CN102177769A - 大等离子体处理室所用的射频回流路径 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种方法及设备，其具有在等离子体处理系统内连接基材支撑件至腔室壁的低阻抗射频回流路径。在一个实施例中，处理腔室包含腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由该腔室侧壁支撑的盖组件，基材支撑件，设置在该腔室主体的处理区域内，遮蔽框架，设置在该基材支撑组件的边缘上，以及射频回流路径，具有连接至该遮蔽框架的第一端及连接至该腔室侧壁的第二端。

Description

大等离子体处理室所用的射频回流路径
技术领域
本发明实施例大体而言是有关于一种等离子体处理基材的方法及设备，更明确地说，一种具有低阻抗的射频回流路径的等离子体处理室及其使用方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)或平面面板常用于主动矩阵显示器，例如计算机、触控面板组件、个人数字助理(PDA)、行动电话、电视屏幕、及诸如此类。此外，有机发光二极管(OLED)也广泛用于平面显示器。一般而言，该面板包含其间包夹一层液晶材料的两个平板。该平板的至少一者包含至少一层设置在其上的导电薄膜，其连接至功率源。从该功率源供给该导电薄膜的功率改变结晶材料的方向，产生图案化显示器。
为了制造这些显示器，通常使例如玻璃或聚合物工件的基材承受多个连续处理以在基材上产生组件、导体及绝缘体。每一个处理通常是在处理腔室内执行，经配置来执行该生产过程的单个步骤。为了高效率完成全部的处理步骤程序，常将一些处理腔室连接至移送室，其容纳机器人以促进基材在该处理腔室间的传送。具有此配置的处理平台的范例常被称为群集工具，其范例是可从加州圣塔克拉拉的AKT America公司取得的AKT等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理平台的家族。
随着对平面面板的需求增加，对于较大尺寸基材的需求也增加。例如，仅在几年内，用于平面面板制造的大尺寸基材的面积即从550毫米乘650毫米增至超过4平方米，并且预见在不久的将来尺寸会持续增加。此种大尺寸基材的尺寸增加在处理和制造上已造成新的挑战。例如，较大的基材表面积需要基材支撑件的增强的射频回流能力，以利于高效射频回流至该射频产生源。传统的系统使用多个挠性射频回流路径，其中每一个射频回流路径均具有连接至基材支撑件的第一端及连接至腔室底部的第二端。因为基材支撑件必须在处理腔室内较低的基材加载位置和较高的沉积位置之间移动，连接至该基材支撑件的射频回流路径需要足够的长度以提供符合基材支撑件移动所需的灵活性。但是，基材和腔室尺寸的增加也同样造成射频回流路径长度的增加。较长的射频回流路径会增加阻抗，因此不利地降低射频回流能力及射频回流路径的效率，在腔室部件之间造成高射频电位，这不利地导致有害的电弧及/或等离子体产生。
因此，存有对于一种具有低阻抗射频回流路径的改善的等离子体处理腔室的需要。
发明内容
本发明提供一种方法及设备，其具有在等离子体处理系统内连接基材支撑件的低阻抗射频回流路径。在一个实施例中，处理腔室包含腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由该腔室侧壁支撑的盖组件，基材支撑件，设置在该腔室主体的处理区域内，遮蔽框架，设置在该基材支撑组件的边缘上，以及挠性射频回流路径，具有连接至该遮蔽框架的第一端及连接至该腔室侧壁的第二端。
在另一个实施例中，处理腔室包含腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由该腔室侧壁支撑的盖组件，基材支撑组件，设置在该腔室主体的处理区域内，延伸块，连接至该基材支撑组件的底面并从该基材支撑组件的外缘往外延伸，接地框架，设置在该处理腔室内，其尺寸经订制以在该基材支撑组件位于上升位置时接合该延伸块，以及射频回流路径，具有连接至该接地框架的第一端及连接至该腔室侧壁的第二端。
在另一个实施例中，处理腔室包含腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由该腔室侧壁支撑的盖组件，基材支撑组件，设置在该腔室主体的处理区域内，其可在第一位置及第二位置之间移动，遮蔽框架，接近该基材支撑组件的边缘设置，遮蔽框架支撑件，连接至该腔室主体，且其尺寸经订制以在该遮蔽支撑组件位于该第二位置时支撑该遮蔽框架，以及射频回流路径，具有连接至接地框架的第一端及连接至该腔室侧壁的第二端，其中该射频回流路径的第二端通过绝缘体连接至该腔室侧壁。
