TWI503907B - 基板處理設備 - Google Patents

Description

基板處理設備

本發明係關於一種基板處理設備，特別地，本發明關於一種基板處理設備，其能夠對一基板執行一例如退火、沉積、以及蝕刻之預定製程。

基板處理設備係為一種能夠對一大氣壓力或真空壓力中的一處理空間、一腔室內部空間的基板，執行例如預熱、退火、沉積、以及蝕刻之預定處理的設備。

隨著例如一液晶顯示器(LCD)面板之玻璃基板的基板變得更大，基板處理設備變得更大。

對於基板處理設備而言，重要的是維持一適合溫度之處理環境，以使得能夠有效地處理基板。為了控制腔室內部之處理空間之溫度，腔室之一壁體形成有一流路，熱媒沿此流路流動。或者，基板處理設備在腔室之外壁具有例如一加熱器之溫度控制件，溫度控制件透過通過腔室之壁體之熱傳導，對處理空間執行溫度控制。

然而，當流路經歷腔室之壁體上的特定處理，或者加熱器安裝於腔室之外壁上時，具有以下之問題。

首先，由於處理空間之溫度透過腔室之溫度控制而控制，因此處理空間之溫度可透過腔室之材料、腔室之外部環境等影響。這樣可產生處理空間溫度控制之困難。

特別地，當透過習知技術之基板處理設備控制腔室之溫度時，可產生腔室之熱變形。由於較大的腔室具有嚴重的熱變形，因此處理環境可受到嚴重影響或該設備可具有一較短之壽命。

其次，隨著基板處理設備變得更大，溫度控制之全部溫度控制值顯著增加。這樣可增加處理空間之溫度控制所花費之時間。還需要具有更大容量的溫度控制件。結果，可增加全部製造成本，可增加維護及修理成本，並且溫度控制方法之執行可具有限制。

第三，在特殊加工腔室之壁體中的流路處理之情況下，在腔室之壁體中形成流路之製程可不容易。並且，這樣可增加腔室之全部製造成本。

第四，在腔室之外壁表面之上安裝一加熱器用以控制處理空間溫度之情況下，處理空間之溫度控制可透過腔室之材料、腔室之外部環境等的影響，這樣可增加全部溫度控制值。

因此，鑒於上述問題，本發明之目的之一在於提供一種基板處理設備，此種基板處理設備透過在一腔室之內表面上安裝一溫度控制件，能夠對於該腔室內部的一處理空間直接執行溫度控制。

為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種基板處理設備包含有一腔室，其用以形成一密封處理空間；一覆蓋件，其覆蓋腔室之一內表面之至少一部份；以及一溫度控制件，其安裝於覆蓋件與腔室之間，以便控制處理空間之溫度。

其中該溫度控制件透過一間隔件與該腔室之該內表面的一間隙安裝在一起。

溫度控制件與腔室之內表面之間的間隙可為一空白間隙，或者此間隙透過間隔件填充。

其中溫度控制件包含有一溫度控制板，溫度控制面板具有一流路，用以控制溫度的熱媒沿此流路流動，或者可包含有一平面膜加熱器。

溫度控制件可包含有複數個溫度控制塊，其中這些溫度控制塊產生之熱量可整體或單獨地控制。

一絕緣件可安裝於溫度控制件與腔室之內表面之間。

基板處理設備可為一在真空狀態下對一基板執行真空處理的真空處理設備，或一傳送模組或一承載設備。

本發明之基板處理設備可具有以下優點。

第一，由於溫度控制件安裝於腔室之內表面之上，以便直接控制處理空間之溫度，因此可簡化處理空間之溫度控制。

第二，由於處理空間之溫度不透過使用腔室之熱傳導的傳統方法，而是透過在腔室之內表面上安裝溫度控制件，因此可最小化腔室之熱變形。

第三，由於控制處理空間之溫度的溫度控制件安裝於腔室之內表面之上，因此可簡化製造且可減少全部溫度控制量以顯著節省製造成本。

第四，由於溫度控制件安裝於腔室之內表面之上以便直接控制處理空間之溫度，因此可顯著減少全部溫度控制量。這樣可節省製造成本及維持/修理費用。

第五，由於一全部溫度控制能力顯著減少，因而處理空間之溫度環境可迅速穩定用以提高產量。

第六，由於溫度控制件安裝於腔室之內表面之上，因此可應用使用熱媒、一薄膜加熱器等不同的溫度控制方法。可減少基板處理設備之全部尺寸及重量。可最小化腔室之熱變形。並且，由於不需要特殊處理腔室之內的流路，因此可容易製造此腔室。

