专利名称：抗弧零电场板的制作方法
技术领域：
本文中的本发明实施例大致涉及在基板处理腔室中产生等离子体。先前技术的描述随着较大平板显示器与太阳能电池板的需求增加，接受处理的基板的尺寸也必须增加。举例而言，大面积基板的表面积可超过2平方米。为了处理这些大面积基板，腔室尺寸也必须增加。对于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室而言，背板当然为至少跟大面积基板一样大。因此，在用于处理大面积基板的PECVD设备中，背板的表面积可超过2平方米。随着背板尺寸的增加，增加RF电流有时是难以避免的。在PECVD中，可通过喷头将处理气体导入处理腔室并藉由施加至喷头的RF电流点燃成等离子体。随着基板尺寸增加，施加至喷头的RF电流也可相应地增加。较大的RF电流提高在PECVD腔室的非预期位置中形成电弧或寄生等离子体的可能性。电弧与寄生等离子体侵占来自预期基板处理的RF电流，使得基板处理更昂贵且效率更低。因此，需要控制不想要的电弧与寄生等离子体的形成。
发明内容
本发明实施例大致涉及用于减少基板处理腔室中的电弧与寄生等离子体的设备。所述设备大致包括具有基板支撑件、背板与喷头的处理腔室，所述基板支撑件、背板与喷头配置于所述处理腔室中。喷头悬置件将背板电耦接至喷头。导电托架耦接至背板并与喷头分隔。导电托架可包括平板、下部、上部与垂直延伸部。导电托架接触电绝缘体。在一个实施例中，真空处理腔室包括配置于腔室主体中的背板、以及配置于腔室主体中且耦接至背板的喷头。真空处理腔室还包括一个或多个喷头悬置件，所述喷头悬置件将背板电耦接至喷头；以及导电托架，所述导电托架耦接至背板并与喷头悬置件分隔。导电托架包括实质垂直于喷头的表面配置的平板。真空处理腔室还包括电绝缘体，所述电绝缘体具有第一侧以及第二侧，所述第一侧接触导电托架的平板，所述第二侧接触腔室主体。在另一实施例中，处理腔室包括腔室主体、配置于腔室主体上的腔室盖、以及耦接至腔室盖的背板。喷头耦接至背板而RF源耦接至喷头。导电托架耦接至背板并与喷头分隔。导电托架包括实质垂直于喷头的表面配置的平板、以及耦接至平板的底部边缘的下部。下部实质垂直于平板。导电托架还包括自平板延伸且与下部平行配置的上部。包括聚四氟乙烯的第一电绝缘体配置邻近于背板、腔室主体与喷头。电绝缘体具有第一侧以及第二侧，所述第一侧接触腔室主体，所述第二侧接触导电托架的平板。在另一实施例中，处理腔室包括腔室主体、配置于腔室主体上的盖、以及配置于腔室主体中的喷头。处理腔室还包括电耦接至喷头的导电托架。导电托架横向地配置于喷头的外侧且与喷头为分隔关系。电绝缘体倚靠导电托架而配置。电绝缘体横向地配置于导电托架的外侧并接触腔室主体。
为了可更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些实施例描绘于附图中)来理解以上简短概述的本发明的更详细描述。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例而因此不被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它等效实施例。图I是根据本发明一个实施例的PECVD设备的横剖面图。图2A是耦接至喷头的背板的示意图。
图2B是耦接至喷头的背板的示意图。图3是耦接至喷头的背板的示意图。图4是通过且围绕电绝缘体的电场的示图。图5是耦接至喷头的背板的示意图。图6A-6G是导电托架的透视图。为了促进理解，可尽可能应用相同的附图标记来标示附图共用的相同元件。预期一个实施例揭露的元件可有利地用于其它实施例而不需特别叙述。