在又一个实施例中，该处理腔室包含腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由该腔室侧壁支撑的盖组件，背板，设置在该腔室主体内该盖组件下方，基材支撑件，设置在该腔室主体的处理区域内，射频回流路径，具有连接至该基材支撑件的第一端及连接至该腔室主体的第二端，以及一或多条导线，具有连接至边缘且位于该背板上方的多个接触点。
附图说明
所以，上述简介的本发明的特征可参考对本发明更具体描述的实施例进一步理解和叙述，部分实施例示出于附图中。
图1是具有射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的实施例的剖面图；
图2是连接至设置在图1的等离子体增强化学气相沉积系统内的基材支撑的射频回流路径的分解图；
图3是具有射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的另一个实施例的剖面图；
图4是具有射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的另一个实施例的剖面图；
图5是具有射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的另一个实施例的剖面图；
图6A-D是具有射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的另一个实施例的剖面图；
图7是图6A所示的具有该射频回流路径的等离子体增强化学气相沉积系统的俯视图；
图8是腔室的侧面剖面图；
图9是根据本发明的一个实施例的腔室的侧面剖面图；
图10是根据本发明的另一个实施例的腔室的侧面剖面图；以及
图11是根据本发明的另一个实施例的腔室的侧面剖面图。
为了便于理解，已经在可能的情况下，使用相同的组件符号指示各图中相同的组件。然而，应注意，附图仅图示本发明的示范性实施例，且因此不欲视为对其范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。
具体实施方式
本发明大体而言是有关于一种等离子体处理系统内的具有低阻抗射频回流路径的等离子体处理腔室。该等离子体处理腔室经配置以在大面积基材上形成结构和组件时利用等离子体处理该大面积基材，以用于液晶显示器(LCD)、平面显示器、有机发光二极管(OLED)、或太阳能电池数组所用的光伏特电池、及诸如此类的生产。虽然在大面积基材处理系统内示例性描述、示出并实施本发明，但本发明可在其它等离子体处理腔室中发挥效用，其中希望确保一或多个射频回流路径在该腔室内以促进令人满意的处理的水准持续运作。
图1是等离子体增强化学气相沉积腔室100的一个实施例的剖面图，其具有用来作为将射频电流回流至射频源的射频电流回流循环的一部分的挠性射频回流路径184的一个实施例。射频回流路径184连接在基材支撑组件130和腔室主体102之间，例如腔室侧壁126。预期到在此所述的射频回流路径184的实施例及其使用方法，连同其衍生物，可用于其它处理系统，包含来自其它制造商的。
腔室100通常包含侧壁126及底部104，其规划出处理容积106。腔室主体102的侧壁126及底部104通常由单块铝或可与处理化学兼容的其它材料制成。配气板110，或称为扩散板，以及基材支撑组件130设置在处理容积106内。射频源122连接至位于腔室顶部的电极，例如背板112及/或配气板110，以提供射频功率以在配气板110和基材支撑组件130之间产生电场。电场从配气板110和基材支撑组件130之间的气体产生等离子体，其用来处理设置在基材支撑组件130内的基材。处理容积106经由穿透侧壁126形成的阀门108近接，因此可传送基材140进出腔室100。真空泵109连接至腔室100，以将处理容积106维持在预期压力下。
基材支撑组件130包含基材接收表面132及支杆134。基材接收表面132在处理时支撑基材140。支杆134连接至举升系统136，其在较低的基材传输位置和较高的处理位置(如图1所示)之间升高及降低基材支撑组件130。沉积期间设置在基材接收表面132上的基材的顶面和配气板110之间的名义距离通常会在200mil和约1,400mil之间改变，例如介于400mil和约800mil之间，或横越配气板110的其它距离，以提供预期沉积结果。
处理时，遮蔽框架133设置在基材140外围上，以避免沉积在基材140边缘上。举升顶针138穿透基材支撑组件130可移动地设置，并适于隔开基材140和基材接收表面132。在一个实施例中，遮蔽框架133可由金属材料、陶瓷材料、或任何适当材料制成。在一个实施例中，遮蔽框架133由裸铝或陶瓷材料制成。基材支撑组件130也可包含用来将基材支撑组件130维持在预期温度的加热及/或冷却组件139。在一个实施例中，加热及/或冷却组件139可经设定以在沉积期间提供约400℃或更低的基材支撑组件温度，例如约100℃和约400℃之间，或约150℃和约300℃之间，例如约200℃。在一个实施例中，基材支撑组件130具有多边平面区域，例如，具有四个侧边。
在一个实施例中，多个射频回流路径184连接至基材支撑组件130，以在基材支撑组件130外围周围提供射频回流路径。在处理期间，基材支撑组件130通常连接至射频回流路径184，以容许射频电流通过其间行进至射频源。射频回流路径184在基材支撑组件130和射频功率源122之间提供低阻抗射频回流路径，例如直接经由电缆或通过腔室接地底板。
在一个实施例中，射频接地路径184是连接在基材支撑组件130边缘和腔室侧壁126之间的多个挠性条(图1示出其中两条)。射频回流路径184可由钛、铝、不锈钢、铍、铜、涂覆导电金属涂层的材料、或其它适当的射频导电材料制成。射频回流路径184可沿着基材支撑组件130各边平均或随机分散。
在一个实施例中，射频回流路径184具有连接至基材支撑组件130的第一端及连接至腔室侧壁126的第二端。射频回流路径184可直接、通过遮蔽框架133及/或通过其它适合的射频导体而连接至基材支撑组件130。示出射频回流路径184通过遮蔽框架133连接至基材支撑组件130的分解图，如圆圈192所示，以下参考图2讨论。其它射频回流路径结构参考图3-5描述。
配气板110在其外围处利用悬吊装置114连接至背板112。盖组件190由处理腔室100的侧壁126支撑，并可移动以维护腔室主体102的内部空间。盖组件190通常由铝组成。配气板110利用或多个中心支撑件116连接至背板112，以辅助避免电压骤降及/或控制配气板110的平直度/弯曲度。在一个实施例中，配气板110可以是具有不同尺寸的不同结构。在例示实施例中，配气板110是四边形配气板。配气板110具有下游表面150，具有形成在其中面向设置在基材支撑组件130上的基材140的上表面118的多个孔111。在实施例中，孔111可具有不同形状、数量、密度、尺寸、及在配气板110上的分布。孔111的尺寸可经选择在约0.01英寸和约1英寸之间。气源120连接至背板112，以通过背板112然后通过形成在配气板110内的孔111提供气体至处理容积106。
射频功率源122连接至背板112及/或配气板110以提供射频功率，以在配气板110和基材支撑组件130之间产生电场，因此可从配气板110和基材支撑组件130之间的气体产生等离子体。可使用多种射频频率，例如约0.3MHz和约200MHz之间的频率。在实施例中，射频功率源以13.56MHz的频率提供。配气板的范例在2002年11月12号核准予White等的美国专利第6,477,980号、2005年11月17号公开的Choi等的美国专利公开案第20050251990号、以及2006年3月23号公开的Keller等的美国专利公开案第2006/0060138号中揭示，所有皆在此以引用其整体的方式并入本文中。
远程等离子体源124，例如感应耦合远程等离子体源，也可连接在气源120和背板112之间。在处理基材之间，可在远程等离子体源124内能量化清洁气体，以远程提供用来清洁腔室零组件的等离子体。可利用由功率源122供给配气板110的射频功率进一步激发清洁气体。适合的清洁气体包含，但不限于，三氟化氮、氟气、和六氟化硫。远程等离子体源的范例在1998年8月4号核准予Shang等的美国专利第5,788,778号中揭示，其通过引用的方式并入本文中。
图2示出射频回流路径184的实施例的分解图。射频回流路径184具有足够的弹性以容许基材支撑组件130在较低的基材传输位置和较高的处理位置(如参考图1所述者)之间改变高度。在实施例中，射频回流路径184是挠性射频导电条。
遮蔽框架133具有凸缘222，其从遮蔽框架133的主体224伸出以在处理期间遮蔽基材140的边缘不受到沉积。遮蔽框架主体224搁置在形成在基材支撑组件130外围的阶级226上。陶瓷绝缘体228设置在遮蔽框架主体224和基材支撑组件130外围之间，以增加电容并在遮蔽框架133和基材支撑组件130之间提供良好的绝缘。绝缘体228将遮蔽框架飘移电位与直流接地隔离，因此可减少并消除处理期间潜在等离子体或电弧的可能性。遮蔽框架133还包含从遮蔽框架主体224的底部延伸出的突部220。突部220可以是多个不连续舌片或连续边缘。遮蔽框架支撑210在接收遮蔽框架133的突部220的位置处连接到腔室侧壁126。当基材支撑组件130降至较低的基材传输位置时，遮蔽框架133与基材支撑组件130一起降低，直到遮蔽框架支撑件210接合遮蔽框架133，并在基材支撑组件130继续下降时将其从基材支撑组件130举起为止。遮蔽框架支撑件210将遮蔽框架的移动限制在预定垂直范围内，因此连接至遮蔽框架133的射频回流路径184仅需最小量的弹性。以此方式，射频回流路径184的长度可以是短的，与先前技术的接地条相比。短的射频回流路径184有利地提供低阻抗，其有效传导射频电流同时减轻腔室组件之间的高电位。
在实施例中，射频回流路径184具有第一端212及第二端214。第一端212连接至遮蔽框架133的外壁250，例如，利用紧固件202、夹钳或在遮蔽框架133和射频回流路径184之间维持电气连接的其它方法。在图2所示实施例中，紧固件202旋入螺孔216内，以连接射频回流路径184至遮蔽框架133。预期到可使用胶粘剂、夹钳或可在腔室侧壁126和射频回流路径184之间维持电气连接的其它方法。射频回流路径184的第二端214具有夹在绝缘体208(示为208a和208b)之间的电极218。绝缘体208也可由保护盖体206覆盖，并通过紧固件204连接至腔室侧壁126。绝缘体208用作为电容器，其避免直流电流行进通过导电条。绝缘体208也增加导电条电容并降低或最小化射频回流路径184的射频阻抗。此外，绝缘体208也将从遮蔽框架133产生的漂移直流电位与接地隔离，以避免遮蔽框架133和基材140之间的电弧。在一个实施例中，绝缘体208可由耐久陶瓷材料制成，其提供良好的绝缘及端电容。在一个实施例中，陶瓷绝缘体是由高k介电材料、三氧化二铝等制成。也预期到可以不使用绝缘体208。
遮蔽框架支撑件210连接至绝缘体208下方的腔室侧壁126，以在基材支撑组件130降至较低的基材传输位置时接收遮蔽框架133，如上所述。在基材处理期间，来自基材表面的静电及/或射频电流通过遮蔽框架133和射频回流路径184到达绝缘体208，并进一步到达腔室侧壁126，因此形成回到配气板110的射频回流路径(例如封闭循环)。
通过将射频回流路径184设置在遮蔽框架133至腔室侧壁126之间，与连接基材支撑组件130至腔室底部的传统的设计相比，所需的射频回流路径184长度短很多，因此射频回流路径184的阻抗实质上降低。长度过长的射频回流路径会造成高阻抗，其可导致基材支撑组件上的电位差。基材支撑组件130上高电位差的存在会不利地影响沉积均匀性。此外，高阻抗射频回流路径会使射频回流路径的射频回传无效率或不足，因此等离子体及/或静电无法从基材表面有效除去，而是行进至侧边、边缘间隙、及基材支撑组件130下方，在位于区域内的腔室零组件上造成不预期的沉积或等离子体侵蚀，因此缩短部件使用年限并增加微粒污染的可能性。
此外，设置在射频回流路径184末端的绝缘体208作用为电容器，增加射频回流路径的电容，因此降低射频回流路径的阻抗。预期到绝缘体208并不必定要连接至射频回流路径184末端。绝缘体208可沿着射频回流路径184导电条的前端、中间、末端或其它适当位置设置，以增加射频回流路径184的电容。因为电容器的阻抗与其电容成反比，维持串联设置及/或连接至射频回流路径184的绝缘体208的高电容可降低射频回流路径的整体阻抗。在此配置中，导电条可作用为电感器，提供电感性电抗(例如阻抗)，而陶瓷绝缘体208可作用为电容器，提供电容性阻抗。因为电感器和电容器具有符号相反的电抗，导电条和沿着射频回流路径184形成的陶瓷绝缘体的恰当配置会产生补偿波形，抵销正及负电气阻抗，因此提供射频回流路径低阻抗，例如理想上零阻抗。据此，通过控制射频回流路径的长度，连同选择性的绝缘体208，并将射频回流路径设置在基材支撑组件上方的位置，可获得有效的射频电流导电率，低阻抗且高传导性的射频回流路径，并且可减少或甚至消除有害的电弧效应。
