框架、组合式基板下罩框和处理腔室的制作方法
专利名称:框架、组合式基板下罩框和处理腔室的制作方法
【专利摘要】在本文中，公开了一种用于处理腔室的组合基板下罩框。在一个实施例中，所述框架具有两个较短主体以及配置成与短框对接以形成矩形形状的两个较长主体，其中所述两个较长主体中的每个包括两个或更多个区段，并且至少一或多个区段具有形成升降杆孔至少一部分的缺口。
【专利说明】
框架、组合式基板下罩框和处理腔室
技术领域
[0001]本文所公开的实施例大体涉及用于在工艺腔室中在基板或晶片上制造薄膜的设备。
【背景技术】
[0002]液晶显示器或平板常用于有源矩阵显示器，诸如，计算机、电视机、以及其他监视器。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)用于在基板(诸如，用于平板显示器的半导体晶片或透明基板)上沉积薄膜。一般来说，PEVCD通过将前体气体或气体混合物引入容纳有基板的真空腔室中来实现。前体气体或气体混合物通常被向下引导而穿过位于处理腔室的顶部附近的分布板。通过将功率(诸如，射频(RF)功率)从耦接至电极的一个或多个功率源施加至处理腔室中的电极来将处理腔室中的前体气体或气体混合物激励(例如，激发)成等离子体。受激发的气体或气体混合物进行反应以将材料层形成在基板的表面上。该层可以是例如，钝化层、栅极绝缘层、缓冲层和/或蚀刻停止层。该层可以是较大结构的部分，该较大的部分诸如例如，显示器件中使用的薄膜晶体管(TFT)或有源矩阵有机发光二极管(AM0LED)。
[0003]通过PECVD技术来处理的平板通常是大的。例如，平板可以超过4平方米。随着平板基板尺寸继续增长，外缘处的膜质量成为问题。通常在PECVD中使用遮蔽框(shadow frame)来保护基板支撑件免受等离子体影响。然而，由于遮蔽框覆盖了基板的最外边缘，因此遮蔽框:I)使得边缘排除(edge exclus1n;EE)增加3mm至5mm;以及2)不利地影响基板的周缘/边缘区域附近的膜沉积。用于改善边缘均匀性并增加基板的可用区域的方式是消除遮蔽框。然而，当消除遮蔽框时，基板支撑件表面的周缘区域会被暴露于等离子体。使周缘区域暴露会导致在基板的边缘区域处的较高的沉积速率。另外，在升降杆接触基板表面的区域中，升降杆产生不均匀(或缺少均匀性)，从而减少了可用的基板区域。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型的目的是增加由PECVD技术处理的基板的基板利用率。本文中公开了一种用于处理腔室的组合式基板下罩框(mult1-piece under substrate coverframe)。在一个实施例中，框架具有两个短主体以及两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中，两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。
[0005]在另一实施例中，一种组合式基板下罩框具有成形为矩形框架的主体。所述主体具有内主体边缘以及外主体边缘，其中，所述内主体边缘对所述矩形框架的孔定界(bound)。所述主体包括多个区段，所述多个区段配置成被布置在所述主体的所述矩形框架形状中。每一个区段具有内区段边缘，其中，所述内区段边缘形成所述主体的内边缘。每一个区段还具有与所述内区段边缘相对的外区段边缘、与所述内区段边缘相邻的第一端以及与所述第一端相对的第二端，其中，所述第一端在形状上与所述第二端互补，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头(expans1n joint)。每一个区段另外具有装配元件。所述区段中的至少4个区段具有形成在所述内区段边缘上的缺口，其中，所述缺口和所述装配元件在从内区段垂直延伸的假想线上对准。
[0006]在又一实施例中，处理腔室具有多个壁、底部和盖。所述多个壁、所述底部和所述盖限定内部容积。具有升降杆的基板支撑件设置在所述内部容积中。所述基板支撑件具有组合式基板下罩框。所述框架具有两个短主体以及配置成与短框对接以形成矩形形状的两个长主体，其中，所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。
[0007]有利的是，可考虑到基板下罩框的热膨胀，并可防止该基板下罩框对升降杆干扰。升降杆可有利地放置成更靠近基板的边缘，从而允许基板具的更多可使用区域。另外，组合式基板下罩框允许利用旧式(legacy)升降杆位置并且向内地来使用基板下罩框。组合式基板下罩框中的缺口允许升降杆与该组合式基板下罩框之间的重叠，并且使得高温下因热膨胀而造成的不对准最小化。有利的是，通过在升降杆位置中移动，并且使由基板上的不均匀性而造成的缺陷的总面积最小化，基板利用率将增加。
【附图说明】
[0008]因此，为了可详细地理解本实用新型的上述特征的方式，可以参照实施例来进行对上文简要概述的本实用新型的更特定的描述，在所附附图中示出实施例中的一些。然而，应当注意，所附附图仅示出本实用新型的典型实施例，并且因此不应被视为对本实用新型范围的限制，因为本实用新型可允许其他等效实施例。
[0009]图1是具有气体限制器(confiner)组件的工艺腔室的一个实施例的示意性横截面图。
[0010]图2是设置在图1的基板支撑件上的基板下罩框的俯视图。
[0011]图3是图2中所示的基板下罩框的穿过剖面线3-3截得的横截面图。
[0012]图4是图2中所示的基板下罩框的穿过剖面线4-4截得的横截面图。
[0013]图5是基板下罩框的另一实施例的横截面侧视图。
[0014]图6是图5的基板下罩框的仰视图。
[0015]图7是图5的基板下罩框的主视图。
[0016]为了便于理解，在可能的情况下，已使用完全相同的元件符号来指定各图所共有的完全相同的元件。构想了一个实施例的元件和特征可有利地并入其他实施例，而无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0017]本公开大体涉及一种基板下罩框，所述基板下罩框被设计成用于减小基板的边缘区域上的高沉积速率。所述基板下罩框可与非遮蔽框(non-shadow frame)基板支撑件一起使用，并且可与或可不与气体限制器(gas confiner) —起使用。所述基板下罩框包括基部和罩盖。所述罩盖可具有低阻抗/电容。在一些实施例中，所述基部可具有低阻抗/电容。在处理期间，所述基板下罩框的部分可在所述基板的下方延伸。虽然不受理论限制，但人们相信，所述低阻抗罩盖可通过减小基板支撑件的边缘处的阻抗失配来改善膜沉积均匀性。
[0018]下文中参考配置成用于处理大面积基板的PECVD系统来说明性地描述本文的实施例，所述PECVD系统诸如，可从加利福尼亚州圣克拉拉市的美国AKT公司(AKT America,Inc.)获得的PECVD系统，所述AKT公司是应用材料公司(Applied Materials，Inc.)的子公司。然而，应当理解，所公开的主题也可应用于其他系统配置，诸如，蚀刻系统、其他化学气相沉积系统、以及其他等离子体处理系统。还应理解，可以使用其他由制造商提供的工艺腔室来实践本文中所公开的实施例。
[0019]图1是用于形成电子器件(诸如，TFT和AM0LED)的处理腔室100的一个实施例的示意性横截面图。处理腔室100是PECVD腔室。如图所示，处理腔室100包括壁102、底部104、扩散器110以及基板支撑件130。壁102、底部104和扩散器110共同限定工艺容积106，并且基板支撑件130在该工艺容积106中。通过穿过壁102而形成的可密封狭缝阀开口 108来进出工艺容积106，使得基板105可被传送进和传送出处理腔室100。在一个实施例中，基板105为1850_X1500mm。在其他实施例中，基板105可以具有不同尺寸。