具体实施例方式本发明实施例大致涉及用于减少基板处理腔室中的电弧与寄生等离子体的设备。所述设备大致包括具有基板支撑件、背板与喷头的处理腔室，所述基板支撑件、背板与喷头配置于所述处理腔室中。喷头悬置件将背板电耦接至喷头。导电托架耦接至背板并与喷头分隔。导电托架可包括平板、下部、上部与垂直延伸部。导电托架接触电绝缘体。本文所述实施例可执行于自Applied Materials, Inc. (SantaClara, California)(美国加利福尼亚州圣克拉拉市应用材料公司)的子公司AKT America(AKT美国)取得的PECVD腔室。可理解本文所述实施例可执行于其它处理系统，其它处理系统包括其它制造商贩卖的系统。图I是根据本发明一个实施例的PECVD设备的横剖面图。所述设备包括腔室100，在腔室100中可将一个或多个薄膜沉积于基板120上。腔室100通常包括界定处理空间的壁102、底部104及喷头106。基板支撑件118配置于处理空间中。可通过狭缝阀开口 108接近处理空间，以致可传送基板120进出腔室100。基板支撑件118可耦接至致动器116以提高并降低基板支撑件118。举升销122可移动地配置通过基板支撑件118以将基板移到基板接纳表面且自基板接纳表面移动。基板支撑件118还可包括加热和/或冷却元件124，以使基板支撑件118维持在预期温度。基板支撑件118还可包括RF返回带126，以在基板支撑件118周边提供RF返回路径。喷头106藉由固定机构150耦接至背板112。喷头106可藉由一个或多个固定机构150耦接至背板112，以有助于避免喷头106下垂和/或控制喷头106的笔直/弯曲。在一个实施例中，可应用十二个固定机构150来将喷头106耦接至背板112。固定机构150可包括螺帽与螺栓组件。在一个实施例中，螺帽与螺栓组件可由电绝缘材料所制成。在另一实施例中，螺栓可由金属所制成并围绕有电绝缘材料。在又一实施例中，喷头106可具有螺纹以接纳螺栓。在又一实施例中，螺帽可由电绝缘材料所制成。电绝缘材料有助于避免固定机构150变成电耦接至可能存在于腔室100中的任何等离子体。
气体源132耦接至背板112，以通过喷头106中的气体通道将气体提供至喷头106与基板120之间的处理区域。真空泵110耦接至腔室100以控制处理空间于预期压力下。RF源128耦接至背板112和/或至喷头106以将RF电流提供至喷头106。RF电流在喷头106与基板支撑件118之间产生电场，以致可自喷头106与基板支撑件118之间的气体产生等离子体。可应用多种频率，例如约O. 3MHz与约200MHz之间的频率。在一个实施例中，以
13.56MHz的频率提供RF电流。远程等离子体源130 (例如，感应耦合远程等离子体源130)还可耦接于气体源132与背板112之间。在处理基板之间，可将清洁气体提供至远程等离子体源130以致产生远程等离子体。可将来自远程等离子体的游离基团提供至腔室100以清洁腔室100的部件。可藉由提供至喷头106的RF源128进一步激发清洁气体。适当的清洁气体包括(但不限于)NF3、F2、SF6与Cl2。基板120的顶表面与喷头106之间的间距可在约400密尔与约1，200密尔之间。在一个实施例中，间距可在约400密尔与约800密尔之间。背板112可由支撑组件138所支撑。一个或多个锚栓140可由支撑组件138向下 延伸至支撑环144。支撑环144可藉由一个或多个固定机构142耦接于背板112。在一个实施例中，固定机构142可包括螺帽与螺栓组件。在另一实施例中，固定机构142可包括耦接于背板112的带螺纹接纳表面的带螺纹螺栓。支撑环144可实质上在背板112的中心耦接于背板112。在支撑环144不存在的情况下，背板112的中心为背板112具有最少支撑量的区域。因此，支撑背板112的中心区域可减少和/或避免背板112的下垂。在一个实施例中，支撑环144可耦接于控制背板112的形状的致动器，以致可相对于背板112的边缘提高或降低背板112的中心。可响应于处理过程中取得的计量值(metric)而发生背板112的移动。在一个实施例中，计量值是沉积层的厚度。在另一实施例中，计量值是沉积层的组分。背板112的移动可与处理同时发生。在一个实施例中，一个或多个固定机构142可延伸通过背板112直至喷头106。