CN108140544A - 用于改善清洁的具有非均匀气流余隙的框架 - Google Patents

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Abstract

本文描述的实施方式大体涉及一种框架，所述框架用于在等离子体处理腔室中用来提供在等离子体处理腔室的框架与侧壁之间流动的非均匀气流。在一个实施方式中，框架包括：框架主体，具有限定框架主体的内壁和外壁；中心开口，形成在框架中、由内壁限定；和角落区域和中心区域，形成在框架主体的第一侧面中。角落区域具有小于中心区域的中心宽度的角落宽度，其中这些宽度限定在内壁与外壁之间。

Description

用于改善清洁的具有非均匀气流余隙的框架
技术领域
本文公开的实施方式大体涉及一种用于在处理腔室中的基板上制造膜的设备，更特别是涉及一种在处理腔室中用来为等离子体处理应用提供非均匀气流的框架。
背景技术
液晶显示器或平板一般用于有源矩阵显示器，诸如计算机、电视机和其他监视器。等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；PECVD)用于在基板上沉积薄膜，所述基板诸如半导体晶片或用于平板显示器的透明基板。PECVD一般通过将前驱物气体或气体混合物引入容纳基板的真空腔室中来完成。前驱物气体或气体混合物通常被向下导引而通过位于靠近处理腔室的顶部的分配板。通过将功率(诸如射频(Radio Frequency；RF)功率)从耦接到电极的一个或多个电源施加至处理腔室中的电极，处理腔室中的前驱物气体或气体混合物被激励(例如，激发)成等离子体。激发的气体或气体混合物反应以在基板的表面上形成材料层。层可例如是钝化层、栅极绝缘体、缓冲层和/或蚀刻终止层。层可为较大的结构的一部分，较大的结构诸如像用于显示装置中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor；TFT)或有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix OrganicLight Emitting Diode；AMOLED)。
通过PECVD技术处理的平板通常大。例如，平板可超过4平方米。在处理期间，玻璃基板的边缘和背侧以及内部腔室部件必须被保护以免受沉积。通常，沉积掩模装置(诸如遮蔽框架)放置在基板的周围以防止处理气体或等离子体到达基板的边缘或背侧并且在处理期间将基板固持在支撑构件上。遮蔽框架可以定位在处理腔室中、位于支撑构件上方，使得当支撑构件移动至上升的处理位置中时，遮蔽框架被拾起并接触基板的边缘部分。因此，遮蔽框架覆盖基板的上表面的周边数毫米，由此防止在基板上的边缘和背侧沉积。
在考虑到使用遮蔽框架的益处时，还存在有许多缺点。例如，在沉积工艺期间，供应到处理腔室中的处理气体可能不仅流动到处理区域中，而且也会流动通过其他区域，诸如靠近基板边缘、腔室壁和遮蔽框架的区域，从而造成在沉积工艺期间的不期望的气体分配分布，这可能会影响沉积均匀性和缺陷率。此外，因标准遮蔽框架造成的流动模式可能影响清洁均匀性和效率，并且可能对移除膜沉积物有影响、导致剥落或过度清洁、以及在清洁工艺期间侵蚀腔室部件。
因此，需要用于在处理腔室中使用的改善的框架结构。
发明内容
本文描述的实施方式大体涉及用于在等离子体处理腔室中使用的框架，所述框架在框架与等离子体处理腔室的侧壁之间提供非均匀气流。在一个实施方式中，框架包括：框架主体，具有限定框架主体的内壁和外壁；中心开口，形成在框架中、由内壁限定；和角落区域和中心区域，形成在框架主体的第一侧面中。所述角落区域具有小于中心区域的中心宽度的角落宽度，其中这些宽度限定在内壁与外壁之间。
在另一实施方式中，处理腔室包括：腔室主体，包括顶壁、侧壁和底壁，顶壁、侧壁和底壁限定腔室主体中的处理区域；基板支撑件，定位在处理区域中；和框架，外接基板支撑件，其中在框架的外壁与腔室主体的侧壁之间的间隙在外壁的中心区域附近较窄。
在另一实施方式中，控制处理腔室中的非均匀气流的方法包括：导引气流从限定在框架与处理腔室的侧壁之间的角落间隙和中心间隙流动到限定在处理腔室中的处理区域中，其中气流具有流经角落间隙的第一流率，第一流率大于流经中心间隙的第二流率。
附图说明
