专利名称：用于处理衬底的下电极组件的制作方法
技术领域：
这里描述的一个或者多个实施例涉及处理包括半导体衬底在内的衬底。
背景技术：
已知有多种平板显示器(FPD) 。 FPD的例子包括液晶显示器(LCD)、 等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)。这些显示器和其他 的电子器件利用包括负载闭锁室(load lock chamber)、传送室以及/或者工 艺室的衬底处理设备进行制造。这种类型的设备会很贵，而且就处理不同尺 寸的衬底来说是不够的。这些设备也没能采取足够的防范措施保护工艺室及 其部件在衬底处理过程中不受使用等离子体造成的腐蚀。
发明内容
相应地，本发明提供了一种下电极组件，包括绝缘体和包含周边部分的 下电极材料。所述周边部分包含第一级表面，用来支承具有预定宽度和长 度的衬底；第二级表面，所具有的宽度对应于所述衬底的所述预定宽度加上 第一增量，所具有的长度对应于所述衬底的所述预定长度加上第二增量；第 三级表面，所具有的高度低于所述第二级表面。其中，所述绝缘体橫向设置 在所述第二级表面和所述第三级表面上。
本发明还提供了一种控制等离子体暴露状况的方法，包括在电极组件 的周边部分上形成绝缘体，所述电极组件包含支承待处理衬底的电极材料层。 所述电极材料层包含第一级表面、第二级表面和第三级表面。所述形成步骤 包含围绕着所述电极材料竖向形成第一绝缘板；在所述第一绝缘板附近并 围绕着所述第 一绝缘板形成第一陶瓷板；在至少所述电极材料层的所述第三 级表面上横向形成第二绝缘板；在所述第二绝缘板和所述电极材料层的所述 第二级表面上横向形成第二陶瓷板。
图l是衬底处理设备中一种类型的下电极组件示意图。
图2是图1下电极组件另一视图的示意图。
图3是可以包含在衬底处理设备中的另 一种类型的下电极组件示意图。 图4是图3下电极组件另一视图的示意图。
具体实施例方式
一种衬底处理设备包括负载闭锁室(load lock chamber)、传送室和工
运到另一个室或者位置，同时交替地保持大气和真空状态。传送室将来自负 载闭锁室的衬底传送到工艺室，以及/或者将来自工艺室的处理过的衬底传送 到负载闭锁室。工艺室对衬底进行处理，例如，衬底可能牵涉到在真空状态 下使用等离子体或者热能形成薄膜或者进行刻蚀操作。多个室之间的传送可 以由机器人来完成。
图1表示的是一种类型的工艺室构造，图2表示的是这种室的另一个视 图。如图所示，该工艺室包括用来进行衬底处理工艺的室10。该室包括门11、 上电极20和下电极30。该门位于室的一侧，用于在室中产生真空状态。上 电极位于室中上面的位置，而下电极位于上电极下面。衬底S放在下电极上。
上电极由喷淋头22形成，喷淋头22将工艺气体喷在衬底上。喷淋头包 括多个气体散射孔24,每个气体散射孔24都具有非常小的直径。工艺气体 经过喷淋头上的孔被均匀地供应到电极20和30之间的空间。通过向一个或 者两个电极施加高频功率，工艺气体被转换成等离子体，然后用等离子体对 衬底表面进行处理。
下电极30包括基座板32、基座板上的绝缘材料34、绝缘材料上的冷却 板36以及冷却板上的下电极材料38。绝缘体50围绕着下电极设置，在下电 极上支承着衬底S用于进行等离子体处理。电极材料用较为便宜并广泛使用 的铝制成，绝缘体50起到的作用是，防止含铝电极材料与等离子体发生化学 反应造成腐蚀。等离子体是在上、下电极之间施加高压时流进下电极的气体 发生放电而形成的。
也就是说，为了保护下电极不受等离子体的损坏，绝缘体包括围绕着下 电极上部放置的绝缘板52a、 52b，以及粘在绝缘板周围的陶瓷板54a、 54b。
在处理过程中，衬底S仅仅放置在没有被绝缘体的陶瓷板54b覆盖的下电极 的顶部表面上。下电极可以被加工成使其表面尺寸对应于具有预定面积的衬 底的表面尺寸。
因为下电极组件被加工成对应于待处理衬底的尺寸，所以，不同尺寸的 衬底在被放置在下电极组件上之后不能被刻蚀和灰化(ashed)。例如，1200 x 1300尺寸的衬底不能被放在被加工成对应1100 x 1300尺寸的下电极组件 上。因此，这样的衬底不能使用图1的设备进行刻蚀或者灰化。所以，必须 专门制造对应U00x 1300尺寸的下电极组件来处理这些类型的衬底，导致成 本增力口。
