專利名稱:平衡rf電橋組件的制作方法
技術領域：
在此所揭露的實施例一般涉及等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)裝置。
先前技術
PECVD是氣體被引入裝置、氣體被激發(fā)成等離子體、以及材料層被沉積到基板上的工藝。存在用于使用PECVD工藝的許多應用，例如枚舉數(shù)例，對平板顯示器(flat paneldisplay, FPD)沉積數(shù)層、對太陽能電池板沉積數(shù)層、以及對有機發(fā)光顯示器(organiclight emitting display, 0LED)沉積數(shù)層。
對具體的FPD應用而言，PECVD腔室大小數(shù)年來不斷增加以符合消費者對較大FPD的需求。當腔室大小增加時，施加以產(chǎn)生等離子體的功率增加。這些較大腔室遇到通常用于·處理半導體基板的較小腔室會遭遇例如枚舉數(shù)例RF接地和等離子體分布的各種問題。然而，對于大腔室的問題程度遠大于對于較小腔室的問題程度，而這些問題的解決方案對小腔室和大腔室而言并不必然地相同。
大面積處理腔室所面臨的問題之一者是狹縫閥開口的效應。通過腔室壁之一的狹縫閥開口影響RF返回路徑，并且可導致在處理腔室內(nèi)的等離子體不對稱。當狹縫閥開口變大以容納甚至更大的基板時，此不對稱會增加。此不對稱影響膜厚度和膜特性。
圖I是先前技術大面積PECVD裝置的橫截面圖。所述裝置包含腔室100，其中一個或多個膜可沉積至基板120上。腔室100 —般包含壁102、底部104、噴頭106、以及界定工藝空間的基板支撐件118。所述工藝空間可藉由狹縫閥開口 108進入，以使得基板120傳送進和傳送出腔室100。基板支撐件118可耦接至致動器116以升高或降低基板支撐件118。升降桿122可通過基板支撐件118移動地設置以將基材移至和移出基板承接表面。基板支撐件118還可包含加熱和/或冷卻元件124以將基板支撐件118維持在期望溫度?；逯渭?18還可包含RF返回帶126以在基板支撐件118的周圍提供RF返回路徑。
噴頭106藉由緊固機構150耦接至背板112。因為噴頭106和背板112耦接至RF功率源128，因此噴頭106和背板112被視為電極。噴頭106可藉由一個或多個緊固機構150耦接至背板112以有助于避免垂降和/或控制噴頭106的直度/曲度。在一個實施例中，可使用十二個緊固機構150將噴頭106耦接至背板112。緊固機構150可包含螺帽和螺栓組件。
氣體源132耦接至背板112以通過在噴頭106中的氣體通道將氣體提供至基板120。真空泵110耦接至腔室100以將工藝空間106控制在期望溫度。RF功率源128耦接至背板112和/或耦接至噴頭106以將RF電流提供至噴頭106。RF電流在噴頭106和基板支撐件118之間產(chǎn)生電場，以使得等離子體可從在噴頭106和基板支撐件118之間的氣體產(chǎn)生?？墒褂酶鞣N頻率，例如在約O. 3MHz和約200MHz之間的頻率。在一個實施例中，提供在頻率13. 56MHz的RF電流。RF電流藉由匹配網(wǎng)絡160供應至腔室100。匹配網(wǎng)絡160藉由導電帶162和連接板164耦接至氣體饋送通孔170。RF電流沿著由箭頭166顯示的路徑從匹配網(wǎng)絡160流動，并且沿著箭頭168顯示的路徑返回。
遠程等離子體源130 (例如感應耦接的遠程等離子體源130)還可耦接在氣體源132和背板112之間。在處理基板之間，可將清潔氣體提供至遠程等離子體源130，以使得產(chǎn)生遠程等離子體。來自遠程等離子體的自由基可提供至腔室100以清潔腔室100部件。處理氣體或遠程產(chǎn)生的自由基在進入在背板112和噴頭106之間的區(qū)域之前流經(jīng)氣體饋送通孔170。