为了可详细地理解本发明的上述特征能，可参考实施方式来获得在上文简要概述的本发明的更特定的描述，一些实施方式示出于附图中。然而，应当注意，附图仅示出了本发明的典型实施方式并且因此不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。
图1描绘了根据一个实施方式的处理腔室的横截面图，处理腔室中设置有框架；
图2A-2C描绘了在处理腔室中使用的框架的不同示例的俯视图；
图2AA-2AC描绘了在处理腔室中使用的位于基板支撑组件上方或附近的框架的不同示例的横截面图；
图3A-3C描绘了利用图2A-2C的框架的不同示例时的压力分布图；
图4A-4C描绘了利用图2A-2C的框架的不同示例时的气流速度图；和
图5A描绘了图2B的框架的俯视图；
图5B描绘了框架的另一示例的俯视图；和
图6A-6B描绘了设置在处理腔室中的基板支撑件的另一示例。
为了便于理解，已尽可能使用相同附图标记标示各图所共有的相同元件。预期的是，一个实施方式的元件和特征可有利地结合到其他实施方式中而不必进一步说明。
具体实施方式
本公开内容大体涉及具有各种外周几何形状的框架，各种外周几何形状经构造以在基板定位在处理腔室中时更改沿着边缘区域和跨基板的上表面的气流路径。框架的外周几何形状可以经选择以控制通过框架与腔室壁之间的气流路径、气体流率、气流速度和工艺气体速度，使得由在处理腔室中执行的沉积、蚀刻或清洁工艺产生的沉积分布、蚀刻分布或清洁分布可以被有效地控制。
以下参考经构造以处理大面积基板的PECVD系统说明性地描述本文中的实施方式，PECVD系统诸如是可从位于加利福尼州圣克拉拉(Santa Clara,California)的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)的子公司AKT美国公司(AKT America,Inc.)获得的PECVD系统。然而，应当理解，所公开的框架在其他系统构造中具有效用，其他系统构造诸如蚀刻系统、其他化学气相沉积系统和其他等离子体处理系统。应进一步理解的是，本文公开的实施方式可使用由其他制造商提供的处理腔室来实践。
图1是根据一个实施方式的PECVD设备的横截面图。设备包括真空处理腔室100，一个或多个膜可以在真空处理腔室100中沉积在基板140上。设备可用于处理一个或多个基板，例如半导体基板、平板显示器基板和太阳能面板基板等。
处理腔室100一般包括侧壁102、底部104和喷头110，侧壁102、底部104和喷头110限定处理空间106。基板支撑件(或基座)130设置在处理空间106中。基板支撑件130包括基板接收表面132，用于支撑基板140。通过穿过侧壁102而形成的开口108进出处理空间106，使得基板140可在基板支撑件130位于降低的位置时被传送进出腔室100。一个或多个杆134可耦接到升降系统136以升高和降低基板支撑件130。如图1所示，基板位于降低的位置中，基板140可在降低的位置中被传送进出腔室100。基板140可升高至处理位置进行处理，处理位置并未示出。当基板支撑件130升高至处理位置时，设置在基板接收表面132上的基板140的顶表面与喷头110之间的间隔可在约400mil与约1,200mil之间。在一个实施方式中，所述间隔可在约400mil与约800mil之间。
升降杆138可移动地穿过基板支撑件130设置，以使基板140与基板接收表面132间隔开，而有助于自动传送基板。基板支撑件130也可包括加热和/或冷却元件139，以将基板支撑件130维持在期望的温度。基板支撑件130也可包括RF回程带131，以在基板支撑件130的周边提供RF回程路径。
喷头110可通过悬架114在喷头110的周边耦接到背板112。喷头110也可通过一个或多个耦接支撑件160耦接到背板112，以有助于防止下垂和/或控制喷头110的平直度(straightness)/曲率。
气源120可耦接到背板112，以通过背板112中的气体出口142且通过在喷头110中的气体通道111将处理气体提供到设置在基板接收表面132上的基板140。真空泵109可耦接到腔室100，以控制处理空间106中的压力。RF电源122耦接到背板112和/或耦接到喷头110，以提供RF功率至喷头110。RF功率在喷头110与基板支撑件130之间产生电场，使得可从喷头110与基板支撑件130之间的气体产生等离子体。可以使用各种频率，诸如约0.3MHz与约200MHz之间的频率。在一个实施方式中，射频电源提供13.56MHz的频率。