[0020]在周缘处，由联轴器(C0Upling)114将扩散器110联接至背板112。扩散器110还可通过一个或多个中心支撑件116联接至背板112，以有助于防止下垂和/或控制扩散器110的平直度/曲率。气源120耦接至背板112。气源120可通过形成在扩散器110中的多条气体通路111来提供一种或多种气体，并且将气体提供至工艺容积106。合适的气体可以包括但不限于，含硅气体、含氮气体、含氧气体、惰性气体、或其他气体。代表性的含硅气体包括硅烷(SiH4)。代表性的含氮气体包括氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)和氨气(NH3)。代表性的含氧气体包括氧气(O2)。代表性的惰性气体包括氩气(Ar)。代表性的其他气体包括例如氢气(H2)。
[0021]真空栗109耦接至处理腔室100，以便控制工艺容积106内的压力。RF功率源122耦接至背板112和/或直接耦接至扩散器110以向扩散器110提供RF功率。RF功率源122可以在扩散器110与基板支撑件130之间生成电场。所生成的电场可以从存在于扩散器110与基板支撑件130之间的气体中形成等离子体。可以使用各种RF频率。例如，频率可以在约0.3MHz与约200MHz之间，诸如，约13.56MHz。
[0022]远程等离子体源124(诸如，电感耦合式远程等离子体源)还可耦接在气源120与背板112之间。在基板处理步骤之间，可将清洁气体提供给远程等离子体源124。清洁气体可在远程等离子体源124内被激发成等离子体，从而形成远程等离子体。由远程等离子体源124生成的受激发物质可提供到处理腔室100中以清洁腔室部件。清洁气体可进一步由所提供的RF功率源122激发以流经扩散器110，从而减少所分解的清洁气体物质的重组。合适的清洁气体包括但不限于NF3、F2和SF6。
[0023]处理腔室100可以用来沉积任何材料，诸如，含硅材料。例如，处理腔室100可以用来沉积一层或多层非晶硅(a-Si)、氮化硅(SiNx)和/或氧化硅(S1x)。含硅层可在显示器件中用作TFT中的层或用作AMOLED的部分。例如，含硅层可用作栅极绝缘体膜、缓冲层、或蚀刻停止层。在一些实施例中，氮化硅层可用作例如基底氮化硅层或栅极氮化硅层。在一些实施例中，氧化硅层可用作例如基底氧化硅层或栅极氧化硅层。
[0024]在一个实施例中，基板支撑件130由铝材制成。例如，基板支撑件130可以包含氧化铝或阳极化铝。基板支撑件130包括用于支撑基板105的基板接收表面132。杆柱(stem)134在与基板接收表面相对的一端上耦接至基板支撑件130。杆柱134在相对的端上耦接至升降系统136以升高和降低基板支撑件130。基板支撑件130还可包括接地带151，以在基板支撑件130的周缘处提供RF接地。在操作中，基板支撑件130的基板接收表面132与扩散器110的底表面150之间的间距可在约1毫米(mm)与约30mm之间。
[0025]在一个实施例中，加热和/或冷却元件139可用于在沉积期间维持基板支撑件130和支撑在该基板支撑件130上的基板105的温度。例如，基板支撑件130的温度可维持在低于约400摄氏度(°C)。在一个实施例中，加热和/或冷却元件139可用于将基板温度控制为小于约100 °C，诸如，在约20 °C与约90 0C之间。
[0026]升降杆138穿过基板支撑件130的升降杆孔(图2中的项292)可移动地设置，以便往返于基板接收表面132移动基板105，从而便于基板传送。升降杆138可定位在基板支撑件130上，并且接近设置在基板接收表面132上的基板105的外缘107。以此方式，源于升降杆138接触基板105的任何不规则性被移交到基板105的外缘107以增加基板105上的无缺陷的可用区域。
[0027]气体限制器组件129围绕基板支撑件130的周缘而设置。在一个实施例中，气体限制器组件129包括基板下罩框133和气体限制器135。如图所示，气体限制器组件129定位在形成于基板支撑件130的周缘中的第一突出部分(Iedge)HO和第二突出部分141上。在其他实施例中，能以替代方式使气体限制器组件129定位成与基板支撑件130相邻，例如，可使用紧固件将气体限制器组件129固定至基板支撑件130。气体限制器组件129配置成减小基板105的外缘107上的高沉积速率。在一个实施例中，气体限制器组件129在不影响基板105的大范围的均匀性轮廓的情况下，减小在该基板105的边缘处的高沉积速率。
[0028]气体限制器135可定位在基板下罩框133的上方。如图所示，气体限制器135定位成在基板下罩框133的正上方，并且与该基板下罩框133接触。间隙137可形成在基板105的外缘107与气体限制器135之间。气体限制器135可由非金属材料、陶瓷材料或玻璃材料制成。例如，气体限制器135可由陶瓷(诸如，氧化铝(Al2O3))制成。
[0029]如图所示，基板下罩框133定位在基板支撑件130的基板接收表面132的周缘上，并且围绕基板支撑件130的基板接收表面132的周缘而设置。基板下罩框133可以具有主体131，该主体131包括底表面144和顶表面143。在一些实施例中，从底表面144到顶表面143，主体131可由具有单一特性的材料来形成。例如，基板下罩框133可由氧化铝、阳极化铝或其他合适的陶瓷材料构成。在其他实施例中，主体131可由各种材料形成，诸如，在3D打印操作中，其中，底表面144处的特性可以与顶表面143处的特性不同。主体131可由非金属的材料(诸如，陶瓷材料或玻璃材料)形成。代表性的陶瓷材料包括氧化铝、阳极化铝。
[0030]在一些实施例中，在处理期间，基板下罩框133通过重力固定至基板支撑件130。在一些实施例中，基板下罩框133可使用形成在该基板下罩框133的底表面中的一个或多个凹口(notch)(未示出)来与基板支撑件130对准，所述基板下罩框133的底表面与从基板支撑件130突出的一个或多个支柱(未示出)接合。替代地或附加地，基板支撑件130中的一个或多个凹口(未不出)可与从基板下罩框133的底表面突出的一个或多个支柱(未不出)对准，以便将该基板下罩框133固定至基板支撑件130。在其他实施例中，基板下罩框133由紧固件(例如，图3中所示的紧固件333)来紧固至基板支撑件。在一个实施例中，基板下罩框133包括用于与气体限制器135对准的一个或多个定位销(未示出)。在其他实施例中，基板下罩框133可通过替代技术来固定至基板支撑件。基板下罩框133配置成在基板处理期间覆盖基板支撑件130的外围边缘。另外，当基板105设置在基板支撑件130上时，基板下罩框133设置在基板105的外缘107的下方。基板下罩框133防止基板支撑件130在基板处理期间被暴露于等离子体。
[0031]图2是图1的设置在基板支撑件130上的基板下罩框133的俯视图。基板下罩框133可以具有矩形框架形状，所述矩形框架形状具有孔280。基板下罩框133的主体131可具有内主体边缘247和外主体边缘249。内主体边缘247对孔280定界，所述孔280限定矩形框架中心部分。基板下罩框133的主体131可由在外主体边缘249上的气体限制器135部分地覆盖。例如，气体限制器135的内周235可以与外主体边缘249的顶表面143重叠。另外，基板下罩框133的主体131的内主体边缘247可配置成由基板105部分地覆盖。例如，当基板105设置在基板支撑件130上时，基板105的外围205可与内主体边缘247的顶表面143重叠。在基板支撑件130的俯视图中，基板支撑件130示出为不具有气体限制器135，以便显露出将在下文中进一步讨论的基板下罩框133的诸部分。
[0032]基板下罩框133可由多个区段243构成。区段243配置成被布置形成基板下罩框133的矩形框架形状。每一个区段243具有内区段边缘257，所述内区段边缘形成基板下罩框133的主体131的内区段边缘257的部分。每一个区段243另外具有与内区段边缘257相对的外区段边缘258。
[0033]诸区段243各自都可由类似的材料(例如，陶瓷材料)形成。区段243可总体上以矩形形状来形成基板下罩框133。或者，基板下罩框133可类似于基板105而成形。例如，基板下罩框133可为圆形形状。对于具有矩形形状的基板下罩框133，两个或更多个区段243可以一起形成第一侧201。另外，两个或更多个区段243可以形成第二侧202。还可由基板下罩框133的两个或更多个区段243来形成第三侧203和第四侧204。区段243各自可具有宽度237，使得相邻区段243的宽度237可基本上类似。或者，宽度237在基板下罩框133的第一侧201上可与在基板下罩框133的第二侧202上不同。
