CN107083542A - 等离子体沉积装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子体沉积装置，包括：腔室；气体供应部，向腔室供应气体；以及喷头，设置在腔室的内部，与气体供应部连接。其中，气体供应部包括使气体流入的流入管、以及与流入管连接的至少两个流出管。此外，喷头包括：上板，具有与流出管连接的多个注入口；以及下板，与上述上板分离，且具有喷射口。

Description

等离子体沉积装置

技术领域

本发明涉及等离子体沉积装置，涉及包含对喷头供应清洗气体的气体供应部的等离子体沉积装置。

背景技术

显示装置根据发光方式分为液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)、有机发光显示装置(organic light emitting diode display，OLED display)、等离子体显示装置(plasma display panel，PDP)、以及电泳显示装置(electrophoreticdisplay)等。

这样的显示装置可以包含在基板上层叠的栅电极、数据电极、像素电极、以及晶体管。其中，栅电极、数据电极、以及像素电极层叠在互不相同的层。为此，可以在栅电极和数据电极之间层叠绝缘层。此外，可以在数据电极和像素电极之间层叠绝缘层。绝缘层利用等离子体沉积装置被涂在基板上的整个面。为了形成绝缘层，可以利用氮化硅或氧化硅等成膜物质。

另一方面，在形成绝缘层的成膜工序之后，需要去除在等离子体沉积装置的内部存在的成膜物质。成膜物质利用化学反应去除。即，成膜物质由被活化的清洗气体分解去除。因而，为了去除成膜物质，将被活化的清洗气体无损耗地向等离子体沉积装置内部供应的构造较为重要。

发明内容

本发明的一实施例提供能够使用于去除腔室内部成膜物质的被活化的清洗气体的损耗最小化的等离子体沉积装置。

本发明所涉及的等离子体沉积装置的一实施例，其特征在于，包括：腔室；气体供应部，向上述腔室供应气体；以及喷头，设置在上述腔室的内部，与上述气体供应部连接，上述气体供应部包括：流入管，使上述气体流入；以及至少两个流出管，与上述流入管连接，上述喷头包括：上板，具有与上述流出管连接的多个注入口；以及下板，与上述上板分离，具有喷射口，上述注入口中的一个注入口设置于上述上板的中心，上述注入口中的其余的注入口以上述上板的中心为基准对称设置。

此外，其特征在于，还包括气体扩散部，设置在上述上板和上述下板之间，用于使气体扩散。

此外，其特征在于，上述流出管与上述流入管交点在上述注入口的平面上位于左右对称轴或者上下对称轴上。

此外，其特征在于，上述气体扩散部具有圆锥状。

此外，其特征在于，上述气体扩散部中的至少两个具有斜圆锥状。

此外，其特征在于，上述气体扩散部设置在上述注入口的下部。

此外，其特征在于，上述流出管的内径为27mm以上且33mm以下。

此外，其特征在于，上述流出管包括第1流出管、第2流出管、以及第3流出管，上述第1流出管至第3流出管中的至少一个包括：第1分管，沿一个方向设置；第2分管，被设置为与上述第1分管具有一定角度；以及第3分管，与上述喷头的边缘平行地设置，且连接上述注入口中的至少两个注入口，上述第2分管的一端连接到上述第3分管的两端部之间的中心。

此外，其特征在于，在由经过上述上板的中心的第1对称轴和与上述第1对称轴正交的第2对称轴所划分的上述上板的划分区域中，上述注入口中的至少一个注入口设置在上述划分区域的中心和上述喷头的边缘之间。