远程等离子体源124也可耦接到气源120与背板112之间，远程等离子体源124诸如是电感耦合远程等离子体源。在处理基板间，清洁气体可提供至远程等离子体源124，使得远程等离子体被产生且提供至处理空间106中，以清洁腔室部件。通过从RF电源122施加至喷头110的功率，清洁气体在处理空间106中时可进一步被激发。合适的清洁气体包括但不限于NF3、F2和SF6。
框架133可相邻于基板140的周边区域放置，框架133接触基板140或与基板140间隔开。在一个些实施方式中，框架133可被构造成设置在基板140之下。在其他实施方式中，框架133可以经构造以设置在基板140之上。框架133可为遮蔽框架、非接触框架(例如当置于基板支撑件130上时框架不接触基板)、浮动框架、可移动框架、限制环、流量控制结构或可定位而邻近基板140的周边的其他合适结构。
在图1中所示的实施方式中，当基板支撑件130降低以提供余隙来让基板140放置于基板支撑件130上或从基板支撑件130移除基板140时，框架133可置于框架支撑件162上。在一个实施方式中，框架支撑件162可包括与腔室侧壁102相同的材料。在另一实施方式中，框架支撑件162可包括导电材料、介电材料、不锈钢或铝。框架133可减少在基板140的边缘和未被基板140覆盖的基板支撑件130的区域上的沉积。当基板支撑件130升高至处理位置时，框架133可接合基板140和/或基板支撑件130，并且从框架支撑件162提起。
在清洁工艺期间，框架133可放置于框架支撑件162上。在清洁期间，基板接收表面132也可升高至接触框架133的高度，而不从框架支撑件162提起框架133。
基板支撑件130具有外部轮廓。在一个些实施方式中，框架133或其部分在就座(seat)于基板支撑件130上时可延伸超出基板支撑件130的周边的部分，并且因此限定出基板支撑件130的周边的外部轮廓。在基板支撑件130与处理腔室100的侧壁之间的开放区域的量控制通过基板支撑件130和位于基板支撑件130上的基板140的气体的量。因此，通过在邻近基板支撑件130的一个区域相对在另一个区域优先具有更多开放区域，可控制相对在另一个区域的流经基板140和基板支撑件130的一个区域的气体的量。例如，邻近基板支撑件130的中心区域的开放区域可不同于邻近基板支撑件130的角落区域的开放区域，因此优先导引更多流体通过具有更多开放区域的区域。优先导引更多流体到达一个区域可用于补偿其他传导不对称性，以于整个基板产生更均匀的流量，或致使相对在另一个区域更多气体流经基板的一个区域的上方。在一个示例中，可相对于角落区域优先导引流体至基板支撑件130的中心区域。在另一示例中，可相对于中心区域优先导引流体至基板支撑件130的角落区域。在另一示例中，可相对在另一侧面而优先导引流体至基板支撑件130的一个侧面。可通过选择基板支撑件130的轮廓的几何形状以控制横跨基板支撑件130的轮廓与处理腔室100的侧壁之间的间隙的宽度来选择在基板支撑件130的侧面上的开放区域，基板支撑件130的轮廓的几何形状诸如是基板支撑件130和/或框架133的周边的曲率；和/或可通过选择穿过框架130形成的孔的直径和/或数量来选择在基板支撑件130的侧面上的开放区域，如下面进一步论述。
图2A示出可用于处理腔室中的框架133的俯视图，处理腔室诸如是图1中所示出的处理腔室100。框架133包括框架主体202。框架主体202具有内壁250和外壁252，内壁250和外壁252将框架主体202限定成实质上正方形/矩形的形式。
框架主体202的内壁250限定中心开口251，中心开口251略微地覆盖基板140的周边区域107。内壁250具有四边形形式，并且因此中心开口251也具有四边形的形式。框架主体202的内壁250可调整尺寸，以非常靠近基板140的边缘区域209(例如接触基板140的边缘区域209或与基板140的边缘区域209的内侧面相隔预定距离)。
在一个示例中，框架133可位于基板140的周边区域107(例如边缘区域209)的上方(例如不与基板140的周边区域107接触)，如图2AA中的横截面图中的圆155所示。设置在基板140的上方(例如不与基板140接触)的框架133可在框架133与基板140之间限定间隙158，间隙158允许气体流动通过。或者，框架133可定位成接触基板140的周边区域107(例如边缘区域209)，因此在框架133与基板140之间没有留有间隙，如图2AB中的圆156所示。于再另一示例中，框架133可刚好位于基板140的上方而使底部角落161接触基板140的顶角落158，因此在框架133与基板140之间没有留有间隙，如图2AC中的圆157所示。应注意的是，基板140与框架133之间的相对位置关系可以是所需的任意构造。在图2A、2B和2C中所示的实施方式中，框架133、222、224以接触或不接触基板140的方式(如图2AA和2AB的示例中所示)位于基板140的上方，如基板140的虚线所示。
