TWI466597B - 電漿製程設備（二） - Google Patents

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Description

電漿製程設備(二) 【相關申請案之交叉參考】
本發明主張韓國專利申請案，於2011年1月10日申請，案號10-2011-0002466的優先權的益處，該案揭示內容以引用方式全部併入本文。
本發明提供一種電漿製程設備，且更具體而言，本發明係關於一種能夠產生電感耦合電漿(ICP)及電容耦合電漿(CCP)的電漿製程設備。
電漿已在各種製程中被使用於製造一半導體及一顯示裝置，舉例而言，在沉積、蝕刻、剝離、清洗、或類似的製程中。正如通常用於製造一半導體及一顯示裝置的領域的一電流電漿源，存在著一電容耦合電漿(CCP)源及一電感耦合電漿(ICP)源。
一典型的CCP系統施加射頻(RF)電源於平行的電極之間，且藉由分佈在電極的一表面上的電荷形成一電場，從而產生電漿。因此，使用CCP源的一設備大致包括一下部電極及一上部電極，其中該下部電極係一晶圓或一基板所在之處，且該上部電極具有氣體注入的一噴淋頭。
一典型的ICP系統施加射頻(RF)電源至一線圈類型的天線，且藉由通過天線的一電流引發一電場，從而產生電漿。因此，使用ICP源的一設備通常經配置，使得線圈類型的天線係安排於一電漿產生空間的外部，該電漿產生空間具有諸如石英的一介電窗，以便在電漿產生空間引發一電場。
與CCP源相比，ICP源具有在一低壓帶中有效率地產生電漿的優點，且得到高密度的電漿。所以，有擴展使用ICP源的領域的傾向。
在顯示裝置的製造領域中，按照消費者的需求及生產效率，大尺寸的螢幕必須牽涉大尺寸的基板。為了處理大尺寸的基板，需要大尺寸的介電窗，但考慮到介電窗的機械硬度、介電窗的厚度等等對電漿具有的影響，通常傾向以一格子狀的框安排複數個介電窗。
然而，格子狀的框顯示在縱向框及橫向框彼此交叉的一位置下，電漿密度變得較低的一現象。所以，存在電漿的均勻性被降低的一問題。
因此，本發明之構想為解決以上的問題，且本發明的一態樣係提供一電漿製程設備用於一大尺寸的基板，該電漿製程設備可均勻地產生電漿。
在一態樣中，一電漿製程設備包括：一腔室，該腔室包括一電漿製程空間及一開啟的頂部；一介電窗，該介電窗覆蓋該腔室的該頂部；一窗框，該窗框支撐該介電窗；一天線，該天線被放置在該介電窗上，且引發電感耦合電漿(ICP)在該電漿製程空間中產生；一電容耦合電漿(CCP)框，該CCP框被安排在該天線的下方，且引發CCP在該電漿製程空間中產生；及一承受器，該承受器被安排在該電漿製程空間中，且在該承受器上安放一基板作為待處理的一物件。
如上所述，根據本發明的一範例實施例的一電漿製程設備實現電感耦合電漿(ICP)及電容耦合電漿(CCP)兩者，而有助於初始電感耦合電漿的放電，防止歸因於框的電漿減少，且改善製程速度。
如上所述，本發明的技術效果並非限於以上之效果，且以上未提及的其他技術效果將由本領域中之技藝人士從以下說明清楚地瞭解。
此處以下，將參考隨附圖式而詳細說明本發明的範例實施例。然而，本發明的範例實施例並非限於以下所揭露的範例實施例，而可以各種形式實現。本發明的範例實施例僅提供用於完成本發明的揭露，且使得本領域一般技藝人士能夠完全瞭解本發明的範疇。在全部圖式中，適合或類似的元件可被誇大以清楚的解釋，且類似的元件符號代表類似的元件。
以下，根據本發明的範例實施例的一電漿製程設備將參考隨附圖式而詳細說明。第1圖係根據本發明的一範例實施例的一電漿製程設備的一概要側向截面視圖。
如第1圖所顯示，根據本發明的範例實施例的一電漿製程設備100包括一腔室110，該腔室具有一開啟的頂部及一電漿製程空間10，一介電窗120覆蓋該腔室110的開啟的頂部，一窗框130支撐該介電窗120，一天線150放置在該介電窗120的一頂部，且在電漿製程空間10中產生一電感耦合電漿(ICP)，一電容耦合電漿(CCP)框140安排於窗框130中且產生CCP，及一承受器160安排於電漿製程空間10的內部，且在承受器160上安放一待處理的物件。
一來源單元(未圖示)可提供於腔室110的頂部。該來源單元供應處理氣體至電漿製程空間10。一通氣單元(未圖示)可提供於腔室110的底部。該通氣單元將腔室110內部的氣體排出朝向腔室110的外部。
位於腔室110的頂部的窗框130可沿著腔室110的一內壁或腔室110的開啟的頂部安排。CCP框140可安排於窗框130的中央，且窗框130及CCP框140可分別或一起支撐複數個介電窗120。窗框130及CCP框140將在之後詳細說明。