背板112可由支撐組件138支撐。一個或多個錨栓140從支撐組件138向下延伸至支撐環(huán)144。支撐環(huán)144可藉由一個或多個緊固機構142與背板112耦接。在一個實施例中，緊固機構142可包含螺帽和螺栓組件。實質(zhì)上在背板112的中心處，支撐環(huán)144可與背板112相耦接。在不具有支撐環(huán)144的情況中，背板112的中心是背板112具有最小量支撐的區(qū)域。因而，支撐背板112的中心區(qū)域可減少和/或避免背板112的垂降。
噴頭106可藉由托架134耦接至背板112。托架134可具有突出部136，噴頭106 可擱在突出部136上。背板112可擱在與腔室壁102耦接的突出部114上以密封腔室100。腔室蓋152可與腔室壁102耦接，并且藉由區(qū)域154與背板112隔開。腔室蓋152可具有藉以允許一個或多個緊固機構142與背板112和氣體饋送管道156耦接的開口，以將處理氣體供應至腔室100。
RF返回板146可與環(huán)144和腔室蓋152耦接。RF返回板146可藉由緊固機構148與腔室蓋152耦接。RF返回板146可耦接在緊固機構142與環(huán)144之間。RF返回板146提供RF電流返回向下流至腔室蓋152，而后流至RF功率源128的路徑。
圖2是先前技術的中心饋送RF耦接的示意性立體圖。如圖2所示，在中心區(qū)域中相當擁擠。圖2顯示耦接至端塊210的匹配網(wǎng)絡160。導電帶162耦接至匹配網(wǎng)絡160，而連接板164耦接至端塊210。氣體從氣體源饋送至腔室，氣體經(jīng)由氣體饋送通孔170饋送到端塊210中并饋送到腔室中。端塊210由將所述背板耦接至支撐結構的支撐環(huán)144環(huán)繞。
如同前文所討論的，處理腔室100可由于引起膜厚度和特性的不對稱的狹縫閥而具有不對稱性。藉由從中心移動RF饋送位置，可控制不對稱性。此位置可移動至更接近狹縫閥開口，并且因此抵消狹縫閥開口。
消除對等離子體的狹縫閥開口效應的另一方式是利用RF功率的多個饋送點以耦接至電極。然而，多個饋送點即使在配置的小變化的情況下也會導致可靠性問題。舉例而言，在雙饋送系統(tǒng)中的兩種饋送延伸的阻抗可容易地藉由至接地壁的寄生電容來改變。此寄生電容將造成電流改變并影響工藝結果。另一種可能是安裝在RF饋送帶中間的電容器在制造的誤差范圍內(nèi)可以是不同的。換言之，該工藝即使在腔室間的小變化的情況下也會不一致。因此，通常已使用單一饋送，因為該單一饋送相對于將有不平衡電流的多個饋送提供較高的一致性。
藉由饋送位置的膜輪廓(rilm prorile)的敏感度是腔室大小和處理氣體等的函數(shù)。因而，饋送點通?；谇皇遗渲煤凸に嚩煌?。換言之，一些情況利用非常接近電極的中心的饋送點，而其它情況利用離該中心相當遠的饋送點。因此，即使使用更靠近狹縫閥開口的單一饋送位置以抵消狹縫閥開口的效應，也具有維持單一饋送位置盡可能地接近電極的中心的挑戰(zhàn)的情形。更接近狹縫閥開口且也位于電極的實質(zhì)中心的單一饋送位置是不可能的。多個饋送選擇方案是有吸引力的；然而，如同前文所討論的，多個饋送是不一致的。[0018]因此，在本領域中存在對具有RF功率源與電極耦接之處的多個位置、并減少等離子體的不對稱性的的PECVD裝置的需求。

實用新型內(nèi)容

在此所揭露的各個實施例一般涉及用于PECVD裝置的RF電橋組件。為了確保在其中RF功率傳送至背板的多個位置的電流和電壓二者基本相同，RF電橋組件可剛好在與所述背板的連接之前的位置處耦接在多個位置之間。所述RF電橋組件使在多個位置之間的電壓分布和電流分布基本相同。因而，基本相同的電流和電壓在多個位置被施加至所述背板。