返回参考图2A中所示的示例，框架133的外壁252具有实质上直轮廓，所述实质上直轮廓与处理腔室100的侧壁102为间隔开的关系，而在框架133的四个侧面与处理腔室100的侧壁102之间限定间隙225。在框架133的中心区域253与处理腔室100的侧壁102之间的间隙225可具有预定的宽度215、208，宽度215、208在一个些实施方式中大于约40mm。由于框架133的中心区域253的外壁252、216被构造为实质上直的，因此在框架133的外壁252、216的四个侧面与处理腔室100的侧壁102之间的宽度215、208可为相同。例如，在外壁216和/或外壁252与处理腔室100的侧壁102之间的宽度215、208可分别实质上相同。此外，由于框架133的外壁216、252被构造成实质上直的，因此从框架133的第一角落217沿着处理腔室100的侧壁102至第二角落219所限定的第一宽度207和第二宽度210与框架133的中心区域253限定的宽度208、205实质上相同。
应当注意，本文所述的术语或短语“角落”或“角落区域”表示部分以框架的相关侧面为界限且在远离侧面交会处的方向中延伸少于各侧面的约四分之一长度的区域。本文所述的术语或短语“中心”或“中心区域”表示包括侧面的中心点且以两个相邻的角落区域(例如框架的一个侧面的总长度的约三分之一至二分之一)为界限的一侧面的一部分。
图2B示出可用于处理腔室中的框架222的另一示例，处理腔室诸如是示出于图1中的处理腔室100。类似于图2A中所示的框架133，图2B的框架222具有框架主体294，框架主体294具有中心开口299，中心开口299由框架222的内壁297限定。中心开口299被调整尺寸，以允许基板140置于其中而只略微地与框架222的内壁297交叠，如基板140的虚线所示。
框架222进一步包括外壁296，外壁296与内壁297相对且限定框架主体294的外周。在一个示例中，框架222的外壁296可为非线性的。例如，外壁296可具有曲率(例如弧)，此曲率由非常靠近(例如宽度264小于10mm)处理腔室100的侧壁102的中心区域256限定。中心区域256可限定第一表面254，第一表面254具有第一曲率。
相对于中心区域256，外壁296的角落区域291被定位成距离处理腔室100的侧壁102较远，因此在角落区域291与处理腔室100的侧壁102之间形成角落间隙289。具有第二曲率的第二表面269可形成在框架222的外壁296的角落区域291。弯曲的第二表面269经构造以具有大于第一表面254的曲率的较大的曲率(即半径)。在一个些示例中，在中心区域256中的第一表面254可构造为具有最小至零的曲率(例如在整个中心区域256实质上线性的)，以在框架222与处理腔室100的侧壁102之间形成有最小间隙的情况下简易匹配框架222与处理腔室100的侧壁102。
相信相对于中心区域256的框架222的角落区域291的更远间隔将相对于基板的边缘优先导引更多处理气体至基板的角落。相关于中心间隙(未示出在图2B中)的通过角落间隙289的额外的气流可改变流经整个基板140的表面的气流路径，角落间隙289限定于框架222与侧壁102之间。外壁254的几何形状可影响宽度264、263和角落间隙289和中心间隙的尺寸，角落间隙289和中心间隙形成在侧壁102与框架222的中心区域256和角落区域291之间，因此提供通过框架222与侧壁102之间的可控制的气体的阻流(choked flow)。相信相对于中心间隙的流经角落间隙289的气体流量的差异可在整个基板140的上表面产生处理气体的流量梯度，这可有利于某些沉积工艺。通过利用相对于中心间隙的较大的角落间隙289，通过角落间隙289的流体可增加，角落间隙289形成在角落区域291，中心间隙形成在中心区域256中。因此，外壁296的几何形状可被选择以控制角落间隙289相对于中心间隙的大小/尺寸，因此促使角落气流能相对于中心气流成为可控制的。形成在框架222的中心区域256和角落区域291与处理腔室100的侧壁之间的间隙的非均匀尺寸可有效地改变横跨基板表面的气流分布。由于阻流的不同传导导致不同量的处理气体到达基板的不同区域，因此沉积于基板140的表面上的膜分布、膜特性和膜厚度可被控制。于沉积期间由框架222提供的相同流量控制也允许在清洁工艺期间跨处理腔室100的不同区域控制清洁效率。