[0034]基板下罩框133的区段243可以具有长度244。每一个区段243的长度244可以是类似的。或者，区段243的长度244可以变化。在一个实施例中，长度244大于宽度237。
[0035]每一个区段243可以具有装配元件230，装配元件诸如，通孔，用以使用紧固件(例如，图3中更清晰地显示的紧固件333)来将区段243固定至基板支撑件130。装配元件230可包括形成在区段243中的凹槽(诸如，孔口平面或埋头孔)用以使紧固件333的头部凹进区段243的表面的下方。在一个实施例中，每一个区段243具有通孔(装配元件230)，紧固件333(诸如，机械螺杆或其他合适的紧固件)穿过该通孔，并且接合形成在基板支撑件130中的带螺纹孔，进而将区段243固定至基板支撑件130。或者，区段243可销接至或结合至基板支撑件130。在另一实施例中，装配元件230可具有销，所述销配置成用于接合基板支撑件130中的孔口，进而来将区段243定位在基板支撑件130上。有利的是，可以诸如在基板支撑件130中提供基板下罩框升降杆(未示出)，以升高并降低基板下罩框133，并且基板下罩框升降杆可促成由机械臂将基板下罩框133传送进和传送出处理腔室100。
[0036]区段243中的一个或多个可具有形成在内区段边缘257中的缺口(relief)238。其他区段243不具有缺口 238，使得内区段边缘257直线地延伸而不中断。缺口 238可与升降杆138相邻，并且形成升降杆孔292的部分。缺口 238可为升降杆138提供用于操作的空间。缺口238可从内区段边缘257向外区段边缘258延伸，以便在内区段边缘257中形成凹陷或凹口。在一些实施例中，升降杆138的部分可朝内区段边缘257内侧延伸。因此，升降杆138可使基板下罩框133的内区段边缘257的平面断开。
[0037]另外，缺口238可与装配元件230能以适应基板支撑件130和基板下罩框133的热膨胀而不干扰升降杆138的方式来与装配元件230对准。在一个实施例中，可将假想线284绘制为穿过装配元件230、缺口 238和升降杆138，该假想线与内区段边缘257基本上垂直。装配元件230、缺口 238和升降杆138沿假想线284的对准防止区段243因基板支撑件130和基板下罩框133在平行于内区段边缘257的方向上的相对膨胀而粘结(S卩，接触)升降杆138。在另一实施例中，装配元件230、缺口238和升降杆138与基板支撑件130的中心290径向地对准。在又一实施例中，缺口238和升降杆138不与装配元件230对准。缺口238与装配元件230之间的距离可以足够小，使得单独的区段243的热膨胀不会使缺口 238与升降杆138不对准。
[0038]当基板下罩框133由相对于彼此可移动的诸单独的区段243制成时，区段243防止基板下罩框133在平行于内区段边缘257的方向上弯曲或压缩，这进一步允许基板支撑件130相对于基板下罩框133膨胀，并且不粘结升降杆138。另外，基板支撑件130和基板下罩框133在垂直于内区段边缘257的方向上的相对膨胀通过在升降杆138的外部销接区段243的装配元件230的位置来适应，使得由于区段243具有小于基板支撑件130的膨胀系数而致使基板支撑件130相对于基板下罩框133而膨胀，缺口 238与升降杆138之间的空隙实际上增加，进而防止在使用时对升降杆138的粘结。与常规设计相比，区段243中形成的缺口238允许升降杆138放置成更靠近内区段边缘257，并且防止基板下罩框133在低温下接触升降杆138并干扰升降杆138的操作。当升降杆138更靠近基板105的外围205时，实现了更大的可使用基板区域，因为源自升降杆138上方的基板上的热学差异的任何不均匀性预防被交付到基板105的最外侧边缘。
[0039]图3是图2中所示的基板下罩框133的穿过剖面线3-3截得的横截面图。气体限制器135示出为设置在基板下罩框133的顶表面143上。基板下罩框133在装配元件230处被附接至基板支撑件130。在图3中所示的实施例中，使紧固件333穿过装配元件230并将基板下罩框133螺纹附接至基板支撑件130。基板支撑件105设置在基板支撑件130的基板接收表面132 上。
[0040]基板105可与基板下罩框133重叠长度330，例如，重叠几毫米。与基板下罩框133重叠的长度330可随基板支撑件130的热膨胀而变化。在装配元件230处，由紧固件333将基板下罩框133固定至基板支撑件130，并且该基板下罩框133因此在被加热和冷却时维持与升降杆138的对准。
[0041]升降杆138可操作以升高和降低基板105。升降杆接触基板105的下侧306。由于基板支撑件130在升降杆138处的温差，基板105的下侧306在升降杆138的区域305处会经历处理速率的不规则性。该不规则性可能导致缺陷。由于由升降杆138处的温差造成的不规则性，区域305会变得不可使用。为了增加基板105的可用的无缺陷区域，可通过使升降杆138以尽可能接近基板105的外围205的方式来接触基板105来减小具有缺陷的区域305。
[0042]通过在基板下罩框133中提供缺口238，升降杆138可定位成更靠近基板105的外围205。例如，缺口 238可允许升降杆与基板下罩框133的内区段边缘257重叠，并且基板下罩框133不干扰升降杆138的操作。在一个实施例中，缺口238具有几毫米的深度342，例如，略大于升降杆138的头部直径的约一半。间隙344限定在升降杆138与缺口 238之间，以便允许基板下罩框133热膨胀且不粘结升降杆138。
[0043]图4是图2中所示基板下罩框133的穿过剖面线4-4截得的横截面图，该横截面视图示出形成基板下罩框133的部分的多个区段243。区段243示出为设置在基板支撑件130上。每一个区段具有第一端401和第二端402。区段243的每一端401、402具有用于形成与相邻的区段243的相对端401、402之间的膨胀接头450的互补的几何形状。例如，区段243的第一端401形成膨胀接头450的第一侧，而第二端402具有与第一端401的几何形状互补的几何形状，并且因此形成膨胀接头450的第二侧。膨胀接头450允许基板下罩框133在平行于内区段边缘257中的每一个的方向上的热膨胀，同时阻止从限定在基板下罩框133上方的工艺容积106的区域460对基板支撑件130的直视，S卩，防止直接暴露于基板支撑件130。因此，区域460中的化学品、气体、等离子体或其他环境元素不接触基板支撑件130。
[0044]膨胀接头450允许基板下罩框133的一个区段243相对于该基板下罩框133的相邻区段243的移动。形成在相邻的区段243之间的膨胀接头450允许基板下罩框133随着基板支撑件130的温度和膨胀的改变而膨胀或收缩。膨胀接头450可以是搭接接头、嵌接接头、指形接头、或允许基板下罩框133的诸个单独的区段243相对于每一个相邻的区段243移动并同时阻挡处理区域460与基板支撑件130之间的视线的其他合适的接头。
[0045]在一个实施例中，膨胀接头450是搭接接头。区段243的端401、402可以包括止回部(check)448和肩部452中的至少一个。例如，如图4所示，第一端401可以具有止回部448，而第二端402可具有位于第二端402处的肩部452。或者，如图7中所描绘的实施例中所示，端401、402两者均可具有止回部448，该实施例配置成在任一侧上与在面向的端上具有肩部452的相邻的邻接区段243配对。
[0046]继续参考图4，止回部448可具有适于适应基板支撑件130的膨胀的长度426。肩部452可具有与止回部448的长度426相称的长度424。在一个实施例中，长度424、426是基本上类似的。止回部448配置成当邻接诸区段243以在基板支撑件130上形成基板下罩框133时，在肩部452的下方滑动。选择形成基板下罩框133的区段243的肩部452和止回部448的长度424、426，以便在高温下维持诸区段243之间的间隙420，从而避免起弧或等离子体穿过。另夕卜，在相邻的区段243之间的膨胀接头450允许诸区段243的顶表面143以及底表面144在第一端401与第二端402接合时保持共平面。