在一個實施例中，揭露一種裝置。所述裝置包含具有背板的處理腔室，所述背板具有第一電氣連接、以及與所述第一電氣連接分離的第二電氣連接。所述裝置還包含RF功率源、以及耦接至所述RF功率源的匹配網(wǎng)絡。所述裝置還包含第一導電部件，所述第一導電部件具有耦接至所述匹配網(wǎng)絡的第一端、耦接至一個或多個第一托架的第二端，所述一個或多個第一托架耦接至所述第一電氣連接。所述第一導電部件還具有耦接至一個或多個第 二托架的第三端，所述一個或多個第二托架耦接至所述第二電氣連接。所述裝置還包含RF電橋組件，所述RF電橋組件具有在與背板間隔開的位置處耦接在所述第一電氣連接和所述第二電氣連接之間的一個或多個離散元件。
在另一實施例中，揭露一種裝置。所述裝置包含具有背板的處理腔室、以及設置在所述背板上的所述處理腔室外部的支撐結構。所述支撐結構在所述背板的實質(zhì)中心處耦接至所述背板。所述裝置還包含功率源、以及耦接至所述功率源的匹配網(wǎng)絡。所述裝置還包含耦接至所述匹配網(wǎng)絡的導電帶；耦接至所述導電帶的第一托架；耦接至所述第一托架的第二托架；耦接至所述第一托架的第三托架；耦接至所述第二托架和所述背板的第四托架；耦接至所述第三托架和所述背板的第五托架；以及耦接在所述第四和第五托架之間的RF電橋組件。所述RF電橋組件具有一個或多個離散元件。
在另一實施例中，揭露一種等離子體增強化學氣相沉積裝置。所述裝置包含處理腔室、以及設置在所述處理腔室中的背板。所述背板具有設置成鄰近所述背板的實質(zhì)中心的第一電氣耦接、以及設置成鄰近所述背板的實質(zhì)中心的第二電氣耦接。所述第二電氣耦接與所述第一電氣耦接分離。所述裝置還包含在所述背板的實質(zhì)中心周圍耦接至所述背板的支撐環(huán)；設置在所述背板上的蓋；以及經(jīng)由所述蓋耦接至所述支撐環(huán)的支撐結構。所述裝置還包含RF功率源、以及設置在所述蓋上并耦接至所述RF功率源的匹配網(wǎng)絡。所述裝置還包含在所述背板的實質(zhì)中心處耦接至所述背板的氣體饋送通孔，所述氣體饋送通孔經(jīng)由所述支撐環(huán)延伸；以及具有第一端、第二端和第三端的第一導電構件，所述第一端耦接至所述匹配網(wǎng)絡。所述裝置還包含耦接在所述第一電氣耦接和所述匹配網(wǎng)絡之間的一個或多個第一托架；耦接在所述第二電氣耦接和所述匹配網(wǎng)絡之間的一個或多個第二托架；以及耦接在所述一個或多個第一托架與所述一個或多個第二托架之間的RF電橋組件。所述RF電橋組件具有一個或多個離散元件。

附圖簡述
為了詳細地了解本實用新型的前文引述特征的方式，簡短地由前文概述的本實用新型的更具體描述可參考各個實施例，一些實施例在附圖中示出。然而，注意附圖僅示出本實用新型的典型實施例，并且因而不視為限制本實用新型的范疇，對本實用新型可允許其它等同效用的實施例。
圖I是先前技術PECVD裝置的橫截面圖。
圖2是可在圖I的PECVD裝置上使用的先前技術中心饋送RF耦合的示意性立體圖。
圖3是根據(jù)一個實施例的耦接至電極的雙RF饋送的電氣布局的示意圖，其中使用RF電橋組件。
圖4A-4D是根據(jù)一個實施例的耦接至腔室的RF饋送的示意圖，其中使用RF電橋組件以平衡電壓。
為了促使理解，已在可能的地方使用了相同的附圖標記來指定附圖共有的相同元件。構想一個實施例的元件和特征可有益地并入其它實施例，而無需進一步的引述。
實施方式
在此所揭露的各個實施例一般涉及用于PECVD裝置的RF電橋組件。為了確保在其中RF功率傳送至背板的多個位置的電流和電壓二者基本相同，RF電橋組件可剛好在與背板的連接之前的位置處耦接在多個位置之間。RF電橋組件使在多個位置之間的電壓分布和電流分布基本相同。因而，基本相同的電流和電壓在多個位置被施加至背板。
可使用的一種適當PECVD裝置可從AKT美國公司(AKT America, Inc.)獲得，AKT美國公司是位于加利福尼亞州圣克拉拉市(Santa Clara, CA)的應用材料公司(AppliedMaterials, Inc.)的子公司。雖然在下文中將參照PECVD裝置作出描述，但是應當了解本實用新型同樣適用于包含由其它制造商所制造的其它處理腔室。
