TWI495402B - 具有射頻迴流路徑之電漿處理腔室 - Google Patents

Description

具有射頻迴流路徑之電漿處理腔室

本發明實施例大體而言係有關於一種電漿處理基材的方法及設備，更明確地說，一種擁有低阻抗之射頻迴流路徑的電漿處理室及其使用方法。

液晶顯示器(LCD)或平面面板常用於主動矩陣顯示器，例如電腦、觸控面板元件、個人數位助理(PDA)、行動電話、電視螢幕、及諸如此類者。此外，有機發光二極體(OLED)也廣範用於平面顯示器。一般而言，該等面板包含其間包夾一層液晶材料的兩個平板。該等平板之至少一者包含至少一層設置在其上的導電薄膜，其係耦接至一功率源。從該功率源供給該導電薄膜的功率改變結晶材料的方向，產生一圖案化顯示器。

為了製造這些顯示器，通常使例如玻璃或聚合物工作件的基材承受複數個連續製程以在基材上產生元件、導體及絕緣體。每一個製程通常是在一製程腔室內執行，其係經配置來執行該生產製程的單一個步驟。為了高效率完成全部的處理步驟程序，常將一些製程腔室耦接至一移送室，其容納一機器人以促進基材在該等製程腔室間的傳送。擁有此配置的處理平台之一範例常被稱為群集工具，其範例是可從加州聖塔克拉拉的AKT America公司取得的AKT電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)處理平台之家族。

隨著對平面面板的需求增加，對於較大尺寸基材的需求也增加。例如，僅在幾年內，用於平面面板製造的大尺寸基材的面積即從550毫米乘650毫米增至超過4平方公尺，並且預見在不久的將來尺寸會持續增加。此種大尺寸基材的尺寸增加在處理和製造上已造成新的挑戰。例如，較大的基材表面積需要增強的基材支撐件之射頻迴流能力，以利高效射頻迴流至該射頻產生來源。習知系統使用複數個撓性射頻迴流路徑，其中每一個射頻迴流路徑均擁有耦接至基材支撐件的第一端及耦接至腔室底部的第二端。因為基材支撐件必須在處理腔室內較低的基材載入位置和較高的沉積位置之間移動，耦接至該基材支撐件的射頻迴流路徑需要足夠的長度以提供符合基材支撐件移動所需的靈活性。但是，基材和腔室尺寸的增加也同樣造成射頻迴流路徑長度的增加。較長的射頻迴流路徑會增加阻抗，因此不利地降低射頻迴流能力及射頻迴流路徑的效率，在腔室部件之間造成高射頻電位，這可不利地導致有害的電弧及/或電漿產生。

因此，存有對於一種具有低阻抗射頻迴流路徑之改善的電漿處理腔室之需要。

本發明提供一種方法及設備，其具有在一電漿處理系統內耦接一基材支撐件的低阻抗射頻迴流路徑。在一實施例中，一處理腔室包含一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁支撐的蓋組件，一基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區內，一遮蔽框架，設置在該基材支撐組件之一邊緣上，以及一撓性射頻迴流路徑，擁有耦接至該遮蔽框架的第一端及耦接至該腔室側壁的第二端。

在另一實施例中，一處理腔室包含一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁支撐的蓋組件，一基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區內，一延伸塊，附接在該基材支撐組件的底表面上並從該基材支撐組件的外緣往外延伸，一接地框架，設置在該處理腔室內，其尺寸係經訂製以在該基材支撐組件位於上升位置時接合該延伸塊，以及一射頻迴流路徑，擁有耦接至該接地框架的第一端及耦接至該腔室側壁的第二端。

在另一實施例中，一處理腔室包含一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁支撐的蓋組件，一基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區內，其可在一第一位置及一第二位置之間移動，一遮蔽框架，接近該基材支撐組件的邊緣設置，一遮蔽框架支撐件，耦接至該腔室主體，且其尺寸係經訂製以在該遮蔽支撐組件位於該第二位置時支撐該遮蔽框架，以及一射頻迴流路徑，擁有耦接至該接地框架的第一端及耦接至該腔室側壁的第二端，其中該射頻迴流路徑的第二端係透過一絕緣體耦接至該腔室側壁。

在又另一實施例中，該處理腔室包含一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁支撐的蓋組件，一背板，設置在該腔室主體內該蓋組件下方，一基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區內，一射頻迴流路徑，擁有耦接至該基材支撐件的第一端及耦接至該腔室主體的第二端，以及一或多條導線，具有複數個耦接至一邊緣且位於該背板上方的接觸點。

本發明大體而言係有關於一種電漿處理系統內之具有低阻抗射頻迴流路徑的電漿處理腔室。該電漿處理腔室係經配置以在一大面積基材上形成結構和元件時利用電漿處理該大面積基材，以用於液晶顯示器(LCD)、平面顯示器、有機發光二極體(OLED)、或太陽能電池陣列用之光伏特電池、及諸如此類者的生產上。雖然在大面積基材處理系統內例示性描述、示出並實施本發明，但本發明可在欲確保一或多個射頻迴流路徑在該腔室內持續以促進令人滿意的處理之水準運作的其他電漿處理腔室中發揮效用。