[0047]在装配元件230处，每一个区段243被固定至基板支撑件130。因此，当基板支撑件130因热膨胀而增长时，区段243在第一端401和第二端402两个方向上相等地增长，同时缺口238维持与升降杆138对准。区段243可与相邻的区域243间隔开，以便在一个区段243的第一面446与相邻的区段243的第二面443之间维持间隙420。间隙420可配置成遍及适于利用基板下罩框133进行的处理的温度范围均小于止回部448的长度424。例如，间隙420可配置成从约O摄氏度至约500摄氏度都小于止回部448的长度424。当被加热时，基板支撑件130可热膨胀以将诸区段243分开小于止回部448的长度。因此，当基板下罩框133的每一个区段243都分开并且第一面446不接触第二面443时，间隙420变得更小，这防止了基板下罩框133的弯曲或对该基板下罩框的其他损坏。
[0048]如上文所讨论，区段243形成组合式基板下罩框133。有利的是，可考虑到基板下罩框的热膨胀，并可防止该基板下罩框对升降杆干扰。升降杆可有利地放置成更靠近基板的边缘，从而允许基板具的更多可使用区域。另外，组合式基板下罩框允许利用旧式(legacy)升降杆位置并且向内地来使用基板下罩框。组合式基板下罩框中的缺口允许升降杆与该组合式基板下罩框之间的重叠，并且使得高温下因热膨胀而造成的不对准最小化。有利的是，通过在升降杆位置中移动，并且使由基板上的不均匀性而造成的缺陷的总面积最小化，基板利用率将增加。
[0049]图5、图6和图7是基板下罩框133的另一实施例的横截面侧视图、仰视图和主视图。图5的基板下罩框133与参考图1-4所讨论的基板下罩框基本上相同，不同之处在于，在图5中，含缺口 238的区段243的主体131的底表面144包括凸台500。凸台500从区段243的主体131的底表面144延伸，并且接合形成在基板支撑件130的第二突出部分141中的凹槽504。凸台500连同延伸穿过装配元件230的紧固件333—起在区段243与基板支撑件130之间提供两个互锁定位特征，这防止区段243旋转至缺口 238可与升降杆138接触的位置。
[0050]在图5-7所描绘的实施例中，凸台500与内区段边缘257齐平，并且缺口238延伸到凸台500中。凸台500还与端401、402以及外区段边缘258间隔开。
[0051]除了上述示例实施例之外，附加的非限制性示例可描述用于使用基板下罩框133来处理基板的方法，所述方法如下。
[0052]示例1.一种用于处理基板的方法，所述方法包括:
[0053]将基板放置在具有包含八个或更多个区段的组合式基板下罩的基板支撑件上，其中，每一个区段具有用于将所述区段固定至所述基板支撑件的装配元件，并且其中，所述区段中的至少4个区段具有形成在内区段边缘上的缺口，所述缺口和所述装配元件在从所述内区段垂直延伸的假想线上对准；
[0054]在处理腔室内生成等离子体；以及
[0055]在支持等离子体的存在的所述基板上处理所述基板。
[0056]尽管上述内容针对本实用新型的实施例，但是可设计本实用新型的其他和进一步的实施例而不背离本实用新型的基本范围，并且本实用新型的范围由所附权利要求书来确定。
【主权项】
1.一种在真空处理腔室的基板支撑件上使用的框架，所述基板支撑件具有用于接收升降杆的升降杆孔，所述框架包括: 两个短主体；以及 两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中，所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。2.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述区段的长度是类似或变化的。3.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述缺口具有大于所述升降杆的头部直径的一半的深度。4.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述区段进一步包括: 内区段边缘，其中所述内区段边缘形成所述长主体和述短主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头。5.根据权利要求4所述的框架，其特征在于，所述膨胀接头是搭接接头，并且在所述第二端处的搭接接头的肩部配置成与在所述第一端处的搭接接头的止回部重叠。6.根据权利要求4所述的框架，其特征在于，每一个区段进一步包括: 装配元件，其中，每一个装配元件可包括孔口平面或埋头孔，所述孔口平面或埋头孔形成在所述区段中，并且用于使紧固件的头部凹进至所述区段的顶表面下方。7.根据权利要求6所述的框架，其特征在于，所述装配元件与所述缺口以及所述框架的中心对准，或与所述内区段边缘的垂线对准。8.一种组合式基板下罩框，所述组合式基板下罩框包括: 主体，所述主体被成形为矩形框架，所述矩形框架具有内主体边缘以及外主体边缘，其中所述内主体边缘对所述矩形框架的孔定界，其中所述主体包括: 多个区段，所述多个区段配置成被布置在所述主体的所述矩形框架形状中，其中，每一个区段包括: 内区段边缘，其中所述内区段边缘形成所述主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头；以及 装配元件;并且其中，所述区段中的至少四个区段各自进一步包括: 缺口，所述缺口形成在所述内区段边缘上。9.根据权利要求8所述的组合式基板下罩框，其特征在于，其中，所述缺口和所述装配元件在从所述内区段垂直延伸的假想线上对准。10.一种处理腔室，所述处理腔室包括: 多个壁； 底部； 盖，其中，所述多个壁、所述底部和所述盖限定内部容积；以及 基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述内部容积中，所述基板支撑件具有升降杆和组合式基板下罩框，其中，所述组合式基板下罩框包括: 两个短主体；以及 两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。11.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述缺口配置成与所述升降杆对准。12.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述升降杆的部分不与两个长主体重叠。13.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述区段的长度是类似或变化的。14.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述缺口具有略大于所述升降杆的头部直径的约一半的深度。15.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述区段进一步包括: 内区段边缘，其中，所述内区段边缘形成所述长主体和所述短主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头。16.根据权利要求15所述的处理腔室，其特征在于，所述膨胀接头是搭接接头，并且在所述第二端处的搭接接头的肩部配置成与在所述第一端处的搭接接头的止回部重叠。17.根据权利要求15所述的处理腔室，其特征在于，每一个区段进一步包括: 装配元件，其中，每一个装配元件可包括孔口平面或埋头孔，所述孔口平面或埋头孔形成在所述区段中，并且用于使紧固件的头部凹进至所述区段的顶表面下方。18.根据权利要求17所述的处理腔室，其特征在于，所述装配元件与所述缺口以及所述框架的中心对准，或者与所述内区段边缘的垂线对准。19.根据权利要求10所述的处理腔室，其中，所述区段中的两个或更多个区段形成所述两个短主体中的每一个短主体。
【文档编号】C23C16/44GK205710904SQ201520995613
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2015年12月3日
【发明人】D·李, R·L·蒂娜, J·M·怀特, W·N·斯特林, 崔寿永, 赵来, 王大鹏, 古田学
【申请人】应用材料公司
【专利摘要】在本文中，公开了一种用于处理腔室的组合基板下罩框。在一个实施例中，所述框架具有两个较短主体以及配置成与短框对接以形成矩形形状的两个较长主体，其中所述两个较长主体中的每个包括两个或更多个区段，并且至少一或多个区段具有形成升降杆孔至少一部分的缺口。
【专利说明】
框架、组合式基板下罩框和处理腔室
技术领域
[0001]本文所公开的实施例大体涉及用于在工艺腔室中在基板或晶片上制造薄膜的设备。
【背景技术】
[0002]液晶显示器或平板常用于有源矩阵显示器，诸如，计算机、电视机、以及其他监视器。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)用于在基板(诸如，用于平板显示器的半导体晶片或透明基板)上沉积薄膜。一般来说，PEVCD通过将前体气体或气体混合物引入容纳有基板的真空腔室中来实现。前体气体或气体混合物通常被向下引导而穿过位于处理腔室的顶部附近的分布板。通过将功率(诸如，射频(RF)功率)从耦接至电极的一个或多个功率源施加至处理腔室中的电极来将处理腔室中的前体气体或气体混合物激励(例如，激发)成等离子体。受激发的气体或气体混合物进行反应以将材料层形成在基板的表面上。该层可以是例如，钝化层、栅极绝缘层、缓冲层和/或蚀刻停止层。该层可以是较大结构的部分，该较大的部分诸如例如，显示器件中使用的薄膜晶体管(TFT)或有源矩阵有机发光二极管(AM0LED)。
[0003]通过PECVD技术来处理的平板通常是大的。例如，平板可以超过4平方米。随着平板基板尺寸继续增长，外缘处的膜质量成为问题。通常在PECVD中使用遮蔽框(shadow frame)来保护基板支撑件免受等离子体影响。然而，由于遮蔽框覆盖了基板的最外边缘，因此遮蔽框:I)使得边缘排除(edge exclus1n;EE)增加3mm至5mm;以及2)不利地影响基板的周缘/边缘区域附近的膜沉积。用于改善边缘均匀性并增加基板的可用区域的方式是消除遮蔽框。然而，当消除遮蔽框时，基板支撑件表面的周缘区域会被暴露于等离子体。使周缘区域暴露会导致在基板的边缘区域处的较高的沉积速率。另外，在升降杆接触基板表面的区域中，升降杆产生不均匀(或缺少均匀性)，从而减少了可用的基板区域。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型的目的是增加由PECVD技术处理的基板的基板利用率。本文中公开了一种用于处理腔室的组合式基板下罩框(mult1-piece under substrate coverframe)。在一个实施例中，框架具有两个短主体以及两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中，两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。
[0005]在另一实施例中，一种组合式基板下罩框具有成形为矩形框架的主体。所述主体具有内主体边缘以及外主体边缘，其中，所述内主体边缘对所述矩形框架的孔定界(bound)。所述主体包括多个区段，所述多个区段配置成被布置在所述主体的所述矩形框架形状中。每一个区段具有内区段边缘，其中，所述内区段边缘形成所述主体的内边缘。每一个区段还具有与所述内区段边缘相对的外区段边缘、与所述内区段边缘相邻的第一端以及与所述第一端相对的第二端，其中，所述第一端在形状上与所述第二端互补，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头(expans1n joint)。每一个区段另外具有装配元件。所述区段中的至少4个区段具有形成在所述内区段边缘上的缺口，其中，所述缺口和所述装配元件在从内区段垂直延伸的假想线上对准。
[0006]在又一实施例中，处理腔室具有多个壁、底部和盖。所述多个壁、所述底部和所述盖限定内部容积。具有升降杆的基板支撑件设置在所述内部容积中。所述基板支撑件具有组合式基板下罩框。所述框架具有两个短主体以及配置成与短框对接以形成矩形形状的两个长主体，其中，所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。
[0007]有利的是，可考虑到基板下罩框的热膨胀，并可防止该基板下罩框对升降杆干扰。升降杆可有利地放置成更靠近基板的边缘，从而允许基板具的更多可使用区域。另外，组合式基板下罩框允许利用旧式(legacy)升降杆位置并且向内地来使用基板下罩框。组合式基板下罩框中的缺口允许升降杆与该组合式基板下罩框之间的重叠，并且使得高温下因热膨胀而造成的不对准最小化。有利的是，通过在升降杆位置中移动，并且使由基板上的不均匀性而造成的缺陷的总面积最小化，基板利用率将增加。
【附图说明】
[0008]因此，为了可详细地理解本实用新型的上述特征的方式，可以参照实施例来进行对上文简要概述的本实用新型的更特定的描述，在所附附图中示出实施例中的一些。然而，应当注意，所附附图仅示出本实用新型的典型实施例，并且因此不应被视为对本实用新型范围的限制，因为本实用新型可允许其他等效实施例。
[0009]图1是具有气体限制器(confiner)组件的工艺腔室的一个实施例的示意性横截面图。
[0010]图2是设置在图1的基板支撑件上的基板下罩框的俯视图。
[0011]图3是图2中所示的基板下罩框的穿过剖面线3-3截得的横截面图。
[0012]图4是图2中所示的基板下罩框的穿过剖面线4-4截得的横截面图。
[0013]图5是基板下罩框的另一实施例的横截面侧视图。
[0014]图6是图5的基板下罩框的仰视图。
[0015]图7是图5的基板下罩框的主视图。
[0016]为了便于理解，在可能的情况下，已使用完全相同的元件符号来指定各图所共有的完全相同的元件。构想了一个实施例的元件和特征可有利地并入其他实施例，而无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0017]本公开大体涉及一种基板下罩框，所述基板下罩框被设计成用于减小基板的边缘区域上的高沉积速率。所述基板下罩框可与非遮蔽框(non-shadow frame)基板支撑件一起使用，并且可与或可不与气体限制器(gas confiner) —起使用。所述基板下罩框包括基部和罩盖。所述罩盖可具有低阻抗/电容。在一些实施例中，所述基部可具有低阻抗/电容。在处理期间，所述基板下罩框的部分可在所述基板的下方延伸。虽然不受理论限制，但人们相信，所述低阻抗罩盖可通过减小基板支撑件的边缘处的阻抗失配来改善膜沉积均匀性。
[0018]下文中参考配置成用于处理大面积基板的PECVD系统来说明性地描述本文的实施例，所述PECVD系统诸如，可从加利福尼亚州圣克拉拉市的美国AKT公司(AKT America,Inc.)获得的PECVD系统，所述AKT公司是应用材料公司(Applied Materials，Inc.)的子公司。然而，应当理解，所公开的主题也可应用于其他系统配置，诸如，蚀刻系统、其他化学气相沉积系统、以及其他等离子体处理系统。还应理解，可以使用其他由制造商提供的工艺腔室来实践本文中所公开的实施例。
[0019]图1是用于形成电子器件(诸如，TFT和AM0LED)的处理腔室100的一个实施例的示意性横截面图。处理腔室100是PECVD腔室。如图所示，处理腔室100包括壁102、底部104、扩散器110以及基板支撑件130。壁102、底部104和扩散器110共同限定工艺容积106，并且基板支撑件130在该工艺容积106中。通过穿过壁102而形成的可密封狭缝阀开口 108来进出工艺容积106，使得基板105可被传送进和传送出处理腔室100。在一个实施例中，基板105为1850_X1500mm。在其他实施例中，基板105可以具有不同尺寸。
[0020]在周缘处，由联轴器(C0Upling)114将扩散器110联接至背板112。扩散器110还可通过一个或多个中心支撑件116联接至背板112，以有助于防止下垂和/或控制扩散器110的平直度/曲率。气源120耦接至背板112。气源120可通过形成在扩散器110中的多条气体通路111来提供一种或多种气体，并且将气体提供至工艺容积106。合适的气体可以包括但不限于，含硅气体、含氮气体、含氧气体、惰性气体、或其他气体。代表性的含硅气体包括硅烷(SiH4)。代表性的含氮气体包括氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)和氨气(NH3)。代表性的含氧气体包括氧气(O2)。代表性的惰性气体包括氩气(Ar)。代表性的其他气体包括例如氢气(H2)。
[0021]真空栗109耦接至处理腔室100，以便控制工艺容积106内的压力。RF功率源122耦接至背板112和/或直接耦接至扩散器110以向扩散器110提供RF功率。RF功率源122可以在扩散器110与基板支撑件130之间生成电场。所生成的电场可以从存在于扩散器110与基板支撑件130之间的气体中形成等离子体。可以使用各种RF频率。例如，频率可以在约0.3MHz与约200MHz之间，诸如，约13.56MHz。
[0022]远程等离子体源124(诸如，电感耦合式远程等离子体源)还可耦接在气源120与背板112之间。在基板处理步骤之间，可将清洁气体提供给远程等离子体源124。清洁气体可在远程等离子体源124内被激发成等离子体，从而形成远程等离子体。由远程等离子体源124生成的受激发物质可提供到处理腔室100中以清洁腔室部件。清洁气体可进一步由所提供的RF功率源122激发以流经扩散器110，从而减少所分解的清洁气体物质的重组。合适的清洁气体包括但不限于NF3、F2和SF6。
[0023]处理腔室100可以用来沉积任何材料，诸如，含硅材料。例如，处理腔室100可以用来沉积一层或多层非晶硅(a-Si)、氮化硅(SiNx)和/或氧化硅(S1x)。含硅层可在显示器件中用作TFT中的层或用作AMOLED的部分。例如，含硅层可用作栅极绝缘体膜、缓冲层、或蚀刻停止层。在一些实施例中，氮化硅层可用作例如基底氮化硅层或栅极氮化硅层。在一些实施例中，氧化硅层可用作例如基底氧化硅层或栅极氧化硅层。
[0024]在一个实施例中，基板支撑件130由铝材制成。例如，基板支撑件130可以包含氧化铝或阳极化铝。基板支撑件130包括用于支撑基板105的基板接收表面132。杆柱(stem)134在与基板接收表面相对的一端上耦接至基板支撑件130。杆柱134在相对的端上耦接至升降系统136以升高和降低基板支撑件130。基板支撑件130还可包括接地带151，以在基板支撑件130的周缘处提供RF接地。在操作中，基板支撑件130的基板接收表面132与扩散器110的底表面150之间的间距可在约1毫米(mm)与约30mm之间。
[0025]在一个实施例中，加热和/或冷却元件139可用于在沉积期间维持基板支撑件130和支撑在该基板支撑件130上的基板105的温度。例如，基板支撑件130的温度可维持在低于约400摄氏度(°C)。在一个实施例中，加热和/或冷却元件139可用于将基板温度控制为小于约100 °C，诸如，在约20 °C与约90 0C之间。
[0026]升降杆138穿过基板支撑件130的升降杆孔(图2中的项292)可移动地设置，以便往返于基板接收表面132移动基板105，从而便于基板传送。升降杆138可定位在基板支撑件130上，并且接近设置在基板接收表面132上的基板105的外缘107。以此方式，源于升降杆138接触基板105的任何不规则性被移交到基板105的外缘107以增加基板105上的无缺陷的可用区域。
[0027]气体限制器组件129围绕基板支撑件130的周缘而设置。在一个实施例中，气体限制器组件129包括基板下罩框133和气体限制器135。如图所示，气体限制器组件129定位在形成于基板支撑件130的周缘中的第一突出部分(Iedge)HO和第二突出部分141上。在其他实施例中，能以替代方式使气体限制器组件129定位成与基板支撑件130相邻，例如，可使用紧固件将气体限制器组件129固定至基板支撑件130。气体限制器组件129配置成减小基板105的外缘107上的高沉积速率。在一个实施例中，气体限制器组件129在不影响基板105的大范围的均匀性轮廓的情况下，减小在该基板105的边缘处的高沉积速率。
[0028]气体限制器135可定位在基板下罩框133的上方。如图所示，气体限制器135定位成在基板下罩框133的正上方，并且与该基板下罩框133接触。间隙137可形成在基板105的外缘107与气体限制器135之间。气体限制器135可由非金属材料、陶瓷材料或玻璃材料制成。例如，气体限制器135可由陶瓷(诸如，氧化铝(Al2O3))制成。
[0029]如图所示，基板下罩框133定位在基板支撑件130的基板接收表面132的周缘上，并且围绕基板支撑件130的基板接收表面132的周缘而设置。基板下罩框133可以具有主体131，该主体131包括底表面144和顶表面143。在一些实施例中，从底表面144到顶表面143，主体131可由具有单一特性的材料来形成。例如，基板下罩框133可由氧化铝、阳极化铝或其他合适的陶瓷材料构成。在其他实施例中，主体131可由各种材料形成，诸如，在3D打印操作中，其中，底表面144处的特性可以与顶表面143处的特性不同。主体131可由非金属的材料(诸如，陶瓷材料或玻璃材料)形成。代表性的陶瓷材料包括氧化铝、阳极化铝。
[0030]在一些实施例中，在处理期间，基板下罩框133通过重力固定至基板支撑件130。在一些实施例中，基板下罩框133可使用形成在该基板下罩框133的底表面中的一个或多个凹口(notch)(未示出)来与基板支撑件130对准，所述基板下罩框133的底表面与从基板支撑件130突出的一个或多个支柱(未示出)接合。替代地或附加地，基板支撑件130中的一个或多个凹口(未不出)可与从基板下罩框133的底表面突出的一个或多个支柱(未不出)对准，以便将该基板下罩框133固定至基板支撑件130。在其他实施例中，基板下罩框133由紧固件(例如，图3中所示的紧固件333)来紧固至基板支撑件。在一个实施例中，基板下罩框133包括用于与气体限制器135对准的一个或多个定位销(未示出)。在其他实施例中，基板下罩框133可通过替代技术来固定至基板支撑件。基板下罩框133配置成在基板处理期间覆盖基板支撑件130的外围边缘。另外，当基板105设置在基板支撑件130上时，基板下罩框133设置在基板105的外缘107的下方。基板下罩框133防止基板支撑件130在基板处理期间被暴露于等离子体。
[0031]图2是图1的设置在基板支撑件130上的基板下罩框133的俯视图。基板下罩框133可以具有矩形框架形状，所述矩形框架形状具有孔280。基板下罩框133的主体131可具有内主体边缘247和外主体边缘249。内主体边缘247对孔280定界，所述孔280限定矩形框架中心部分。基板下罩框133的主体131可由在外主体边缘249上的气体限制器135部分地覆盖。例如，气体限制器135的内周235可以与外主体边缘249的顶表面143重叠。另外，基板下罩框133的主体131的内主体边缘247可配置成由基板105部分地覆盖。例如，当基板105设置在基板支撑件130上时，基板105的外围205可与内主体边缘247的顶表面143重叠。在基板支撑件130的俯视图中，基板支撑件130示出为不具有气体限制器135，以便显露出将在下文中进一步讨论的基板下罩框133的诸部分。
[0032]基板下罩框133可由多个区段243构成。区段243配置成被布置形成基板下罩框133的矩形框架形状。每一个区段243具有内区段边缘257，所述内区段边缘形成基板下罩框133的主体131的内区段边缘257的部分。每一个区段243另外具有与内区段边缘257相对的外区段边缘258。
[0033]诸区段243各自都可由类似的材料(例如，陶瓷材料)形成。区段243可总体上以矩形形状来形成基板下罩框133。或者，基板下罩框133可类似于基板105而成形。例如，基板下罩框133可为圆形形状。对于具有矩形形状的基板下罩框133，两个或更多个区段243可以一起形成第一侧201。另外，两个或更多个区段243可以形成第二侧202。还可由基板下罩框133的两个或更多个区段243来形成第三侧203和第四侧204。区段243各自可具有宽度237，使得相邻区段243的宽度237可基本上类似。或者，宽度237在基板下罩框133的第一侧201上可与在基板下罩框133的第二侧202上不同。
[0034]基板下罩框133的区段243可以具有长度244。每一个区段243的长度244可以是类似的。或者，区段243的长度244可以变化。在一个实施例中，长度244大于宽度237。
[0035]每一个区段243可以具有装配元件230，装配元件诸如，通孔，用以使用紧固件(例如，图3中更清晰地显示的紧固件333)来将区段243固定至基板支撑件130。装配元件230可包括形成在区段243中的凹槽(诸如，孔口平面或埋头孔)用以使紧固件333的头部凹进区段243的表面的下方。在一个实施例中，每一个区段243具有通孔(装配元件230)，紧固件333(诸如，机械螺杆或其他合适的紧固件)穿过该通孔，并且接合形成在基板支撑件130中的带螺纹孔，进而将区段243固定至基板支撑件130。或者，区段243可销接至或结合至基板支撑件130。在另一实施例中，装配元件230可具有销，所述销配置成用于接合基板支撑件130中的孔口，进而来将区段243定位在基板支撑件130上。有利的是，可以诸如在基板支撑件130中提供基板下罩框升降杆(未示出)，以升高并降低基板下罩框133，并且基板下罩框升降杆可促成由机械臂将基板下罩框133传送进和传送出处理腔室100。
[0036]区段243中的一个或多个可具有形成在内区段边缘257中的缺口(relief)238。其他区段243不具有缺口 238，使得内区段边缘257直线地延伸而不中断。缺口 238可与升降杆138相邻，并且形成升降杆孔292的部分。缺口 238可为升降杆138提供用于操作的空间。缺口238可从内区段边缘257向外区段边缘258延伸，以便在内区段边缘257中形成凹陷或凹口。在一些实施例中，升降杆138的部分可朝内区段边缘257内侧延伸。因此，升降杆138可使基板下罩框133的内区段边缘257的平面断开。
[0037]另外，缺口238可与装配元件230能以适应基板支撑件130和基板下罩框133的热膨胀而不干扰升降杆138的方式来与装配元件230对准。在一个实施例中，可将假想线284绘制为穿过装配元件230、缺口 238和升降杆138，该假想线与内区段边缘257基本上垂直。装配元件230、缺口 238和升降杆138沿假想线284的对准防止区段243因基板支撑件130和基板下罩框133在平行于内区段边缘257的方向上的相对膨胀而粘结(S卩，接触)升降杆138。在另一实施例中，装配元件230、缺口238和升降杆138与基板支撑件130的中心290径向地对准。在又一实施例中，缺口238和升降杆138不与装配元件230对准。缺口238与装配元件230之间的距离可以足够小，使得单独的区段243的热膨胀不会使缺口 238与升降杆138不对准。
[0038]当基板下罩框133由相对于彼此可移动的诸单独的区段243制成时，区段243防止基板下罩框133在平行于内区段边缘257的方向上弯曲或压缩，这进一步允许基板支撑件130相对于基板下罩框133膨胀，并且不粘结升降杆138。另外，基板支撑件130和基板下罩框133在垂直于内区段边缘257的方向上的相对膨胀通过在升降杆138的外部销接区段243的装配元件230的位置来适应，使得由于区段243具有小于基板支撑件130的膨胀系数而致使基板支撑件130相对于基板下罩框133而膨胀，缺口 238与升降杆138之间的空隙实际上增加，进而防止在使用时对升降杆138的粘结。与常规设计相比，区段243中形成的缺口238允许升降杆138放置成更靠近内区段边缘257，并且防止基板下罩框133在低温下接触升降杆138并干扰升降杆138的操作。当升降杆138更靠近基板105的外围205时，实现了更大的可使用基板区域，因为源自升降杆138上方的基板上的热学差异的任何不均匀性预防被交付到基板105的最外侧边缘。
[0039]图3是图2中所示的基板下罩框133的穿过剖面线3-3截得的横截面图。气体限制器135示出为设置在基板下罩框133的顶表面143上。基板下罩框133在装配元件230处被附接至基板支撑件130。在图3中所示的实施例中，使紧固件333穿过装配元件230并将基板下罩框133螺纹附接至基板支撑件130。基板支撑件105设置在基板支撑件130的基板接收表面132 上。
[0040]基板105可与基板下罩框133重叠长度330，例如，重叠几毫米。与基板下罩框133重叠的长度330可随基板支撑件130的热膨胀而变化。在装配元件230处，由紧固件333将基板下罩框133固定至基板支撑件130，并且该基板下罩框133因此在被加热和冷却时维持与升降杆138的对准。
[0041]升降杆138可操作以升高和降低基板105。升降杆接触基板105的下侧306。由于基板支撑件130在升降杆138处的温差，基板105的下侧306在升降杆138的区域305处会经历处理速率的不规则性。该不规则性可能导致缺陷。由于由升降杆138处的温差造成的不规则性，区域305会变得不可使用。为了增加基板105的可用的无缺陷区域，可通过使升降杆138以尽可能接近基板105的外围205的方式来接触基板105来减小具有缺陷的区域305。
[0042]通过在基板下罩框133中提供缺口238，升降杆138可定位成更靠近基板105的外围205。例如，缺口 238可允许升降杆与基板下罩框133的内区段边缘257重叠，并且基板下罩框133不干扰升降杆138的操作。在一个实施例中，缺口238具有几毫米的深度342，例如，略大于升降杆138的头部直径的约一半。间隙344限定在升降杆138与缺口 238之间，以便允许基板下罩框133热膨胀且不粘结升降杆138。
[0043]图4是图2中所示基板下罩框133的穿过剖面线4-4截得的横截面图，该横截面视图示出形成基板下罩框133的部分的多个区段243。区段243示出为设置在基板支撑件130上。每一个区段具有第一端401和第二端402。区段243的每一端401、402具有用于形成与相邻的区段243的相对端401、402之间的膨胀接头450的互补的几何形状。例如，区段243的第一端401形成膨胀接头450的第一侧，而第二端402具有与第一端401的几何形状互补的几何形状，并且因此形成膨胀接头450的第二侧。膨胀接头450允许基板下罩框133在平行于内区段边缘257中的每一个的方向上的热膨胀，同时阻止从限定在基板下罩框133上方的工艺容积106的区域460对基板支撑件130的直视，S卩，防止直接暴露于基板支撑件130。因此，区域460中的化学品、气体、等离子体或其他环境元素不接触基板支撑件130。
[0044]膨胀接头450允许基板下罩框133的一个区段243相对于该基板下罩框133的相邻区段243的移动。形成在相邻的区段243之间的膨胀接头450允许基板下罩框133随着基板支撑件130的温度和膨胀的改变而膨胀或收缩。膨胀接头450可以是搭接接头、嵌接接头、指形接头、或允许基板下罩框133的诸个单独的区段243相对于每一个相邻的区段243移动并同时阻挡处理区域460与基板支撑件130之间的视线的其他合适的接头。
[0045]在一个实施例中，膨胀接头450是搭接接头。区段243的端401、402可以包括止回部(check)448和肩部452中的至少一个。例如，如图4所示，第一端401可以具有止回部448，而第二端402可具有位于第二端402处的肩部452。或者，如图7中所描绘的实施例中所示，端401、402两者均可具有止回部448，该实施例配置成在任一侧上与在面向的端上具有肩部452的相邻的邻接区段243配对。
[0046]继续参考图4，止回部448可具有适于适应基板支撑件130的膨胀的长度426。肩部452可具有与止回部448的长度426相称的长度424。在一个实施例中，长度424、426是基本上类似的。止回部448配置成当邻接诸区段243以在基板支撑件130上形成基板下罩框133时，在肩部452的下方滑动。选择形成基板下罩框133的区段243的肩部452和止回部448的长度424、426，以便在高温下维持诸区段243之间的间隙420，从而避免起弧或等离子体穿过。另夕卜，在相邻的区段243之间的膨胀接头450允许诸区段243的顶表面143以及底表面144在第一端401与第二端402接合时保持共平面。