圖3是耦接至電極318的雙RF饋送的電氣布局300的示意圖，其中使用RF電橋組件320以確保基本相同的電壓施加在兩個分離的點314、316。RF功率源302耦接至匹配網(wǎng)絡。所述匹配網(wǎng)絡在匹配網(wǎng)絡中具有至少兩個電容器306、308。所述匹配網(wǎng)絡而后分開以耦接至電極318。由于連接的長度，在所述匹配網(wǎng)絡和電極318之間具有由電感器310、312顯示的電感。RF功率而后耦接至在兩個分離的點314、316的電極318。應當了解，盡管已顯示兩個連接點314、316，但可使用各種連接點。在連接至電極318之前，分開的RF饋送藉由RF電橋組件320耦接在一起，RF電橋組件320將這兩條線電氣耦接在一起。RF電橋組件320由電感器322、326、以及一個或多個電容器324表示。RF電橋組件320運作以平衡在兩個饋送點314、316之間的RF功率，以使得在兩個饋送點314、316的RF功率基本相同。
舉例而言，在不具有RF電橋組件320的情況下，在點314的電壓可大于在點316的電壓。在RF電橋組件320的情況下，正常會流至點314的過電流將會流至點316以均勻地分布電壓。所述電流等于由RF電橋組件320的阻抗劃分的電壓差。因而，在RF電橋組件320的中間的電容耦接(例如電容器324)因為電氣連接本身具有阻抗并阻礙所述電流而創(chuàng)建共振電路。換言之，阻抗應當為零或非常小以允許足夠的電流用于使在兩個不同的點314,316之間的電壓相同。從而，RF電橋組件320將增加在點316的電壓和電流。所述電流將持續(xù)地流動，并且RF電橋組件320將補償在兩個點之間的電壓差。
圖4A-4D是耦接至腔室100的RF饋送的示意圖，其中使用RF電橋組件400以平衡所述電壓。氣體藉由氣體饋送通孔170經(jīng)由端塊402傳送。在圖4A-4D中，RF電流最初從匹配盒160經(jīng)由導電帶162饋送至第一托架406。第一托架406包含導電材料。第一托架406具有兩端以使所述電流最后流至兩個不同的位置。第二托架408A耦接至第一托架406的第一端，而第三托架408B耦接至第一托架406的第二端。第二托架408A和第三托架408B 二者包含導電材料。RF電流從第一托架406沿著第二托架408A和第三托架408B 二者行進。第四托架410A耦接至第二托架408A，而第五托架410A耦接至第三托架408B。第四托架410A和第五托架410B 二者包含導電材料。RF電流沿著第四托架410A和第五托架410B 二者行進。第四托架410A和第五托架410B 二者耦接至背板112以將所述RF電流傳送至背板112。
RF電橋組件400在接近背板112的位置上將第四和第五托架410A、410B耦接在一起。RF電橋組件400包含耦接至第四托架410A的第六托架412A。RF電橋組件400還包含耦接至第五托架410A的第七托架412B。第六和第七托架412A、412B藉由第八托架414耦接在一起。第六、第七和第八托架412A、412B、414各自包含導電材料。一個或多個離散元件416耦接在第八托架414和第七架412B之間。應當了解，離散元件416可耦接在第八托 架414和第六托架412A之間、或者耦接在沿著第四和第五托架410A、410B之間的RF電橋組件400的任何位置上。在一個實施例中，離散元件416可包含共振電容器。在一個實施例中，具有單一電容器。在另一實施例中，具有多個電容器。在一個實施例中，所述多個電容器包含至少一個電容器，所述至少一個電容器具有與所述多個電容器的另一電容器不同的容量。在一個實施例中，所述多個電容器具有相同的容量。
