用于改善边缘一致性的腔室气体扩散器孔设计的制作方法
【专利说明】用于改善边缘一致性的腔室气体扩散器孔设计
[0001] 发明的【背景技术】领域
[0002] 本发明的实施例大体上涉及气体分布板组件和用于在处理腔室中分配气体的方 法。
【背景技术】
[0003] 液晶显示器或平板通常用于诸如计算机和电视监视器之类的有源矩阵显示器。等 离子体增强化学气相沉积（PECVD)通常应用于在诸如用于平板显示器的透明基板或半导 体晶片之类的透明基板上沉积薄膜。PECVD-般是通过将前体气体（precursorgas)或气 体混合物引入到包含基板的真空腔室中来达成。前体气体或气体混合物通常被向下导向通 过位于腔室顶部附近的分配板。通过将来自耦合至腔室的一个或多个射频（RF)源的RF功 率施加至腔室以将腔室中的前体气体或气体混合物激励（例如，激发）为等离子体。被激 发的气体或气体混合物反应以将材料层形成在基板的表面上，此基板被定位在温度受控的 基板支撑件上。在反应期间产生的易挥发副产物通过排气系统从腔室栗送出。
[0004] 由PECVD技术处理的平板典型地是大的，通常超过4平方米。用于在平板上提供 均匀的工艺气流的气体分配板（或气体扩散器板）在尺寸上相对较大，相比用于200mm和 300_的半导体晶片处理的气体扩散板尤其如此。此外，由于基板是矩形的，因此基板的诸 边缘（诸如，所述基板的诸侧边与角落）经历可能与所述基板的其他部分处所经历的条件 不同的条件。这些不同的条件影响处理参数，诸如，膜厚度、沉积均匀性和/或膜应力。
[0005] 随着在平面显示器产业中的基板尺寸继续增加，对大面积PECVD的膜厚和膜均匀 性控制成为问题。薄膜电晶体（Thinfilmtransistor，TFT)和有源矩阵有机发光二极管 (AM0LED)恰是用于形成平板显示器的两种类型的器件。在基板的中央与边缘之间的沉积速 率和/或膜特性（诸如，膜厚度或应力）的差异变得显著。
[0006] 因此，需要一种改善膜沉积厚度的均匀性和膜特性的、改进的气体分配板组件。
【发明内容】
[0007] 本发明总体涉及一种设计成确保在基板上基本上均匀的沉积的气体分配板。在一 个实施例中，提供了用于沉积腔室的扩散器。扩散器包括板和多个气体通道，所述板具有数 个边缘区域、数个角落区域和中央区域，所述多个气体通道包括孔洞，所述多个气体通道形 成在所述板的上游侧与下游侧之间，其中，在所述板的角落区域或边缘区域中的一个或多 个中的孔洞的的长度或直径中的一项或多项与在所述板的中央区域中的孔洞的对应长度 或对应直径不同。
[0008] 在另一实施例中，提供一种用于一沉积腔室的扩散器。扩散器包括：板，所述板具 有第一主要边缘区域，所述第一主要边缘区域与第二主要边缘区域相对；次要边缘区域，所 述次要边缘区域与所述第一主要边缘区域和所述第二主要边缘区域中的每一个相邻；角落 区域，所述角落区域在所述两个主要边缘区域与所述次要边缘区域的交叉处；以及多个气 体通道，所述多个气体通道形成在所述板的上游侧与下侧之间，其中，形成在所述两个主要 边缘区域和所述角落区域中的一个或两个中的气体通道的部分包括局部流动梯度结构。
[0009] 在又一实施例中，提供一种处理基板支撑件上的基板的方法。此方法包括：通过扩 散器来传送沉积气体，所述扩散器具有第一组气体通道和第二组气体通道，所述第一组气 体通道具有带有均匀的直径和/或均匀的长度的数个阻气孔（chokehole)，所述第二组气 体通道具有带有渐增的直径和/或渐增的长度的数个阻气孔；离解所述扩散器与所述基板 支撑件之间的沉积气体；以及通过经离解的气体将膜形成在基板的上方。
【附图说明】
[0010] 因此，为了可详细地理解本发明的上述特征的方式，可参照实施例来获得对上文 简要概括的本发明的更特定描述，在所附附图中示出实施例中的一些。然而，应当注意，由 于本发明可承认其他等效实施例，因此所附附图仅示出本发明的典型实施例，并因此不视 为限制本发明的范围。
[0011] 图1是PECVD腔室的一个实施例的示意性截面图。
[0012] 图2是图1的扩散器的部分的截面图。
[0013] 图3是图1和图2的扩散器的横截面平面图。
[0014] 图4是图3的扩散器的部分的横截面平面图。
[0015] 图5是示出角落区域的一个实施例图3的扩散器的部分的横截面平面图。
[0016] 图6是示出角落区域的另一实施例图3的扩散器的部分的横截面平面图。
[0017] 图7和图8是可用于图1的腔室中的扩散器的其他实施例的部分截面图。