第1圖係一電漿輔助化學氣相沉積腔室100之一實施例的剖面圖，其擁有用來做為將射頻電流迴流至射頻來源的射頻電流迴流迴圈的一部分之撓性射頻迴流路徑184之一實施例。該射頻迴流路徑184係耦接在一基材支撐組件130和一腔室主體102之間，例如一腔室側壁126。預期到在此所述之射頻迴流路徑184的實施例及其使用方法，連同其衍生物，可用於其他處理系統，包含來自其他製造商者。

該腔室100通常包含側壁126及底部104，其規劃出一製程容積106。該腔室主體102的側壁126及底部104通常是由單塊鋁或可與製程化學相容的其他材料製成。一配氣板110，或稱為擴散板，以及基材支撐組件130係設置在該製程容積106內。一射頻來源122係耦接至位於該腔室頂部之一電極，例如一背板112及/或配氣板110，以提供射頻功率以在該配氣板110和該基材支撐組件130之間產生電場。該電場從該配氣板110和該基材支撐組件130之間的該等氣體產生電漿，其係用來處理設置在該基材支撐組件130內的基材。該製程容積106係經由穿透該側壁126形成的閥門108近接，因此可傳送一基材140進出該腔室100。一真空幫浦109係耦接至該腔室100，以將該製程容積106維持在預期壓力下。

該基材支撐組件130包含一基材接收表面132及一支桿134。該基材接收表面132在處理時支撐該基材140。該支桿134係耦接至一舉升系統136，其在一較低的基材傳輸位置和一較高的處理位置(如第1圖所示)之間升高及降低該基材支撐組件130。沉積期間設置在該基材接收表面132上的基材之頂表面和該配氣板110之間的標稱距離通常會在200密爾和約1,400密爾之間改變，例如介於400密爾和約800密爾之間，或橫越該配氣板110的其他距離，以提供預期沉積結果。

處理時，一遮蔽框架133係經設置在該基材140週邊上，以避免沉積在該基材140邊緣上。舉升頂針138係穿透該基材支撐組件130可移動地設置，並適於隔開該基材140和該基材接收表面132。在一實施例中，該遮蔽框架133可由金屬材料、陶瓷材料、或任何適當材料製成。在一實施例中，該遮蔽框架133係由裸鋁或陶瓷材料製成。該基材支撐組件130也可包含用來將該基材支撐組件130維持在預期溫度的加熱及/或冷卻元件139。在一實施例中，該等加熱及/或冷卻元件139可經設定以在沉積期間提供約400℃或更低的基材支撐組件溫度，例如約100℃和約400℃之間，或約150℃和約300℃之間，例如約200℃。在一實施例中，該基材支撐組件130擁有一多邊平面區域，例如，擁有四個側邊。

在一實施例中，複數個射頻迴流路徑184係經耦接至該基材支撐組件130，以在該基材支撐組件130週邊四處提供射頻迴流路徑。在處理期間，該基材支撐組件130通常是耦接至該射頻迴流路徑184，以容許該射頻電流通過其間行進至該射頻來源。該射頻迴流路徑184在該基材支撐組件130和射頻功率源122之間提供一低阻抗射頻迴流路徑，例如直接經由電纜或透過該腔室接地底板。

在一實施例中，該射頻接地路徑184係耦接在該基材支撐組件130邊緣和該腔室側壁126之間的複數個撓性條(第1圖示出其中兩條)。該射頻迴流路徑184可由鈦、鋁、不銹鋼、鈹、銅、塗覆導電金屬塗層的材料、或其他適當的射頻導電材料製成。該射頻迴流路徑184可沿著基材支撐組件130各邊平均或隨機分散。

在一實施例中，該射頻迴流路徑184擁有耦接至該基材支撐組件130的第一端及耦接至該腔室側壁126的第二端。該射頻迴流路徑184可直接、透過該遮蔽框架133及/或透過其他適合的射頻導體而耦接至該基材支撐組件130。示出該射頻迴流路徑184係透過該遮蔽框架133耦接至該基材支撐組件130的分解圖，如圓圈192所示者，在後方參考第2圖討論。其他射頻迴流路徑配置在更後方參考第3-5圖描述。

該配氣板110在其週邊處利用一懸吊裝置114耦接至一背板112。一蓋組件190係由該處理腔室100的側壁126支撐，並可移動以維護該腔室主體102的內部空間。該蓋組件190通常由鋁組成。該配氣板110係利用一或多個中心支撐件116耦接至該背板112，以輔助避免電壓驟降及/或控制該配氣板110的平直度/彎曲度。在一實施例中，該配氣板110可以是具有不同尺寸的不同配置。在一例示實施例中，該配氣板110係一四邊形配氣板。該配氣板110擁有一下游表面150，其具備複數個形成在其內面向設置在該基材支撐組件130上的基材140之上表面118的孔111。在一實施例中，該等孔111可擁有不同形狀、數量、密度、尺寸、及在該配氣板110上的分佈。該等孔111的尺寸可經選擇在約0.01英吋和約1英吋之間。一氣源120係耦接至該背板112以透過該背板112，然後透過形成在該配氣板110內的孔111提供氣體至該製程容積106。

該射頻功率源122係經耦接至該背板112及/或該配氣板110以提供射頻功率，以在該配氣板110和該基材支撐組件130之間產生電場，因此可從該配氣板110和該基材支撐組件130之間的氣體產生電漿。可使用多種射頻頻率，例如約0.3MHz和約200MHz之間的頻率。在一實施例中，該射頻功率源係以13.56MHz的頻率提供。配氣板的範例在2002年11月12號核准予White等之美國專利第6,477,980號、2005年11月17號公開的Choi等之美國專利公開案第20050251990號、以及2006年3月23號公開的Keller等之美國專利公開案第2006/0060138號中揭示，所有皆在此以引用其整體的方式併入本文中。