重要的是注意到RF電橋組件400的位置。RF電橋組件400設置在更接近背板112而后接近匹配網(wǎng)絡160的位置。此外，RF電橋組件400剛好設置在RF電流耦合至所述電極處之前。RF電橋組件400是電氣共振連接。RF電橋組件400運作以在電氣連接之間均勻地分布所述功率，以使得基本相同的電壓和電流在所有RF饋送位置處傳送至背板。舉例而言，如果在一個電氣連接的電壓和電流大于在其它電氣連接的電壓和電流，則所述電壓將使用電橋均勻地分布，以使得在電氣連接耦接至背板的位置上，在最后饋送位置上的電流和電壓基本相同。因此，可使用與所述電極的實質(zhì)中心間隔開的多個饋送。在不具有RF電橋組件400的情況下，電流和電壓的不平衡會導致腔室100中的不平衡等離子體輪廓。
RF電橋組件400剛好在與所述電極的最后RF饋送連接之前的位置處連接至多個饋送點。所述RF電橋組件可包含金屬線或板、或者其它與電容元件一起的電氣連接。RF電橋組件400越接近最后饋送位置，RF電橋組件400將具有用于最小化在多個饋送之間的差異的效應越好，因為RF電橋組件400將補償剛好在RF電橋組件400之前的所有電流差和電壓差。從而，在PECVD腔室中，RF電橋組件400應當接近背板112。即使當電流和電壓在多個點之間不同時，RF電橋組件400總藉由將較多的電流增加至較低的電壓點來補償所述差值。從而，可最小化在兩個或多個點的電壓差和電流差。應當了解，盡管已討論了至所述背板的兩個連接點時，但構想到至所述背板的額外連接點。
利用在多個RF饋送位置之間的RF電橋組件具有各種優(yōu)點。一種優(yōu)點是電壓和電流在多個饋送位置可基本相同。藉由利用所述RF電橋組件，有可能補償用于藉由設置更接近狹縫閥開口并與所述中心間隔開的RF饋送位置而消除狹縫閥效應的偏離中心的分開RF饋送所引起的電流不平衡。此外，所述RF電橋組件有可能提供盡可能接近所述電極的中心的電氣連接，同時確保在接近所述電極的中心的多個位置的電壓和電流基本相同。[0040]盡管前文涉及本實用新型的各個實施例，但在不偏離本實用新型的基本范圍的前提下可設計本實用新型的其它和另外實施例，并且本實用新型的范圍由后續(xù)的權利要求
確
定?！?br>權利要求
1.一種裝置，包含 處理腔室，所述處理腔室包括具有第一電氣連接、以及與所述第一電氣連接分離的第二電氣連接的背板； RF功率源； 耦接至所述RF功率源的匹配網(wǎng)絡；第一導電部件，所述第一導電部件具有耦接至所述匹配網(wǎng)絡的第一端，耦接至一個或多個第一托架的第二端，所述一個或多個第一托架耦接至所述第一電氣連接，以及耦接至一個或多個第二托架的第三端，所述一個或多個第二托架耦接至所述第二電氣連接；以及RF電橋組件，所述RF電橋組件具有在與所述背板間隔開的位置耦接在所述第一電氣連接和所述第二電氣連接之間的一個或多個離散元件。
2.如權利要求
I所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個離散元件包含一個或多個調(diào)諧電容器。
3.如權利要求
2所述的裝置，其特征在于，所述第一電氣連接和所述第二電氣連接二者與所述背板的中心間隔開。
4.如權利要求
3所述的裝置，其特征在于，氣體源在與所述第一和第二電氣連接間隔開的位置處耦接至所述處理腔室。
5.如權利要求
4所述的裝置，其特征在于，所述裝置是等離子體增強化學氣相沉積裝置。
6.如權利要求
5所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個調(diào)諧電容器包含多個調(diào)諧電容器，并且至少一個調(diào)諧電容器具有與所述多個調(diào)諧電容器的另一調(diào)諧電容器不同的容量。
