專利名稱：用于真空處理裝置的接地組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空處理裝置，例如對襯底或其他工件進(jìn)行蝕刻或在其上形成薄膜的等離子體室。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體、平板顯示器、太陽能電池板等領(lǐng)域的加工過程中都包括在真空室中進(jìn)行處理。例如，真空室用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)、物理汽相淀積(PVD)、等離子體蝕刻以及用于在襯底(工件)上形成薄膜和在襯底上蝕刻結(jié)構(gòu)的各種其他處理。在這樣的室中，各種氣體通過噴射器或通過噴頭流入所述室，并且等離子體被點(diǎn)燃以對所述襯底上進(jìn)行蝕刻或在其上沉積薄膜。為了將等離子體中的帶電物質(zhì)朝向襯底吸引，接地電位被施加于襯底或者襯底下面的電極。 圖1A-1C是用于一次處理單個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可在其中實(shí)施。裝載室105用于將單個(gè)襯底102裝載到真空處理室100中。在圖IA中，真空門115關(guān)閉，襯底位于裝載室105內(nèi)的機(jī)械手110的鉸接臂111上。如圖所示，下部電極120、室主體122和室頂部124全部接地。在該示例中，RF(射頻)電源連接至上部電極125，而地或者其他電源供至下部電極120。然而，還公知的是接地至上部電極并且向下部電極提供RF電源，或者向接地的室內(nèi)的兩個(gè)電極都提供RF電源。在圖IB中，真空門115已經(jīng)打開，鉸接臂111將襯底引進(jìn)處理室100的內(nèi)部。在圖IC中，襯底已經(jīng)置于基座120上，鉸接臂111已經(jīng)被收回，并且真空門115已經(jīng)關(guān)閉。在這樣的條件下，等離子體被點(diǎn)燃并且處理步驟被執(zhí)行。因?yàn)閱蝹€(gè)襯底直接位于基座上，它一般順從基座上的不規(guī)則性，并與基座保持較好的物理的和均勻的電接觸。圖2A-2D是用于處理放置在支架上的多個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可在其中實(shí)施。該實(shí)施例特別適用于在硅晶片上制造太陽能電池。應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然所示實(shí)施例示出的是適于同時(shí)運(yùn)送若干個(gè)襯底的托盤或支架，但也可以用被構(gòu)造為運(yùn)送單個(gè)襯底的托盤來完成。裝載室205用于將若干個(gè)位于托盤204上的襯底202裝載到真空處理室200中。在圖2A中，真空門215關(guān)閉，并且襯底202位于托盤204上，所述托盤204可使用輥?zhàn)?06、環(huán)形帶等傳送。如圖所示，下部電極220、室主體222和室頂部224均接地。在該示例中，RF電源連接至上部電極225，而地或者其他電源供至下部電極220。然而，還公知的是，接地至上部電極和向下部電極提供RF電源，或者向接地的室內(nèi)的兩個(gè)電極都提供RF電源。在圖2B中，真空門215已經(jīng)打開，托盤204被引進(jìn)處理室200的內(nèi)部。在圖2C中，真空門已經(jīng)關(guān)閉，并且室200內(nèi)能被抽成真空。在圖2D中，托盤204被放置到已經(jīng)被升到其處理位置中的基座220上。在這樣的條件下，等離子體被點(diǎn)燃并且處理步驟能夠進(jìn)行。因?yàn)閱蝹€(gè)襯底不直接坐落在基座上，而是位于托盤上，并且因?yàn)橥斜P一般不會順從基座上的不規(guī)則性，因此不與基座進(jìn)行均勻的電接觸。也就是說，電路徑必須從基座流至托盤和從托盤流至每個(gè)晶片。所述托盤或支架不會完全地順從基座，因此電接觸不均勻且更可能被限制于各離散點(diǎn)。圖3A-3F是用于處理放置在基座上的多個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可在其中實(shí)施。該實(shí)施例特別適用于在硅晶片上制造太陽能電池、LED等。應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然所示實(shí)施例示出的是適于同時(shí)運(yùn)送若干個(gè)襯底的托盤或支架，但也可用被構(gòu)造為運(yùn)送單個(gè)襯底的托盤或支架來完成。裝載室305用于將位于托盤或支架304上的若干個(gè)襯底302裝載到真空處理室300中。在圖3A中，真空門315關(guān)閉，并且襯底302位于托盤304上，所述托盤304可使用輥?zhàn)?06、環(huán)形帶等傳送。如圖所示，下部電極320、室主體322和室頂部324均接地。在該實(shí)施例中，RF電源連接至上部電極325，而地或者其它電源被供至下部電極320。在該實(shí)施例中，基座坐落在基架308上。然而，還公知的是，接地至上部電極和向下部電極提供RF電源，或者向接地的室內(nèi)的兩個(gè)電極都提供RF電源。在圖3B中，真空門315已經(jīng)打開，托盤304被引進(jìn)處理室300的內(nèi)部。在圖3C中，托盤304完全位于室300內(nèi)。在圖3D中，基座被升起，并且襯底從托盤被傳輸至基座上。也就是說，圖3A-3F的室包括傳送機(jī)構(gòu)301，其構(gòu)造為從托盤傳送襯底到基座上。