此，可将绝缘体插置于电极支撑单元19与等离子电极14之间。

另一方面，由于等离子电极14和气体分配板13的设置结构而在气体分配板13周围形成间隙。所述间隙被电极支撑单元19的一侧、气体分配板13的一侧以及等离子电极14所包围。所述间隙连接到气体分配板13与衬底支撑件12之间的反应区。

如上文所述，将RF功率施加到气体分配板13和等离子电极14，且电极支撑单元19连接到接地的腔室11的侧壁或为侧壁的上部部分。因此，当将RF功率施加到等离子电极14时，由于电压差和/或间隙中的反应气体而可能产生电弧或等离子放电。电弧或等离子放电可能引起RF功率的损失及造成气体分配板13的损坏。此外，可能在间隙中或周围沉积薄膜且可能产生微粒。

为防止电弧或等离子放电，可将绝缘体20插入间隙中，如图1中所示。绝缘体20可由不传导物质或具有相对较大电阻率的材料形成，例如特氟隆(Teflon)、陶瓷或其它工程塑料。绝缘体20越厚，绝缘效果越高。

然而，绝缘体20可能受腔室11中的金属组件的热膨胀的影响。因此，对于绝缘体20的材料和设计存在诸多限制。

发明内容

因此，本发明针对一种防止不同电位表面之间的电弧或等离子放电的衬底处理设备。

本发明的另一目的在于提供一种防止在不同电位表面之间产生微粒的衬底处理设备。

本发明的另一目的在于提供一种防止设备元件损坏的衬底处理设备。

本发明的其它特征和优点将在以下描述中阐释，且从描述中将部分地显而易见，或可通过实践本发明来了解。将通过在书面描述和其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本发明的目的和其它优点。

为实现这些和其它优点且根据本发明的目的，如所体现并广泛描述的，衬底处理设备包含：腔室，其具有第一电位；第一电极，其处于所述腔室中且具有第二电位，其中所述第一电极与所述腔室以间隙间隔开；第二电极，其在所述腔室中与所述第一电极间隔开，其中反应区界定于所述第一电极与所述第二电极之间且连接到所述间隙；绝缘体，其设置于所述间隙中，其中所述绝缘体包含沿第一方向彼此间隔开的第一部件和第二部件；以及缓冲绝缘体，其处于所述第一部件与所述第二部件之间。

在另一方面中，衬底处理设备包含：腔室；两个电位表面，其处于腔室中，所述电位表面具有不同的电位且彼此之间以间隙间隔开；绝缘体，其设置于所述间隙中，其中所述绝缘体包含彼此间隔开的第一部件和第二部件；以及缓冲绝缘体，其处于所述第一部件与所述第二部件之间。

应理解，前述一般描述和以下详细描述均为示范性和解释性的且用以提供所主张的本发明的进一步解释。

附图说明

本发明包含附图以提供对本发明的进一步理解，且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明了本发明的实施例，且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1为说明根据相关技术的使用等离子来沉积薄膜的等离子增强化学气相沉积设备的视图；

图2A到图2C为示意性说明根据本发明第一实施例的电位表面的分离结构的视图；

图3为示意性说明根据本发明第二实施例的电位表面的分离结构的视图；

图4为说明根据本发明第二实施例的缓冲绝缘体的视图；

图5为示意性说明当存在外力时根据本发明第二实施例的电位表面的分离结构的视图；

图6为说明根据本发明第二实施例的电位表面的另一分离结构的视图；和

图7为说明根据本发明第二实施例的电位表面的另一分离结构的视图。

具体实施方式

现将详细参考优选示范性实施例，其实例在附图中说明。

本发明是为了使衬底处理设备中的不同电位的表面完全绝缘，且并不限制气体分配板和等离子电极的结构。更确切地说，本发明是为了使在衬底处理设备或腔室中的两个具有不同电位的构件或两个电位表面绝缘。本发明并不限于下文将要解释的设置于气体分配板与电极之间的绝缘构件。

本发明的衬底处理设备可具有与图1的结构相类似的结构。与相关技术相同的部件可具有相同参考，且可省略对相同部件的解释。

为了解决由于衬底处理设备中的金属组件的热膨胀而引起的问题，可将绝缘体20分成多个部件，且可在所述部件之间设置缓冲空间。尤其当绝缘体20由特氟隆形成时，可能更加需要缓冲空间，因为对于腔室11来说特氟隆的热变形大于铝。