喷头106可额外地藉由喷头悬置件134耦接至背板112。在一个实施例中，喷头悬置件134是柔性金属挡板。喷头悬置件134可具有唇部136 (喷头106可坐落于唇部136上)并与导电托架180电连通。背板112可坐落于突出部114的上表面上，而突出部114耦接于腔室壁102以密封腔室100。腔室盖152可耦接于腔室壁102并藉由区域154与背板112分隔。在一个实施例中，区域154可为开放空间(例如，腔室壁与背板112之间的间隙)。在另一实施例中，区域154可为电绝缘材料。腔室盖152可具有开口，通过开口允许一个或多个固定机构142耦接于背板112以及气体供应管道156以供应处理气体至腔室100。在一个实施例中，支撑环144可配置于腔室盖152下方并实质上居中在腔室盖152的开口中。RF返回板146可耦接于环144与腔室盖152。RF返回板146可藉由固定机构148率禹接于腔室盖152。在一个实施例中，固定机构148包括突端螺栓(lag screw)。RF返回板146可耦接于固定机构142与环144之间。RF返回板146为可由固定机构142向上移动至环144的任何RF电流提供至RF源128的返回路径。RF返回板146提供RF电流的路径以流回至腔室盖152并接着至RF源128。图2A是耦接至喷头的背板的示意图。喷头悬置件134耦接于背板112与喷头206之间。喷头悬置件134通常由导电材料(例如，铝)所制成，以使喷头206电耦接至背板112。喷头悬置件134藉由固定组件272连接至背板112。固定组件272可为具有螺纹的螺栓、螺钉或焊缝。在一个实施例中，固定组件272还可包括弹簧或其它张力机构。背板112配置于突出部114的上表面上。突出部114耦接至腔室主体或为腔室主体的组成部分，且突出部114与腔室壁电连通。突出部114还将腔室盖152支撑于突出部114的上表面上。腔室盖152与突出部114还通常彼此电连通。突出部114藉由电绝缘体260、262、264、266与背板电绝缘。电绝缘体260、262、264、266可为例如聚四氟乙烯(例如，TEFLON 聚合物)的电绝缘材料，或者可包括以聚四氟乙烯涂覆的电绝缘材料。涂层的适当电绝缘材料可包括陶瓷、氧化铝或其它介电材料。电绝缘体260、262和266存在用于填充缝隙，这些电绝缘体有助于最小化可能的电弧。当电绝缘体260、262与266存在时，这些电绝缘体可在突出部114、喷头206与背板112之间提供电绝缘。图2A的实施例另外包括任选的电绝缘体276。电绝缘体276接触突出部114与喷头206，并提供突出部114与喷头206之间的电绝缘。电绝缘体276还可为电绝缘体260与262提供支撑，或者可容纳来自在喷头106周围流动且进入处理腔室的非预期区域的处理气体。 在图2A的实施例中，空间290存在于电绝缘体260、262、264、266、突出部114、背板112与电绝缘体276之间。部分地并入空间290以在处理期间允许热膨胀。由于RF功率施加至处理腔室的方法，空间290还产生可能形成电弧与寄生等离子体的可能位置。RF功率藉由“集肤效应”移动通过处理系统，例如RF电流移动于导电部件的表面上。在图2A的实施例中，RF电流从RF源(未显示)流过背板112面对盖152的表面上、向下流过喷头悬置件134面对电绝缘体262的表面、并流过喷头206面对处理区域的表面上。接着，RF电流通过处理腔室的处理区域中产生的等离子体电容耦合至基板支撑件。RF电流接着寻找返回至RF源，藉由向下经过基板支撑件或接地带、并向上经过腔室主体壁而移动至RF源。从RF源流出的RF电流应称为“RF热电流”，而返回至RF源的RF电流应称为“RF返回电流”。由于突出部114耦接至腔室主体或为腔室主体的一部分，突出部114为RF返回路径的一部分。相反地，喷头悬置件134为“RF热路径”，因为RF功率从RF源横跨喷头悬置件134施加至处理区域中电容耦合的等离子体。