安排於窗框130及CCP框140中的介電窗120係一絕緣材料，該絕緣材料通常可包括一石英板，或可包括氮化矽(Si3 N4 )、碳化矽(SiC)、矽(Si)或類似的材料。介電窗120係安排於窗框130及CCP框140中，且覆蓋腔室110的開啟的頂部。介電窗120及各個框130、140的接觸表面係具有密封構件(未圖示)，以保持電漿製程空間10密閉。
位於腔室110內部的承受器160可具有一平坦的頂部表面，在該頂部表面上可安置一基板S，作為待處理的一物件。而且，若在承受器160上安置複數個晶圓，則承受器160的頂部可形成複數個座位溝槽，在該等座位溝槽上可安置各個晶圓。
再者，可提供一加熱器(未圖示)於承受器160的內部或下方，以便加熱基板S。而且，一承受器電源供應器161可連接至承受器160的一側，且供應電源至承受器160。在承受器160與承受器電源供應器161之間，可提供一匹配箱(未圖示)，以優化承受器電源供應器161的功率傳輸。
在承受器160下方，可安排一承受器桿162，以向上及向下移動及/或旋轉承受器160。承受器桿162的一端可穿透腔室110的一下部部分，且連接至位於腔室110外部的一驅動裝置(未圖示)。
以下將說明根據本發明的一範例實施例的電漿製程設備100的窗框130及CCP框140。第2圖係根據本發明的一範例實施例的一電漿製程設備的一窗框、一CCP框、及一天線的一透視圖，且第3圖係沿著第2圖的A-A’線取得的一截面視圖。
如第2圖中所顯示，CCP框140可放置於窗框130的一中央部分，且被安排於與窗框130相同的平面上。可形成CCP框140，使得一單一介電窗120可安排於CCP框140之中或以一格子狀的圖案形成，使得複數個介電窗120可安排於由格子狀的圖案隔開的分別的空間中。
再者，一窗框130可放置在CCP框140的周圍，且支撐其他複數個介電窗120。窗框130可配置成包括形成框的外緣的一外部框131，及複數個橋接框132，該複數個橋接框132經安排介於外部框131的內部及CCP框140的外部之間。
因此，複數個介電窗120可分別安排於複數個空間中，該複數個空間係由橋接框132及窗框130的外部框131及CCP框140的外部所形成。
舉例而言，如第2圖中所顯示，CCP框140具有方塊的形式的N2 格子狀的空間142，且窗框130具有複數個格子狀的空間143，該複數個格子狀的空間143係由窗框130的外部框131及分別連接CCP框140的側面的複數個橋接框132所隔開。
亦即，CCP框140包括N2 格子狀的空間142，且窗框130沿著CCP框140的周圍包括(N+2)2 -N2 格子狀的空間143，所以CCP框140及窗框130在一起可具有方塊的形式的(N+2)2 格子狀的空間142及143。
如第3圖中所顯示，從橋接框132的一端部分突起的一支撐端133可形成於CCP框140及橋接框132連接的一部分之處，使得橋接框132可支撐CCP框140。在CCP框140外部，可對應於支撐端133形成一支撐溝槽144。再者，提供一介電薄膜170於支撐端133與支撐溝槽144之間，使得CCP框140及窗框130可彼此電氣絕緣。
介電薄膜170不僅供以作為一介電材料，而且亦作為一密封構件，用於保持電漿製程空間10的密閉。在此情況中，介電薄膜170可包括一彈性介電材料，例如，一橡膠材料。而且，如第3圖中所顯示，可額外提供一分開的密封構件171。
如第2圖中所顯示，為了支撐介電窗120，CCP框140及窗框130可包括一支撐突起134，在介電窗120所在之處的一部分突出。在支撐突起134上，可提供以一彈性材料作成且形狀類似一矩形環的襯墊(未圖示)，以使得分別的框130及140及介電窗120彼此緊密地接觸，且保持電漿製程空間10密閉。
參照第2圖，天線150可提供於CCP框140、窗框130及介電窗120上。天線150的形狀並非限於第2圖中所顯示的形狀，且可取決於CCP框140及窗框130的結構及電漿的密度及分佈而改變。
同時，用於供應射頻(RF)電源至天線150的一第一電源供應器151可連接至天線150的一側，且用於供應RF電源至CCP框140的一第二電源供應器141可連接至CCP框140的一側。
從第一電源供應器151施加至天線150的RF電源在腔室110的電漿製程空間10中引發一電場，從而產生電感耦合電漿，且從第二電源供應器141施加至CCP框140的RF電源造成電容耦合電漿在CCP框140下方產生。
儘管未圖示，可分別在第一電源供應器151及天線150之間，且在第二電源供應器141及CCP框140之間，提供匹配箱(未圖示)，從而優化各個電源供應器141、151的功率傳輸。
