TWI418264B - 電漿裝置 - Google Patents

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TWI418264B TW099143078A TW99143078A TWI418264B TW I418264 B TWI418264 B TW I418264B TW 099143078 A TW099143078 A TW 099143078A TW 99143078 A TW99143078 A TW 99143078A TW I418264 B TWI418264 B TW I418264B
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Hui Ta Chen
Chun Hao Chang
Tung Ying Lin
Ming Hsien Ko
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Ind Tech Res Inst
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Description

電漿裝置
本發明是有關於一種電漿裝置，且特別是有關於一種感應耦合電漿(inductively coupled plasma,ICP)裝置。
電漿是包含離子或電子與自由基(radical)的氣體的電離態，而受到廣泛的應用。通常電漿處理是指將氣體轉變為電漿以及將電漿氣體沉積在基板上或將電漿氣體用於清洗(cleaning)、塗佈(coating)、濺鍍(sputtering)、電漿化學氣相沈積、離子植入、灰化(ashing)或蝕刻等。目前常見的電漿處理設備在運作時，當兩個電極之間形成強大的電場之後，被供應到這兩電極之間的製程氣體就會被離子化或解離而產生電漿。
現階段在顯示器的研發狀況，主要朝向大型化顯示器與軟性顯示器的研究與開發應用，其中商品化過程中最重要的課題為基板大面積下高均勻度的問題。傳統使用電容式電漿(capacitively coupled plasma,CCP)受限於電漿密度較小，設備之製程速率無法有效提升，因此感應耦合電漿(inductively coupled plasma,ICP)成為另一項極具潛力的技術。由於ICP所產生之電漿密度較高，所以一般也稱為高密度電漿源，其系統之特徵為具有產生電漿之感應耦合線圈。然而，在大面積ICP的設計上會遭遇到下列問題：(1)當線圈長度過長時會導致駐波的問題，影響能量傳遞的效率；(2)在大面積化時，電漿均勻度較難進行調整，尤其是在線圈邊緣的部分，容易造成電漿輔助鍍膜或電漿輔助蝕刻等製程受限。
中華民國專利TW 00449107提出將線圈埋入介電層中，且介電層會放置在腔體內與基板載台對向的位置。介電層可調整外型，改變電場耦合強度。然而，此種方式必須燒結適當的介電材料，才能進行線圈的安裝。且對於配置在介電材料中的線圈的散熱必須額外通以冷卻裝置，在成本上是相對高。由於線圈是嵌入於介電層中，當實測時若需要進行調整，反而相當不便，且進行大面積化時，燒結大面積之介電層、線圈埋設會更加困難。
美國專利US 7,338,577提出以平行並聯且互相交錯的方式來進行線圈的設計，並利用永久磁鐵來提高電漿的均勻性。然而，永久磁鐵的設置增加了架構的複雜度以及設備的成本。另外，線圈受電漿轟擊也會有微粒產生，造成製程污染，也需頻繁地進行設備的清潔工作。
本發明提供一種電漿裝置，可在大面積的製程中保有良好製程良率。
本發明的電漿裝置包括一腔體、一電極組以及一供氣管組。腔體具有一承載台以承載一基板。供氣管組配置於腔體且具有多個氣孔。供氣管組位於承載台與電極組之間。
在本發明之一實施例中，上述之氣孔垂直於供氣管組軸向，且該些氣孔可以軸向為中心不同旋轉角度設置。
在本發明之一實施例中，上述之供氣管組包括多根供氣管，平行排列於腔體內。此外，供氣管組例如更包括多個遮蔽件，可移動地套設於供氣管上，用以遮蔽部分的氣孔。另外，供氣管組例如更包括多個墊圈，配置於遮蔽件與供氣管之間以阻絕氣體通過。
在本發明之一實施例中，上述之供氣管組的材質包含介電材質。
在本發明之一實施例中，上述之電極組部分位於腔體內。此外，電極組例如包括一金屬本體與多個介電套管，介電套管套設在金屬本體位於腔體內的部分。
在本發明之一實施例中，上述之電極組位於腔體外。
在本發明之一實施例中，上述之電極組包括多根線型主體以及多個連接部。連接部連接相鄰兩個線型主體，且線性主體間係以並聯方式相連接。此外，各線型主體例如呈直線狀。另外，各線型主體例如呈螺旋線狀。
基於上述，本發明的電漿裝置是利用氣場來調整電漿的均勻性。因此，本發明的電漿裝置在大尺寸的製程中可保有良好的製程良率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例的電漿裝置的局部立體圖，而圖2是本發明一實施例的電漿裝置的剖面示意圖。請參照圖1與圖2，本實施例的電漿裝置100包括一腔體110、一電極組120以及一供氣管組130。腔體110具有一承載台112以承載一基板50。供氣管組130位於承載台112與電極組120之間。供氣管組130配置於腔體110且具有多個氣孔132，其中氣孔132垂直於供氣管組130之軸向，且氣孔132可以軸向為中心不同旋轉角度設置，也就是說，在本實施例中，氣孔132係朝向承載台112方向，然而，在其他實施例中，氣孔132也可以朝向腔體110之側面(即圖1之左右方向)設置，或是朝向下方的電極組120，並不以此為限。圖1中省略腔體110的承載台112與基板50。