一遠端電漿源124，例如一感應耦合遠端電漿源，也可耦接在該氣源120和該背板112之間。在處理基材之間，可在該遠端電漿源124內能量化一清潔氣體，以遠端提供用來清潔腔室零組件的電漿。可利用由該功率源122供給該配氣板110的射頻功率進一步激發該清潔氣體。適合的清潔氣體包含，但不限於，三氟化氮、氟氣、和六氟化硫。遠端電漿源的範例在1998年8月4號核准予Shang等的美國專利第5,788,778號中揭示，其藉由引用的方式併入本文中。

第2圖示出該射頻迴流路徑184之一實施例的分解圖。該射頻迴流路徑184擁有足夠的彈性以容許該基材支撐組件130在該較低的基材傳輸位置和該較高的處理位置(如參考第1圖所述者)之間改變高度。在一實施例中，該射頻迴流路徑184係一撓性射頻導電條。

該遮蔽框架133擁有一凸緣222，其從該遮蔽框架133的主體224延伸出以在處理期間遮蔽該基材140的邊緣不受到沉積。該遮蔽框架主體224擱置在形成在該基材支撐組件130週邊的階級226上。一陶瓷絕緣體228係設置在該遮蔽框架主體224和該基材支撐組件130週邊之間，以增加電容並在該遮蔽框架133和該基材支撐組件130之間提供良好的絕緣。該絕緣體228隔離該遮蔽框架飄移電位與直流接地，因此可減少並消除處理期間潛在電漿或電弧的可能性。該遮蔽框架133更包含從該遮蔽框架主體224的底部延伸出之突部220。該突部220可以是複數個不連續舌片或一連續邊緣。一遮蔽框架支撐210係在經定位以接收該遮蔽框架133的突部220之位置處附接在該腔室側壁126上。當該基材支撐組件130降至該較低的基材傳輸位置時，該遮蔽框架133與該基材支撐組件130一起降低，直到該遮蔽框架支撐件210接合該遮蔽框架133，並在該基材支撐組件130繼續下降時將其從該基材支撐組件130舉起為止。該遮蔽框架支撐件210將該遮蔽框架的移動限制在一預定垂直範圍內，因此耦接至該遮蔽框架133的射頻迴流路徑184僅需最小量的彈性。以此方式，該射頻迴流路徑184的長度可以是短的，與先前技藝的接地條相比。該短的射頻迴流路徑184有利地提供低阻抗，其有效傳導射頻電流同時減輕腔室零組件之間的高電位。

在一實施例中，該射頻迴流路徑184擁有一第一端212及一第二端214。該第一端212係耦接至該遮蔽框架133的外壁250，例如，利用一緊固件202、一夾鉗或在該遮蔽框架133和射頻迴流路徑184之間維持電氣耦接的其他方法。在第2圖所示實施例中，該緊固件202係鎖在一螺孔216內，以耦接該射頻迴流路徑184至該遮蔽框架133。預期到可使用膠黏劑、夾鉗或可在該腔室側壁126和射頻迴流路徑184之間維持電氣耦接的其他方法。該射頻迴流路徑184的第二端214擁有夾在絕緣體208(示為208a和208b)之間的電極218。該等絕緣體208也可由一保護蓋體206覆蓋，並透過一緊固件204附接至該腔室側壁126。該等絕緣體208作用為一電容器，其避免直流電流行進通過該導電條。該等絕緣體208也增加導電條電容並降低或最小化該射頻迴流路徑184的射頻阻抗。此外，該等絕緣體208也隔離從該遮蔽框架133產生的漂移直流電位與接地，以避免該遮蔽框架133和該基材140之間的電弧。在一實施例中，該等絕緣體208可由耐久陶瓷材料製成，其提供良好的絕緣及端電容。在一實施例中，該等陶瓷絕緣體係由高k介電材料、三氧化二鋁和諸如此類者製成。也預期到可能不使用該等絕緣體208。

該遮蔽框架支撐件210係附接至該腔室側壁126該等絕緣體208下方，以在該基材支撐組件130降至該較低的基材傳輸位置時接收該遮蔽框架133，如上所述般。在基材處理期間，來自該基材表面的靜電及/或射頻電流通過遮蔽框架133和該射頻迴流路徑184至絕緣體208，並進一步至腔室側壁126，因此形成回到該配氣板110的射頻迴流路徑(例如一封閉迴圈)。

藉由將該射頻迴流路徑184設置在該遮蔽框架133至腔室側壁126之間，所需的射頻迴流路徑184長度短很多，與耦接基材支撐組件130至腔室底部的習知設計相比，因此該射頻迴流路徑184的阻抗實質上降低。長度過長的射頻迴流路徑會造成高阻抗，其可導致該基材支撐組件上的電位差。基材支撐組件130上高電位差的存在會不利地影響沉積均勻性。此外，高阻抗射頻迴流路徑會使射頻迴流路徑的射頻回傳無效率或不足，因此無法從基材表面有效除去電漿及/或靜電，而是行進至側邊、邊緣間隙、及該基材支撐組件130下方，在位於該等區域內的腔室零組件上造成不預期的沉積或電漿侵蝕，因此縮短部件使用年限並增加微粒污染的可能性。