空间290位于突出部114 (为RF返回路径)与喷头悬置件134(为RF热路径)之间。因此，存在有横跨空间290的电位。因此，若处理气体位于空间290中时，则横跨突出部114与喷头悬置件134的电位有可能在空间290中产生电弧或形成寄生等离子体。产生电弧或形成寄生等离子体是从预期工艺侵占RF功率的非预期效果，从而造成预期工艺效率更低且更昂贵。图2B是耦接至喷头的背板的示意图。空间290位于突出部114(为RF返回路径)与喷头悬置件134 (为RF热路径)之间。RF热箭头指出RF电流被供应至将可能存在于处理腔室的处理区域中电容耦合的等离子体。RF电流从RF源流过背板112、流过固定组件272并向下流过喷头悬置件134并横跨喷头206。RF返回箭头指出RF电流返回至RF源的路径。RF返回电流流过突出部114并向上流过腔室盖152直到RF电流返回至RF源。如图2B所见，空间290在一侧上具有RF热电流而在另一侧上具有RF返回电流。这种情况横跨空间290产生电位；若任何处理气体存在于空间290中，则处理气体可点燃成寄生等离子体并可产生电弧。若横跨空间的电位足够的话，小到Imm的空隙足以允许电弧或寄生等离子体产生。因此，预期排除空间290。图3是耦接至喷头的背板的示意图。喷头悬置件134耦接于背板112与喷头206之间，且喷头悬置件134可为柔性的。喷头悬置件134通常由导电材料(例如，铝)所制成，且喷头悬置件134将喷头206电耦接至背板112。喷头悬置件134藉由固定组件372连接至背板112。在图3所示实施例中，固定组件372是适于通过螺纹拧入背板112的螺栓。背板112配置于突出部114的上部上。在图3的实施例中，突出部114是腔室壁的一部分。突出部114藉由电绝缘体360、364与背板电绝缘，且突出部114支撑腔室盖152。电绝缘体360、364可为电绝缘材料(例如，TEFL ON 聚合物)、或涂覆有TEFLON 聚合物的材料。可涂覆的适当电绝缘材料包括陶瓷、氧化铝或其它介电材料。在一个实施例中，电绝缘体360是介电插入件。电绝缘体376配置于突出部114与喷头206之间。电绝缘体376可有助于支撑电绝缘体360、可避免腔室部件之间的电弧、并可容纳喷头206上方区域中的处理气体。电绝缘体360在一侧上紧邻突出部114，并在相反侧上紧邻导电托架380。导电托 架380可为柔性并包括导电材料，导电材料诸如金属(例如，铝)或其它适当材料。在一个实施例中，电绝缘体360与突出部114之间没有空间、或者电绝缘体360与导电托架380之间没有空间。导电托架380应足够坚固以保持接触电绝缘体360，但导电托架380应具有足够的柔性以在处理期间允许热膨胀。藉由固定组件372将导电托架380保持在一位置处，固定组件372包括螺钉或螺栓以稳固地将导电托架380固定在适当的位置。在图3所示的实施例中，固定组件372利用配置通过喷头悬置件134与导电托架380的上部中的孔的螺栓，将喷头悬置件134与导电托架380固定至背板112。理想地，电绝缘体360与突出部114之间没有空间、或者电绝缘体360与导电托架380之间没有空间。然而，由于机械公差与热膨胀余量，在基板处理期间可存在某些空间。预期任何存在的空间小于约I毫米。利用单一电绝缘体(例如，电绝缘体360)有助于进一步减少当利用多个电绝缘体时可正常存在的空间或间隙数量。因此，在基板等离子体处理期间，即便由于RF返回电流与RF热电流，电位可能横跨电绝缘体360而存在，也没有空间让寄生等离子体或电弧发生。从托架380放射的高密度电场位于电绝缘体360中，在电绝缘体360中不可能出现电弧。导电托架380与喷头悬置件134在固定组件372附近电连通。空间374存在于导电托架380与喷头悬置件134之间。然而，由于导电托架380与喷头悬置件134电连通,且提供路径让RF热电流到达处理区域中电容耦合的等离子体，横跨空间374没有电位或具有可忽略的电位。因此，即便间隙或空间存在，由于横跨导电托架380与喷头悬置件134的电位是可忽略的，由此不应出现电弧。