[0018] 图9是可用于图1的腔室中的扩散器的部分的俯视图。
[0019] 图10是示出根据测试结果的流导梯度的图。
[0020] 图11是示出结合了在扩散器中变化的孔洞长度和直径的的测试结果的图。
[0021] 为了有利于了解，在可能的情况下，已使用完全相同的附图标记来指定多个附图 所共有的完全相同的元件。构想了一个实施例的元件和特性可有益地并入其他实施例中而 无需进一步叙述。
【具体实施方式】
[0022] 本发明的实施例总体上涉及设计为用于确保基板上基本均匀的沉积的气体分配 板或扩散器。气体分配板可补偿在基板的角落区域中以及基板的边缘中的非均匀性。根据 本文所述的实施例，通过调整气体流动通过位于沉积是不均匀的区域中的气体分配板，所 述气体分配板补偿非均匀性。在一个实施例中，在气体分配板的一个或多个部分内的局部 流动梯度可经调整以提供相对于所述气体分配板的其他部分更大的流速来通过所述气体 分布板的诸部分，从而补偿非均匀性。在一个方面，气体通道可根据需求不同地定尺寸，使 得允许更多气体流过某些策略性放置的气体通道，以增加位于气体分配板之下的基板区域 中的基板上的沉积。气体通道的孔洞的尺寸可变化以形成导致基本上均匀的沉积的直径或 长度、或孔直径或长度的混合的梯度。
[0023] 在下文中参照PECVD系统来说明性地描述本文的实施例，所述PECVD系统配置 成处理大面积基板，所述PECVD系统诸如，可从加州圣克拉拉市的应用材料公司（Applied Materials,Inc.，SantaClara,California)的子公司AKT获得的PECVD系统。然而，应当 理解，本发明可用于其他系统配置，诸如，蚀刻系统、其他化学气相沉积系统和其中需要在 工艺腔室之内分配气体的任何其他系统，包括配置成处理圆基板的那些系统。
[0024] 图1是用于形成电子器件的腔室100的一个实施例的截面图，所述电子器件诸如 通过PECVD工艺形成的TFT和AM0LED。应当注意，图1仅是可用于在基板上形成电子器件 的示例性设备。用于PECVD工艺的合适的腔室可从位于加州圣克拉拉市的应用材料公司获 得。构想了其他沉积腔室（包括来自其他制造商的那些沉积腔室）可用于实践本发明的实 施例。
[0025] 腔室100 -般包括限定工艺容积106的诸个壁102、底部104和气体分配板或扩散 器110、以及基板支撑件130。工艺容积106通过穿过壁102而形成的可密封狭缝阀108来 访问，使得可将基板传送进或传送出腔室100。基板支撑件130包括用于支撑基板105的基 板接收表面132,并且杆（stem) 134耦接于提升系统136以升高和降低基板支撑件130。在 处理期间，遮蔽框133可置于基板105的外围上方。升降杆138穿过基板支撑件130可移 动地设置以往返于基板接收表面132移动基板105,从而有利于基板传送。基板支撑件130 也可包括加热和/或冷却元件139,以将基板支撑件130和位于其上的基板105维持在所需 的温度。基板支撑件130也可包括接地带131以在基板支撑件130的外围处提供RF接地。
[0026] 扩散器110通过悬架114在其外围处耦接于背板112。扩散器110也可通过一个 或多个中央支撑件116耦接于背板112,以有助于防止下垂（sag)和/或控制扩散器110的 平直度/曲率。气源120耦接于背板112,以通过背板112将气体提供至形成在扩散器110 中的多个气体通道111，并且将气体提供至基板接收表面132。真空栗109耦接于腔室100 以控制工艺容积106内的压力。RF电源122耦接于背板112和/或扩散器110以将RF功 率提供至扩散器110,以便在扩散器110与基板支撑件130之间生成电场，从而可从存在于 扩散器110与基板支撑件130之间的气体中形成等离子体。可使用各种RF频率，诸如，约 0. 3MHz与约200MHz之间的频率。在一个实施例中，RF电源122以13. 56MHz的频率将功率 提供至扩散器110。
[0027] 远程等离子体源124 (诸如，电感耦合式远程等离子体源）也可耦接在气源120与 背板112之间。在诸次处理基板之间，可将清洁气体提供至远程等离子体源124,并且可激 发清洁气体以形成远程等离子体，从所述远程等离子体中生成离解的清洁气体物质，并提 供离解的清洁气体物质以清洁腔室部件。清洁气体可进一步通过所提供的RF电源122激 发以流经扩散器110,从而减少经离解的清洁气体物质的再结合。合适的清洁气体包括但不 限于NF3、F2 和SF6。
[0028]