在一个实施例中，射频回流路径184的长度介于约2英寸和约20英寸之间，并且宽度介于约10毫米和约50毫米之间。设置在基材支撑组件周围的射频回流路径的数量可介于约4和约100个之间。在一个实施例中，长度约20英寸的射频回流路径184的阻抗约为36欧姆。
图3示出连接基材支撑组件130至腔室壁126的射频回流路径300的另一个实施例。注意到射频回流路径的数量可依需要改变以符合不同硬件配置和处理需求。与图1-2的设计类似，遮蔽框架133设置在基材支撑组件周边的边缘阶级226上。在一个实施例中，遮蔽框架133由裸铝或陶瓷材料制成。绝缘体326设置在遮蔽框架133和基材支撑组件的边缘阶级226之间，以将遮蔽框架133和直流接地隔离。绝缘体326将遮蔽框架133相对于直流接地保持在飘移位置，因此可降低基材140和遮蔽框架133之间的电弧的可能性。紧固件314穿透形成在基材支撑组件130内的孔320并旋入形成在延伸块306中的螺孔316内。紧固件314由导电材料制成，以维持从基材表面至延伸块306的良好电气连接。
在一个实施例中，延伸块306连接在基材支撑组件130的底面，并从基材支撑组件130的外部边缘往外延伸。延伸块306可以是框架状平板型态，从基材支撑组件底面围绕基材支撑组件130边缘设置。在另一个实施例中，延伸块306可以是分散在台座组件周围的个别棒状物型态，其尺寸经订制以容许可移动的接地框架308在台座组件下降时搁置在其上。在另一个实施例中，延伸块306可以是其它形态，经配置以在台座组件下降时将可移动接地框架308搁置支撑在其上。
可移动接地框架308的尺寸经订制，因此接地框架308的内侧322可在基材支撑组件130上升至处理位置时搁置在延伸块306上。接地框架308的外侧324的尺寸经订制以在基材支撑组件130下降至传输位置时搁置在侧边泵吸档板310上。在一个实施例中，侧边泵吸档板310可以是设置在处理腔室内用来支撑接地框架308的任何支撑结构。接地框架308可相对于延伸块306以及侧边泵吸档板310移动。射频回流路径300具有利用第一紧固件304连接至接地框架308的第一端及利用第二紧固件302连接至腔室侧壁126的第二端。在一个实施例中，射频回流路径300是挠性射频导电条型态。据此，可选择性地使用绝缘体208。
操作时，当基材支撑组件130连同延伸块306上升至基材处理位置时，如图3所示，延伸块306将接地框架308举离侧边泵吸档板310(或其它静态支撑件)。因为接地框架308并非永久固定或连接在侧边泵吸档板310上，当接地框架308升至处理位置时，缝隙312会形成在接地框架308和侧边泵吸档板310之间。在基材处理期间，基材支撑组件130内的静电及/或射频电流经过紧固件314和延伸块306通至接地框架308，然后通过射频回流路径300至腔室壁126，因此形成回到射频源122的射频回流循环的一部分。形成在接地框架308和侧边泵吸档板310之间的缝隙312限制从接地框架308传导至射频回流路径300的电流，并避免电流通至侧边泵吸档板310。
在处理完成后，将基材支撑组件130降至基材传输位置。延伸块306因此随基材支撑组件130降低至基材传输位置。接地框架308于是接合侧边泵吸档板310并被举离延伸块306。随着基材支撑组件130持续下降，遮蔽框架133接合并搁置在接地框架308的第一侧322的上表面上，因此被举离基材支撑组件130。在一个实施例中，遮蔽框架133、紧固件314、302、304、延伸块306、接地框架308和射频回流路径300由导电材料制成，例如铝、铜、或促进从基材支撑组件130通过腔室壁126传输射频电流回到射频源122的其它适当合金。
图4示出射频回流路径400的另一个实施例。与图3所示配置类似，紧固件314穿透形成在基材支撑组件130内的孔320并旋入形成在延伸块402的第一侧416中的螺孔内。延伸块402的第二侧418延伸超过基材支撑组件130的外缘。延伸块402的第二侧418具有形成在延伸块402上表面内的沟槽414。卷绕的螺旋包覆件404设置在沟槽414内，以改善接地框架406和延伸块402之间的电导。在一个实施例中，卷绕的螺旋包覆件404部分延伸在沟槽周围，并且弹性足以在多次弯曲后保持其形状。绝缘体420设置在遮蔽框架133和基材支撑组件130的边缘阶级226之间，以隔离遮蔽框架133和基材支撑组件130。遮蔽框架133和基材支撑组件130之间的绝缘体420避免遮蔽框架在处理期间降低电弧的可能性。接地框架406具有搁置在延伸块402上、在基材支撑组件130上升时与卷绕的螺旋包覆件404接触的第一侧。接地框架406具有连接至侧边泵吸档板408的第二侧。射频回流路径400具有利用第一紧固件410连接至接地框架406的第一侧，以及利用第二紧固件412连接至腔室侧壁126的第二侧。在一个实施例中，射频回流路径400是挠性射频导电条的型态。