已经发现通过具有角落间隙289相对于中心间隙的预定大小/尺寸比率，膜特性/清洁均匀性可被调整。如图2C中进一步示出的，中心间隙287可限定于侧壁102与具有相对线性表面279的框架224之间，相对线性表面279形成为在框架224的中心区域283中的外壁285。相对弯曲表面282可形成在框架224的外壁285的角落区域281。中心间隙287可具有宽度205，宽度205在约10mm与约40mm之间。由于外壁285的几何形状在不同区域(例如中心区域283和角落区域281)具有不同的曲率，因此限定在框架224与侧壁102之间的中心间隙287和角落间隙280将具有不同的宽度，因此在角落区域283、281允许较大的气流。如此一来，较高的角落气流改变横跨基板140的上表面的气流路径/分布，而改变沉积/清洁特性。
类似地，中心开口238由框架224的内壁297限定。中心开口238可允许基板140安置于其中，并且稍微地与框架224的内壁297重叠。
图3A-3C示出利用分别具有来自图2A-2C的不同构造的框架133、222、224时在基板表面上方检测的压力分布图302、304、306，并且图4A-4C示出利用分别具有来自图2A-2C的不同构造的框架133、222、224时在基板表面上方检测的气流速度分布图400、402、404。在利用具有相对直的外壁252(具有大于40mm的均匀的宽度208、215、207、210的中心和边缘间隙)的框架133的情况下，如图3A中所示，在图302上所示的压力分布可在中心区域308、309中具有相对高压且在边缘区域310、311、312具有相对低压，在角落313具有特别低压(例如中心高压和边缘低压)。在此示例中，压力梯度(例如从中心区域308中的最高压力减去在角落区域313的最低压力所计算得出的压力变化)可控制在约0.1-0.2Torr，以维持中心高压至角落低压的分布。
此外，示出于图4A-4C中的气流速度图说明横跨基板表面的气流速度的变化也与框架133、222、224的不同构造相关。在利用具有实质上相对直的外壁252的框架133的情况下，在图4A中所示的气流速度图400中，气流速度在中心区域406中是相对低的，而在角落区域418和边缘区域416中是相对高的。特别地，在边缘区域416的气流速度甚至高于在角落区域418的气流速度约15％至约20％。在图4A中所示出的示例中，气流速度具有梯度分布，从在中心中的低速度逐渐地增加至高边缘速度(例如在中心区域406中具有最低的速度，并且逐渐至区域410、412、414中的较高速度，并且接着在角落区域418具有甚至更高的速度且在边缘区域416具有最高的速度)。
在利用图2B中所示的框架222的图3B和4B中所示的另一示例中，压力分布图304和气流速度分布图402表示具有相对高的角落流量(例如在框架222的中心区域256中相对于侧壁102形成小于10mm的最小间隙宽度264)的框架222可在中心区域315中具有最高的压力且在角落区域320中具有最低的气流速度。类似地，压力从中心区域316、317至角落区域318、320逐渐减小。从中心高压至角落低压的压力梯度(例如从中心区域315中的最高压力减去在角落区域320的最低压力而计算的压力变化)可为约0.1-0.2Torr。
此外，由于角落流量通过图2B的框架222所形成的角落间隙289而提高，因此中心区域315的压力较利用不具有提高的角落流量的图2A的框架133的图3A的中心区域308的压力高。在一个示例中，图3B的中心区域315中的压力可为约1.46-1.48Torr，而图3A的中心区域308中的压力可为约1.41-1.42Torr，相较于不提高角落流量的工艺，压力高约3％至5％。
相比之下，最低的气流速度于中心区域420中发现，并且接着从中心区域422、424、426至边缘区域428逐渐地增加，并且在角落430具有最高的气流速度，如图4B中所示。如上所述，由于具有角落间隙289的框架222具有提高的角落气流，因此最高的气流速度在角落430，而最低的气流速度在中心区域420中。比较图4B的气流速度图402与图4A中的图400(例如利用框架133而没有提高的角落流量)，具有来自框架222的提高的角落流量的角落区域430的气流速度可具有约8-9m/s(米每秒)的速度，而在没有提高的角落流量的角落区域418中的气流速度可为约6-6.5m/s，该气流速度低约20％。因此，通过利用框架222，在整个基板表面的压力分布和气流速度分布可被调整，以在沉积工艺期间有效地改善沉积均匀性和分布控制，和/或在腔室清洁工艺期间提高清洁效率。
此外，与没有或具有提高的角落气流的图302、304、400、402相比，图2C的框架244提供中间压力梯度和气流速度梯度，如图3C和4C的图306、404中所示。由于图2C的框架244也提供具有小于10mm的减小的宽度205的中心间隙287(相较于大于40mm的宽度208，宽度208由来自框架133的间隙225限定)，阻气流(choked gas flow)可能不仅流经角落间隙280，并且也通过中心间隙287。因此，通过图2A的框架133而被优先导引通过角落区域219的流量的程度可能不如通过图2B的框架222而流经角落间隙289的气流显著。因此，通过调整在框架与处理腔室的侧壁之间形成在中心区域中的间隙的大小/尺寸，可调整相对于基板的中间边缘优先导引至角落的气流的量，以取得所需的不同的沉积分布和清洁效率。
图3C的压力分布图306说明具有中心间隙287的框架224，中心间隙287仍允许少量的气流通过其中(例如相较于图2A的大于40mm的宽度208，具有在10mm与40mm之间的减小的中心间隙宽度205)，发现最高压力在中心区域322中，并且最低压力在角落区域328中。压力从中心区域322、324、326到角落区域328逐渐地减小。压力梯度(例如通过从中心区域322中的最高的压力减去在角落区域328的最低压力而计算得出的压力变化)从高压中心至边缘/角落低压角落可为约0.1-0.2Torr。
图3C的压力分布图306相对类似在图3A的压力分布图302。在区域322中的压力是约1.42Torr，其类似于在图3A的中心区域308中的压力。
相比之下，根据图4C的气流速度图404，发现最低气流速度在中心区域432中，并且从中心区域434、436、438、440逐渐地增加至相似地在边缘区域440和在角落区域442两者处的最高气流速度，如图4C中所示。由于由图2C的框架224产生的角落气流没有由图2B的框架222产生的角落气流那么大，因此在角落区域442和边缘区域440产生的气流速度趋于相似，例如具有约6-6.5m/s的窄范围，因此在基板140的周边区域107附近提供更均匀的气流速度。因此，在基板的中心区域和边缘区域需要均匀的气流速度的实施方式中，具有减小的间隙尺寸205的图2C的框架224可为所需的，减小的间隙尺寸205在10mm与约40mm之间。
在氮化硅沉积于基板上的示例中，图2B的框架222可被利用，以相对于基板的边缘优先提高到角落的气流，这加强基板的角落处的氮化硅沉积。在执行氧化硅或多晶硅(例如低温多晶硅(LTPS))沉积工艺的另一示例中，可利用图2C的框架224，以在基板的边缘和角落区域两者处提供更均匀的气流速度。
图5A示出图2B的框架222的俯视图。如上所述，框架222具有外壁252和内壁297，外壁252和内壁297限定框架主体294。内壁297限定实质上四边形的开口，诸如矩形或正方形。框架222的角落区域291具有第二表面269，第二表面269具有第二曲率。中心区域256具有第一表面254，第一表面254可根据需要而具有线性或非线性的轮廓。在图5中所示的实施方式中，在中心区域256中的第一表面254实质上为线性的构造。在一些示例中，第一表面254可以是弯曲的且具有第一曲率。在此种情况中，由第一表面254的半径所限定的第一曲率小于由第二表面269的半径限定的第二曲率。在一个示例中，第二曲率比第一曲率大约30％至约90％之间。
框架主体294在中心区域256中具有中心主体宽度502并且在角落区域291中具有角落主体宽度504，中心主体宽度502在约5mm与约1000mm之间，角落主体宽度504在约10mm与约1500mm之间。在一个示例中，角落主体宽度504比框架主体294的中心主体宽度502短约30％与约90％之间。此外，对于框架主体294的一侧面来说，沿着框架222的一侧面从中心区域256至角落区域291的总宽度偏差506(即宽度502、504之间的差值)在约5mm与约60mm之间。在一个实施方式中，框架222是矩形的。
类似地构造地，图2C的框架224具有形成在中心区域283中的相对线性表面279，相对线性表面279具有比形成在角落区域281中的弯曲表面282较小的曲率。然而，由于图2C的框架224被构造成当定位在处理腔室100中时仍在侧壁102与框架224之间维持间隙287(约10mm与约40mm之间)，因此在角落区域281与中心区域283之间的框架主体294的宽度的变化可能不会如图2B的框架222那样大。例如，沿着图2C的框架224的一个侧面，从中心区域283至角落区域281的总宽度偏差213在约5mm与约40mm之间。图2C的框架224的中心区域283可具有比角落区域281中的宽度大约35％与约85％的宽度。
图5B示出具有不同尺寸的孔522、518的框架510的另一示例，孔522、518形成在框架510中，用于在框架510的不同区域附近产生流量梯度。例如，框架510可具有分别形成在框架510的角落区域514和中心区域512中的孔518、522。为了在框架510的不同区域具有不同的流率，由孔522、518提供的开放区域的量可变化。可通过选择孔522、518的数目和/或大小改变开放区域。在一个示例中，位于框架510的角落区域514中的孔518可具有直径520，直径520大于位于框架510的中心区域512的孔522的直径516，使得相对于中心区域512，在角落区域514的流量较大。位于角落区域514中的孔518的直径520比位于中心区域512中的孔522的直径516大约30％与约90％之间。于其他实施方式中，孔522、518的数目可被选择，并且选择性地，孔522、518的直径也可被选择，以相对于中心区域512，在角落区域514处具有大30％和约90％的流量。或者，孔522、518的开放区域可被选择，以相对于中心区域512，在角落区域514处具有小30％和约90％的流量。
类似于上述构思，提高的角落流量也可通过使用形成在基板支撑件中或甚至是处理腔室100的侧壁102中的不同外周几何形状来达成，基板支撑件诸如是示出于图6A-6B中的基板支撑件600。基板支撑件600类似于上述的基板支撑件130但具有不同的外周几何形状，基板支撑件600可具有实质上四边形的构造，四边形的构造具有四个侧面601，具有形成在基板支撑件600中的所需曲率。通过选择合适的侧面601的曲率，在基板支撑件600的周边与处理腔室的侧壁102之间的间隙可变化，使得更多的流相对于中心区域602而出现在角落区域604，或更多的流相对于角落区域604而出现在中心区域602，这取决于所选择的曲率。在图6A-6B所示出的示例中，基板140设置在基板支撑件600上。各侧面601具有中心区域602和角落区域604。角落区域604具有宽度610(例如从基板140的侧壁605至基板支撑件600的侧面601)，宽度610比中心区域602的宽度608短。通过控制角落区域604的宽度610比中心区域602中的宽度608小约30％和约90％，可取得增强的角落流量。
在另一示例中，基板支撑件600可为传统的基板支撑件，诸如图1中所示的具有矩形几何形状的基板支撑件130，基板支撑件600具有矩形的框架主体650，矩形的框架主体650具有可移除的裙状物652，可移除的裙状物652附接于框架主体650。可移除的裙状物652可通过合适的紧固件654附接于框架主体650。可移除的裙状物652可被构造为具有不同的几何形状，例如包括非对称的几何形状、曲率、孔和类似者，以优先地控制具有许多气流通过基板140的不同周边区域107。由于泵端口109可位于处理腔室100的某一侧面处，如图1中所示，因此在处理腔室100的不同位置(例如侧面)的不同泵送效率可在基板140的周边区域107的不同侧面产生非对称气流速度或气流分布。通过利用可移除的裙状物652，基板支撑件601的外周轮廓可改变，以控制邻近于基板140的周边区域107的气流路径或气流。例如，裙状物652的形状可被选择，以相对于基板支撑件601的相对侧面，与邻近泵送端口106的处理腔室100具有较小的间隙，使得在基板支撑件601和基板140的周边区域107附近的气体的流量实质上均匀。此外，如果有需求，则可移除的裙状物652可选择性地只应用于基板支撑件601的某些侧面(例如不是基板支撑件601的全部四个侧面)，以取得非对称气流。