[0047]在装配元件230处，每一个区段243被固定至基板支撑件130。因此，当基板支撑件130因热膨胀而增长时，区段243在第一端401和第二端402两个方向上相等地增长，同时缺口238维持与升降杆138对准。区段243可与相邻的区域243间隔开，以便在一个区段243的第一面446与相邻的区段243的第二面443之间维持间隙420。间隙420可配置成遍及适于利用基板下罩框133进行的处理的温度范围均小于止回部448的长度424。例如，间隙420可配置成从约O摄氏度至约500摄氏度都小于止回部448的长度424。当被加热时，基板支撑件130可热膨胀以将诸区段243分开小于止回部448的长度。因此，当基板下罩框133的每一个区段243都分开并且第一面446不接触第二面443时，间隙420变得更小，这防止了基板下罩框133的弯曲或对该基板下罩框的其他损坏。
[0048]如上文所讨论，区段243形成组合式基板下罩框133。有利的是，可考虑到基板下罩框的热膨胀，并可防止该基板下罩框对升降杆干扰。升降杆可有利地放置成更靠近基板的边缘，从而允许基板具的更多可使用区域。另外，组合式基板下罩框允许利用旧式(legacy)升降杆位置并且向内地来使用基板下罩框。组合式基板下罩框中的缺口允许升降杆与该组合式基板下罩框之间的重叠，并且使得高温下因热膨胀而造成的不对准最小化。有利的是，通过在升降杆位置中移动，并且使由基板上的不均匀性而造成的缺陷的总面积最小化，基板利用率将增加。
[0049]图5、图6和图7是基板下罩框133的另一实施例的横截面侧视图、仰视图和主视图。图5的基板下罩框133与参考图1-4所讨论的基板下罩框基本上相同，不同之处在于，在图5中，含缺口 238的区段243的主体131的底表面144包括凸台500。凸台500从区段243的主体131的底表面144延伸，并且接合形成在基板支撑件130的第二突出部分141中的凹槽504。凸台500连同延伸穿过装配元件230的紧固件333—起在区段243与基板支撑件130之间提供两个互锁定位特征，这防止区段243旋转至缺口 238可与升降杆138接触的位置。
[0050]在图5-7所描绘的实施例中，凸台500与内区段边缘257齐平，并且缺口238延伸到凸台500中。凸台500还与端401、402以及外区段边缘258间隔开。
[0051]除了上述示例实施例之外，附加的非限制性示例可描述用于使用基板下罩框133来处理基板的方法，所述方法如下。
[0052]示例1.一种用于处理基板的方法，所述方法包括:
[0053]将基板放置在具有包含八个或更多个区段的组合式基板下罩的基板支撑件上，其中，每一个区段具有用于将所述区段固定至所述基板支撑件的装配元件，并且其中，所述区段中的至少4个区段具有形成在内区段边缘上的缺口，所述缺口和所述装配元件在从所述内区段垂直延伸的假想线上对准；
[0054]在处理腔室内生成等离子体；以及
[0055]在支持等离子体的存在的所述基板上处理所述基板。
[0056]尽管上述内容针对本实用新型的实施例，但是可设计本实用新型的其他和进一步的实施例而不背离本实用新型的基本范围，并且本实用新型的范围由所附权利要求书来确定。
【主权项】
1.一种在真空处理腔室的基板支撑件上使用的框架，所述基板支撑件具有用于接收升降杆的升降杆孔，所述框架包括: 两个短主体；以及 两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中，所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。2.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述区段的长度是类似或变化的。3.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述缺口具有大于所述升降杆的头部直径的一半的深度。4.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述区段进一步包括: 内区段边缘，其中所述内区段边缘形成所述长主体和述短主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头。5.根据权利要求4所述的框架，其特征在于，所述膨胀接头是搭接接头，并且在所述第二端处的搭接接头的肩部配置成与在所述第一端处的搭接接头的止回部重叠。6.根据权利要求4所述的框架，其特征在于，每一个区段进一步包括: 装配元件，其中，每一个装配元件可包括孔口平面或埋头孔，所述孔口平面或埋头孔形成在所述区段中，并且用于使紧固件的头部凹进至所述区段的顶表面下方。7.根据权利要求6所述的框架，其特征在于，所述装配元件与所述缺口以及所述框架的中心对准，或与所述内区段边缘的垂线对准。8.一种组合式基板下罩框，所述组合式基板下罩框包括: 主体，所述主体被成形为矩形框架，所述矩形框架具有内主体边缘以及外主体边缘，其中所述内主体边缘对所述矩形框架的孔定界，其中所述主体包括: 多个区段，所述多个区段配置成被布置在所述主体的所述矩形框架形状中，其中，每一个区段包括: 内区段边缘，其中所述内区段边缘形成所述主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头；以及 装配元件;并且其中，所述区段中的至少四个区段各自进一步包括: 缺口，所述缺口形成在所述内区段边缘上。9.根据权利要求8所述的组合式基板下罩框，其特征在于，其中，所述缺口和所述装配元件在从所述内区段垂直延伸的假想线上对准。10.一种处理腔室，所述处理腔室包括: 多个壁； 底部； 盖，其中，所述多个壁、所述底部和所述盖限定内部容积；以及 基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述内部容积中，所述基板支撑件具有升降杆和组合式基板下罩框，其中，所述组合式基板下罩框包括: 两个短主体；以及 两个长主体，所述两个长主体配置成与短框对接以形成矩形形状，其中所述两个长主体中的每一个长主体包括两个或更多个区段，并且所述区段中的至少一个区段具有缺口，所述缺口形成升降杆孔的至少部分。11.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述缺口配置成与所述升降杆对准。12.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述升降杆的部分不与两个长主体重叠。13.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述区段的长度是类似或变化的。14.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述缺口具有略大于所述升降杆的头部直径的约一半的深度。15.根据权利要求10所述的处理腔室，其特征在于，所述区段进一步包括: 内区段边缘，其中，所述内区段边缘形成所述长主体和所述短主体的内边缘； 外区段边缘，所述外区段边缘与所述内区段边缘相对； 第一端，所述第一端与所述内区段边缘相邻； 第二端，所述第二端与所述第一端相对，其中，所述第一端在形状上与所述第二端是互补的，并且其中，相邻区段的第一端和第二端形成膨胀接头。16.根据权利要求15所述的处理腔室，其特征在于，所述膨胀接头是搭接接头，并且在所述第二端处的搭接接头的肩部配置成与在所述第一端处的搭接接头的止回部重叠。17.根据权利要求15所述的处理腔室，其特征在于，每一个区段进一步包括: 装配元件，其中，每一个装配元件可包括孔口平面或埋头孔，所述孔口平面或埋头孔形成在所述区段中，并且用于使紧固件的头部凹进至所述区段的顶表面下方。18.根据权利要求17所述的处理腔室，其特征在于，所述装配元件与所述缺口以及所述框架的中心对准，或者与所述内区段边缘的垂线对准。19.根据权利要求10所述的处理腔室，其中，所述区段中的两个或更多个区段形成所述两个短主体中的每一个短主体。
【文档编号】C23C16/44GK205710904SQ201520995613
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2015年12月3日
【发明人】D·李, R·L·蒂娜, J·M·怀特, W·N·斯特林, 崔寿永, 赵来, 王大鹏, 古田学
【申请人】应用材料公司
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