在本實施例的電漿裝置100中，利用改變氣孔132的大小、位置、數量以及氣流大小，可使製程氣體受電極組120的電場作用所產生的電漿均勻地在基板50上產生作用。本實施例是利用電漿裝置100中必備的供氣管組130所產生的氣場來讓電漿均勻化，因此對於設備的複雜度與成本的影響較小。另外，因為供氣管組130是位於承載台112與電極組120之間，製程氣體被轉換為電漿之後大都直接移往基板50而較少轟擊電極組120，所以可以減少污染微粒的產生，進而提升製程良率並減少進行設備清潔所需的成本。
請再參照圖2，本實施例的氣孔132藉由供氣管組130的緣故位於承載台50的正下方。習知技術通常將氣孔安排在腔體的側壁上，亦即氣孔與承載台分別位於腔體的兩個相連而互相垂直的腔壁上。然而，本實施例是讓供氣管組130通過腔體內的大部分空間，並讓供氣管組130的氣孔132分佈在腔體內的空間中，因此氣孔132所提供的氣場可用以調整電漿的均勻性。若將承載台50視為一個平面，則至少大部分氣孔132相對於這個平面的正投影會落在承載台50的範圍內。氣孔132的大小、位置與數量等參數可以在確定基板50、腔體110與電極組120的尺寸及相對位置後決定，以獲得良好的製程良率。
圖3是圖1的供氣管組的局部放大圖。請參照圖1與圖3，本實施例的供氣管組130包括多根供氣管134，平行排列於腔體110內。在其他實施例中，供氣管134也可以不是直條狀的，也不限定需互相平行。此外，供氣管組130更包括多個遮蔽件136，可移動地套設於供氣管134上，用以遮蔽部分的氣孔132。每根供氣管134上所套設的遮蔽件136的數量可依需求增加或減少，每個遮蔽件136所遮蔽的氣孔132的數量也可以是單個或多個。藉由遮蔽件136的配置，可靈活改變氣孔132的位置與數量，以在基板50的尺寸改變時仍可調整出適當且均勻的電漿分佈狀態。另外，在進行電漿處理時，腔體110內是呈真空狀態的。供氣管組130可更包括多個墊圈138，配置於遮蔽件136與供氣管134之間以阻絕氣體通過，亦即確保氣孔134所流出的製程氣體不會從遮蔽件136與供氣管134之間洩漏至腔體110。本實施例之供氣管組130的材質係包含介電材質，以避免改變電極組120所產生的電場的分佈。例如，遮蔽件136與供氣管134的材質可以是石英，而墊圈138的材質是橡膠。
圖4是圖1的電極組的示意圖。請參照圖1與圖4，本實施例之電極組120大部分位於腔體110內。此外，電極組120例如包括一金屬本體122與多個介電套管124，介電套管124套設在金屬本體122位於腔體110內的部分。介電套管124的作用是避免金屬本體122受到電漿的轟擊而損毀。當電極組120完全位於腔體110外時可不須介電套管124的設置。金屬本體122的材質例如是銅、鋁、不鏽鋼或其他金屬，而介電套管124的材質例如是石英或其他介電材質。電極組120的金屬本體122可包括多根線型主體122A以及多個連接部122B。多根線型主體122A間係以並聯方式相連接，即連接部122B連接相鄰的兩個線型主體122A，而線型主體122A未連接連接部122B的一端則可接地。此外，請參考圖1，供氣管組130之供氣管134係平行排列，且設置於於電極組120之上方，其中供氣管組130之供氣管134的一軸向與電極組120之介電套管124的一軸向係呈垂直角度，然而，在其他實施例中，供氣管134之軸向與介電套管124之軸向可以是平行或呈其他角度，並不以此為限。此外，本實施例中各線型主體122A是呈直線狀，而圖5中的線型主體122C則呈螺旋線狀。
圖6是本發明另一實施例的電漿裝置的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例之電漿裝置200與圖2的電漿裝置100相似，差異處在於電極組220位於腔體210外。由於供氣管組230的氣孔232依然位於承載台212與電極組220之間，因此依然可利用氣孔232所提供的氣場來使電漿均勻地在基板50上產生作用。另外，本實施例之電漿裝置200同樣具有減少污染微粒的產生、提升製程良率及減少進行設備清潔所需的成本的優點。
綜上所述，本發明的電漿裝置是利用位於承載台與電極組之間的氣孔所產生的氣場來調整電漿的均勻性。因此，本發明的電漿裝置不需要複雜的架構就可以在大尺寸的製程中獲得良好的電漿的均勻性，並減少污染微粒的產生，進而確保良好的製程良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
50．．．基板
100、200．．．電漿裝置
110、210．．．腔體
112、212．．．承載台
120、220．．．電極組
122．．．金屬本體
122A、122C．．．線型主體
122B．．．連接部
124．．．介電套管
130、230．．．供氣管組
132．．．氣孔
134．．．供氣管
136．．．遮蔽件
138．．．墊圈
圖1是本發明一實施例的電漿裝置的局部立體圖。
圖2是本發明一實施例的電漿裝置的剖面示意圖。
圖3是圖1的供氣管組的局部放大圖。
圖4是圖1的電極組的示意圖。
圖5是本發明再一實施例的電漿裝置的電極組的線型主體。
圖6是本發明另一實施例的電漿裝置的剖面示意圖。
50．．．基板
100．．．電漿裝置
110．．．腔體
112．．．承載台
120．．．電極組
130．．．供氣管組
132．．．氣孔