此外，設置在該射頻迴流路徑184末端的絕緣體208作用為一電容器，其增加該射頻迴流路徑的電容，因此降低該射頻迴流路徑的阻抗。預期到該等絕緣體208並不必定要耦接至該射頻迴流路徑184末端。該等絕緣體208可沿著該射頻迴流路徑184導電條的前端、中間、末端或其他適當位置設置，以增加該射頻迴流路徑184的電容。因為一電容器的阻抗與其電容成反比，維持串聯設置及/或耦接至該射頻迴流路徑184的絕緣體208之高電容可降低射頻迴流路徑的整體阻抗。在此配置中，該導電條可作用為一電感器，提供電感性電抗(例如阻抗)，而該陶瓷絕緣體208可作用為一電容器，提供電容性阻抗。因為該電感器和電容器擁有符號相反的電抗，該導電條和沿著該射頻迴流路徑184形成的陶瓷絕緣體之恰當配置會產生補償波形，抵銷正及負電氣阻抗，因此提供該射頻迴流路徑低阻抗，例如理想上零阻抗。據此，藉由控制該射頻迴流路徑的長度，連同選擇性的絕緣體208，並將該射頻迴流路徑設置在該基材支撐組件上方的位置，可獲得一有效的射頻電流導電率，低阻抗且高傳導性的射頻廻流路徑，並且可減少或甚至消除有害的電弧效應。

在一實施例中，該射頻迴流路徑184的長度介於約2英吋和約20英吋之間，並且寬度介於約10毫米和約50毫米之間。設置在該基材支撐組件周圍之射頻迴流路徑的數量可介於約4和約100個之間。在一實施例中，長度約20英吋之射頻迴流路徑184的阻抗約為36歐姆。

第3圖示出耦接該基材支撐組件130至該腔室壁126的射頻迴流路徑300的另一實施例。注意到射頻迴流路徑的數量可依需要改變以符合不同硬體配置和製程需求。與第1-2圖的設計類似，該遮蔽框架133係設置在該基材支撐組件周邊的邊緣階級226上。在一實施例中，該遮蔽框架133係由裸鋁或陶瓷材料製成。一絕緣體326係設置在該遮蔽框架133和該基材支撐組件的邊緣階級226之間，以隔離該遮蔽框架133和直流接地。該絕緣體326將該遮蔽框架133相對於直流接地保持在一飄移位置，因此可降低該基材140和該遮蔽框架133之間的電弧之可能性。一緊固件314係穿透形成在該基材支撐組件130內的孔320並鎖在形成在一延伸塊306中的螺孔316內。該緊固件314係由一導電材料製成，以維持從該基材表面至該延伸塊306的良好電氣耦接。

在一實施例中，該延伸塊306係附接在該基材支撐組件130的底表面上，並從該基材支撐組件130的外部邊緣往外延伸。該延伸塊306可以是始自該基材支撐組件底表面設置在該基材支撐組件130邊緣周圍的框架狀平板型態。在另一實施例中，該延伸塊306可以是分散在該台座組件周圍的個別棒狀物型態，其尺寸係經訂製以容許一可移動的接地框架308在該台座組件下降時擱置在其上。在又另一實施例中，該延伸塊306可以是經配置以在該台座組件下降時支撐該可移動接地框架308擱置在其上的其他形態。

該可移動接地框架308的尺寸係經訂製，因此該接地框架308的內側322可在該基材支撐組件130上升至該處理位置時擱置在該延伸塊306上。該接地框架308的外側324的尺寸係經訂製以在該基材支撐組件130下降至該傳輸位置時擱置在一側邊泵吸檔板310上。在一實施例中，該側邊泵吸檔板310可以是設置在該處理腔室內用來支撐該接地框架308的任何支撐結構。該接地框架308可相對於該延伸塊306以及該側邊泵吸檔板310移動。該射頻迴流路徑300擁有利用一第一緊固件304耦接至該接地框架308的第一端及利用一第二緊固件302耦接至該腔室側壁126的第二端。在一實施例中，該射頻迴流路徑300係一撓性射頻導電條型態。據此，可選擇性地使用一絕緣體208。

操作時，當該基材支撐組件130連同該延伸塊306上升至一基材處理位置時，如第3圖所示，該延伸塊306將該接地框架308舉離該側邊泵吸檔板310(或其他靜態支撐件)。因為該接地框架308並非永久固定或附接在該側邊泵吸檔板310上，當該接地框架308升至該處理位置時，一縫隙312會形成在該接地框架308和該側邊泵吸檔板310之間。在基材處理期間，該基材支撐組件130內的靜電及/或射頻電流經過該緊固件314和該延伸塊306通至該接地框架308，然後通過射頻迴流路徑300至腔室壁126，因此形成回到該射頻來源122的射頻迴流迴圈的一部分。形成在該接地框架308和該側邊泵吸檔板310之間的縫隙312侑限從該接地框架308傳導至該射頻迴流路徑300的電流，並避免電流通至該側邊泵吸檔板310。

在處理完成後，將該基材支撐組件130降至該基材傳輸位置。該延伸塊306因此隨該基材支撐組件130降低至該基材傳輸位置。該接地框架308於是接合該側邊泵吸檔板310並被舉離該延伸塊306。隨著該基材支撐組件130持續下降，該遮蔽框架133接合並擱置在該接地框架308之第一側322的上表面上，因此被舉離該基材支撐組件130。在一實施例中，該遮蔽框架133、該等緊固件314、302、304、該延伸塊306、該接地框架308和該射頻迴流路徑300係由導電材料製成，例如鋁、銅、或促進從該基材支撐組件130通過腔室壁126傳輸射頻電流回到該射頻來源122的其他適當合金。

第4圖示出一射頻迴流路徑400的另一實施例。與第3圖所示配置類似，該緊固件314係穿透形成在該基材支撐組件130內的孔320並鎖在形成在一延伸塊402的第一側416中的螺孔內。該延伸塊402的第二側418延伸超過該基材支撐組件130的外緣。該延伸塊402的第二側418擁有形成在該延伸塊402上表面內的溝槽414。一捲繞的螺旋包覆件404係設置在該溝槽414內，以改善該接地框架406和該延伸塊402之間的電導。在一實施例中，該捲繞的螺旋包覆件404部分延伸在該溝槽周圍，並且彈性足以在多次彎曲後保持其形狀。一絕緣體420係設置在該遮蔽框架133和該基材支撐組件130的邊緣階級226之間，以隔離該遮蔽框架133和該基材支撐組件130。該遮蔽框架133和該基材支撐組件130之間的絕緣體420避免該遮蔽框架在處理期間降低電弧的可能性。一接地框架406擁有擱置在該延伸塊402上在該基材支撐組件130上升時與該捲繞的螺旋包覆件404接觸的第一側。該接地框架406擁有耦接至一側邊泵吸檔板408的第二側。一射頻迴流路徑400擁有利用一第一緊固件410耦接至該接地框架406的第一側，以及利用一第二緊固件412耦接至該腔室側壁126的第二側。在一實施例中，該射頻迴流路徑400係一撓性射頻導電條型態。

在此特定實施例中，該接地框架406係固接在該側邊泵吸檔板408上。在該較高的基材處理位置和較低的基材傳輸位置之間升降時，該延伸塊402可相對於該接地框架406移動。當該基材支撐組件130上升時，附接至該基材支撐組件130的延伸塊402被升起而透過該捲繞的螺旋包覆件404與該接地框架406接觸。該捲繞的螺旋包覆件404提供良好的介面，其輔助從該緊固件314和該延伸塊402透過該接地框架406和該射頻迴流路徑400傳導射頻電流至腔室側壁126，因此形成回到該射頻功率源122的射頻迴流迴圈。因為該側邊泵吸檔板408係固接在該接地框架406上，該撓性捲繞螺旋包覆件404可調和該基材支撐組件130高度的輕微差異，同時在該接地框架406和該延伸塊402之間保持良好的電氣和射頻電流接觸。在一實施例中，該捲繞螺旋包覆件404係由導電材料製成，例如鋁、銅、或促進傳導射頻電流的其他適當合金。

第5圖示出射頻迴流路徑500之又另一實施例。與第4圖所示配置類似，該捲繞螺旋包覆件404係設置在該延伸塊402內以提供垂直柔量，同時與該接地框架406接觸。在此特定實施例中，取代如第4圖所示之撓性條400型態，該射頻迴流路徑500係透過一緊固件502固接在該接地框架406和該腔室側壁126之間的導電棒型態。該射頻迴流路徑500可利用任何適當方法黏附、栓鎖、旋緊、或固定在該接地框架406上。因為該導電棒500係硬式固定在該腔室側壁126和該接地框架406之間，容許該基材支撐組件130的定位之垂直柔量係由該捲繞螺旋包覆件404提供。或者，該射頻迴流路徑500和該接地框架406可形成為單一主體，其擁有透過該緊固件502附接至該側壁的第一側和經配置以擱置在該捲繞螺旋包覆件404上的第二側。

該射頻迴流路徑500的配置實質上避免在基材處理過程中重複的基材支撐組件移動期間可能發生的錯位、摩擦和不必要的相對摩擦，因此提供一較清潔的處理環境。在一實施例中，該導電棒500係由導電材料製成，例如鋁、銅、或促進傳導射頻電流的其他適合材料。

在一實施例中，藉由使用沿著該射頻迴流路徑形成之具有高電容的絕緣體，可得到沿著整體射頻迴流路徑的低阻抗，因而可承載大量射頻電流。除了沿著該射頻迴流路徑使用絕緣體外，藉由在一腔室側壁和一遮蔽框架之間的射頻迴流路徑及/或附接至一基材支撐組件的延伸塊的設計，與習知設計相比，該射頻迴流路徑所需的長度顯著縮短。因為該射頻迴流路徑的距離比習知技術短很多，該射頻迴流路徑的阻抗顯著降低。此外，該射頻迴流路徑也提供大的電流承載能力，其理想上適用於大面積處理應用上。該射頻迴流路徑相對較短的行進距離提供電流承載能力低阻抗及高傳導率，因此在處理期間於該基材表面上產生較低的電壓差。低電壓差降低該基材表面上不均勻的電漿分佈和輪廓的可能性，因此提供該基材表面上的沉積膜較佳的均勻性。此外，因為該射頻迴流路徑可實質上限制該基材支撐組件上方的處理區內的電漿、電流、靜電、及電子，故可實質上減少該基材支撐組件側邊或下方之不必要的沉積或主動物種侵蝕的可能性，因此延長用於該處理腔室較低區域內之零組件的使用年限。此外，也能降低微粒污染的可能性。