图2A到图2C为示意性说明根据本发明第一实施例的电位表面的分离结构的视图。

图2A中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件分别具有彼此平行的平坦表面。第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑单元19之间，使得平坦表面彼此之间以距离“d”间隔开并面向彼此。缓冲空间30存在于绝缘体20的第一部件与第二部件之间。

这里，气体分配板13经由缓冲空间30而面向电极支撑单元19。因此，在缓冲空间30中仍可能产生电弧或等离子放电，从而引起绝缘体20劣化、气体分配板13或其它元件损坏、由于薄膜沉积而产生微粒等。

图2B中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件在面向彼此的第一表面和第二表面处分别具有突出部分20a和凹陷部分20b。突出部分20a和凹陷部分20b中的每一者可大体上形成于第一部件和第二部件的第一表面和第二表面中的一者的中心处。将第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑单元19之间，其中考虑到热膨胀，第一表面与第二表面之间的距离为“d”。另外，突出部分20a部分地插入凹陷部分20b中，且突出部分20a的顶部与凹陷部分20b的底部间隔开。因此，缓冲空间30不仅存在于第一部件和第二部件的第一表面与第二表面之间，而且存在于突出部分20a与凹陷部分20b之间。气体分配板13不可直接面向电极支撑单元19。

图2C中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件在面向彼此的第一表面与第二表面中的一侧分别具有突出部分21。第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑单元19之间，其中第一部件和第二部件的第一表面和第二表面中的一者与第一部件和第二部件中的另一者的突出部分21之间的距离为“d”，以使得突出部分21彼此交替。缓冲空间30存在于第一部件和第二部件中的一者的相向表面与第一部件和第二部件中的另一者的突出部分21之间，且气体分配板13不直接面向电极支撑单元19。

与图2A的结构相比，图2B和图2C的结构减少了放电的产生。然而，由于缓冲空间30而仍然存在放电的可能性。更确切地说，在气体分配板13与电极支撑单元19之间存在电位差，且缓冲空间30中的一者暴露于腔室11的反应区。因此，流入缓冲空间30内的反应气体由于电位差而放电，且常常产生不合需要的等离子。如上文所提及，缓冲空间30中的等离子引起绝缘体20劣化、气体分配板13或其它元件损坏、由于薄膜沉积而产生微粒等。

本发明的示范性实施例具有以下特征，在绝缘体20的两个部件之间的间隙或空间中插入可收缩的缓冲绝缘体40，如图3中所说明。

图3为示意性说明根据本发明第二实施例的电位表面的分离结构的视图，且图4为说明根据本发明第二实施例的缓冲绝缘体的视图。

在图3和图4中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，且缓冲绝缘体42设置于绝缘体20的第一部件与第二部件之间。

更确切地说，绝缘体20的第一部件和第二部件在面向彼此的第一表面和第二表面的一侧分别具有突出部分21。第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑板19之间，其中第一部件和第二部件的第一表面和第二表面中的一者与第一部件和第二部件中的另一者的突出部分21之间有一预定距离，以使得突出部分21彼此交替。缓冲空间存在于第一部件和第二部件的第一表面和第二表面中的一者与第一部件和第二部件中的另一者的突出部分21之间。缓冲绝缘体40设置于缓冲空间中。

绝缘体20和缓冲绝缘体40使得与腔室11具有相同电位的第一电位表面跟与气体分配板13和等离子电极14具有相同电位的第二电位表面分离。

缓冲绝缘体40可具有由于外力而能收缩的各种形状。举例来说，如图4中所示，缓冲绝缘体40可包含水平部分42和垂直部分44，所述水平部分42和垂直部分44具有不同方向且交替地连接到彼此。缓冲绝缘体40的形状并不限于此形状。

缓冲绝缘体40可由弹性绝缘材料形成，且可有利地由与绝缘体20相同的材料形成。举例来说，缓冲绝缘体40可由工程塑料形成，例如特氟隆，即聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)。

绝缘体20的第一部件与第二部件之间的缓冲空间内反应气体的注入可通过将缓冲绝缘体40插入缓冲空间中而减少，且在缓冲空间中可减少等离子放电。此外，在缓冲空间中可防止沉积不合需要的薄膜。因此，无法产生微粒，且可防止例如腔室11的绝缘体20或其它元件劣化或损坏的问题。

