CN1842240A - 气体注射器和包含气体注射器的装置 - Google Patents

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Abstract

一种气体注射器包含：一包含至少一个第一注射孔的板；和至少一个与所述板组合的喷嘴模件，所述至少一个喷嘴模件包含至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的第二注射孔。

Description

气体注射器和包含气体注射器的装置
本发明主张2005年4月1日在韩国申请的第2005-0027474号韩国专利申请案的权利，所述申请案以引用的形式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于显示设备的装置，且更确切地说，涉及一种包含一其中喷嘴模件可以拆卸的气体注射器的装置。
背景技术
在当今的信息时代，具有便携性和低功耗的平板显示器(FPD)设备是人们日益研究的一个主题。在各种类型的FPD设备中，液晶显示器(LCD)设备因其高分辨率、显示有色图像的能力以及高质量的图像显示而普遍用于笔记本和台式计算机中。
一般来说，LCD设备包含一第一衬底、一第二衬底和一位于第一衬底与第二衬底之间的液晶层。所述第一衬底和所述第二衬底可分别称为阵列衬底和彩色滤光片衬底。第一衬底上形成有栅极线、数据传输线、薄膜晶体管(TFT)和像素电极，第二衬底上形成有彩色滤光片层和共同电极。栅极线与数据传输线交叉以确定一像素区域，且TFT连接到栅极线和数据传输线。此外，连接到TFT的像素电极是形成在所述像素区域中。
通过重复以下步骤来制造半导体设备或LCD设备：在晶片或玻璃衬底上形成薄膜的沉积步骤；用感光材料暴露所述薄膜的一些部分的光刻步骤；除去所暴露薄膜的图案化步骤；以及除去剩余材料的清除步骤。在适合每个步骤的最佳条件下在一装置的腔室中进行所述制造过程中的每个步骤。
图1是展示一根据相关技术的用于半导体设备或显示设备的等离子装置的横截面示意图。在图1中，所述等离子装置包含一确定一反应空间的腔室10、一上面有衬底30的基座20、一位于基座20上的气体注射器40和一气体供应管80。气体注射器40可称为喷头或配气器，其包含多个注射孔42用来朝基座20配气。上板50设置在气体注射器40上并充当等离子电极，用来向反应气体施加一射频(RF)功率。上板50连接到RF功率供应源60，阻抗匹配箱(IMB)70连接在上板50与RF功率供应源60之间，用来将RF功率最大化。基座20接地，用来充当等离子电极的对立电极。RF功率可以施加到基座20。气体注射器40的边缘部分固定到上板50，用来确定缓冲空间52。反应气体通过气体供应管80从外部气筒(未图示)供应到缓冲空间52，然后再在缓冲空间52中主要地扩散。因此，反应气体被均匀地注入腔室10中。
图2是展示一根据相关技术的用于半导体设备或显示设备的等离子装置的气体注射器的立体示意图。在图2中，气体注射器40包含多个注射孔42。气体注射器40可以由铝(Al)形成，且可具有大于衬底的尺寸。由于只有气体注射器40的边缘部分固定到腔室10(图1中)或上板50(图1中)，所以气体注射器40的中央部分在重力作用下下陷。中央部分的下陷导致边缘部分与中央部分之间气体分配不均。随着气体注射器40的尺寸增大，气体注射器40中的下陷也增大。为了防止气体注射器40中出现下陷，气体注射器40可以形成为具有更大的厚度“t”。例如，在用于1500mm×1850mm衬底的等离子装置中，气体注射器40可以具有约30mm到约35mm的厚度，而在用于1950mm×2250mm衬底的等离子装置中，气体注射器40可以具有约50mm的厚度。
此外，由于所述多个注射孔42形成为具有约为11000ea/m2的密度，所以可以在用于1500mm×1850mm衬底的等离子装置的气体注射器40中形成约35000ea的注射孔42，而在用于1950mm×2250mm衬底的等离子装置的气体注射器40中形成约50000ea的注射孔42。此外，可以在用于2200mm×2550mm衬底的等离子装置的气体注射器40中形成超过约60000ea的注射孔42。
图3A和3B是展示根据背景技术的气体注射器的注射孔的横截面示意图。在图3A中，注射孔42包含入气部分42a、喷嘴部分42b、第一扩散部分42c和第二扩散部分42d(其具有彼此不同的形状和直径)。在图3B中，注射孔42包含喷嘴部分42b、第一扩散部分42c和第二扩散部分42d(其具有彼此不同的形状和直径)，而不包含入气部分42a。
喷嘴部分42b可具有约0.4mm到约0.8mm的直径，且入气部分42a和第一扩散部分42c可具有超过约3mm的直径。通过具有有限直径的喷嘴部分42b，反应气体在缓冲空间52(图1中)中均匀扩散，且通过增加注射孔42上部中的反应气体的压力而将反应气体均匀注入腔室10(图1中)。因此，随着喷嘴部分42b的直径减小，反应气体被更加均匀地注入。
为了获得图3A和3B的注射孔42，在气体注射器40(图1中)中形成了喷嘴部分42b之后，入气部分42a和第一扩散部分42c相继形成在喷嘴部分42b的上部和下部上。然而，需要有高超的制造技术才能在具有约50mm厚度的铝(Al)板中形成超过50000ea的各具有约0.4mm直径的喷嘴部分42b。此外，当制造注射孔42期间有一个喷嘴部分42b被劣质形成时，具有所述劣质喷嘴部分42b的气体注射器40(图1中)就无法用于要求高精确度和高统一性的等离子装置。因此，必须废弃具有劣质喷嘴部分42b的气体注射器40(图1中)。因此，气体注射器的制造成本提高，而气体注射器的生产周期延长。
发明内容
因此，本发明是针对一种包含一气体注射器的装置，所述气体注射器大体上避免了因背景技术的局限和缺点而导致的一个或一个以上问题。
本发明的一个目标是提供一种具有降低制造成本和缩短制造周期的气体注射器。
本发明的另一目标是提供一种具有可拆卸喷嘴模件的气体注射器。
本发明的附加特征和优点将在以下说明中加以阐述，并且将部分地从所述说明中显而易见，或者可以通过实践本发明而得知。本发明的目标和其他优点将通过其书面说明和权利要求书以及附图中特别指出的结构而得以实现和获得。
为了获得根据本发明目的的上述和其他优点，如所实施并广泛描述的一样，一气体注射器包含：一包含至少一个第一注射孔的板和至少一个与所述板相结合的喷嘴模件，所述至少一个喷嘴模件包含至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的第二注射孔。
另一方面，用于显示设备的装置包含：一腔室、一位于所述腔室中的基座以及一位于所述基座上的气体注射器，所述气体注射器包括：一包含至少一个第一注射孔的板和至少一个与所述板相结合的喷嘴模件，所述至少一个喷嘴模件包含至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的第二注射孔。
应了解，以上概括说明和以下详细说明都是示范性和说明性的，并意图提供对所主张的本发明的进一步解释。
附图说明
附图之所以包括在内，是为了提供对本发明的进一步了解且并入并构成本说明书的一部分，附图说明本发明的实施例，并且连同说明一起解释本发明的原则。图中：
图1是展示根据相关技术用于半导体设备或显示设备的等离子装置的横截面示意图；
图2是展示根据相关技术用于半导体设备或显示设备的等离子装置的气体注射器的透视示意图；
图3A和3B是展示根据相关技术的气体注射器的注射孔的横截面示意图；
图4是展示根据本发明第一实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图；
图5是展示根据本发明第一实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图；
图6是展示根据本发明第二实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图；
图7是展示根据本发明第二实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图；
图8是展示根据本发明第三实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图；
图9是展示根据本发明第三实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图；
图10是展示根据本发明第四实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图；
图11是展示根据本发明第五实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图；
图12是展示根据本发明第六实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图；和
图13是展示根据本发明第六实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图。
具体实施方式
现在将详细参照优选实施例，所述优选实施例的实例图解于附图中。
由于本发明涉及等离子装置，例如等离子增强化学气相沉积(PECVD)装置和蚀刻器，其中处理气体在腔室中被激发成等离子状态并接触一衬底，所以所述等离子装置可为用于液晶显示器(LCD)设备或半导体设备的制造装置。此外，所述衬底对于LCD设备可为玻璃衬底，或者对于半导体设备可为晶片。虽然图中并未显示等离子装置，但是，等离子装置包含一腔室、一位于所述腔室中的基座和一位于所述基座上的气体注射器。一衬底设置在所述基座上，外部气体供应源的反应气体被注入腔室中。反应气体通过气体注射器分配到衬底上。
图4和5分别是展示根据本发明第一实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图和透视示意图。
在图4和5中，气体注射器100包含一板110和多个喷嘴模件162。虽然图4和5中未予图示，但是所述板充当等离子装置中的下板，其中，所述等离子装置包含一充当射频(RF)功率的等离子电极的上板。板110包含多个第一注射孔112和多个对应于所述多个第一注射孔112的开口116。每个开口116形成在相应的第一注射孔112上，且每个喷嘴模件162可连接到板110并从板110上拆卸。因此，每个喷嘴模件162相对于板110可拆卸。每个开口116形成在板110中，作为直径大于每个第一注射孔112直径的凹入部分。
例如，每个第一注射孔112可具有约2mm到约10mm的直径。如图4中所示，每个第一注射孔112可具有一带有锥形底部的圆柱空心形状。或者，每个第一注射孔112可具有锥形空心形状，以使得直径随着与顶部的距离而逐渐增加，如图6所示。
喷嘴模件160可插入开口116中。喷嘴模件160可具有圆柱形状，在所述圆柱形状的中央部分包含一第二注射孔162。当喷嘴模件160插入开口116时，第二注射孔162连接到第一注射孔112。如图4所示，第二注射孔162可具有圆柱空心形状。或者，第二注射孔162可具有沙漏空心形状，其中包含一入气部分162a、一喷嘴部分162b和一扩散部分162c，如图6所示。所述入气部分162a、喷嘴部分162b和扩散部分162c可具有彼此不同的直径。第二注射孔162的最小直径可介于约0.1mm到约1mm之间，不论第二注射孔162的形状如何。此外，喷嘴模件160可根据开口116的形状而具有不同形状。例如，当开口116具有多边形形状时，喷嘴模件160可具有多边形形状。
喷嘴模件160和开口116彼此紧密附着，以防在连接后反应气体泄漏。为了更紧密地附着，可以在喷嘴模件160外表面和开口116内表面上进一步形成螺丝孔，以便喷嘴模件160和开口116可使用螺丝结合。此外，可在开口116内表面上形成固定构件，以便喷嘴模件160可通过固定构件固定到开口。
由于具有有限第二注射孔162的喷嘴模件160可以拆卸，所以只在铝(Al)板110中形成直径大于第二注射孔162直径的第一注射孔112和开口116。因此，制造劣质和生产周期得以改善。即便喷嘴模件160是由铝(Al)形成的，也可以用批量生产系统制造喷嘴模件160，因为在厚度小于板的喷嘴模件中形成有限注射孔的次品率更低。在制造根据背景技术的气体注射器的过程中，当铝(Al)板被判定为具有劣质喷嘴部分时，相应的板就被废弃。在制造根据本发明的气体注射器的过程中，即使当由铝(Al)制成的喷嘴模件被判定具有劣质的第二注射孔时，相应的喷嘴模件仍可被移除，而板仍然可使用。此外，由于喷嘴模件160和板110可同时制造，所以气体注射器的生产周期缩短而制造成本降低。此外，由于喷嘴模件160与板110个别组合，所以反应气体的注射方向和注射速度可以通过改变第二注射孔162的直径和方向而局部地控制。
图6和7分别是展示根据本发明第二实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图和透视示意图。
在图6和7中，气体注射器100包含一板110和多个喷嘴模件162。板110的每个第一注射孔112可具有锥形空心形状，以使得直径随着与顶部的距离而逐渐增大，且喷嘴模件160的第二注射孔162可具有沙漏空心形状，所述沙漏空心形状包含一入气部分162a、一喷嘴部分162b和一扩散部分162c。结果，第二实施例的喷嘴模件160的厚度可相对于第一实施例的喷嘴模件160而有所增加。
图8和9分别是展示根据本发明第三实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图和透视示意图。
在图8和9中，气体注射器100包含一板110和多个喷嘴模件160。板110包含多个第一注射孔112和多个开口116。喷嘴模件160包含多个第二注射孔162，且可插入开口116中。此处，单个开口116对应于多个第一注射孔112而不是对应于单个第一注射孔。例如，当喷嘴模件160插入对应于九个第一注射孔112的开口116时，喷嘴模件160可包含九个第二注射孔162，其中每个都对应于单个第一注射孔112。因此，单个开口116可对应于九个第一注射孔112和九个第二注射孔162。在另一实施例中，单个开口可对应于不同数目的第一注射孔和不同数目的第二注射孔。
喷嘴模件160可具有四角柱形状，例如矩形柱或正方形柱。此外，进一步在开口116与喷嘴模件160之间形成一O形环，以防反应气体泄漏。当O形环形成时，喷嘴模件160可形成为用开口116内底面的凹槽中的O形环与开口116的内底面隔开。
图10是展示根据本发明第四实施例的等离子装置的气体注射器的透视示意图。
在图10中，板110的单个开口116对应于板110中的多个第一注射孔112和多个第二注射孔162。然而，单个喷嘴模件160包含单个第二注射孔162，而不是像图8和9中那样包含多个第二注射孔。因此，与第一注射孔112数目相同的喷嘴模件160插入单个开口116中。此处，第一注射孔112和第二注射孔162彼此精确对准地连接，以便可通过第二注射孔162和第一注射孔112注射反应气体。
图11是展示根据本发明第五实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图。
在图11中，板110的单个开口116对应于板110中的多个第一注射孔112和多个第二注射孔162，且单个喷嘴模件160包含多个第二注射孔162。第一注射孔112具有锥形空心形状，以使得直径随着与顶部的距离而逐渐增大。第二注射孔162具有沙漏空心形状，所述形状包含一入气部分162a、一喷嘴部分162b和一扩散部分162c。
图12和13分别是展示根据本发明第六实施例的等离子装置的气体注射器的横截面示意图和透视示意图。
在图12和13中，气体注射器100包含一板110和多个喷嘴模件160。板110包含多个第一注射孔112且没有开口，且每个第一注射孔112形成为具有足以包含喷嘴模件160的直径。因此，喷嘴模件160直接插入第一注射孔112。喷嘴模件160和第一注射孔112可用螺丝相互组合，以防反应气体泄漏。此外，可在第一注射孔112与喷嘴模件160之间形成一O形环。喷嘴模件160包含一具有沙漏空心形状的第二注射孔162，所述沙漏空心形状包含一入气部分162a、一喷嘴部分162b和一扩散部分162c。或者，当第一注射孔112形成为包含单个喷嘴模件160时，单个喷嘴模件160可包含多个第二注射孔162。此外，第二注射孔162可具有圆柱空心形状。即便在图12和13中板110与喷嘴模件160具有相同厚度，在另一实施例中，板110与喷嘴模件160可具有不同厚度。
因此，根据本发明的气体注射器包含可拆卸的喷嘴模件。所以，气体注射器的制造成本降低而生产周期缩短。此外，反应气体的浓度、方向和速度通过改变可拆卸喷嘴模件中注射孔的直径和方向而受到局部控制。
所属领域的技术人员将了解，可对具有气体注射器的等离子装置进行各种修改和变化而不会偏离本发明的精神和范畴。因此，希望本发明涵盖对本发明的修改和变化，只要所述更改和变化属于随附权利要求及其等同物的范畴。

Claims (20)

1.一种气体注射器，其包括：
一包含至少一个第一注射孔的板；和
至少一个与所述板组合的喷嘴模件，所述至少一个喷嘴模件包含至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的第二注射孔。
2.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述板进一步包括至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的开口。
3.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个喷嘴模件可连接到所述至少一个开口并可从所述至少一个开口中拆卸。
4.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个开口和所述至少一个喷嘴模件用一螺丝相互组合。
5.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个开口连接到一单个第一注射孔，且所述至少一个喷嘴模件包含一单个第二注射孔。
6.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个开口连接到多个第一注射孔。
7.如权利要求6所述的气体注射器，其中所述至少一个喷嘴模件包含多个第二注射孔且具有一四角柱形状。
8.如权利要求6所述的气体注射器，其中多个喷嘴模件与所述至少一个开口组合。
9.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个开口的一直径大于所述至少一个第一注射孔的一直径。
10.如权利要求2所述的气体注射器，其中所述至少一个第一注射孔具有一圆柱空心形状和一锥形空心形状中的一者。
11.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个喷嘴模件具有一圆柱形状和一四角柱形状中的一者。
12.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个第二注射孔包含直径彼此不同的一入气部分、一喷嘴部分和一扩散部分。
13.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个第二注射孔具有一介于0.1mm到约1mm的范围内的最小直径。
14.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个第一注射孔的一直径大于所述至少一个第二注射孔的一直径。
15.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个喷嘴模件可连接到所述至少一个第一注射孔并可从所述至少一个第一注射孔中拆除。
16.如权利要求1所述的气体注射器，其中所述至少一个第一注射孔和所述至少一个喷嘴模件用一螺丝相互组合。
17.如权利要求1所述的气体注射器，其进一步包括一位于所述至少一个第一注射孔与所述至少一个喷嘴模件之间的O形密封环。
18.一种用于一显示设备的装置，其包括：
一腔室；
一位于所述腔室中的基座；和
一位于所述基座上的气体注射器，所述气体注射器包括：
一包含至少一个第一注射孔的板；和
至少一个与所述板组合的喷嘴模件，所述至少一个喷嘴模件包含至少一个连接到所述至少一个第一注射孔的第二注射孔。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个喷嘴模件可连接到所述板并可从所述板中拆除。
20.如权利要求18所述的装置，其中所述腔室中的反应气体的一浓度可通过改变所述至少一个第二注射孔的一直径和一方向而加以局部控制。
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