在圖3E中， 托盤304從室200移走，在圖3F中真空門315關(guān)閉并且室300內(nèi)部能被抽成真空。在這樣的條件下，等離子體被點(diǎn)燃并且處理步驟能夠進(jìn)行。在該實(shí)施例中，電路徑必須從基架流至基座，再從基座流至每個(gè)晶片。然而，因?yàn)榛突懿皇峭耆降模粫耆仨槒幕?，因此電接觸不均勻且更可能被限制于離散點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所包括的以下概述是為了提供對本發(fā)明一些方面和特征的基本理解。此概述不是本發(fā)明的外延綜述，同樣地它也并不旨在特別標(biāo)定本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)或關(guān)鍵性部件或者劃定本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化的形式介紹本發(fā)明的一些概念，作為下面介紹的更詳細(xì)說明的前述。本發(fā)明提供一種真空處理室，其具有用于改善與襯底支架的電接觸的裝置。具體實(shí)施例提供了一種等離子體處理室，其具有用于支撐支架的基架、多個(gè)固定柱和在基架的區(qū)域上分散的彈性觸頭。所述固定柱為支架提供物理支撐，而彈性觸頭提供與支架的可靠的、可重復(fù)的、多點(diǎn)電接觸。本發(fā)明的其他方面和特征將從這里描述的多種實(shí)施例的描述中變得更為清楚，并且歸屬在后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍和精神內(nèi)。


并入并組成該說明書一部分的附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書的描述一起用于解釋和圖解本發(fā)明的原理。所述附圖用于以圖表方式圖解各示例性實(shí)施例的主要特征。所述附圖并不旨在描述實(shí)際實(shí)施例的每個(gè)特征，也不表示被描述的各元件的相關(guān)尺寸，并且也不是按比例描繪。圖1A-1C是用于一次處理單個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可在其中實(shí)施。圖2A-2D是用于處理放置在支架上的多個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可在其中實(shí)施。
圖3A-3F是用于處理放置在基座上的多個(gè)襯底的真空處理室的各個(gè)階段的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例可其中實(shí)施。圖4A-4D是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的真空處理室的示意圖。圖4E圖解了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的室的俯視圖。圖4F圖解了一個(gè)用于彈性觸頭的可替換性實(shí)施例。圖4G是根據(jù)本發(fā)明的室的另一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖4A是圖解實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的等離子體處理室400的主要元件的示意圖。室400包括實(shí)質(zhì)上由例如鋁、不銹鋼等金屬制成的室主體。具有基架408用于支撐支架420，在支架420上放置一個(gè)或多個(gè)襯底402。在該說明書的整個(gè)其余部分，簡稱的“支架”將用 于表示各種替換性元件，例如可移除的基座、托盤、襯底保持器等等。這里的關(guān)鍵點(diǎn)是，襯底位于支架上且支架位于基架上并需要與其構(gòu)成電接觸?；?08可連接至升降機(jī)構(gòu)435，以便其能被降低以用于通過閥415進(jìn)行襯底裝載，然后被升起至圖示的位置來進(jìn)行處理。通過升降機(jī)構(gòu)435和/或通過例如導(dǎo)電帶或條401，接地被供至基架，這取決于基座的尺寸和需要傳遞給基座的功率的量。在其頂部，室具有陰極組件425，RF電源連接至該陰極組件425。在圖示的結(jié)構(gòu)中，地電位被施加給基架408以便被結(jié)合至襯底。為了避免上述提及的接地問題，在該實(shí)施例中，固定接地柱430被附接至基架408，在該實(shí)施例中其充當(dāng)被導(dǎo)電帶401接地的電極。在這方面，應(yīng)該認(rèn)識到，盡管在操作期間柱430被固定在一個(gè)位置，但是在對系統(tǒng)進(jìn)行操作之前所述柱是能手動(dòng)調(diào)節(jié)的，以便保證邊緣接觸并致使基座順應(yīng)所需的輪廓。支架420坐落在柱430上，這樣電接觸通過柱430來形成。所述固定柱430提供可重復(fù)的接觸以改善接地性。然而，這樣的布置也可能具有很少的與支架420的可靠接觸點(diǎn)。在使用被重復(fù)地在室內(nèi)拆卸與放回的托盤的情況下尤其如此。這對于其中基座是可移除的且不被螺釘固定至基架的室而言情況也是如此。圖4B圖解了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。除固定柱430之外還添加有彈性接地觸頭438，除此之外，圖4B中的元件類似于圖4A中的元件。如圖所示，當(dāng)沒有托盤或基座位于基架上時(shí)，彈性接地觸頭438的頂部延伸到固定柱430的頂部上方。