第七，由於空白間隙形成於溫度控制件與腔室之間，因此可最小化腔室之外部的熱傳導。這樣可防止熱損失因而進一步減少溫度控制量。而且，由於透過空白間隙最小化腔室之熱傳導，因此可防止腔室之熱變形。

第八，由於溫度控制件包含有複數個溫度控制塊，因此處理空間之溫度可更容易控制，並且可顯著縮短穩定溫度環境所花費之時間。

第九，由於溫度控制量減少，溫度控制件可容易實施為一平面膜加熱器。這樣由於平面膜加熱器之輕重量及薄厚度可減少基板處理設備之全部尺寸及重量。而且，可使用更低之成本製造及維護/修理平面膜加熱器。

本發明前述及其他的目的、特徵、方面和優點將在如下的詳細說明並結合圖式部份變得更加明顯。

以下將結合圖式部份詳細描述本發明之實施例。

以下，將結合附圖，詳細描述本發明之基板處理設備。

本發明之基板處理設備用以對基板執行一預定之處理。基板處理設備可包含有一承載設備、一真空處理設備、一傳送模組等，或可包含有至少其中一個。

「第1圖」係為本發明第一實施例之基板處理設備之剖視圖，「第2圖」係為沿「第1圖」之〞A〞部份之放大示意圖，並且「第3圖」係為與「第2圖」相對應之圖式，其表示本發明之第二實施例之基板處理設備。

如圖所示，本發明第一實施例之基板處理設備係為一真空處理設備，用以在一基板2，例如一液晶顯示器(LCD)面板之玻璃基板、一太陽能電池基板等之表面上執行預定處理，例如沉積。此基板處理設備可透過在一真空狀態之中形成電漿執行一真空處理。

這裡，基板處理設備可關於一個基板2，或者複數個例如太陽能電池基板之基板2執行真空處理。在同時真空處理複數個基板2的情況下，複數個基板2可在一托盤等之上的裝載狀態下傳送。如果待加工之基板2係為一液晶顯示器面板之玻璃基板，基板2可具有一矩形形狀。

基板處理設備可包含有一腔室10，腔室10形成真空處理基板2的密封的處理空間12、一基板支撐單元20，用以在其上固設基板2、一噴頭30，用以朝向處理空間12等噴塗至少一種處理氣體以形成電漿。

腔室10可具有不同之結構。舉例而言，腔室10可包含有一腔室體16以及一頂蓋14，頂蓋14與腔室體16可拆分地相結合。

腔室體16透過與上述之頂蓋14相耦合形成一處理空間12。腔室體16之側壁可形成有一個或多個閘門18，基板2可通過閘門18引入或自處理空間12之中排出。閘門18可透過一閘閥(圖未示)打開或關閉。閘門18可僅形成於腔室體16之一個側面，或者根據一將基板2引入至腔室體16中之方法在彼此相面對之兩個位置形成。

頂蓋14可具有不同之結構。舉例而言，頂蓋14可配設為透過與下方的腔室體16相耦合形成處理空間12。噴頭30可耦合於頂蓋14之底側用以熱傳導或導電。

腔室10可與一氣體供給管32以及一排空管(圖未示)相連接，氣體供給管32與一氣體供給裝置相連接，以便將處理氣體供給至處理空間12之中，並且排空管與一真空泵相連接以便排空在處理空間12產生的氣體等，並且以便執行壓力控制。

腔室10之一內表面可透過一覆蓋件50(例如襯套)覆蓋，以便在真空處理製程期間不直接暴露於電漿。

覆蓋件50可覆蓋腔室10之內表面，由此防止腔室10之內表面暴露於電漿。可防止腔室10之內表面暴露於電漿的覆蓋件50之任何材料可在真空處理過程之中使用。如果腔室10接地，覆蓋件50可形成滿足真空處理設備的靜電特性。

覆蓋件50可由導熱材料形成，以便透過稍後描述之溫度控制件60有助於熱傳送。也就是說，覆蓋件50可由導熱材料，例如鋁、或鋁合金、或不鏽鋼(SUS)形成。而且，暴露於處理空間12的覆蓋件50之一表面可陽極化處理。