7.一種裝置，包含 具有背板的處理腔室； 設置在所述背板上的所述處理腔室外部的支撐結構，所述支撐結構在所述背板的實質(zhì)中心處耦接至所述背板； 功率源； 耦接至所述功率源的匹配網(wǎng)絡； 耦接至所述匹配網(wǎng)絡的導電帶； 耦接至所述導電帶的第一托架； 耦接至所述第一托架的第一端的第二托架； 耦接至所述第一托架的第二端的第三托架； 耦接至所述第二托架和所述背板的第四托架； 耦接至所述第三托架和所述背板的第五托架；以及 耦接在所述第四和第五托架之間的RF電橋組件，所述RF電橋組件具有一個或多個離散元件。
8.如權利要求
7所述的裝置，其特征在于，所述RF電橋組件包含 耦接至所述第四托架的第六托架； 耦接至所述第五托架的第七托架； 耦接在所述第六和第七托架之間的第八托架；以及所述一個或多個離散元件。
9.如權利要求
8所述的裝置，其特征在于，氣體源在與所述第一耦接位置和所述第二耦接位置間隔開的位置處耦接至所述處理腔室。
10.如權利要求
9所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個離散元件包含一個或多個調(diào)諧電容器。
11.如權利要求
10所述的裝置，其特征在于，所述裝置是等離子體增強化學氣相沉積>j-U ρ α裝直。
12.—種等離子體增強化學氣相沉積裝置，包含 處理腔室； 設置在所述處理腔室中的背板，所述背板具有設置成鄰近所述背板的實質(zhì)中心的第一電氣耦接、以及設置成鄰近所述背板的實質(zhì)中心的第二電氣耦接，所述第二電氣耦接與所述第一電氣耦接分離； 在所述背板的實質(zhì)中心周圍耦接至所述背板的支撐環(huán)； 設置在所述背板上的蓋； 經(jīng)由所述蓋耦接至所述支撐環(huán)的支撐結構； RF功率源； 設置在所述蓋上并耦接至所述RF功率源的匹配網(wǎng)絡； 在所述背板的實質(zhì)中心處耦接至所述背板的氣體饋送通孔，所述氣體饋送通孔經(jīng)由所述支撐環(huán)延伸； 耦接在所述第一電氣耦接和所述匹配網(wǎng)絡之間的一個或多個第一托架； 耦接在所述第二電氣耦接和所述匹配網(wǎng)絡之間的一個或多個第二托架；以及耦接在所述一個或多個第一托架和所述一個或多個第二托架之間的RF電橋組件，所述RF電橋組件具有一個或多個離散元件。
13.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個離散部件包含一個或多個第一調(diào)諧電容器。
14.如權利要求
13所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個調(diào)諧電容器包含多個調(diào)諧電容器，并且至少一個調(diào)諧電容器具有與所述多個調(diào)諧電容器的另一調(diào)諧電容器不同的容量。
15.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述一個或多個調(diào)諧電容器包含多個調(diào)諧電容器，并且至少一個調(diào)諧電容器具有與所述多個調(diào)諧電容器的另一調(diào)諧電容器不同的容量。
專利摘要
在此所揭露的實施例一般涉及PECVD裝置。當RF功率源在多個位置耦接至電極時，在多個位置上的電流和電壓可以是不同的。為了確保電流和電壓二者在多個位置基本相同，RF電橋組件可剛好在與電極的連接之前的位置上耦接在多個位置之間。RF電橋組件使在多個位置之間的電壓分布和電流分布基本相等。因而，基本相同的電流和電壓在多個位置被施加至電極。
文檔編號C23C16/44GKCN202671648SQ201190000231
公開日2013年1月16日 申請日期2011年1月26日
發(fā)明者白宗薰, S.H.金, 樸范洙 申請人:應用材料公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan