專利名稱：等離子體處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在維持于真空狀態(tài)的室中產(chǎn)生等離子體并使 用所述等離子體處理基板的等離子體處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
使用等離子體處理基板表面的等離子體處理設(shè)備，已經(jīng)被廣泛 用于制造半導(dǎo)體裝置和液晶顯示裝置的工藝之中。等離子體處理設(shè) 備包括用于執(zhí)行對(duì)基板的蝕刻的等離子體蝕刻設(shè)備和用于執(zhí)行對(duì) 基板的等離子體化學(xué)氣相淀積(CVD)的CVDi殳備。
如圖1所示，等離子體處理設(shè)備l包括平行設(shè)置使得其彼此面 對(duì)的兩個(gè)平板形電極10和20。基板S安裝在下電極20上。因此， 下電極20可以被稱為"基板支架"。
此外，在等離子體處理設(shè)備l中提供了用于幫助將基板S運(yùn)送 入和出等離子體處理設(shè)備1的內(nèi)部提升銷30和外部提升桿(未示 出)，如圖1所示。內(nèi)部提升銷30被設(shè)置在通過(guò)下電極20的邊緣 而形成的通孔22中，并且在通孑L 22中垂直移動(dòng)。
外部提升桿在下電極20的外部提供。即外部提升桿被設(shè)置在 下電極20的側(cè)壁和等離子體處理設(shè)備1的側(cè)壁之間所形成的空間 內(nèi)，并且垂直移動(dòng)。用于把內(nèi)部氣體排到外部的排出單元40通過(guò)等離子體處理設(shè) 備而形成。排出單元40通過(guò)抽吸來(lái)去除等離子體處理設(shè)備1中的 氣體，并使用在等離子體處理設(shè)備l的外部提供的泵(未示出)來(lái) 維持等離子體處理設(shè)備1的真空狀態(tài)。
上電極10被設(shè)置在面對(duì)下電極20的位置。上電極10用作過(guò) 程氣體供應(yīng)單元，用于將過(guò)程氣體供應(yīng)到上和下電極10和20之間 的空間以及電才及。相應(yīng)地，如圖1所示，'淋浴頭12連4婁到上電相^ 10的下部。'淋浴頭12具有多個(gè)具有細(xì)直徑的過(guò)禾呈氣體擴(kuò)散孔14。 淋浴頭12將過(guò)程氣體均勻地供應(yīng)到上和下電極10和20之間的空 間。供應(yīng)到上和下電才及10和20之間的空間的過(guò)禾呈氣體由施加到上 和下電極10和20的高頻功率轉(zhuǎn)變成等離子體，且所述等離子體處 理基板S的表面。
用于使制冷劑通過(guò)其循環(huán)的制冷劑通道16在上電極10中形 成。制冷劑通道16在水平方向通過(guò)上電極10,并均勻地設(shè)置成遍 及上電極10的所有區(qū)域。制冷劑通道16的一端連接到與外部相通 的制冷劑供應(yīng)管17，而制冷劑通道16的另一端連接到制冷劑收集 管18。相應(yīng)地，制冷劑通道16從制冷劑供應(yīng)管17接收新的制冷劑 并且把廢的制冷劑返回到制冷劑收集管18，從而使制冷劑循環(huán)。制 冷劑通道16用來(lái)防止由等離子體處理設(shè)備1所執(zhí)行的工藝受到由 于等離子體產(chǎn)生而引起的淋浴頭12的溫度升高的影響。
由于常身見(jiàn)等離子體處理i殳備1具有不直4妻在、淋浴頭12中形成 而是在上電極10中形成的制冷劑通道16， 4吏得淋浴頭12間接;故冷 卻，不容易控制淋浴頭12的溫度。當(dāng)、淋浴頭12的溫度由于控制淋
浴頭12的溫度的困難而升高，高頻功率傳^r效率降j氐并影響蝕刻
速率或蝕刻均勻性，因而損害了等離子體處理的再現(xiàn)性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于以上問(wèn)題而產(chǎn)生，并且本發(fā)明的目的是提供 一種等離子體處理裝置，其中淋浴頭的溫度被直接調(diào)節(jié)，從而改善 等離子體處理的再現(xiàn)性。
本發(fā)明的另一目的提供等離子體處理裝置，其包括在淋浴頭和 上電極之間安裝的熱傳輸單元，從而容易地調(diào)節(jié)淋浴頭的溫度。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述的和其它的目的可通過(guò)沖是供一種 等離子體處理設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，所述等離子體處理設(shè)備用于在維持于真
空狀態(tài)的室內(nèi)產(chǎn)生等離子體并使用所述等離子體處理基板，包括 上和下電極，分別4是供在室的上面和下面部分，用于將高頻功率施 加到室中；淋浴頭，連接到上電極的下面部分，用于將過(guò)程氣體擴(kuò) 散到室中；制冷劑通道，在水平方向通過(guò)淋浴頭，用于通過(guò)制冷劑； 以及制冷劑循環(huán)單元，連接到制冷劑通道的兩端，用于將制冷劑供 應(yīng)到制冷劑通道的 一端并從制冷劑通道的另 一端收集制冷劑以便 《吏制冷劑循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種等離子體處理設(shè)備，所述 等離子體處理設(shè)備用于在維持于真空狀態(tài)的室內(nèi)產(chǎn)生等離子體并 使用所述等離子體處理基板，包括上和下電極，分別提供在室的 上面和下面部分，用于將高頻功率施加到室上；淋浴頭，連接到從 上電極的下表面向下突出的邊纟彖部分，用于將過(guò)程氣體擴(kuò)散到室 中；制冷劑通道，在水平方向通過(guò)上電才及，用于通過(guò)^人外部供應(yīng)的 制冷劑；熱傳輸單元，接觸淋浴頭的上表面和上電極的下表面，用 于將淋浴頭的熱傳輸?shù)缴想姌O；以及制冷劑循環(huán)單元，連接到制冷 劑通道的兩端，用于將制冷劑供應(yīng)到制冷劑通道的 一端并從制冷劑 通道的另 一端收集制冷劑。


本發(fā)明的上述的和其它的目的、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)將從與附圖
結(jié)合鄉(xiāng)會(huì)出的以下i羊細(xì)描述而更清楚;l也:帔理解，其中 圖1是常規(guī)等離子體處理設(shè)備的截面圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的截面