此外，其特征在于，还包括绝缘部，设置在上述喷头和上述腔室之间，用于使上述喷头绝缘。

根据本发明的一实施例，通过将注入清洗气体的注入口对称地设置在喷头，能够使发生在喷头的内部填充空间的被活化的清洗气体的损失最小化。

另外，设置在通过注入口的清洗气体的路径上的气体扩散部能够将气体扩散到喷头的内部填充空间，使被活化的清洗气体的损失最小化。

附图说明

图1是大致示出本发明的一实施例所涉及的等离子体沉积装置的图。

图2是大致示出连接于图1所示的喷头上的气体供应部的立体图。

图3是示出图2所示的气体供应部的另一实施例的图。

图4是示出图1所示的分配管的立体图。

图5是用于说明图4所示的流出管的内径的图。

图6是在图2所示的喷头上设置的注入口的设置图。

图7是用于说明图6所示的注入口的设置的图。

图8是沿图6的I-I’的喷头截面图。

图9是示出图8所示的气体扩散部的图。

图10是示出图8所示的气体扩散部的图。

图11是用于说明图10所示的气体扩散部的设置的图。

图12是说明对图1所示的腔室注入清洗气体的过程的图。

图13是示出图3的另一实施例的图。

附图标记说明

10：等离子体沉积装置

100：腔室

200：气体供应部

210：分配管

211：流入管

213：流出管

230：等离子体发生器

300：喷头

400：气体扩散部

具体实施方式

以下，以各实施例为中心，详细地说明本发明。但是，本发明的范围并不限于以下要说明的附图或者实施例。附图只不过是从各种实施例中为了具体说明本发明而例示性地选择的图。

为了便于理解，在附图中，各构成要素及其形状等可能被简单或者夸张地绘制，实际产品中存在的构成要素有可能未示出而省略。因而，附图应被解释为其用于帮助理解发明。此外，附图中起到同一作用的部分被标记为相同的附图标记。

在说明书整体中，当记载为某一部分与另一部分“连接”时，其不仅包括“直接连接”的情况，还包括在中间经由另一元件而“电连接”的情况。此外，当记载为某一部分“包括”某一构成要素时，只要不是特别存在相反的记载，就意味着还可以包括其他的构成要素，而不是排除其他的构成要素。

在本说明书中，第1、第2、第3等用语可以用于说明各种构成要素，但这样的构成要素并非受上述用语所限。使用上述用语的目的在于将一个构成要素与其他的构成要素相区别。例如，在不脱离本发明的权利范围内，第1构成要素可以命名为第2构成要素或者第3构成要素，类似地，第2构成要素或者第3构成要素也可以交替命名。

此外，在记载为某一层或者构成要素位于另一层或者构成要素之“上”的情况下，表示不仅包括上述某一层或者构成要素与上述另一层或者构成要素直接接触而设置的情况，还包括第三层介入两者之间而设置的情况。

以下，参照附图说明本发明的一实施例的等离子体沉积装置10。

图1是大致示出本发明的一实施例所涉及的等离子体沉积装置10的图，图2是大致示出连接于图1所示的喷头300上的气体供应部200的立体图，图3是示出图2所示的气体供应部200的另一实施例的图。

参照图1至图3，本发明的一实施例所涉及的等离子体沉积装置10可包括腔室100、向腔室100供应气体的气体供应部200、在腔室100的内部设置的喷头300。

腔室100可包括上部腔室110和下部腔室130。上部腔室110和下部腔室130可上下设置而形成内部空间。在腔室100的内部也可以形成真空。在腔室100的内部，设置有支承部500。基板500a被设置在支承部500之上。另一方面，腔室100和后述的喷头300之间可以设置绝缘部111。绝缘部111可固定在腔室100中支撑喷头300。此外，绝缘部111使喷头300与腔室100绝缘。

在腔室100的内部空间中，成膜物质沉积在基板500a之上。即，在腔室100的内部，绝缘层沉积在基板500a之上。腔室100可在其一侧具有开口部150。存在于腔室100的内部空间中的成膜物质或清洗气体、以及由它们产生的反应物能够通过开口部150流出。

气体供应部200可以设置在腔室100的外部。作为另一实施例，气体供应部200的至少一部分可以设置在腔室100的内部。为了向腔室100供应气体，气体供应部200可以包括储存容器250、分配管210。此外，气体供应部200还可以包括用于使供应给腔室100的气体活性化的等离子体发生器230、防止产生因被活化的气体所引起的电场或者磁场的场去除部600。