而且，为了适应不同处理能力，工作场地必须包括多种处理设备，每种 处理设备具有处理不同尺寸衬底的下电极组件。这些处理设备占用了空间， 也增加了成本。
图3表示的是可以用在衬底处理设备中的另一种类型的下电极组件的一 个实施例，图4表示的是这种组件的另一个视图。在可用到的地方，相对于 图1来说，相似的附图标记用于相似的构件。该村底处理设备可以包含在工
中的半导体衬底在内的衬底的处理中。
如图3和图4所示，工艺室包括室10，室10包括门11、上电极20和下 电极30。该门设置于室的一侧，用于在室中产生真空状态。上电极位于室中 上面的位置，而下电极位于上电极下面。村底S由下电极支^K。
上电极设有喷淋头22，喷淋头22用于将工艺气体喷在衬底上。喷淋头 22包括多个气体散射孔24，每个气体散射孔24都具有非常小的直径。工艺 气体经过喷'淋头上的孔被均匀地供应到两个电极之间的空间，并通过例如向 电极施加高频功率，将工艺气体转换成等离子体。衬底表面用等离子体进行 处理。衬底被放在下电极上并受到处理。下电极可以连接到射频(RF)电源， 用于产生等离子体。
下电极30包括基座板32、放置在基座板上的绝缘材料34、绝缘材料上 的冷却板36和冷却板上的下电极材料38。因为衬底S在下电极材料38上进 行处理，所以，对村底的处理可能受到室10内温度增加的影响。为了防止室 或者衬底的温度增加到预定温度甚至更高，下电极30设有冷却板36。
冷却板包括用于4吏冷却剂循环的冷却剂通道。当冷却剂在这个通道中循
环时，冷却板防止下电极超过预定温度。所以，冷却板将衬底s的温度保持 在恒定水平或者保持在预定温度范围内。
绝缘体100围绕着下电极的下电极材料38设置，以防止由于等离子体处 理造成的下电极材料腐蚀。该绝缘体包括绝缘板102a，绝缘板102a覆盖下 电极材料38下部的一侧或者周边部分、冷却板36的一侧或者周边部分、绝 缘材料34的一侧或者周边部分以及基座板32的一侧或者周边部分。该绝缘 体还包括陶瓷板104a，陶瓷板104a覆盖绝缘板102a的外表面。
根据一个实施例，绝缘板102a围绕着下电极材料38下部、冷却板36、 绝缘材料34和基座板32的一侧或者周边部分竖向设置。当按此方式设置时， 绝纟彖板102a与前述构件的侧面或者周边部分接触。陶乾4反104a也可以在绝 缘板102a的外侧上面竖向设置并与之接触。
绝缘体100进一步包括绝缘板102b和陶乾板104b,绝缘板102b和陶瓷 板104b围绕着下电极材料38的上部横向设置，下电极材料38例如延伸超过 衬底S。因此，绝缘体的这些板覆盖了下电极材料38、冷却板36、绝缘材料 34和基座板32的例如不直接位于衬底S下面并因此容易受到室内产生的等 离子体腐蚀或其他负面影响的表面。
根据一种应用场合，下电极材料38的上部可以具有3台阶结构，包括上 面放衬底S的第一级表面、台阶高度低于第一级表面的第二级表面和台阶高 度低于第二级表面的第三级表面。该结构表示在图3的放大视图中。
第三级表面对应于下电极材料的下部，第三级表面的高度低于第一级表 面的高度。如图3中进一步所示，绝缘板102a竖向设置，其高度与下电极材 料38的第三级表面的高度相同(例如，其上表面基本上与第三级表面的上表 面对齐)。陶瓷板104a竖向设置在绝缘板102a的外侧上，其高度与下电极 材料38的第一级表面的高度相同(例如，其上表面基本上与第一级表面对 齐)。于是，绝缘板102a和陶瓷板104a按照台阶布局进行设置。
因为衬底S放置在下电极材料38的第一级表面上，所以，下电极材料 38的第一级表面形成为其长度和宽度与村底S的长度和宽度一致或者至少基 本相同。也就是说，当衬底的宽度和长度分别为X和Y时，下电极材料的第 一级表面的宽度和长度也分别为X和Y。
下电极材料的第二级表面被形成为所具有的宽度是预定增量(+a)加 上第一级表面的预定宽度X，所具有的长度是预定增量(+0)加上第一级表
面的预定长度Y。这里，ot和P可以相同，也可以不同。才艮据一个举例性应用 场合，第一、第二级表面之间的高度差大约为2~ 10mm。
按照这种方式布局，绝缘板102b可以横向设置在下电极材料38的第三 级表面和绝缘材料板102a的顶部表面上。陶资板104b橫向设置在绝缘板102b 和第二级表面上。
