专利名称：电浆产生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电浆产生装置，且特别涉及ー种具有均匀流场分布的电浆产生装置，其通过扰流単元与扰流单元的设置，腔体内能提供较均匀的电浆密度，进而提升制程稳定度。
背景技术：
在今日半导体制程技术中，电浆可进行非常有效的电浆辅助化学气相蒸镀、plasma-assisted chemical vapor deposition)、电架袖助蚀刻(,plasma-assisted etching)、以及电衆高分子化(plasma polymerization)等薄膜制程及蚀刻工作。而现今多种产业皆运用到电浆制程技术，如太阳能厂以及晶圆厂。例如太阳能电池中的传统微晶硅质薄膜太阳能电池的制程方式，即通常先以电浆增强型化学式气相沉积制程(Plasmaenhance chemical vapor deposition,PECVD)中通入大量氢气与娃烧做稀释，再经由反应形成微晶硅质薄膜而提升其各项电特性以达到高效率产能的目标。在以往的薄膜制程中，各种的原料及气体会被送入反应室内，有些气体只是做为轰击靶材的介质，有些气体会和原料反应，并且沉积在基板上，其中会和原料反应的反应性气体，其送入反应腔室的均匀度会影响镀膜的均匀度及厚度，因此，这类型的镀膜设备会设置气体分配装置，目的是让气体均匀送入该反应腔室内，并且防止气体在送入该反应腔室时产生波动、湍流或者对流漩涡，相关的技术文献如CN101068950A、CN101624722A、CN101949007A。随着前述几种制程中电浆频率的提升，其镀膜速率也随之增加。然而当欲镀膜的基板面积增大时，在其上传递的电磁波将会因其相位变化造成电场的变动，相对地也影响了电浆的均匀性及镀膜的效率。尤其是在今日镀膜基板尺寸由昔知的八时、十二时晶圆增大到今日的薄膜液晶显不器(Thin film transistor liquid crystal display,TFT LCD)厂、太阳能厂发展中的一平方公尺以上的大面积玻璃基板吋，该问题将会严重影响量产的效率及成本。此外，随着进行镀膜加工的基板増大的趋势，相配合的气体分配装置也需要作配合的改变，才能让大面积的基板在镀膜时产生较佳均匀性及厚度控制性。
发明内容针对现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的主要目的在于提供ー种电浆产生装置，能提供较均匀的电浆密度，进而提升制程稳定度。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种电浆产生装置，包括一第一腔体；至少两个第二腔体；ー气体分散组件；至少两个屏蔽单元；一扰流单元；至少两个电极板以及至少ー射频电流源。其中，第一腔体的外表面电性接地，且具有一第一进气ロ及一第一出气ロ，其中第一进气ロ用以通入制程气体，第一出气ロ则用以排出制程气体；第二腔体，配置于第一腔体的内部，其具有一第二进气ロ，其中第二进气ロ通过第一进气ロ引入制程气体；气体分散组件，配置于第二腔体中且邻近于第二进气ロ，由至少两个中空圆柱体与至少两个中空锥体组合而成，中空圆柱体用以控制气体流速，中空锥体则用以达到均匀扩散气体的功效；屏蔽单元，配置于第二腔体中，具有至少两个第一孔洞，用以排出第二腔体的制程气体；扰流单元，配置于第二腔体中且邻近于屏蔽単元，具有至少两个第二孔洞，用以调整通入第二腔体的制程气体的速率及流量；电极板，配置于第二腔体的内部，用以呈载至少ー制程基板，其中电极板的面积介于864平方公分至50400平方公分之间；以及至少ー射频电流源，设置于第一腔体外部，电性连接电极板，用以提供一射频电流以产生电浆于第二腔体内。其中，气体分散组件可同时包括至少两段不同直径的中空圆柱体与中空锥体，直径较小部分具有高流速，直径较大部分则具有低流速。根据本实用新型的又一特征，中空锥体可通过改变锥度的方式调整气体通过后的分布均匀性。本实用新型的电浆产生装置具有以下功效I.扰流单元可使単一腔体中至少两个电浆产生区皆具有等量的气体，可使至少两 个电浆产生区中具有相同的电浆密度，藉以提高制程稳定度；以及2.