因此，预期电绝缘体360右边(例如，导电托架380与喷头悬置件134之间)的电场约为零。在图3的实施例中，RF热电流存在于电绝缘体360的右侧，而返回电流在突出部114的表面上移动时，RF返回电流存在于电绝缘体360的左侧。电绝缘体360的右侧上的RF热电流与电绝缘体360的左侧上的RF返回电流产生横跨电绝缘体360的电位。如上所述，当空隙或空间存在时，电位可能产生电弧或寄生等离子体。然而，在本实施例中，电绝缘体360完全占据突出部114(在突出部114上具有RF返回电流)与导电托架380(在导电托架380上具有RF热电流)之间所有的空间。寄生等离子体与电弧通常不会出现在固体材料所占据的空间，电弧应该不会出现，因此存在的电位对基板处理而言是可接受的。在一个实施例中，导电托架380面对电绝缘体360的一侧实质上全部接触电绝缘体360。同样地，电绝缘体360面对突出部114的一侧全部接触突出部114。由于电绝缘体360的表面实质上接触导电托架380与突出部114，且由于电绝缘体360可适应热膨胀，导电托架380与突出部114之间没有间隙。因此，没有空间让电弧或寄生等离子体出现。电绝缘体360的尺寸与形状经设以移除导电托架380与突出部114之间存在的所有空间或缝隙。然而，即便因为热膨胀而形成小的缝隙或间隙，电绝缘体360导致横跨鞘层的RF电压减少而造成大幅地减少电弧发生的可能性。图4是通过且围绕电绝缘体360的电场的示图。RF热电流在背板与喷头上移动至处理区域，其中RF电流接着电容耦合至基板支撑件。如图4右侧所示，RF热电流在导电托架380上并邻近于导电托架380移动。RF电流藉由在腔室主体与突出部114 (突出部114与腔室主体电连通)上移动而返回至RF源。由于仅有RF热电流存在于导电托架380的右侧，因此在所述区域中没有产生电位，如标示为E=0。同样地，由于仅有RF返回电流存在于突出部114的左侧，因此在腔室的所述区域中也没有电位。缺少电位，电弧与寄生等离子体应不会出现。图4的实施例中唯一存在电位的地方横跨电绝缘体360。然而，电绝缘体360为电绝缘材料(诸如，陶瓷或氧化铝)，电绝缘材料完全占据导电托架380与突出部114之间的空间。如上所述，电弧应仅会出现于腔室中的空间或缝隙中。因此，由于电绝缘体360占据导电托架380与突出部114之间的空间，没有空间让电弧出现。因此，即便电位横跨电绝缘体360而存在，电弧与等离子体也不会出现于电绝缘体360所占据的空间中。图5是耦接至喷头的背板的示意图。喷头悬置件134耦接于背板112与喷头506之间。喷头悬置件134由导电材料所形成，且喷头悬置件134藉由固定组件372连接至背板112。固定组件372可包括螺栓以将导电托架180与喷头悬置件134固定至背板112。此外，固定组件372将导电托架180保持在倚靠电绝缘体360的表面的位置上。电绝缘体576配置于电绝缘体360下方并接触电绝缘体360，且电绝缘体576可容纳喷头506后方的处理气体。突出部114是腔室主体的一部分，且突出部114提供返回路径让RF电流返回至RF源。此外，突出部114提供对腔室盖152的支撑，腔室盖152配置于突出部114的上表面上。腔室盖152与背板112由空间594所分隔。背板112藉由电绝缘体364仍然与突出部114电绝缘。可藉由背板112的重量将电绝缘体364保持在一位置处，或可藉由固定组件372将电绝缘体364加以固定。由于RF返回电流在突出部114上移动，且RF热电流在背板112上移动，因此电位横跨电绝缘体364而存在。然而，由于电绝缘体364占据突出部114与背板112之间的所有空间，因此没有空间让电弧出现。背板112与突出部114接触电绝缘体364的表面具有最小的间隙，或者在背板112和突出部114与电绝缘体364之间没有间隙。在一个实施例中，存在于背板112与电绝缘体364之间的间隙小于I毫米。在图5所示实施例中，导电托架180藉由固定组件372固定地附着至电绝缘体360，固定组件372包括通过螺纹拧入背板112的螺栓。导电托架180类似于导电托架380(图3中所示)，然而导电托架180包括自导电托架180的底部边缘垂直延伸的额外的下部585 ;以及耦接至下部585的垂直延伸部587。导电托架180不仅藉由移除缝隙或间隙而有助于减少导电托架180左侧位置的电弧，而且藉由将导电托架180的末梢端部591 (垂直延伸部587的端部)移动至可忽略电场中的一位置而减少导电托架180右侧或下方可能出现的电弧。参照图3的导电托架380，最低边缘产生相当尖锐的转角表面且为RF热电流。由于这些端的高电场，尖锐表面通常可引发电弧。腔室部件(例如，腔室壁)将路径提供给RF返回电流。因此，有可能从导电托架380的尖锐表面至其它腔室部件(例如，腔室壁)出现电弧。然而，可藉由移动导电托架380的尖锐边缘离开RF返回电流至可忽略电场中的一位置而减少电弧发生的可能性。再度参照图5的导电托架180，已经添加下部585与垂直延伸部587。导电托架180的下部585与垂直延伸部587配置于电绝缘体360与喷头悬置件134之间，且导电托架180的下部585与垂直延伸部587在朝向相似电位的方向中(例如，朝向还作为RF热路径的喷头506与喷头悬置件134)延伸。因此，即便导电托架180的末梢端部591仍为相当尖锐的端，端部591配置于可忽略或没有电场的空间。由于电场是可 忽略的且所有环绕的腔室部件约为相同电位，因此可大幅地减少电弧发生的可能性。 图6A-6G是导电托架的透视图。图6A描绘设以藉由将末梢端部691A配置于可忽略电场的空间中来减少电弧发生可能性的导电托架680A。导电托架680A包括平板681、上部683、下部685A与垂直延伸部687A。平板681实质平行于垂直延伸部687A且实质垂直于上部683与下部685A。导电托架680A由单件材料所构成。在另一实施例中，托架可由多件材料所形成，多件材料可藉由焊接、铆接或通过整个托架680A维持导电性的任何其它适当方式彼此耦接。此外，取决于其它处理腔室部件的尺寸或形状，导电托架680A可形成为其它形状，其它形状包括圆形或半圆形。导电托架680A通常配置于处理腔室中，以致垂直延伸部687A位于平板681与喷头悬置件(未显示)或喷头(未显示)之间。平板681的背侧适以接触例如电绝缘体360(图3)之类的电绝缘体(未显示)，并可藉由通过孔682配置的螺钉或螺栓耦接至电绝缘体。形成于垂直延伸部687A中的孔688径向对齐于平板681的孔682，藉此允许工具通过孔688以接入用于啮合孔682的紧固件，以将托架680A固定至电绝缘体。同样地，配置于下部685A中的孔686允许工具接入用于啮合上部683的孔684的紧固件，以固定导电托架680A。举例而言，固定组件(未显示)可通过孔684配置成将导电托架680A定位并维持在腔室中。在非藉由螺钉或螺栓将导电托架680A固定于处理腔室中的实施例中，孔682、684、686与688可不是必须的。由于导电托架680A至少包括下部685A以及任选的垂直延伸部687A，因此大幅地减少电弧出现的可能性。在图6A的实施例中，导电托架680A的最尖锐边缘是垂直延伸部687A。然而，垂直延伸部687A的上部将位于平板681与喷头悬置件(未显示)之间，且两者具有相似的电位。因此，由于垂直延伸部687A、平板681与喷头悬置件均可具有相似的电位，垂直延伸部687A的上端处的电场是可忽略的，并且即便垂直延伸部687A在相当尖锐边缘终止也不太可能发生电弧。下部685A与垂直延伸部687A的长度与高度不是关键性的，但一般而言随着托架(或垂直延伸部)的下部端点进一步移动离开平板681的底部(并因此进一步离开RF返回路径)，则进一步减少电场与从之而来的电弧可能性。在图6A所示的实施例中，当与缺少下部与垂直延伸部的导电托架相比时，导电托架680A提供在垂直延伸部687A的末端处减少约98%的电场强度。图6B描绘具有缩短的下部685B的导电托架680B。下部685B的末端具有切口(cut-outs)693以容纳用于固定导电托架680B的工具。由于下部685B的末端不像下部685A自平板681移开那么远，因此电场强度的减少不如托架680A那么大。然而，与缺少下部685B的导电托架(例如，图3的托架380)相比，导电托架680B仍然沿着下部685B的最外侧边缘呈现减少约60%的电场强度。因此，甚至藉由添加缩短的下部685B来大幅地减少电弧发生的可能性。图6C描绘缺少垂直延伸部的导电托架680C。下部685C的尺寸与下部685A (图6A)的尺寸大致相同，且下部685C的尺寸大于下部685B的尺寸。与缺少下部685C的导电托架(例如，图3的导电托架380)相比，导电托架680C沿着下部685C的最外侧边缘呈现减少约80%的电场强度。因此，藉由增加下部685C的尺寸而进一步减少电弧发生的可能性。然而，下部685C的额外长度与下部685B的长度相比得到的好处不是线性的(例如，随着下部685B的尺寸的增大得到较少的好处)。因此，可以发现延伸下部685C的长度在减少电场 强度方面提供逐渐减小的回报。图6D描绘具有下部68 与缩短的垂直延伸部687D的导电托架680D。下部68 的尺寸与下部685A(图6A)的尺寸大致相同，而垂直延伸部687D的长度小于垂直延伸部687A(图6A)的长度。与缺少下部与垂直延伸部的导电托架(例如，图3的托架380)相比，导电托架680D沿着垂直延伸部687D的最高边缘呈现减少约90%的电场强度。然而，垂直延伸部687D与下部68 得到的好处仅稍微大于仅具有下部68 的导电托架(例如，导电托架680C)。图6E描绘具有下部685E与缩短的垂直延伸部687E的导电托架680E。下部685E的尺寸与下部685A (图6A)的尺寸大致相同，而垂直延伸部687E小于垂直延伸部687A(图6A)。垂直延伸部687E在一端包括切口 693以允许工具接入孔682。与缺少下件或垂直延伸部的导电托架(例如，图3所示的导电托架380)相比，导电托架680E沿着垂直延伸部687E的最高边缘呈现减少约95%的电场强度。然而，垂直延伸部687E比垂直延伸部687D多得到的好处仅有约5%。因此，垂直延伸部长度的增大在减少电场强度好处上提供逐渐减小的回报。因此，下部或垂直延伸部的长度或尺寸不是关键性的，只要将托架的某部分离开平板681的下部导向相似电位的平板681与喷头悬置件之间的位置即可。图6F描绘具有下部685F的导电托架680F。下部685F的尺寸小到足以允许工具接入孔684而不需要将切口或孔配置于下部685F中。下部685F的宽度是上部683的宽度的约10%至约20%。平板689是缺少穿过所述平板的任何孔的固体材料件。平板689类似于平板681，除了平板689缺少平板681的孔682以外。因此，藉由螺钉或螺栓以外的手段将托架680F保持在适当的位置。举例而言，可藉由黏着或焊接将托架680F保持在处理腔室中的一位置处。图6G描绘具有下部685G与垂直延伸部687G的导电托架680G。下部685G的尺寸小到足以允许工具接入孔684而不需要将切口或孔配置于下部685G中。下部685F的宽度是上部683的宽度的约10%至约20%。垂直延伸部687G的尺寸与下部685G的尺寸大致相同。本发明的优点包括(但不限于)在基板处理期间减少或排除寄生等离子体与电弧。寄生等离子体或电弧的减少可允许更有效且更便宜地处理基板。此外，寄生等离子体与电弧的减少提供更均匀的基板处理产量。再者，由于较低的真空与较高的RF功率处理条件增加寄生等离子体形成的可能性，因此本发明的电绝缘体与导电托架允许利用这些处理条件。 虽然上述是针对本发明的实施例，但可在不悖离本发明的基本范围的情况下设计 出本发明的其它与更多实施例。
权利要求