在此特定实施例中，接地框架406固接在侧边泵吸档板408上。在较高的基材处理位置和较低的基材传输位置之间升降时，延伸块402可相对于接地框架406移动。当基材支撑组件130上升时，连接至基材支撑组件130的延伸块402被升起而通过卷绕的螺旋包覆件404与接地框架406接触。卷绕的螺旋包覆件404提供良好的接口，其辅助从紧固件314和延伸块402通过接地框架406和射频回流路径400传导射频电流至腔室侧壁126，因此形成回到射频功率源122的射频回流循环。因为侧边泵吸档板408固接在接地框架406上，挠性卷绕螺旋包覆件404可调和基材支撑组件130高度的轻微差异，同时在接地框架406和延伸块402之间保持良好的电气和射频电流接触。在一个实施例中，卷绕螺旋包覆件404由导电材料制成，例如铝、铜、或促进传导射频电流的其它适当合金。
图5示出射频回流路径500的又另一个实施例。与图4所示配置类似，卷绕螺旋包覆件404设置在延伸块402内以提供垂直柔量，同时与接地框架406接触。在此特定实施例中，取代如图4所示的挠性条400的型态，射频回流路径500是通过紧固件502固接在接地框架406和腔室侧壁126之间的导电棒的型态。射频回流路径500可利用任何适当方法粘附、栓锁、旋紧、或固定在接地框架406上。因为导电棒500硬式固定在腔室侧壁126和接地框架406之间，容许基材支撑组件130的定位的垂直柔量由卷绕螺旋包覆件404提供。或者，射频回流路径500和接地框架406可形成为单一主体，其具有通过紧固件502连接至侧壁的第一侧和经配置以搁置在卷绕螺旋包覆件404上的第二侧。
射频回流路径500的配置实质上避免基材处理过程中重复的基材支撑组件移动期间可能发生的错位、摩擦和不必要的相对摩擦，因此提供较清洁的处理环境。在一个实施例中，导电棒500由导电材料制成，例如铝、铜、或促进传导射频电流的其它适合材料。
在一个实施例中，通过使用沿着射频回流路径形成的具有高电容的绝缘体，可得到沿着整体射频回流路径的低阻抗，因而可承载大量射频电流。除了沿着射频回流路径使用绝缘体外，通过在腔室侧壁和遮蔽框架之间的射频回流路径及/或连接至基材支撑组件的延伸块的设计，与传统的设计相比，射频回流路径所需的长度显著缩短。因为射频回流路径的距离比传统的技术短很多，射频回流路径的阻抗显著降低。此外，射频回流路径也提供大的电流承载能力，其理想上适用于大面积处理应用。射频回流路径相对较短的行进距离为电流承载能力提供低阻抗及高传导率，因此在处理期间在基材表面上产生较低的电压差。低电压差降低基材表面上不均匀的等离子体分布和轮廓的可能性，因此提供基材表面上的沉积的膜的较佳的均匀性。此外，因为射频回流路径可实质上限制基材支撑组件上方的处理区域内的等离子体、电流、静电、及电子，故可实质上减少基材支撑组件侧边或下方的不必要的沉积或主动种类侵蚀的可能性，因此延长用于处理腔室较低区域内的组件的使用年限。此外，也能降低微粒污染的可能性。
此外，通过连接射频回流路径至设置在基材支撑组件的周边区域的遮蔽框架，等离子体分布可有效延伸至基材支撑组件的周边区域，特别是基材支撑组件的角落，例如边缘。在传统的设计中，等离子体常无法有效且均匀地分布至基材支撑组件的周边区域，因此在基材角落，例如边缘，上造成沉积不足。在沉积处理经配置以在基材上沉积微晶硅层的实施例中，以传统的沉积技术沉积的硅膜在基材角落，例如边缘，的结晶部分与沉积在基材上的其它区域，例如中心、或靠近中心的区域，相比经常不足且不均匀。通过在本应用中使用射频回流路径，广泛的等离子体分布有效提供基材支撑组件周边区域，例如角落和边缘，沉积足够的等离子体，因此可控制并有效改善在沉积的微晶硅膜处形成的结晶部分。
图6A示出如图2所示的射频回流路径184的另一个实施例以及J形射频棒604。遮蔽框架133具有射频接地框架618，其连接至遮蔽框架133的底面。射频回流路径184连接在腔室侧壁126和射频接地框架618之间。射频回流路径184提供用于大部分过量的能量和等离子体接地且返回至配气板或接地的感应路径。J形射频棒604利用紧固件626或其它适合的紧固工具连接至遮蔽框架133末端。在一个实施例中，J形射频棒604包含通过紧固件610或其它适合的紧固工具连接至弧形棒608的支杆606。J形射频棒604有效添加额外的电感，以重新引导过量能量或等离子体至腔室侧壁的另一部分并远离遮蔽框架133和腔室侧壁126的上半部分，这可最小化和消除腔室侧壁126的上半部分及靠近遮蔽框架133和基材的位置的电弧。
射频棒支撑620具有连接至腔室侧壁126的第一端624及连接至J形射频棒604的支杆606的第二端622。第二端622可具有两个尖端，在图6B标为604a、604b，其界定出容许支杆606穿过其间的开口。或者，射频棒支撑620还包含盖630，其容许支杆606穿过其间，如图6C所示。或者，射频棒支撑620可配置为在处理腔室内牢牢支撑且抓持J形射频棒604的任何型态。
接地框架升降器614连接至基材支撑组件130底侧，支撑连接至遮蔽框架133的射频接地框架618。射频条616设置在接地框架升降器614至腔室底部之间。在处理期间，接地框架升降器614支撑射频接地框架618，产生从遮蔽框架133通过射频接地框架618、接地框架升降器614再至射频条616及腔室底部的射频回流路径。在处理后，基材支撑组件130降至基材传输位置，如图6D所示，连接至基材支撑组件130的接地框架升降器614随着基材支撑组件130的移动而下降。射频条616弹性地弯曲以顺应基材支撑组件130的促动(actuation)和移动。当基材支撑组件130下降时，遮蔽框架133和射频接地框架618牢固且不可移动地由J形射频棒604通过连接在腔室侧壁126上的射频棒支撑620抓持，将遮蔽框架133和射频接地框架618与基材支撑组件130隔开，以促进基材从处理腔室的移除。
图7示出设置在处理腔室内的基材支撑组件130的俯视图。遮蔽框架133设置在基材支撑组件130的周边区域上。多个射频棒支撑620设置在腔室侧壁126和基材支撑组件130之间。射频棒支撑620设置在基材支撑组件130的周边区域周围，除了界定在具有流量阀108的腔室侧壁126和基材支撑组件130之间的区域702以外。设置在具有流量阀108的腔室侧壁126和基材支撑组件130之间的区域702处的射频棒支撑620会妨碍机器人进入处理腔室以进行基材传输的移动。据此，射频棒支撑620可经配置以设置在沿着基材支撑组件130周边的其它三侧，706、704、708。
图8示出具有射频回流路径802的腔室800，射频回流路径802是设置在基材支撑组件下方连至腔室底部104的接地条的型态。射频回流路径802的功能与上面参考图1-7所述的射频回流路径相似。图9示出根据本发明的另一个实施例的腔室900。一或多条射频回流路径902具有连接至基材支撑组件130的底面904的一端以及连接至腔室900的侧壁126的另一端。射频回流路径902比图8的腔室内所示的射频回流路径802短，这减少射频回流路径902的表面积，该表面积能够用于从背板112和配气板110提供的射频功率的能量的电感。因此，短的射频回流路径902减少能量的电感并减少能量在基材支撑组件130下方的汇聚。据此，短的射频回流路径902有利地提供低阻抗，其有效传导射频电流同时减轻腔室组件之间的高电位。
图10示出根据本发明的另一个实施例的腔室1000。腔室1000包含设置在腔室1000内的一或多条射频回流路径902。在此实施例中，框架1002可具有连接至下表面904及/或基材支撑组件130外围的上侧及连接至射频回流路径902的一端的下侧。框架1002从基材支撑组件130往外延伸，并且非常接近腔室1000的侧壁126。据此，射频回流路径902通过框架1002连接至基材支撑组件130。
框架1002提供侧壁126之间距离的缩短，其缩短基材支撑组件130和侧壁126之间的电弧距离。此外，较短的射频回流路径902可减少能量的电感，并减少能量在基材支撑组件130下方的汇聚，如上所述。
图11示出根据本发明的另一个实施例的腔室1100。背板112及/或配气板110利用含有一或多条导线1104的多芯导体1110连接至射频功率源1116，其与射频功率源122类似。在射频功率源1116通过中心支撑件116连接至腔室1100的实施例中，可依所需移除或消除连接至配气板110或背板112的射频功率。一或多条导线1104提供来自射频功率源1116的能量，射频功率源1116在背板112边缘周围的多个连接点1106、1108处连接至背板112。基材支撑组件130利用如图8所述的一或多条射频回流路径802连接至腔室主体102。在此实施例中，每一条导线1104皆包含实质上延伸过背板112的一半尺寸的长度。沿着导线1104的长度方向提供档板1102，以减少沿此长度从射频功率源1116通至背板112的能量的电感。档板1102被示为设置在导线1104的实质部分周围的管状构件。档板1102在导线1104和背板112之间沿着导线1104的长度提供较低的能量电感，其有效隔离通至导线1104和背板112的连接点的能量。