覆蓋件50可覆蓋腔室10之全部內表面。然而，在腔室10之內表面與基板支撐單元20之側表面之間安裝一擋板34的情況下，處理空間12之擋板34之底部可不受電漿等之影響。因此，覆蓋件50可僅安裝於擋板34之上。擋板34可包含有複數個排出孔34B，用以排空及排空量。

覆蓋件50可根據腔室10之內表面之形狀整體形成。或者，覆蓋件50可包含有複數個便於製造及安裝之元件。

覆蓋件50之安裝以使得處理空間12之中的氣體不能夠引入至覆蓋件50與腔室10之內表面之間。

支撐進行真空處理的基板2之基板支撐單元20可安裝於腔室體16。用以供給電能的不同元件例如一電極元件可安裝於基板支撐單元20。

噴頭30可將自氣體供給管32供給之氣體噴塗至處理空間12。並且噴頭30可根據氣體之類型、氣體之數目、以及噴射方法具有不同之結構。

在基板處理設備之內，電能可供給至處理空間12以便形成電漿。基板處理設備可根據電能供給方法具有不同之結構。舉例而言，射頻(RF)電能可作用至頂蓋14及噴頭30，並且一基板支撐單元20之中安裝的電極元件(圖未示)可接地。或者，頂蓋14及噴頭30可接地，並且射頻(RF)電能可應用於電極元件。或者，具有不同頻率的射頻(RF)電能可作用於每一頂蓋14、噴頭30、以及電極元件。

如「第2圖」及「第3圖」所示，基板處理設備可更包含有一溫度控制件60，溫度控制件60用以控制處理空間12之溫度。溫度控制件60可安裝於腔室10與覆蓋件50之間。

更具體而言，溫度控制件60可透過覆蓋件50覆蓋。因此，溫度控制件60可容易執行處理空間12之溫度控制，例如直接加熱或冷卻，而不受到電漿或真空壓力之影響。

溫度控制件60可整體形成。而且，溫度控制件60可包含有複數個平面劃分的區塊以簡化製造及傳輸。

為了有助於在腔室10之內安裝，溫度控制件60可根據腔室10之內表面之結構等實現為複數個溫度控制塊。

這些溫度控制塊可具有相同之形狀及結構。或者，複數個溫度控制塊可具有符合腔室10之內部結構的適合形狀及結構，以便在腔室10之處理空間12之內部均勻分佈溫度。

複數個溫度控制塊之安裝便於能夠接觸或與相鄰之溫度控制塊相分離。

複數個溫度控制塊產生之熱量可整體控制或至少分成幾部份單獨地控制。

溫度控制件60可根據溫度控制方法進行不同之配置。

如「第2圖」所示，溫度控制件60可透過使用溫度控制冷卻熱媒或加熱熱媒控制產生之熱量。溫度控制件60可包含有一溫度控制板62，溫度控制板62具有一熱量沿其流動之流路64。

一絕緣件可根據溫度控制板62的材料等，選擇性地安裝於溫度控制板62與覆蓋件50之間。覆蓋件50可組成溫度控制板62之至少一部份。而且覆蓋件50可另外安裝，以使得覆蓋件50可在一次維護及修理過程中透過一新件替換。

流路64可通過腔室10之一個或多個連接孔10A連接至安裝於腔室10之外部的熱媒供給單元。

難以直接將流路64連接至腔室10之連接孔10A，流路64可透過一連接管72等連接至熱媒供給單元。流路64可具有不同之結構。腔室10之連接孔10A可深入形成於腔室10。這裡，連接孔10A可透過焊接、密封件、螺栓等密封，以便防止處理空間12的真空壓力之洩漏。

溫度控制件60可透過螺釘、結合件等固定於腔室10之內表面，並且然後覆蓋件50可安裝於溫度控制件60之上。或者，溫度控制件60可耦合至覆蓋件50，並且然後安裝於腔室10。溫度控制件60可以不同之方式安裝於腔室10。舉例而言，如「第2圖」及「第3圖」所示，溫度控制件60可透過複數個螺栓74，與覆蓋件50一起安裝於腔室10之內表面之上。