图6B示出沿着切割线A—A切割的基板支撑件600的横截面图。具有弯曲几何形状的中心区域602距离基板140的侧壁605具有预定的宽度608。如上所述，限定于角落区域604中的宽度610小于图6B中所示的宽度608。应当注意，通过改变处理腔室100的侧壁102的几何形状来使处理腔室100的侧壁102以能产生到基板140的所需的不同气流速度/压力的方式弯曲，也可获得增强的角落流量。
总的来说，本文公开的实施方式涉及具有不同外周几何形状的框架，所述框架可用于更改或调整跨基板表面提供的气流路径(即，输送到基板的角落相对于输送到基板的边缘的气体的比率)速度和工艺压力。如此一来，可针对不同工艺要求或环境来选择均匀或非均匀气流路径以在基板表面上获得所期望的气体分布，以便改善沉积或清洁效率。
虽然前述内容针对本发明的实施方式，但是在不背离本发明的基本范围的情况下，可设计出本发明的其他和进一步实施方式。

Claims (16)

1.一种框架，包括：
框架主体，具有内壁和外壁；
中心开口，形成在所述框架主体中、由所述内壁界定；和
角落区域和中心区域，所述角落区域和中心区域形成在所述框架主体的第一侧面中，其中所述角落区域具有小于所述中心区域的中心宽度的角落宽度，这些宽度限定在所述内壁与所述外壁之间。
2.如权利要求1所述的框架，其中所述中心宽度与所述角落宽度之间的差值在约5mm与约60mm之间。
3.如权利要求1所述的框架，其中所述中心宽度比所述角落宽度大约30％与约90％之间。
4.如权利要求1所述的框架，其中所述框架主体由导电材料制成。
5.如权利要求1所述的框架，其中所述中心开口具有四边形的形式。
6.如权利要求1所述的框架，其中所述外壁具有将经过所述框架之上的更多的流优先地导引到角落区域到中心区域的几何形状。
7.如权利要求1所述的框架，其中所述外壁在所述角落区域中的一部分具有曲率，并且所述外壁在所述中心区域中的一部分是实质上线性的。
8.一种处理腔室，包括：
腔室主体，包括顶壁、侧壁和底壁，所述顶壁、所述侧壁和所述底壁限定所述腔室主体中的处理区域；
基板支撑件，定位在所述处理区域中，所述基板支撑件具有外部轮廓，所述外部轮廓经选择以相对于中心区域将经过所述基板支撑件与所述侧壁之间的更多的流优先地导引到角落区域，或相对于所述角落区域将经过所述基板支撑件与所述侧壁之间的更多的流优先地导引到所述中心区域；
泵送端口，在所述基板支撑件下方穿过所述腔室主体的所述底壁设置。
9.如权利要求8所述的处理腔室，其中限定在所述基板支撑件的所述外部轮廓与所述腔室主体的所述侧壁之间的间隙在所述基板支撑件的所述中心区域附近相对于在所述基板支撑件的所述角落区域是不同的。
10.如权利要求8所述的处理腔室，其中所述基板支撑件包括：
框架，所述框架设置在所述基板支撑件上并且环绕基板支撑表面，所述基板支撑表面限定在所述基板支撑件上，其中所述外部轮廓由所述基板支撑件或所述框架中的一个限定。
11.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述框架进一步包括：
角落区域，所述角落区域形成在所述框架的第一侧面中，其中所述角落区域具有小于所述中心区域的中心宽度的角落宽度，这些宽度限定在内壁与外壁之间。
12.如权利要求11所述的处理腔室，其中所述框架进一步包括：
所述中心宽度与所述角落宽度之间的差值在约5mm与约60mm之间。
13.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述间隙具有第一宽度和第二宽度，所述第一宽度限定在所述框架的角落区域与所述侧壁之间，所述第二宽度限定在所述框架的所述中心区域与所述侧壁之间，其中所述第一宽度大于所述第二宽度，这些宽度限定在所述内壁与所述外壁之间。
14.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述间隙在所述中心区域相对于在所述角落区域窄。
15.一种控制处理腔室中的非均匀气流的方法，包括：
导引沉积气流通过限定在框架与处理腔室的侧壁之间的角落间隙和中心间隙到达限定在所述处理腔室中的处理区域中，其中所述气流具有流经所述角落间隙的第一流率，所述第一流率大于流经所述中心间隙的第二流率。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述角落间隙具有大于所述中心间隙的宽度的宽度。
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