而且，可在第一電源供應器151及第二電源供應器141之間提供一控制模組180。控制模組180控制分別從第一電源供應器151及第二電源供應器141所施加的功率及/或頻率。再者，控制模組180控制由第一電源供應器151所產生的電感耦合電漿及由第二電源供應器141所產生的電容耦合電漿的一比率，或控制電漿的特性。
依據以上的配置，根據本發明的一範例實施例的窗框130包括CCP框140，而非具有一傳統框架的結構(其中傳統框架結構的縱向框及橫向框彼此交叉以支撐介電窗120)，使得電容耦合電漿可在CCP框140之下方產生。
因此，電容耦合電漿不僅補償了在傳統框架的結構中縱向框及橫向框彼此交叉之處的電感耦合電漿的減少，而且促進電感耦合電漿的初始放電，且補充了電感耦合電漿與電容耦合電漿相比，具有一相對低的處理速度的缺點。
儘管已參考此處的範例實施例特別顯示且說明本發明，但本領域技藝人士應瞭解可對形式及細節作成各種改變，而不悖離由隨附申請專利範圍所界定的本發明的精神及範疇。範例實施例應僅考慮為說明之用而非限制的目的。所以，本發明的範疇並非由本發明的實施方式所界定，但由隨附的申請專利範圍所界定，且在範疇之中的所有差別將被理解為包括於本發明之中。
S．．．基板
10．．．電漿製程空間
100．．．電漿製程設備
110．．．腔室
120．．．介電窗
130．．．窗框
131．．．外部框
132．．．橋接框
133．．．支撐端
134．．．支撐突起
140．．．電容耦合電漿框
141．．．第二電源供應器
142．．．N2 格子狀的空間
143．．．格子狀的空間
144．．．支撐溝槽
150．．．天線
151．．．第一電源供應器
160．．．承受器
161．．．承受器電源供應器
162．．．承受器桿
170．．．介電薄膜
171．．．密封構件
180．．．控制模組
第1圖係根據本發明的一範例實施例的一電漿製程設備的一概要側向截面視圖。
第2圖係根據本發明的一範例實施例的一電漿製程設備的一窗框、一CCP框、及一天線的一透視圖。
第3圖係沿著第2圖的A-A’線取得的一截面視圖。
S．．．基板
10．．．電漿製程空間
100．．．電漿製程設備
110．．．腔室
120．．．介電窗
130．．．窗框
140．．．電容耦合電漿框
141．．．第二電源供應器
150．．．天線
151．．．第一電源供應器
160．．．承受器
161．．．承受器電源供應器
162．．．承受器桿

Claims (10)

  1. 一種電漿製程設備，該電漿製程設備包含：一腔室，該腔室包含一電漿製程空間及一開啟的頂部；複數個介電窗，該等介電窗覆蓋該腔室的該頂部；一窗框，該窗框支撐該介電窗；一天線，該天線被放置在該介電窗上，且引發電感耦合電漿(ICP)在該電漿製程空間中產生；一電容耦合電漿(CCP)框，該CCP框被安排在該天線的下方，且引發CCP在該電漿製程空間中產生；及一承受器，該承受器被安排在該電漿製程空間中，且在該承受器上安放一基板作為待處理的一物件，其中該CCP框係形成以在該CCP框中支撐該複數個介電窗的其中至少一個。
  2. 如請求項1之電漿製程設備，其中該CCP框係被安排在由該窗框分割的一區域之中，且該CCP框及該窗框支撐該介電窗的一側面部分。
  3. 如請求項2之電漿製程設備，其中該窗框包含一外部框形成外緣及一橋接框，該橋接框將該外部框與該CCP框連接。
  4. 如請求項3之電漿製程設備，該電漿製程設備進一步包含一介電薄膜，該介電薄膜介於該CCP框及該橋接框之間。
  5. 如請求項4之電漿製程設備，其中該介電薄膜包含一彈性介電材料，且保持該電漿製程空間為密閉的。
  6. 如請求項2之電漿製程設備，其中形成該CCP框，以支撐在該電漿製程設備的介電窗之中的該等N2 介電窗，且該窗框支撐位於沿著該CCP框的一周圍的該等其他(N+2)2 -N2 介電窗。
  7. 如請求項1之電漿製程設備，該電漿製程設備進一步包含用於供應電源至該天線的一第一電源供應器，及用於供應電源至該CCP框的一第二電源供應器。
  8. 如請求項7之電漿製程設備，該電漿製程設備進一步包含一控制模組，該控制模組提供於該第一電源供應器與該第二電源供應器之間，且控制從各個電源供應器施加的功率。
  9. 如請求項7之電漿製程設備，該電漿製程設備進一步包含一控制模組，該控制模組提供於該第一電源供應器與該第二電源供應器之間，且控制從各個電源供應器施 加的頻率。
  10. 如請求項7之電漿製程設備，其中該介電窗及該CCP框係彼此電絕緣。
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