螺栓74可安裝於溫度控制件60及覆蓋件50之孔75、76，並且可與腔室10之內表面相耦合。

如「第2圖」及「第3圖」所示，在溫度控制件60需要與覆蓋件50電連接之情況下，螺栓74可由導電材料形成，並且腔室10與覆蓋件50之安裝便於彼此之電連接。如「第2圖」及「第3圖」所示，在需要腔室10與覆蓋件50之間絕緣之情況下，一絕緣件77可安裝於溫度控制件60之孔75。

當螺栓74由導電材料形成時，可影響處理空間12之電漿。為了防止此問題，螺栓74暴露於處理空間12之部份塗覆有抗電漿材料，或可透過抗電漿材料之罩件78覆蓋。

溫度控制件60可自腔室10之內表面的一間隙12A安裝。

當溫度控制件60可與遠離腔室10之內表面的一間隙12A一起安裝時，可防止溫度控制件60與腔室10之間的直接接觸。因此，自溫度控制件60產生之熱可防止熱傳導至腔室10。這樣可最小化由於透過溫度控制件60與腔室10之間的接觸傳送至腔室10之熱量。結果，可最小化需要控制處理空間12溫度之電能。

溫度控制件60與遠離腔室10之內表面的間隙12A一起安裝可進行不同之修改。

舉例而言，溫度控制件60與遠離腔室10之內表面的間隙12A之安裝，可透過在溫度控制件60與腔室10之內表面之間安裝一個或多個間隔件61。

間隔件61可防止溫度控制件60與腔室10之間的熱傳送。因此，間隔件61可由具有低導熱性之材料，或具有低導熱性及低導電性的材料形成。

在腔室10接地之情況下，與腔室10相同之電能較佳地作用至覆蓋件50。因此，腔室10與覆蓋件50可透過螺栓74，或透過另外的導電裝置等彼此電連接。

間隔件61可完成填充溫度控制件60與腔室10之內表面之間的間隙12A，或可配設為使得能夠在其間形成一空白空間或空白間隙。

一絕緣件70可進一步安裝於溫度控制件60與腔室10之內表面之間。絕緣件70可用以執行一電絕緣，或最小化傳送至腔室10之熱量，或執行電絕緣及最小化熱傳送。更具體而言，由於透過絕緣件70可最小化傳導至腔室10之外部之熱，因此顯著減少熱損耗。

絕緣件70可與溫度控制件60相耦合，並且可透過間隙12A與腔室10之內表面相隔離。或者，絕緣件70可與腔室10之內表面相耦合，並且可透過間隙12A與溫度控制件60相隔離。再者，絕緣件70可安裝於腔室10之內表面與溫度控制件60之間，而不需要間隙12A。可僅透過絕緣件70防止熱損耗。

溫度控制件60可全部安裝於腔室10之內表面之上。由於溫度控制件60用以控制處理空間12之溫度，因此溫度控制件60可僅安裝處理空間12之中的擋板34之上。或者，溫度控制件60可安裝於處理空間12之中的擋板34之上，並且可部份延伸至處理空間12之中的擋板34之下的一小部份。

溫度控制件60可具有不同之結構。如「第3圖」所示，溫度控制件60可實現為一與覆蓋件50相耦合之平面膜加熱器65。

平面膜加熱器65可透過沉積於一薄膜之上的熱產生材料之電阻，一高電阻材料例如碳之高電阻產生熱。平面膜加熱器65根據其類型包含有一PET膜、一聚亞醯胺(polyimide,PI)膜、一XiCA膜等。

平面膜加熱器65作為一厚度小於1微米(μm)之薄膜，可透過一精確列印技術形成。因此，當在腔室10之中安裝該薄膜型平面膜加熱器65之時，由於平面膜加熱器65之較薄厚度，處理空間12可不需要更大。由於平面膜加熱器65幾乎不影響基板處理設備之重量，因此基板處理設備之全部重量可不增加。由於平面膜加熱器65又輕又薄，因此安裝過程複雜。

除非平面膜加熱器65具有物理損傷，例如切割等，平面膜加熱器65可進行半永久性之使用。而且，由於平面膜加熱器65具有不超過特定溫度的表面溫度，因此可不出現過熱，並且可降低維持及修理費用。