Claims (12)

  1. 一種電漿裝置，包括：一腔體，具有一承載台以承載一基板；一電極組，包括一金屬本體與多個介電套管；以及一供氣管組，配置於該腔體且具有多個氣孔，該供氣管組位於該承載台與該電極組之間，其中該供氣管組的一軸向與該電極組之該些介電套管的一軸向呈垂直角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該些氣孔垂直於供氣管組軸向，且該些氣孔可以軸向為中心不同旋轉角度設置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該供氣管組包括多根供氣管，平行排列於該腔體內。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電漿裝置，其中該供氣管組更包括多個遮蔽件，可移動地套設於該些供氣管上，用以遮蔽部分的該些氣孔。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電漿裝置，其中該供氣管組更包括多個墊圈，配置於該些遮蔽件與該些供氣管之間以阻絕氣體通過。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該供氣管組的材質包含介電材質。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該電極組部分位於該腔體內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電漿裝置，其中該些介電套管套設在該金屬本體位於該腔體內的部分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該電極組位於該腔體外。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電漿裝置，其中該電極組包括：多根線型主體；以及多個連接部，連接相鄰兩個該些線型主體；其中，該些線性主體間係以並聯方式相連接。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電漿裝置，其中各該線型主體呈直線狀。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電漿裝置，其中各該線型主體呈螺旋線狀。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013122954A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Applied Materials, Inc. Linear pecvd apparatus
KR20140038070A (ko) * 2012-09-20 2014-03-28 삼성코닝정밀소재 주식회사 가스 분사 장치 및 이에 사용되는 인젝터 파이프
TWI469179B (zh) * 2012-11-27 2015-01-11 Ind Tech Res Inst 電漿裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020005253A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-17 Duratek, Inc. Modular device of tubular plasma source
TW477009B (en) * 1999-05-26 2002-02-21 Tadahiro Ohmi Plasma process device
CN1842240A (zh) * 2005-04-01 2006-10-04 周星工程股份有限公司 气体注射器和包含气体注射器的装置
US7338577B2 (en) * 2003-05-07 2008-03-04 Sungkyukwan University Inductively coupled plasma processing apparatus having internal linear antenna for large area processing
US20100221427A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Goodrich Corporation Methods and apparatus for controlled chemical vapor deposition

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525159A (en) * 1993-12-17 1996-06-11 Tokyo Electron Limited Plasma process apparatus
US6089182A (en) * 1995-08-17 2000-07-18 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JPH1060673A (ja) * 1996-08-21 1998-03-03 Sony Corp エッチング装置
US20030141178A1 (en) * 2002-01-30 2003-07-31 Applied Materials, Inc. Energizing gas for substrate processing with shockwaves

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW477009B (en) * 1999-05-26 2002-02-21 Tadahiro Ohmi Plasma process device
US20020005253A1 (en) * 2000-07-13 2002-01-17 Duratek, Inc. Modular device of tubular plasma source
US7338577B2 (en) * 2003-05-07 2008-03-04 Sungkyukwan University Inductively coupled plasma processing apparatus having internal linear antenna for large area processing
CN1842240A (zh) * 2005-04-01 2006-10-04 周星工程股份有限公司 气体注射器和包含气体注射器的装置
US20100221427A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Goodrich Corporation Methods and apparatus for controlled chemical vapor deposition

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