可同时提供基板上的气体ー均匀的流场分布，可使基板上具有均匀的电浆密度；以及3.以屏蔽単元有效阻挡射频电场外泄至非电浆产生区域，減少电浆生成物的污染以及避免产生电弧放电损伤设备。为让本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下图I为本实用新型的电浆产生装置。图2a为本实用新型的气体分散组件的结构示意图(一)。图2b为本实用新型的气体分散组件的结构示意图(ニ)。图2c为本实用新型的气体分散组件的结构示意图(三)。图3a为本实用新型的第一实施例示意图。图3b为本实用新型的第二实施例示意图。图4为本实用新型的第三实施例示意图。图5为本实用新型的第四实施例示意图。主要组件符号说明100:电浆产生装置 110:第一腔体111:第一进气ロ112:第一出气ロ112a:真空源120 :至少两个第二腔体121:第二进气ロ130 :气体分散组件131 :至少两个中空圆柱体132 :至少两个中空锥体140 :至少两个屏蔽单元 141 :至少两个第一孔洞150 :扰流单元151 :至少两个第二孔洞 160 :至少两个电极板170:射频电流源171 :阻抗匹配器180 :基板[0030]210:金属网211 :金属网格510:至少两个接地单元具体实施方式
现请參照图1，其所示为本实用新型的电浆产生装置100，其包括第一腔体110，至少两个第二腔体120，气体分散组件130，至少两个屏蔽单元140，扰流单元150，至少两个电极板160，以及至少ー射频电流源170。第一腔体110的外表面电性接地，亦即是使第一腔体110成为ー零电位的物体，其可屏蔽电场于第一腔体110中，以防止电场外泄而与电浆产生装置100外的电子仪器产生干扰而影响其运作。第一腔体110具有第一进气ロ 111及第一出气ロ 112，其中第一进气ロ111用以连接一制程气体源，用以通入制程气体，而第一出气ロ 112用以排出气体。第一腔体110中配置至少两个第二腔体120以作为电浆制程区域，为达到与第一腔体110所具有的屏蔽电场功效，其亦需电性接地，可通过将其与第一腔体110电性连接而达成。为产生电浆于第二腔体120中，第二腔体120具有第二进气ロ 121。第二进气ロ121用以将第一进气ロ 111通入的气体引入第二腔体120中以产生电浆。此外，第二腔体120中配置至少两个电极板160，用以呈载制程基板180，使电浆产生装置100可对基板180进行ー蚀刻、ー沉积薄膜或一表面改质制程。需注意的是，基板180选自于玻璃、石英、塑料、透明可挠性基板所组成族群中的任何ー种材料。为了得到较佳的透光特性与较低的制造成本，可采用透光性较佳的玻璃。该电浆产生装置100中的电浆产生所需能量通过ー射频电流源170所提供的射频电流所产生。射频电流源170电性连接至少两个电极板160，用以提供射频电流于电极板160上传导以产生射频电场以解离至少两个第二腔体120内的制程气体，以产生电浆。于本实用新型实施例中，射频电流的频率在10至150MHz之间。电极板160为可呈载基板面积为五代玻璃面板以上的需求，电极板160的面积介于864平方公分至60000平方公分之间。气体分散组件130，配置于第二腔体120中且邻近于第二进气ロ 121。该气体分散组件130由至少两个中空圆柱体131与至少两个中空锥体132组合而成，中空圆柱体131用以控制气体流速，中空锥体132则用以达到均匀扩散气体的功效，如图2a与2b所示。需注意的是，中空圆柱体131的大小可依腔体尺寸作流量调节。其中，若中空圆柱体131的孔径较小可增强气体流量，以增加气体由腔体上部至腔体底部的流动能力，使该腔体上下两部分的流速及流场状况可相等，如图2a所示。此外，亦有同均匀分配通路的相同效果，有利于更大范围内将气体均匀分配。该气体分散组件130电性连接第二腔体，具有一接地电位。值得注意的是，请配合參照图2c，于本实用新型的另ー实施例中气体分散组件130亦可同时包括多段不同直径的中空圆柱体131a、131b、131c与131d与中空锥体132组合而成，直径较小部分具有高流速，直径较大部分则具有低流速。