储存容器250为箱(tank)形，能够储存气体。在此，气体可以是用于清洗腔室100的内部的清洗气体。为了在设置于腔室100的内部的基板500a上形成薄膜晶体管，成膜物质的沉积的必须的。在成膜物质的沉积过程中，电源供应部700对后述的喷头300施加电源，在腔室100的内部形成等离子体。成膜物质可以包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。在基板500a上沉积成膜物质的过程中，除基板500a之外，成膜物质还将被涂在喷头300以及腔室100的内部。被涂在腔室100的内部的成膜物质能够利用清洗气体去除。清洗气体可以是三氟化氮(NF3)。该三氟化氮(NF3)能够经活化而被离子化(radical)。被活化的的三氟化氮(NF3)与成膜物质发生反应。即，被涂在腔室100的内部的成膜物质能够通过与被活化的三氟化氮(NF3)发生反应而被去除。

图4是示出图1所示的分配管210的立体图。

参照图1至图4，分配管210可以设置在腔室100的一侧。分配管210具有流入管211和流出管213。在此，流入管211和流出管213相连通。流入管211与储存容器250连接。从储存容器250供应的清洗气体流入流入管211。分配管210至少可以具有两个流出管213。作为一实施例，分配管210可以具有第1流出管214、第2流出管216、以及第3流出管218。第1流出管214可以沿与流入管211实质上对齐的第1方向进行设置。第2流出管216可以沿与第1方向垂直的第2方向进行设置。第3流出管218可以沿与第1方向垂直且与第2方向对齐的第3方向进行设置。第1流出管214与后述的在上板310的中心设置的注入口311连接。此外，第2流出管以及第3流出管216、218与在上板310的中心和上板310的边缘之间设置的注入口311连接。

参照图2，第2流出管216可以包括第1分管216a、第2分管216b、第3分管216c。第1分管216a可以沿与流入管211垂直的第2方向进行设置。第2分管216b可以设置为以第1分管216a为基准而具有一定的角度。第3分管216c与后述的上板310的边缘平行地设置。此外，第3分管216c将第2分管216b和后述的两个注入口311进行连接。

此外，第1分管216a、第2分管216b、以及第3分管216c互相连通。尤其，第2分管216b的一端可以连接到第3分管216c的两端部之间的中心。由此，向分别设置于第3分管216c两端部的两个注入口311输送的气体流量变得均匀。

第3流出管218可以包括第4分管218a、第5分管218b、第6分管218c。第4分管218a可以沿与流入管211垂直的第3方向进行设置。第5分管218b可以设置为以第4分管218a为基准而具有一定的角度。第6分管218c与后述的上板310的边缘平行地设置。第6分管218c将第5分管218b和后述的两个注入口311进行连接。

在此，第4分管218a、第5分管218b、以及第6分管218c互相连通。尤其，第5分管218b的一端可以连接到第6分管218c的两端部之间的中心。由此，向分别设置于第6分管218c两端部的两个注入口311输送的气体流量变得均匀。另一方面，第6分管218c与第3分管216c实质上平行地设置。

参照图2至图4，第1流出管至第3流出管214、216、218与流入管211的交点设置在注入口311的平面上的左右对称轴线或者上下对称轴线上。即，气体开始向各流出管213分配的起点被设置在注入口311的平面上的左右对称轴线或者上下对称轴线上。由此，分别流入后述的在上板310的中心和其边缘之间设置的注入口311的气体流量变得均匀。

图5是用于说明图4所示的流出管213的内径的图。

参照图2及图5，流出管213可以都具有相同的内径。即，第1流出管214、第2流出管216、以及第3流出管218可以都具有相同的内径。从而，第1分管216a至第6分管218c可以都具有相同的内径。图5示出随流出管213的内径的流量变化。在此，气体流量的单位是slm(standard liter perminute)。

参照图5，b1图线表示随第1流出管214的内径的流量变化。此外，b2图线表示随第2或第3流出管216、218的内径的流量变化。例如，在第1流出管214以及第2流出管216的内径为20mm的情况下，第1流出管214中的气体流量远大于第2流出管216中的气体流量。与此不同，在第1流出管214以及第2流出管216的内径为40mm的情况下，第2流出管216中的气体流量远大于第1流出管214中的气体流量。另一方面，在第1流出管214以及第2流出管216的内径为27mm以上且33mm以下的情况下，在第1流出管214以及第2流出管216流动的气体流量的差异小。优选地，在第1流出管214以及第2流出管216的内径为30mm的情况下，能够使第1流出管214的气体流量和第2流出管216的气体流量差异最小。