如圖4C所示，當(dāng)支架420被放置在基架408上時(shí)，所述支架壓縮彈性觸頭438直至其支靠在柱430上。以這樣的方式，通過柱430和每個(gè)彈性觸頭438 二者形成較好的電接觸。然而應(yīng)該理解的是，在該實(shí)施例中固定柱430可以導(dǎo)電或可以不導(dǎo)電，因?yàn)殡娊佑|通過彈性觸頭438來保證。此外，柱430或彈性觸頭438可被附接至支架420，而不是附接至基架408。圖4B中的局部放大圖(callout)圖解了彈性觸頭438的一個(gè)例子。在該實(shí)施例中，例如板簧的導(dǎo)電彈簧436在一端被連接至導(dǎo)電塊432。塊432通過例如穿過孔434插入的螺栓而被連接至基架408。當(dāng)若干個(gè)彈性觸頭438被固定至基架408上時(shí)，所述導(dǎo)電彈簧形成被加載的電觸頭以保證與支架的可重復(fù)的、可靠的和多點(diǎn)的連接，無論支架是托盤或基座等，如圖4C所示。該裝置便于將具有襯底的托盤可重復(fù)地從基架移除和放置到基架上，或?qū)⒒鶑幕芤瞥头胖玫交苌?。例如，基座能被移除用于清潔、保養(yǎng)、已壞襯底的清除等。如圖4C所示，支架的重量壓縮彈簧436直至支架支靠在固定柱430上。
圖4D圖解了不設(shè)置獨(dú)立固定柱的例子。相反，多個(gè)彈性觸頭438被附接至室的基架或底板，并且支架420直接支靠在彈簧436上。該實(shí)施例可使用參照圖4B和4C描述的彈性觸頭438。另一方面，如圖4D的局部放大圖(callout)所示，該實(shí)施例可使用包括止擋439的修改的彈性觸頭。可以理解，彈簧436可被支架的重量壓縮直至彈簧436接觸止擋439。這限制彈簧436的壓縮量并因此固定支架420的高度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述室具有的彈性觸頭438中，其中一些所述彈性觸頭438包括止擋并且其余的彈性觸頭438不包括止擋。例如，僅僅位于角落的觸頭438具有止擋，其余的觸頭438不具有止擋。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所有的彈性觸頭都包括止擋。圖4E圖解了所述室400的俯視圖，其中支架420用虛線圖解以表明其已經(jīng)從室中移除。如圖所示，一般在基架的周邊設(shè)置相對少量的柱430。大量的彈性觸頭438被均勻地分配在基架的整個(gè)區(qū)域內(nèi)。也就是說，彈性觸頭的數(shù)目比固定柱的數(shù)目多， 這樣固定柱提供可靠和可重復(fù)的物理定向，同時(shí)彈性觸頭提供可靠的、可重復(fù)的和分布式的電接觸。當(dāng)支架被放置在室內(nèi)時(shí)，其壓縮彈性觸頭438以獲得良好的電接觸，然后支靠在位于周邊的柱430上，從而保證正確對準(zhǔn)。如局部放大圖所示，柱430可包括圓錐形的頂部，所述圓錐形的頂部與支架中的相應(yīng)的孔配合以增強(qiáng)支架的側(cè)向和旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。圖4F圖解了彈性觸頭450的另一個(gè)實(shí)施例。在圖4F中，管狀段454被固定，同時(shí)滑動(dòng)段452相對于固定段453滑動(dòng)。在圖4F中，滑動(dòng)段452被示出為具有較小直徑并在固定段454內(nèi)滑動(dòng)，然而滑動(dòng)段也可以被構(gòu)造成具有較大的直徑并在固定段454之上滑動(dòng)。彈簧456推動(dòng)滑動(dòng)段452至伸展位置。當(dāng)支架420被放置在基架上時(shí)，滑動(dòng)段452向下滑動(dòng)并獲得與支架420的良好電接觸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，彈性觸頭450選擇性地包括限制滑動(dòng)段452的壓縮的止擋458。正如之前解釋的，使用止擋選擇，固定柱可免除，并且取而代之的是，具有止擋的若干彈性觸頭450可設(shè)在周邊或者角落，而其余的觸頭可以不具有止擋。圖4G圖解了所述室400另一個(gè)實(shí)施例的俯視圖，其中支架420用虛線圖解以表明其已經(jīng)從室中移除。如圖所示，設(shè)有相對少量的柱430。大量的彈性觸頭438繞基架的周邊均勻地分布。也就是說，彈性觸頭438比固定柱更靠近支架420的邊緣，這樣電流通過彈簧436在邊緣離開支架420，并且從不到達(dá)柱430。固定柱提供穩(wěn)定和可重復(fù)的物理定位，同時(shí)彈性觸頭提供可靠的、可重復(fù)的和分布式的電接觸。當(dāng)支架被放置在室內(nèi)時(shí)，其壓縮彈性觸頭438以獲得良好的電接觸，然后支靠在位于周邊的柱430上，從而保證正確對準(zhǔn)。然而，如上所述并如4D所示，可以免除固定柱并僅依靠彈性柱，或依靠具有止擋的彈性柱。雖然本發(fā)明已經(jīng)參照其具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但不局限于那些實(shí)施例。具體地，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可實(shí)施多種變化和修改。
權(quán)利要求
1.ー種真空處理室，包括 室主體； 基架； 設(shè)在所述基架頂面上的多個(gè)彈性觸頭； 連接每個(gè)彈性觸頭至地電位的地電位路徑；和， 坐落在基架上并與彈性觸頭形成電接觸的支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在于，所述支架包括可移除的基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空處理室，其特征在于，所述可移除的基座被構(gòu)造為用于同時(shí)支撐多個(gè)襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在于，所述支架包括襯底托盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空處理室，其特征在于，所述襯底托盤被構(gòu)造為用于同時(shí)支撐多個(gè)襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在于，還包括附接至所述基架的頂面的多個(gè)固定柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)固定柱設(shè)在基架的周邊區(qū)域，并且多個(gè)彈性觸頭在基架的整個(gè)所述區(qū)域上被均勻地分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)弾性觸頭的至少一部分包括止擋。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)弾性觸頭繞基架的所述周邊分布，并且其中位于角落的弾性觸頭包括止擋。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在干，每個(gè)彈性觸頭包括導(dǎo)電塊和板簧，所述板簧在其一端連接至所述導(dǎo)電塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的真空處理室，其特征在干，每個(gè)彈性觸頭還包括設(shè)置在導(dǎo)電塊和板簧之間的止擋。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空處理室，其特征在干，每個(gè)彈性觸頭包括固定部件和滑動(dòng)部件，以及推動(dòng)滑動(dòng)部件至伸展位置的彈簧。
13.一種用于對多個(gè)位干支架上的襯底同時(shí)進(jìn)行等離子體處理的真空處理室，包括 室主體； 設(shè)在所述室主體的上段的噴頭； 設(shè)于所述室主體的下部的基架； 多個(gè)固定柱，其設(shè)于所述基架的頂面上并構(gòu)造為支撐支架； 多個(gè)彈性觸頭，其在基架的頂面上均勻地分布并被構(gòu)造為形成與支架的電接觸； 連接每個(gè)彈性觸頭至電位的電路徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空處理室，其特征在于，所述支架包括基座，并且還包括傳送機(jī)構(gòu)，所述傳送機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將襯底從托盤傳送至基座上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空處理室，其特征在于，所述電位是地電位。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空處理室，其特征在于，所述支架包括可移除基座或托盤其中之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)弾性觸頭設(shè)于基架的周邊區(qū)域，并且所述多個(gè)固定柱分布在從所述弾性觸頭向內(nèi)的位置。
18.一種用于對多個(gè)位干支架上的襯底同時(shí)進(jìn)行等離子體處理的真空處理室，包括 室主體； 設(shè)在所述室主體的上段的噴頭； 設(shè)在所述室主體的下部的基架； 襯底支架； 多個(gè)彈性觸頭，其在基架的頂面上分布并被構(gòu)造為形成與襯底支架的電接觸； 連接每個(gè)彈性觸頭至電位的地電位路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的真空處理室，其特征在于，所述支架包括可移除基座或托盤其中之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)弾性觸頭設(shè)在襯底支架的周邊區(qū)域，并且還包括基架頂面上的多個(gè)固定柱。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空處理室，其特征在于，所述多個(gè)弾性觸頭設(shè)在基架的周邊區(qū)域，并且所述多個(gè)固定柱分布在比弾性觸頭更向內(nèi)的位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空處理室，其特征在于，所述電位是RF電源或DC電位中的至少ー個(gè)。
全文摘要
一種真空處理室，其具有用于改善與襯底支架的電接觸的裝置。具體實(shí)施例提供了一種等離子體處理室，其具有用于支撐支架的基架、多個(gè)固定柱和在基架的整個(gè)區(qū)域上分散的彈性觸頭。所述固定柱為支架提供物理支撐，同時(shí)彈性觸頭提供與支架的可靠的、可重復(fù)的多點(diǎn)電接觸。
文檔編號H01J37/32GK102760631SQ20121012453
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者C·L·史蒂文斯, W·T·布洛尼甘 申請人:奧博泰克Lt太陽能公司