作此设计的原因主要要平衡中空圆柱体131a、131b、131c与131d中间与两侧边缘流出到中空锥体132前的气体流量。此外，中空锥体132亦可通过改变锥度的方式精确地调整气体通过后的分布均匀性。另ー方面，为有效維持电浆制程所需的真空环境以及排出电浆制程进行后残余的气体，第二腔体120具有至少两个屏蔽单元140。现请參照图3a，其所示为本实用新型的第一实施例示意图，其用以具体显示第二腔体120于本实用新型的实施态样。屏蔽单元140配置于第二腔体120的一表面，具有至少两个第一孔洞141，其可用以排出电浆制程残余的气体。为使电浆不产生于第二腔体120之外，需使该些第一孔洞141呈周期性排列，用以屏蔽解离气体的射频电场发散出第二腔体120之外。发散的射频电场会造成以下现象产生电浆于第一腔体110与第二腔体120之间，产生电浆生成物污染；于第一腔体110与第二腔体120间的区域，产生电弧放电，该现象造成的高温现象易损坏装置。为使屏蔽单元140达到屏蔽电场的功效，需使其厚度介于2mm至IOmm之间，其中至少两个第一孔洞141的直径需小于射频电流操作频率的五十分之一波长，且第一孔洞141间距小于二十分之一波长。注该波长定义为光速除以该射频电流的频率。本实用新型第一实施例中，屏蔽单元140以具有至少两个第一孔洞141的金属板实现，该金属板厚度为2mm,其中至少两个第一孔洞141的间距为1100mm,直径为440mm。为达到使电浆制程区域产生ー稳定的电浆场，本实用新型的实施例中，还可以添加一气体分散板(未绘制)于气体分散组件130上方，气体分散板亦具有至少两组孔洞，可通过孔洞的大小及位置调整气体流入第二腔体120的速率及流量，使至少两个电极板160两侧的电浆产生区域具有相同的气流状态。现请參照图3b，其所示为本实用新型第二实施例示意图，其中屏蔽单元140可以金属网210达到相同功效，金属网格211的结构參数与第一实施例相同，网格面积需等同于 孔洞面积。金属网210的线径等同于屏蔽单元140的厚度，其介于2mm至IOmm之间。此夕卜，本实用新型第三实施例中，该金属网210可以额外増加至少两片扰流平板211a以达到调整第二腔体120中气流场状态的功效。需注意的是，本实用新型电浆产生装置包括一真空源112a，其与屏蔽单元140连接，用以控制第一腔体110与第二腔体120的压カ值位于
O.5-760 托耳(Torr)之间。扰流单元150配置于第二腔体120中且邻近于屏蔽単元140，具有至少两个第二孔洞151，用以进ー步地调整通入第二腔体120的制程气体的速率及流量。本实用新型电浆产生装置100还包括一阻抗匹配器171，电性连接于射频电流源170与电极板160之间，用以匹配射频电流源170的阻抗至电极板160的馈入阻抗，使射频电流传输路径上无阻抗不匹配现象，造成射频功率的损失。阻抗匹配器171、射频电流源170与电极板160间的电性连接由使用一射频传输线所达成，且该射频传输线的阻抗为50奥姆。于本实用新型电浆产生装置100中，其中第一腔体110、第二腔体120、电极板160、屏蔽单元140的材质选自镍、金、银、钛、铜、钯、不锈钢、铍铜合金、铝、被覆铝及其组合所构成的群组。现请參照图4，其为本实用新型的第三实施例示意图，通过ー为使至少两个第ニ腔体120间不互相产生射频互扰现象，现请配合參照图3，其所示为本实用新型的第二实施例示意图，因至少两个屏蔽单元140的使用可第二腔体120内的射频电场于穿过屏蔽单元140后大幅降低，因此可将视为独立単元而不产生互扰的作用，因此可使用13. 56MHz及40. 68MHz两种不同频率的射频电流，其分别为射频电流源170、阻抗匹配器171以及另一射频电流源170a与阻抗匹配器171a，对应于电极板160，用以得到更高的制程自由度。现请參照图5，其为本实用新型的第四实施例示意图，为达到较高产量，使用四组第二腔体120以呈载更多制程基板。需注意的是，为使屏蔽单元140于第二腔体120具有较佳射频电场屏蔽效果，需使其在设备体积增大时依然具有良好电性接地特性，而不被射频电流所产生的寄生电感及电容特性所影响，可以至少两个接地単元510电性连接屏蔽单元140。还可以至少两个接地单元510电性连接第二腔体120以达到较佳功效。需注意的是，且接地単元510之间距离不超过射频电流操作频率的1/15波长，以使该接地単元510间不因距离过长产生寄生电感效应影响接地电位。I.扰流单元可使単一腔体中至少两个电浆产生区皆具有等量的气体，可使至少两个电浆产生区中具有相同的电浆密度，藉以提高制程稳定度；以及2.可同时提供基板上的气体ー均匀的流场分布，可使基板上具有均匀的电浆密度；以及3.以屏蔽単元有效阻挡射频电场外泄至非电浆产生区域，減少电浆生成物的污染以及避免产生电弧放电损伤设备。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.ー种电衆产生装置,其包括 一第一腔体，该第一腔体的外表面电性接地，且具有一第一进气ロ及一第一出气ロ，其中第一进气ロ用以通入制程气体，第一出气ロ则用以排出制程气体； 至少两个第二腔体，配置于第一腔体的内部，其具有一第二进气ロ，其中第二进气ロ通过该第一进气ロ引入制程气体； ー气体分散组件，配置于第二腔体中且邻近于第二进气ロ，由至少两个中空圆柱体与至少两个中空锥体组合而成，中空圆柱体用以控制气体流速，中空锥体则用以达到均匀扩散气体的功效； 至少两个屏蔽单元，配置于第二腔体中，具有至少两个第一孔洞，用以排出第二腔体的制程气体； 一扰流单元，配置于第二腔体中且邻近于屏蔽単元，具有至少两个第二孔洞，用以调整通入第二腔体的制程气体的速率及流量； 至少两个电极板，配置于第二腔体的内部，用以呈载至少ー制程基板，其中电极板的面积介于864平方公分至50400平方公分之间；以及 至少ー射频电流源，设置于第一腔体外部，电性连接电极板，用以提供一射频电流以产生电浆于第二腔体内； 其中，该气体分散组件可同时包括多段不同直径的中空圆柱体与中空锥体组合而成，直径较小部分具有高流速，直径较大部分则具有低流速。
2.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述电浆产生装置还包括一真空源，设置于第一腔体外部，与第一腔体有一管路连接，通过该管路用以将第一腔体内部的气体抽出，并可控制第一腔体的压カ值位于O. 5至760托耳(Torr)之间。
3.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述气体分散组件电性连接第ニ腔体，具有一接地电位。
4.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述第一孔洞呈周期性排列，用以屏蔽射频电场，且第一孔洞的直径小于射频电流操作频率的五十分之一波长；以及第一孔洞间距小于二十分之一波长。
5.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述中空锥体通过改变锥度的方式调整气体通过后的分布均匀性。
6.根据权利要求I所述的电浆产生装置，还包括至少ー阻抗匹配器，电性连接于射频电流源与电极板之间。
7.根据权利要求6所述的电浆产生装置，其特征在于，所述阻抗匹配器、该射频电流源与电极板间的电性连接系由使用一射频传输线所达成，且该射频传输线的阻抗为50奥姆。
8.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述屏蔽単元的第一孔洞的形式选自金属板与金属网之一。
9.根据权利要求I所述的电浆产生装置，其特征在于，所述射频电流的频率在10至150MHz 之间。
专利摘要本实用新型公开了一种电浆产生装置，其主要包括一第一腔体；至少两个第二腔体；一气体分散组件；至少两个屏蔽单元；一扰流单元；至少两个电极板以及至少一射频电流源。通过该扰流单元与扰流单元的设置，该电浆产生装置的腔体可提供较均匀的电浆密度，进而提升制程稳定度。
文档编号H05H1/46GK202535628SQ20122007436
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者叶昌鑫, 李炳寰, 杨主见, 黄俊凯, 黄维致 申请人:亚树科技股份有限公司