1.一种真空处理腔室，包括 背板，所述背板配置于腔室主体中； 喷头，所述喷头配置于所述腔室主体中且耦接至所述背板； 一个或多个喷头悬置件，所述一个或多个喷头悬置件将所述背板电耦接至所述喷头；导电托架，所述导电托架耦接至所述背板并与所述喷头悬置件分隔，所述导电托架包括平板，所述平板实质垂直于所述喷头的表面而配置；以及 电绝缘体，所述电绝缘体具有第一侧以及第二侧，所述第一侧接触所述导电托架的平板，所述第二侧接触所述腔室主体。
2.如权利要求I所述的处理腔室，其特征在于，所述处理腔室是PECVD腔室，且所述PECVD腔室还包括耦接至所述背板的RF源，并且其中所述电绝缘体包括陶瓷、氧化铝或聚四氟乙烯。
3.如权利要求I所述的处理腔室，其特征在于，所述导电托架还包括 下部，所述下部耦接至所述平板的底部边缘，所述下部实质垂直于所述平板；以及垂直延伸部，所述垂直延伸部耦接至所述下部，所述垂直延伸部平行于所述平板，其中所述垂直延伸部的长度小于所述平板的长度。
4.如权利要求3所述的处理腔室，其特征在于，所述垂直延伸部包括在所述垂直延长部中的切口以容纳工具。
5.如权利要求3所述的处理腔室，其特征在于，所述导电托架还包括上部，所述上部耦接至所述平板且实质平行于所述下部而配置。
6.如权利要求3所述的处理腔室，其特征在于，所述导电托架与所述电绝缘体之间实质上没有空间，并且其中所述导电托架是柔性的。
7.如权利要求I所述的处理腔室，其特征在于，所述导电托架包括铝。
8.—种处理腔室,包括 腔室主体； 腔室盖，所述腔室盖配置于所述腔室主体上； 背板，所述背板耦接至所述腔室盖； 喷头，所述喷头耦接至所述背板； 导电托架，所述导电托架耦接至所述背板并与所述喷头分隔，所述导电托架包括 平板，所述平板实质垂直于所述喷头的表面而配置； 下部，所述下部耦接至所述平板的底部边缘，所述下部实质垂直于所述平板；以及 上部，所述上部自所述平板延伸且平行于所述下部而配置； 第一电绝缘体，所述第一电绝缘体包括聚四氟乙烯且邻近所述背板、所述腔室主体与所述喷头而配置，所述电绝缘体具有第一侧以及第二侧，所述第一侧接触所述腔室主体，所述第二侧接触所述导电托架的平板。
9.如权利要求8所述的处理腔室，其特征在于，所述第一电绝缘体与所述导电托架的平板之间实质上没有空间。
10.如权利要求8所述的处理腔室，还包括第二电绝缘体，所述第二电绝缘体配置于所述腔室主体与所述背板之间并使所述腔室主体与所述背板电绝缘，并且其中所述导电托架是铝。
11.如权利要求8所述的处理腔室，其特征在于，所述导电托架的下部与所述导电托架的平板彼此呈直角连接，并且其中所述基板处理腔室是PECVD腔室。
12.如权利要求8所述的处理腔室，还包括垂直延伸部，所述垂直延伸部耦接至所述下部。
13.如权利要求12所述的处理腔室，其特征在于，所述平板、所述垂直延伸部、所述下部与所述上部各自具有一个或多个孔，所述一个或多个孔穿过所述平板、所述垂直延伸部、所述下部与所述上部而配置。
14.一种处理腔室,包括 腔室主体； 盖，所述盖配置于所述腔室主体上； 喷头，所述喷头配置于所述腔室主体中； 导电托架，所述导电托架电耦接至所述喷头，所述导电托架横向地配置于所述喷头的外侧且与所述喷头为间隔关系；以及 电绝缘体，所述电绝缘体倚靠所述导电托架而配置，所述电绝缘体横向地配置于所述导电托架的外侧，所述电绝缘体接触所述腔室主体。
15.如权利要求14所述的处理腔室，还包括柔性悬置件，所述柔性悬置件将所述喷头耦接至所述盖。
全文摘要
本发明实施例大致涉及用于减少基板处理腔室中的电弧与寄生等离子体的设备。所述设备大致包括具有基板支撑件、背板与喷头的处理腔室，所述基板支撑件、背板与喷头配置在所述处理腔室中。喷头悬置件将背板电耦接至喷头。导电托架耦接至背板并与喷头分隔。导电托架可包括平板、下部、上部与垂直延伸部。导电托架接触电绝缘体。
文档编号C23C16/44GK102822383SQ201180009500
公开日2012年12月12日 申请日期2011年2月7日 优先权日2010年2月15日
发明者白宗薰, E·C·苏亚雷斯, T·塔纳卡, E·P·哈蒙德四世, 吴钟铉 申请人:应用材料公司