平面膜加熱器65可通過一插入至腔室10之導線孔11A之中的電線66，自安裝於腔室10之外部的電能供給單元供給電能。可密封腔室10的導線孔11A。

一電氣絕緣的電絕緣件79可更安裝於平面膜加熱器65與覆蓋件50之間，以及平面膜加熱器65與腔室10之間。如圖所示，如果電絕緣件79能夠執行熱絕緣及電絕緣，則可實現為一個元件。或者，電絕緣件79可由不同類型之元件組成。

或者，雖然圖未示，溫度控制件60可實現為一封裝加熱器或一燈管加熱器。而且，可一起使用兩個或多個溫度控制方法。

為了更有效地控制處理空間12之溫度，附加元件可安裝於噴頭30，或安裝於噴頭30與腔室10之間。處理空間12之溫度控制的另外元件可還安裝於基板支撐單元20。

在上述之較佳實施例之中，溫度控制件60安裝於基板處理設備。然而，溫度控制件60為了預熱，還可安裝於裝載及卸載基板2的承載設備之中。或者，當需要其他溫度之時，溫度控制件60可應用於具有一基板載體的所有類型之基板處理設備。

由於本發明之特徵在不脫離本發明主旨要點之情況下可實現為不同之形式，因此可以理解的是除非特別指明，上述實施例並不限制於前述說明之任何細節，而應該在所附之申請專利範圍中作廣泛理解，並且因此任何不脫離本發明主旨要點之變化與修飾均應屬於本發明之專利保護範圍之內，這些變化與修飾不應當被認為是脫離了本發明之精神和保護範圍。

2．．．基板

10．．．腔室

10A．．．連接孔

11A．．．導線孔

12．．．處理空間

12A．．．間隙

14．．．頂蓋

16．．．腔室體

18．．．閘門

20．．．基板支撐單元

30．．．噴頭

32．．．氣體供給管

34．．．擋板

34B．．．排出孔

50．．．覆蓋件

60．．．溫度控制件

61．．．間隔件

62．．．溫度控制板

64．．．流路

65．．．平面膜加熱器

66．．．電線

70．．．絕緣件

72．．．連接管

74．．．螺栓

75、76．．．孔

77．．．絕緣件

78．．．罩件

79．．．電絕緣件

第1圖係為本發明第一實施例之基板處理設備之剖視圖；

第2圖係為沿第1圖之〞A〞部份之放大示意圖；以及

第3圖係為與第2圖相對應之圖式，其表示本發明之第二實施例之基板處理設備。

10．．．腔室

10A．．．連接孔

12A．．．間隙

14．．．頂蓋

16．．．腔室體

50．．．覆蓋件

60．．．溫度控制件

61．．．間隔件

62．．．溫度控制板

64．．．流路

70．．．絕緣件

72．．．連接管

74．．．螺栓

75、76．．．孔

77．．．絕緣件

78．．．罩件

Claims (7)

1. 一種基板處理設備，係包含有：一腔室，係用以形成一密封處理空間；一覆蓋件，係覆蓋該腔室之一內表面之至少一部份；以及一溫度控制件，係安裝於該覆蓋件與該腔室之間，以便控制該處理空間之溫度；其中，該覆蓋件防止該腔室的內表面和該溫度控制件在真空處理過程中與電漿直接接觸；其中，該覆蓋件與該溫度控制件相連接，且該溫度控制件固定於由該覆蓋件覆蓋的該腔室的內表面；以及該溫度控制件包括溫度控制板或平面膜加熱器，其中該溫度控制板具有一流路，用以控制溫度的熱媒沿該流路流動。
2. 如請求項第1項所述之基板處理設備，其中該溫度控制件透過一間隔件與該腔室之該內表面的一間隙安裝在一起。
3. 如請求項第2項所述之基板處理設備，其中該溫度控制件與該腔室之該內表面之間的該間隙係為一空白間隙，或者該間隙透過該間隔件填充。
4. 如請求項第1項至第3項之任意一項所述之基板處理設備，其中該溫度控制件包含有複數個溫度控制塊。
5. 如請求項第4項所述之基板處理設備，其中該等溫度控制塊產生之熱量係整體或單獨地控制。
6. 如請求項第1項至第3項之任意一項所述之基板處理設備，其中一絕緣件安裝於該溫度控制件與該腔室之該內表面之間。
7. 如請求項第1項至第3項之任意一項所述之基板處理設備，其中該基板處理設備係為一在真空狀態下對一基板執行真空處理的真空處理設備，或一傳送模組或一承載設備。