图6是在图2所示的喷头300上设置的注入口311的设置图，图7是用于说明图6所示的注入口311的设置的图，图8是沿图6中I-I’的喷头300的截面图。

参照图1以及图8，喷头300设置于腔室100的内部。尤其，喷头300与支承部500面对面设置。即，喷头300可以设置在腔室100的内部空间中的上部。喷头300可以具有各种形状。例如，喷头300可以是圆盘状或者多边形的板状。喷头300可以包括上板310、下板330、以及侧壁350。在此，上板310、下板330、以及侧壁350可以一体地制作，也可以分体地制作。此外，上板310和侧壁350可以是腔室100的一部分。即，下板330可以设置在腔室100的内部而形成气体的填充空间。

作为一实施例，上板310具有注入口311。此外，下板330具有喷射口331。喷射口331可以不规则地排列在下板330。此外，喷射口331也可以以一定的图案排列在下板330。上板310和下板330分离设置。由此，腔室100能够具有用于填充清洗气体的填充空间。流出管213与注入口311连接。在通过注入口311流入到喷头300的内部的气体，通过喷射口331扩散到腔室100的内部。

参照图2以及图6，注入口311在上板310设置有多个。清洗气体通过注入口311被注入到喷头300的内部。多个注入口311中的一个设置在上板310的中心C1。此外，其余的注入口311设置在上板310的中心C1与上板310的边缘之间。

作为一实施例，除了设置于上板310的中心C1的注入口311以外的其余的注入口311可以在上板310对称设置。具体而言，至少一对注入口311以上板310的中心C1为基准而对称。即，注入口311可以点对称地设置。由此，注入口311可以以经过上板310的中心C1的第1对称轴x为基准对称地设置。此外，注入口311也可以以经过上板310的中心C1的第2对称轴y为基准对称地设置。

参照图7，表示随在上板310设置的注入口311的位置的气体速度差。在此，气体速度差是指，在通过注入口311的气体速度中最高速度与最低速度之差。因而，气体速度差越小，意味着通过各注入口311的气体流量越均匀。

另一方面，参照图6，上板310可由经过其中心C1的第1对称轴x和第2对称轴y划分为4个区域。可以将由第1对称轴x和第2对称轴y划分的区域称为划分区域P1、P2、P3、P4。除了设置于上板310的中心C1的注入口311以外的其他注入口311可以相互分离设置在划分区域P1、P2、P3、P4中。

参照图7，根据设置在划分区域P1、P2、P3、P4中的注入口311的位置，气体速度差将会不同。为了使通过各注入口311的气体的流量均匀，注入口311应设置在气体速度差最小的地点e。另一方面，为了向上板310的边缘供应更多或者更快的气体，注入口311应设置于划分区域P1的中心C2与上板310的边缘之间的地点d。因此，在划分区域P1中的注入口311，可以根据应供应的气体流量而改变在各划分区域P1、P2、P3、P4中的位置。

另一方面，本发明的一实施例的等离子体沉积装置10还可以包括在上板310和下板330之间设置的气体扩散部400。

用于清洗腔室100的内部的被活化的清洗气体在经过气体供应部200以及喷头300的填充空间的过程中有可能再次变成非活化。尤其，被活化的清洗气体在喷头300的填充空间中残留的期间容易变成非活化。气体扩散部400对清洗气体进行扩散，从而使清洗气体在喷头300的填充空间中残留的时间最短。

图9以及图10是示出图8所示的气体扩散部400的图，图11是用于说明图10所示的气体扩散部400的设置的图。

参照图8至图11，气体扩散部400可以设置在通过注入口311的气体的行进路径上。作为一实施例，气体扩散部400可以设置在注入口311的下部。气体扩散部400可以固定在喷头300的内部一侧。气体扩散部400可以具有圆锥形。尤其，以上板310的中心C1为基准对称地设置的气体扩散部400可以具有斜圆锥形。

参照图10以及图11，以上板310的中心C1为基准对称地设置的气体扩散部400可以具有斜圆锥形。此时，斜圆锥的顶点a的位置与喷头300的平面上的中心C1隔着斜圆锥的底面的中心C3而分开。由此，通过了与上板310边缘相邻的注入口311的气体能够更多地朝着上板310的中心C1方向扩散。

图12是说明对图1所示的腔室100注入清洗气体的过程的图。

参照图3以及图12，储存于储存容器250中的清洗气体能够通过供应管251流入等离子体发生器230。等离子体发生器230产生等离子体，将清洗气体活化。清洗气体被等离子体离子化(radical)。被活化的清洗气体流入分配管210。即，将清洗气体通过流入管211向各流出管213输送。

可以在与注入口311相邻的流出管213的端部设置场(field)去除部600。被活化的清洗气体在沿着分配管210移动的期间，产生电场或者磁场。因此，需要在清洗气体被注入到喷头300之前去除被活化的清洗气体所引起的电场或者磁场。场去除部600设置在流出管213的端部，防止因清洗气体而产生电场或者磁场。即，场去除部600阻断被活化的清洗气体所引起的电影响或磁影响。

经过了场去除部600的清洗气体通过注入口311被注入到喷头300。喷头300在内部具有清洗气体的填充空间。扩散到填充空间的清洗气体通过喷头300的喷射口331向腔室100的内部扩散。

图13是示出图3的另一实施例的图。

参照图6、图3、以及图13，如上所述，除了设置于上板310的中心C1的注入口311以外的其他注入口311，被设置在上板310的中心和边缘之间。例如，注入口311可以设置在划分区域P1的中心C2和上板310的边缘之间。此外，注入口311可以设置在划分区域P1的中心C2，或者设置在划分区域P1的中心C2和上板310的中心C1之间。这是可以选择的。即，根据应该向喷头300供应的气体的流量，将注入口311设置在上板310。

以上，参照图示的例子说明了本发明，但这样的说明只不过是示例，只要是本领域技术人员，就能够由此实现各种变形以及等同的其他实施例。因此，本发明的技术保护范围应根据所附的要求保护范围的技术思想来决定。

Claims (10)

1.一种等离子体沉积装置，其特征在于，包括：

腔室；

气体供应部，向上述腔室供应气体；以及

喷头，设置在上述腔室的内部，与上述气体供应部连接，

上述气体供应部包括：

流入管，使上述气体流入；以及

至少两个流出管，与上述流入管连接，

上述喷头包括：

上板，具有与上述流出管连接的多个注入口；以及

下板，与上述上板分离，具有喷射口，

上述注入口中的一个注入口设置于上述上板的中心，

上述注入口中的其余注入口以上述上板的中心为基准对称设置。

2.如权利要求1所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

还包括气体扩散部，设置在上述上板和上述下板之间，用于使气体扩散。

3.如权利要求2所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述流出管与上述流入管的交点在上述注入口的平面上位于左右对称轴或者上下对称轴上。

4.如权利要求2所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述气体扩散部具有圆锥状。

5.如权利要求4所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述气体扩散部中的至少两个具有斜圆锥状。

6.如权利要求5所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述气体扩散部设置在上述注入口的下部。

7.如权利要求1所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述流出管的内径为27mm以上且33mm以下。

8.如权利要求2所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

上述流出管包括第1流出管、第2流出管、以及第3流出管，

上述第1流出管至第3流出管中的至少一个包括：

第1分管，沿一个方向设置；

第2分管，被设置为与上述第1分管具有一定角度；以及

第3分管，与上述喷头的边缘平行地设置，且连接上述注入口中的至少两个注入口，

上述第2分管的一端连接到上述第3分管的两端部之间的中心。

9.如权利要求2所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

在由经过上述上板的中心的第1对称轴和与上述第1对称轴正交的第2对称轴所划分的上述上板的划分区域中，

上述注入口中的至少一个注入口设置在上述划分区域的中心和上述喷头的边缘之间。

10.如权利要求1所述的等离子体沉积装置，其特征在于，

还包括绝缘部，设置在上述喷头和上述腔室之间，用于使上述喷头绝缘。