此外，藉由連接該射頻迴流路徑至該遮蔽框架，其係設置在該基材支撐組件的周邊區域，電漿分佈可有效延伸至該基材支撐組件的周邊區域，特別是該基材支撐組件的角落，例如邊緣。在習知設計中，電漿常無法有效且均勻地分佈至該基材支撐組件的周邊區域，因此在基材角落，例如邊緣，上造成沉積不足。在該沉積製程係經配置以在該基材上沉積一微晶矽層的實施例中，以習知沉積技術沉積的矽膜在基材角落，例如邊緣，的結晶部分與沉積在該基材上的其他區域，例如中心、或靠近中心的區域，相比經常不足且不均勻。藉由在本應用中使用該射頻迴流路徑，廣泛的電漿分佈有效提供該基材支撐組件周邊區域，例如角落和邊緣，的沉積足夠的電漿，因此可控制並有效改善在該沉積的微晶矽膜形成之結晶部分。

第6A圖示出如第2圖所示之射頻迴流路徑184的另一實施例以及一J形射頻棒604。該遮蔽框架133擁有一射頻接地框架618，其耦接至該遮蔽框架133的底表面。該射頻迴流路徑184係耦接在該腔室側壁126和該射頻接地框架618之間。該射頻迴流路徑184提供大部分過量的能量和電漿接地且返回至該配氣板或接地的感應路徑。該J形射頻棒604係利用一緊固件626或其他適合的緊固工具耦接至該遮蔽框架133末端。在一實施例中，該J形射頻棒604包含透過一緊固件610或其他適合的緊固工具耦接至一弧形棒608的支桿606。該J形射頻棒604有效添加額外的電感，以重新引導過量能量或電漿至該腔室側壁的另一部分並遠離該遮蔽框架133和該腔室側壁126的上半部分，這可最小化和消除該腔室側壁126的上半部分及靠近該遮蔽框架133和該基材的位置之電弧。

一射頻棒支撐620擁有耦接至該腔室側壁126的第一端624及耦接至該J形射頻棒604的支桿606的第二端622。該第二端622可具有兩個尖端，在第6B圖示為604a、604b，其界定出容許該支桿606穿過其間的開口。或者，該射頻棒支撐620更包含一蓋630，其容許該支桿606穿過其間，如第6C圖所示者。或者，該射頻棒支撐620可經配置為在該處理腔室內牢牢支撐且抓持該J形射頻棒604的任何型態。

一接地框架升降器614係耦接至該基材支撐組件130底側，支撐耦接至該遮蔽框架133的射頻接地框架618。一射頻條616係設置在該接地框架升降器614至該腔室底部之間。在處理期間，該接地框架升降器614支撐該射頻接地框架618，產生從該遮蔽框架133通過該射頻接地框架618、接地框架升降器614再至該射頻條616及該腔室底部的射頻迴流路徑。在處理後，該基材支撐組件130降至一基材傳輸位置，如第6D圖所示，附接至該基材支撐組件130的接地框架升降器614隨著該基材支撐組件130的移動而下降。該射頻條616彈性地彎曲以順應該基材支撐組件130的促動和移動。當該基材支撐組件130下降時，該遮蔽框架133和該射頻接地框架618係牢固且不可移動地由該J形射頻棒604透過附接在該腔室側壁126上的射頻棒支撐620抓持，將該遮蔽框架133和該射頻接地框架618與該基材支撐組件130隔開，以促進基材從該處理腔室的移除。

第7圖示出設置在該處理腔室內之基材支撐組件130的頂視圖。該遮蔽框架133係設置在該基材支撐組件130的周邊區域上。複數個射頻棒支撐620係設置在該腔室側壁126和該基材支撐組件130之間。該射頻棒支撐620係設置在該基材支撐組件130的周邊區域周圍，除了界定在具有該流量閥108的腔室側壁126和該基材支撐組件130之間的區域702以外。設置在具有該流量閥108的腔室側壁126和該基材支撐組件130之間的區域702的射頻棒支撐620會妨礙機器人進入該處理腔室以進行基材傳輸的移動。據此，該射頻棒支撐620可經配置以設置在沿著該基材支撐組件130周邊的其他三側，706、704、708。

第8圖示出具有設置在該基材支撐組件下方連至該腔室底部104之接地條型態的射頻迴流路徑802的腔室800。該射頻迴流路徑802的功能會與上面參考第1-7圖所述之射頻迴流路徑相似。第9圖示出根據本發明之另一實施例的腔室900。一或多條射頻迴流路徑902擁有耦接至該基材支撐組件130的底表面904之一端以及耦接至該腔室900的側壁126之另一端。該射頻迴流路徑902係比第8圖腔室內所示的射頻迴流路徑802短，這減少該射頻迴流路徑902能夠用來做為來自該背板112和該配氣板110供給的射頻功率的能量之電感的表面積。因此，該短的射頻迴流路徑902減少能量的電感並減少能量在該基材支撐組件130下方的匯聚。據此，該短的射頻迴流路徑902有利地提供低阻抗，其有效傳導射頻電流同時減輕腔室零組件之間的高電位。

第10圖示出根據本發明之另一實施例的腔室1000。該腔室1000包含設置在該腔室1000內的一或多條射頻迴流路徑902。在此實施例中，一框架1002可擁有耦接至該下表面904及/或該基材支撐組件130的上側及耦接至該射頻迴流路徑902之一端的下側。該框架1002從該基材支撐組件130往外延伸，並且非常接近該腔室1000的側壁126。據此，該射頻迴流路徑902係透過該框架1002耦接至該基材支撐組件130。