如上文所述，缓冲绝缘体40可由于外力而收缩。图5为示意性说明当存在外力时根据本发明第二实施例的电位表面的分离结构的视图。

如图5中所示，当处理衬底(未图示)时，绝缘体20可由于热而膨胀，且绝缘体20的第一部件与第二部件之间的缓冲空间可逐渐变窄。此时，缓冲绝缘体40可由于来自膨胀的绝缘体20的力而收缩，且可吸收膨胀力。

此外，电位表面的分离结构可不同于图3的分离结构。图6和图7为说明根据本发明第二实施例的电位表面的其它分离结构的视图。

图6中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件在面向彼此的第一表面和第二表面处分别具有突出部分20a和凹陷部分20b。突出部分20a和凹陷部分20b中的每一者可大体上形成于第一部件和第二部件的第一表面和第二表面中的一者的中心处，以使得其彼此对应。将第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑单元19之间，其中考虑到热膨胀，第一表面与第二表面之间有一预定距离。因此，三个缓冲空间存在于第一部件和第二部件的第一表面与第二表面之间和突出部分20a与凹陷部分20b之间。缓冲绝缘体40分别设置于缓冲空间中。

突出部分20a可部分地插入于凹陷部分20b中，且突出部分20a的顶部可与凹陷部分20b的底部间隔开。

图7中，绝缘体20包含第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件分别具有彼此平行的平坦表面。第一部件和第二部件设置于气体分配板13与电极支撑单元19之间，以使得平坦表面彼此之间以预定距离间隔开且面向彼此。缓冲空间存在于绝缘体20的第一部件与第二部件之间。缓冲绝缘体40设置于缓冲空间中。

根据本发明，由于缓冲绝缘体设置于绝缘体的部件之间的缓冲空间中，而所述绝缘体安置于具有不同电位的电极支撑单元与气体分配板之间，所以防止了反应气体进入缓冲空间内，且在缓冲空间中可防止等离子放电。另外，在缓冲空间中没有薄膜沉积，且因此不产生微粒。此外，可防止腔室的绝缘体或元件损坏和劣化。

所属领域的技术人员将显而易见，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在设备中进行各种修改和变化。因此，希望本发明涵盖在所附权利要求书和其等同物范围内的本发明的修改和变化。

Claims

1.一种衬底处理设备，其包括：

腔室，其具有第一电位；

第一电极，其处于所述腔室中且具有第二电位，其中所述第一电极与所述腔室以间隙间隔开；

第二电极，其在所述腔室中与所述第一电极间隔开，其中反应区界定于所述第一电极与所述第二电极之间且连接到所述间隙；

绝缘体，其设置于所述间隙中，其中所述绝缘体包含沿第一方向彼此间隔开的第一部件和第二部件；以及

缓冲绝缘体，其处于所述第一部件与所述第二部件之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述缓冲绝缘体沿所述第一方向具有宽度，且所述宽度窄于所述第一部件与所述第二部件之间的距离。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述腔室包含处于其中的电极支撑单元，且所述第一电极包含等离子电极和气体分配板，其中所述等离子电极的边缘设置于所述电极支撑单元上方，且所述气体分配板沿与所述第一方向交叉的第二方向而与所述电极支撑单元间隔开。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述缓冲绝缘体由与所述绝缘体相同的材料制成。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述缓冲绝缘体由包含特氟隆的工程塑料中的一种制成。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述缓冲绝缘体包含第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分具有不同方向且交替地连接到彼此。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一部件和所述第二部件具有彼此平行且面向彼此的平坦表面。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一部件在第一表面处具有突出部分，且所述第二部件在面向所述第一表面的第二表面处具有对应于所述突出部分的凹陷部分。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一在第一表面的一侧具有第一突出部分，且所述第二部件在面向所述第一表面的第二表面的一侧具有第二突出部分，其中所述第一突出部分与所述第二突出部分彼此交替。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二电极具有所述第一电位。

11.一种衬底处理设备，其包括：

腔室；

两个电位表面，其处于所述腔室中，所述电位表面具有不同的电位且彼此之间以间隙间隔开；

绝缘体，其设置于所述间隙中，其中所述绝缘体包含彼此间隔开的第一部件和第二部件；以及

缓冲绝缘体，其处于所述第一部件与所述第二部件之间。