层叠在绝缘板102b和下电极材料第二级表面上的陶资板104b，包括层 叠在下电极材料第二级表面上的延伸部分104b-l和层叠在绝缘板102b上的 部分，可以因此形成为具有倒"L，，的形状。这种设计的原因是，延伸部分 104b-l可以形成为例如具有2 10 mm的厚度，该厚度对应着下电极材料第 一级表面和第二级表面之间的高度差。
由于这个原因，在大小为oc或p的第二级表面的宽度或长度区域中，下电 极材料38的第一级表面和第二级表面之间的高度差并不大，因此，第二级表 面上的陶瓷板104b的顶部表面，即延伸部分104b-l的顶部表面，能够容易 地与下电极材料38电连接。
因此，如图3和4所示，与第一级表面具有相同宽度和长度X和Y的衬 底能在下电极材料38上进行放置、刻蚀和灰化。此外，宽度为增量(+a) 加上第一级表面的预定宽度X、长度为另一增量(+0)加上第一级表面的预 定长度Y的衬底，也可以在下电极材料上进行放置、刻蚀和灰化。
在前面的例子中，可以将下电极材料38的第一、第二级表面之间的高度 差设置到2~ 10mm的原因是，当高度差高于10mm时，放在置于下电极材 料第二级表面上的陶瓷板延伸部分104b-l上的衬底S的周边部分，受到不当 处理。当高度差低于2mm时，由于加工问题，难以制造下电极组件。
于是，这里公开的一个或者多个实施例提供了下电极组件，用于制造要 包含在例如平板显示器中的衬底。该组件能够适应不同尺寸的衬底，用于刻 蚀、灰化或者其他形式的处理，由此降低商业成本。这些实施例还可以减少 处理不同尺寸衬底所需的工作空间面积，由此进一步降低成本。
根据一个实施例，下电极组件包括下电极材料，下电极材料放置在下电 极组件的上部，衬底放在下电极材料上。其中，下电极材料的周面具有多台 阶结构，该结构包括第一级表面，上面放具有预定宽度和预定长度的村底； 第二级表面，所具有的宽度是增量(+a)加上预定宽度(X),所具有的长 度是另一增量(+P)加上预定长度(Y);第三级表面，所具有的高度低于
第二级表面，其中，绝缘体分别横向放在第二级表面和第三级表面上。
在这个情况中，优选的是，可以围绕着下电极组件周面竖向设置双层层 叠有绝缘板和陶瓷板的绝缘体，在下电极材料的第二级表面和第三级表面上 横向设有双层层叠有绝缘板和陶f;板的绝缘体。
进一步，优选的是，在下电极材料的第三级表面上横向设置绝缘板，在 绝缘板和下电极材料的第二级表面上横向设置陶资板。
这里更优选的是，陶瓷板的顶部表面和第一级表面在相同的面上，下电 极材料的第一级表面和第二级表面之间的高度差为2~ 10mm。
任何谈到"一个实施例，，、"实施例"、"举例性实施例，，等的地方， 意思是结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一 个实施例中。在本说明书各处的这种表述形式不一定都指相同的实施例。而 且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合 其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点落在本领域技术人员的范围内。
尽管参照本发明多个解释性实施例对本发明的实施方式进行了描述，但
是，应该明白，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些 改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围内。更具体地说，在前述公开、 附图以及权利要求的范围内，可以在零部件和/或从属组合布局的布局方面作 出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面 的变型和改进，对于本领域技术人员来说，其他的使用也是明显的。
权利要求
1. 一种下电极组件，包括:绝缘体；以及包含周边部分的下电极材料，所述周边部分包含:第一级表面，用来支承具有预定宽度和长度的衬底，第二级表面，所具有的宽度对应于所述衬底的所述预定宽度加上第一增量，所述具有的长度对应于所述衬底的所述预定长度加上第二增量，以及第三级表面，所具有的高度低于所述第二级表面，其中，所述绝缘体横向设置在所述第二级表面和所述第三级表面上。
2. 如权利要求l所述的组件，其中，所述绝缘体包含 第一绝缘板，围绕着所述下电极材料竖向设置； 第一陶瓷板，邻近所述第一绝缘板竖向设置； 第二绝缘板，在至少所述第三级表面上方横向设置；第二陶瓷板，在所述第二绝缘板和所述第二级表面上方横向设置。
3. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第二陶瓷板的顶部表面基本与 所述第一级表面对齐。
4. 如权利要求3所述的组件，其中，所述第二陶资板具有 第一下表面，位于所述下电极材料的所述第二级表面上方， 第二下表面，位于所述下电极材料的所述第三级表面和所述第一绝缘板的顶部表面的上方。
5. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第一绝缘板围绕着所述下电极 材料的下周边部分竖向设置，不覆盖所述下电极材料的其他周边部分。
6. 如权利要求5所述的组件，其中，所述第一绝缘板的顶部表面基本与 所述第二级表面对齐。
7. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第一陶瓷板与所述第二陶瓷板 接触，所述第 一陶瓷板和所述第二陶资板的顶部表面在相同的面中基本与所 述下电极材料的所述第一级表面对齐。
8. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第一绝缘板、第二绝缘板和所 述第一陶瓷板、第二陶瓷板用一种或者多种材料制成，所述一种或者多种材 料防止等离子体沖击所述绝缘体下面的所述下电极材料。
9. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第一绝缘板覆盖所述下电极材 料下部的周边部分、所述下电极材料下面的冷却板的周边部分、以及所述冷 却板下面的绝缘材料。
10. 如权利要求2所述的组件，其中，所述下电极材料的第一级表面和 第二级表面之间的高度差在2到IO毫米之间的范围内。
11. 如权利要求2所述的组件，其中，所述第一级表面、第二级表面之 间的高度差小于所述第二级表面、第三级表面之间的高度差。
12. 如权利要求1所述的组件，其中，所述第一增量和所述第二增量基 本相同。
13. 如权利要求l所述的组件，其中，所述第一增量和所述第二增量不同。
14. 一种控制暴露于等离子体的方法，包括在电极组件的周边部分上形成绝缘体，所述电极组件包含支承待处理衬 底的电极材料层，所述电极材料层包含第一级表面、第二级表面和第三级表 面，所述形成步骤包含围绕着所述电极材料竖向形成第一绝缘板； 邻近并围绕着所述第一绝缘板竖向形成第一陶瓷板； 在至少所述电极材料层的所述第三级表面上方横向形成第二绝缘板； 在所述第二绝缘板和所述电极材料层的所述第二级表面上方横向形成第 二陶瓷板。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述第二陶瓷板具有 第一下表面，位于所述电极材料层的所述第二级表面上方， 第二下表面，位于所述电极材料层的所述第三级表面和所述第一绝缘板的顶部表面的上方。
16. 如权利要求14所述的方法，其中，所述第一绝缘板围绕着所述电极 材料层的下周边部分竖向设置，没有覆盖所述电极材料层的其他周边部分。
17. 如权利要求16所述的方法，其中，所述第一绝缘板的顶部表面与所 述第二级表面基本对齐。
18. 如权利要求14所述的方法，其中，所述第一陶瓷板与所述第二陶瓷 板接触，所述第一陶瓷板和所述第二陶瓷板的顶部表面与所述电极材料层的 所述第一级表面基本对齐。
19. 如权利要求14所述的方法，其中，所述第一绝缘板、第二绝缘板和 所述第一陶瓷板、第二陶瓷板用能够阻挡等离子体的材料制成，由此防止等 离子体沖击所述电极材料层。
20. 如权利要求14所述的方法，其中，所述电极材料层的第一级表面和 第二级表面之间的高度差在2到IO毫米的范围内。
全文摘要
一种下电极组件，包括绝缘体和下电极材料。下电极材料包括具有三级表面的周边部分。第一级表面支承具有预定宽度和长度的衬底。第二级表面具有的宽度对应于衬底预定宽度加上第一增量，其具有的长度对应于衬底预定长度加上第二增量。第三级表面的高度低于第二级表面。绝缘体横向设置在第二级表面和第三级表面上。
文档编号H01L21/00GK101384128SQ20081011118
公开日2009年3月11日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年9月5日
发明者金敬勋, 高英培 申请人:爱德牌工程有限公司