該框架1002提供側壁126之間距離的縮短，其縮短該基材支撐組件130和該側壁126之間的電弧距離。此外，較短的射頻迴流路徑902可減少能量的電感，並減少能量在該基材支撐組件130下方的匯聚，如上所述般。

第11圖示出根據本發明之另一實施例的腔室1100。該背板112及/或該配氣板110係利用含有一或多條導線1104的多芯導體1110耦接至一射頻功率源1116，其與該射頻功率源122類似。在該射頻功率源1116係透過該中心支撐件116耦接至該腔室1100的實施例中，可依所需移除或消除耦接至該配氣板110或該背板112的射頻功率。該一或多條導線1104提供來自射頻功率源1116的能量，其係在該背板112邊緣周圍的多個耦接點1106、1108處耦接至該背板112。該基材支撐組件130係利用如第8圖所述之一或多條射頻迴流路徑802耦接至該腔室主體102。在此實施例中，每一條導線1104皆包含實質上延伸該背板112的一半尺寸之長度。沿著該等導線1104的長度方向提供一檔板1102，以減少沿此長度從該射頻功率源1116通至該背板112的能量之電感。該檔板1102係經示為設置在該等導線1104之一實質部分周圍的管狀構件。該檔板1102在該等導線1104和該背板112之間沿著該等導線1104的長度提供較低的能量電感，其有效隔離通至該等導線1104和該背板112的耦接點的能量。

注意到上面參考第1-11圖所述之形成並附接至設有該閥門108之側壁126的射頻迴流路徑(即導電條)延伸超過該閥門108的邊緣，以避免沉積或微粒從該閥門108進入。在該腔室側壁126的其他三側，該射頻迴流路徑(即導電條)可獨立形成並互相隔開，以容許腔室有良好的氣體流動和泵吸效率。

因此，提供一種方法及設備，其具有在一電漿處理系統內耦接一基材支撐或遮蔽框架至一腔室壁的低阻抗射頻迴流路徑。有利地，該低阻抗射頻迴流路徑提供大的電流承載能力。實質上消除該基材表面上的電漿分佈不均勻，因此減少在基材側邊或基材支撐組件下方的不預期沉積。

雖然前述係針對本發明之較佳實施例，但可在不背離其基本範圍下設計出本發明之其他及進一步實施例，而其範圍係由如下申請專利範圍決定。

100、800、900、1000、1100．．．腔室

102．．．腔室主體

104．．．底部

106．．．製程容積

108．．．閥門

109．．．真空幫浦

110．．．配氣板

111、320．．．孔

112．．．背板

114．．．懸吊裝置

116．．．中心支撐件

118．．．基材上表面

120．．．氣源

122、1116．．．射頻來源

124．．．遠端電漿源

126．．．腔室側壁

130．．．基材支撐組件

132．．．基材接收表面

133．．．遮蔽框架

134．．．支桿

136．．．舉升系統

138．．．舉升頂針

139．．．加熱及/或冷卻元件

140．．．基材

150．．．下游表面

184、300、400、500、802、902．．．射頻迴流路徑

190．．．蓋組件

192．．．圓圈

202、204、302、304、314、410、412、502、610、626．．．緊固件

206．．．保護蓋體

208、208a、208b、228、326、420．．．絕緣體

210．．．遮蔽框架支撐

212、622、624．．．第一端

214．．．第二端

216、316．．．螺孔

218．．．電極

220．．．突部

222．．．凸緣

224．．．遮蔽框架主體

226．．．階級

250．．．外壁

306、402．．．延伸塊

308、406、618．．．接地框架

310、408．．．側邊泵吸檔板

312．．．縫隙

322．．．接地框架內側

324．．．接地框架外側

404．．．螺旋包覆件

414．．．溝槽

416．．．第一側

418．．．第二側

604．．．射頻棒

604a、604b．．．尖端

606．．．支桿

608．．．弧形棒

614．．．接地框架升降器

616．．．射頻條

620．．．射頻棒支撐

630．．．蓋

702．．．區域

704、706、708．．．側邊

904．．．底表面

1002．．．框架

1102．．．檔板

1104．．．導線

1110．．．多芯導體

1106、1108．．．耦接點

因此可實現並詳細暸解上述本發明之特徵結構的方式，即對本發明更明確的描述，簡短地在前面概述過，可藉由參考其實施例來得到，其在該等附圖中示出。

第1圖係擁有一射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之一實施例的剖面圖；

第2圖係耦接至設置在第1圖之電漿輔助化學氣相沉積系統內的基材支撐之射頻迴流路徑的分解圖；

第3圖係擁有一射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之另一實施例的剖面圖；

第4圖係擁有一射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之另一實施例的剖面圖；

第5圖係擁有一射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之另一實施例的剖面圖；

第6A-D圖係擁有一射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之另一實施例的剖面圖；

第7圖係第6A圖所示之擁有該射頻迴流路徑的電漿輔助化學氣相沉積系統之上視圖；

第8圖係一腔室的側邊剖面圖；

第9圖係根據本發明之一實施例的腔室之側邊剖面圖；

第10圖係根據本發明之另一實施例的腔室之側邊剖面圖；以及

第11圖係根據本發明之另一實施例的腔室之側邊剖面圖。

為促進了解，在適當時使用相同的元件符號來表示圖式間共有的相同元件。但是，應注意到附圖僅示出本發明之一般實施例，因此不應視為是對其範圍的限制，因為本發明可容許其他等效實施例。

110．．．配氣板

111．．．孔

126．．．腔室側壁

130．．．基材支撐組件

133．．．遮蔽框架

140．．．基材

184．．．射頻迴流路徑

202、204．．．緊固件

206．．．保護蓋體

208、208a、208b、228．．．絕緣體

210．．．遮蔽框架支撐

212．．．第一端

214．．．第二端

216．．．螺孔

218．．．電極

220．．．突部

222．．．凸緣

224．．．遮蔽框架主體

226．．．階級

250．．．外壁

Claims (21)

1. 一種處理腔室，其至少包含：一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁所支撐的蓋組件；一基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區內；一遮蔽框架，設置在該基材支撐組件之一邊緣上；以及一射頻迴流路徑，擁有一耦接至該遮蔽框架的第一端及一耦接至該腔室側壁的第二端，其中該射頻迴流路徑之該第二端電容性耦接於該腔室側壁，且該射頻迴流路徑之該第二端夾在一絕緣體內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之處理腔室，其中該射頻迴流路徑包含一撓性鋁條。
3. 如申請專利範圍第1項所述之處理腔室，其中該絕緣體是陶瓷且避免直流電流流經該射頻迴流路徑至該腔室側壁。
4. 如申請專利範圍第1項所述之處理腔室，其中該絕緣體利用一緊固件附接至該腔室側壁及射頻迴流路徑上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之處理腔室，更包含： 一陶瓷絕緣體，設置在該遮蔽框架和該基材支撐組件之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之處理腔室，更包含：一遮蔽框架支撐件，附接至該腔室側壁上，並且經設置以在該基材支撐組件處於一基材傳輸位置時支撐該遮蔽框架。
7. 一種處理腔室，其至少包含：一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁所支撐的蓋組件；一基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區內；一延伸塊，附接至該基材支撐組件的一底表面上並從該基材支撐組件的一外緣往外延伸；一接地框架，設置在該處理腔室內，其尺寸係經訂製以在該基材支撐組件位於一上升位置時接合該延伸塊；一射頻迴流路徑，擁有一耦接至該接地框架的第一端及一耦接至該腔室側壁的第二端；以及一側邊泵吸檔板，設置在該處理腔室內該接地框架下方。
8. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，其中該接地框架擁有一經配置以接合該延伸塊的第一側以及一欲設置在該側邊泵吸檔板上的第二側。
9. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，其中該接地框架係固接至該側邊泵吸檔板上。
10. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，更包含：一縫隙，界定在該接地框架和該側邊泵吸檔板之間，當該接地框架在該基材支撐組件處於一上升位置時由該延伸塊支撐時。
11. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，其中該射頻迴流路徑係一撓性條。
12. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，其中該射頻迴流路徑係一導電棒。
13. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，其中該延伸塊係透過一緊固件耦接至該基材支撐組件。
14. 如申請專利範圍第13項所述之處理腔室，更包含：一遮蔽框架，設置在該基材支撐組件之一邊緣上，連接至設置在該基材支撐組件內的緊固件。
15. 如申請專利範圍第7項所述之處理腔室，更包含：一捲繞的螺旋包覆件，設置在該延伸塊位於該基材支 撐組件外部的上表面內。
16. 如申請專利範圍第14項所述之處理腔室，更包含：一絕緣體，設置在該遮蔽框架和該基材支撐組件之間。
17. 一種處理腔室，其至少包含：一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁所支撐的蓋組件；一基材支撐組件，設置在該腔室主體的處理區內，其可在一第一位置及一第二位置之間移動；一遮蔽框架，接近該基材支撐組件的一邊緣設置；一遮蔽框架支撐件，耦接至該腔室主體，且其尺寸係經訂製以在該遮蔽支撐組件位於該第二位置時支撐該遮蔽框架；一射頻迴流路徑，擁有一耦接至該遮蔽框架的第一端及一耦接至該腔室側壁的第二端；以及一第一絕緣體，避免直流電流流經該射頻迴流路徑至該腔室側壁，其中該射頻迴流路徑之該第二端電容性耦接於該腔室側壁，且該射頻迴流路徑之該第二端夾在該第一絕緣體內。
18. 如申請專利範圍第17項所述之處理腔室，其中該射頻迴流路徑係一撓性鋁條。
19. 如申請專利範圍第17項所述之處理腔室，更包含：一第二絕緣體，設置在該遮蔽框架和該基材支撐組件之間。
20. 一種處理腔室，其至少包含：一腔室主體，其擁有界定一處理區之一腔室側壁、一底部及一由該腔室側壁所支撐的蓋組件；一背板，設置在該腔室主體內該蓋組件下方；一基材支撐件，設置在該腔室主體的處理區內；一射頻迴流路徑，擁有一耦接至該基材支撐件的第一端及一耦接至該腔室主體的第二端；一或多條導線，具有複數個耦接至一邊緣且位於該背板上方的接觸點；以及一檔板，沿著耦接至該背板的該等導線設置。
21. 如申請專利範圍第20項所述之處理腔室，更包含：一射頻功率源，透過設置在該處理腔室內的導線耦接至該背板。