注意到上面参考图1-11所述的形成并连接至设有阀门108的侧壁126的射频回流路径(即导电条)延伸超过阀门108的边缘，以避免沉积或微粒从阀门108进入。在腔室侧壁126的其它三侧，射频回流路径(即导电条)可独立形成并互相隔开，以容许腔室有良好的气体流动和泵吸效率。
因此，提供一种方法及设备，其具有在等离子体处理系统内将基材支撑或遮蔽框架连接至腔室壁的低阻抗射频回流路径。有利地，低阻抗射频回流路径提供大的电流承载能力。实质上消除基材表面上的等离子体分布不均匀，因此减少在基材侧边或基材支撑组件下方的不预期沉积。
虽然前文针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的情况下，可设计本发明的其它及另外实施例，且本发明的范围由以下权利要求确定。

Claims (15)

1.一种处理腔室，其包含：
腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由所述腔室侧壁所支撑的盖组件；
基材支撑件，设置在所述腔室主体的处理区域内；
遮蔽框架，设置在所述基材支撑组件的边缘上；以及
射频回流路径，具有连接至所述遮蔽框架的第一端及连接至所述腔室侧壁的第二端。
2.根据权利要求1所述的处理腔室，其中，所述射频回流路径包含挠性铝条。
3.根据权利要求1所述的处理腔室，还包含：
绝缘体，设置在所述射频回流路径的第二端和所述腔室侧壁之间。
4.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述绝缘体是陶瓷，并且利用紧固件连接至所述腔室侧壁及所述射频回流路径。
5.根据权利要求4所述的处理腔室，还包含：
介电盖体，覆盖所述陶瓷绝缘体及所述射频回流路径的第二端。
6.根据权利要求1所述的处理腔室，还包含：
陶瓷绝缘体，设置在所述遮蔽框架和所述基材支撑组件之间。
7.根据权利要求1所述的处理腔室，还包含：
遮蔽框架支撑件，连接至所述腔室侧壁，并且经设置以在所述基材支撑组件处于基材传输位置时支撑所述遮蔽框架。
8.一种处理腔室，其包含：
腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由所述腔室侧壁所支撑的盖组件；
基材支撑组件，设置在所述腔室主体的处理区域内；
延伸块，连接至所述基材支撑组件的底面并从所述基材支撑组件的外缘往外延伸；
接地框架，设置在所述处理腔室内，尺寸经订制以在所述基材支撑组件位于上升位置时接合所述延伸块；以及
射频回流路径，具有连接至所述接地框架的第一端及连接至所述腔室侧壁的第二端。
9.根据权利要求8所述的处理腔室，还包含：
侧边泵吸档板，设置在所述处理腔室内所述接地框架下方。
10.根据权利要求8所述的处理腔室，其中，所述接地框架具有经配置以接合所述延伸块的第一侧以及设置在所述侧边泵吸档板上的第二侧。
11.根据权利要求9所述的处理腔室，还包含：
缝隙，在所述基材支撑组件处于上升位置时当所述接地框架由所述延伸块支撑时，界定在所述接地框架和所述侧边泵吸档板之间。
12.根据权利要求8所述的处理腔室，还包含：
卷绕的螺旋包覆件，设置在所述延伸块位于所述基材支撑组件外部的上表面内。
13.根据权利要求9所述的处理腔室，还包含：
绝缘体，设置在所述基材支撑组件的边缘上的遮蔽框架和所述基材支撑组件之间。
14.一种处理腔室，其包含：
腔室主体，其具有界定处理区域的腔室侧壁、底部及由所述腔室侧壁所支撑的盖组件；
基材支撑组件，设置在所述腔室主体的处理区域内，可在第一位置及第二位置之间移动；
遮蔽框架，接近所述基材支撑组件的边缘设置；
遮蔽框架支撑件，连接至所述腔室主体，且尺寸经订制以在所述遮蔽支撑组件位于所述第二位置时支撑所述遮蔽框架；
射频回流路径，具有连接至接地框架的第一端及连接至所述腔室侧壁的第二端；以及
第一绝缘体，避免直流电流流经所述射频回流路径至所述腔室侧壁。
15.根据权利要求14所述的处理腔室，还包含：
第二绝缘体，设置在所述遮蔽框架和所述基材支撑组件之间。
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