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第 一實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的淋浴頭 的透一見(jiàn)圖4是才艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的截面
圖5是才艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的等離子體處理i殳備的熱傳輸 單元的透一見(jiàn)圖6是4艮據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的等離子體處理i殳備的另 一熱 傳輸單元的透視圖；以及
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的等離子體處理i殳備的又一熱 傳豐敘單元的透3見(jiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 <第一實(shí)施例〉如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備 100包括上電極110、下電極120、淋浴頭150、內(nèi)部4是升銷130、 外部才是升桿140、過(guò)程氣體供應(yīng)單元(未示出)以及4非出單元(未 示出)，這些安裝在維持于真空狀態(tài)的室中。這里，此實(shí)施例的等 離子體處理設(shè)備100的下電極120、內(nèi)部提升銷130、外部提升桿 140、過(guò)程氣體供應(yīng)單元以及排出單元的結(jié)構(gòu)和功能與常規(guī)等離子 體處理設(shè)備基本相同，并且其詳細(xì)描述將因此省略，因?yàn)檫@被i人為 是不必要的。
此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備100的上電極110和淋浴頭150 的結(jié)構(gòu)和功能與常失見(jiàn)等離子體處理i殳備不同，其詳細(xì)描述將如下詳 纟田進(jìn)行。
與常失見(jiàn)等離子體處理i殳備1的上電4及10不同，此實(shí)施例的等 離子體處理i殳備100的上電才及110不具有通過(guò)其所形成的制冷劑通 道。相應(yīng)地，上電極110具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)且容易制造。
淋浴頭150連接到上電極110的下面部分，并且用來(lái)使從外部 供應(yīng)的過(guò)程氣體均勻擴(kuò)散到室中。在此實(shí)施例中，制冷劑通道152 在水平方向均勻形成，遍及、淋浴頭150的所有區(qū)i或。由于此實(shí)施例 的等離子體處理i殳備100的、淋浴頭150通過(guò)制冷劑通道152直4妾冷 卻，易于控制'淋浴頭150的溫度。為了直4妄通過(guò)'淋浴頭150形成制 冷劑通道152，淋浴頭150具有大約17mm的厚度，而常規(guī)等離子 體處理i殳備1的'淋浴頭12具有大約10 mm的厚度。
制冷劑通道152的兩端都連"l妄到制冷劑循環(huán)單元160,以1^更制 冷劑循環(huán)單元160將制冷劑供應(yīng)到制冷劑通道152且然后從制冷劑 通道152收集制冷劑以〗吏制冷劑循環(huán)。在此實(shí)施例中，制冷劑循環(huán) 單元160包括制冷劑供應(yīng)管162、制冷劑收集管164以及制冷劑循 環(huán)泵166。制冷劑供應(yīng)管162通過(guò)室，并連接制冷劑通道152的一端。制 冷劑供應(yīng)管162用來(lái)將來(lái)自外部的新制冷劑供應(yīng)到制冷劑通道152。
與制冷劑供應(yīng)管162相同，制冷劑收集管164通過(guò)室，并且連 接制冷劑通道的另 一端。制冷劑收集管164用來(lái)收集已從制冷劑通 道152排放到外部的廢的制冷劑。
制冷劑循環(huán)泵166連接到制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集管 164，并且用來(lái)強(qiáng)制使制冷劑循環(huán)。用于存儲(chǔ)指定量制冷劑的制冷 劑存4諸箱可以安裝在制冷劑循環(huán)泵166中。
在此實(shí)施例中，端蓋168用于互連制冷劑循環(huán)泵166以及制冷 劑供應(yīng)和回收管162和164。端蓋168促進(jìn)與室分離制備的制冷劑 循環(huán)泵166連4妄到固定到室的制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集管 164以及從其斷開(kāi)連接。為了維護(hù)和修理等離子體處理設(shè)備100， 等離子體處理i殳備100的室的上壁打開(kāi)。當(dāng)室的上壁打開(kāi)時(shí)，有必 要先將制冷劑循環(huán)泵166從制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集管164 分離。相應(yīng)地，由于制冷劑循環(huán)泵166很容易連接到制冷劑供應(yīng)管 162和制冷劑收集管164以及/人其斷開(kāi)，此實(shí)施例的等離子體處理 設(shè)備100是有利的，因?yàn)槠渚S護(hù)和修理容易。
如圖2所示，在此實(shí)施例中，制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集 管164通過(guò)室的上壁突出到外部。此結(jié)構(gòu)也便于等離子體處理設(shè)備 100的維護(hù)和4'務(wù)理。即，當(dāng)制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集管164 通過(guò)室的側(cè)壁突出到外部時(shí)，由等離子體處J里"i殳備100占用的空間 增大并且制冷劑供應(yīng)管162和制冷劑收集管164可妨礙等離子體處 理i殳備100的維護(hù)和》務(wù)理。
如上所述，此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備100的淋浴頭150具 有比常規(guī)等離子體處理設(shè)備的淋浴頭更大的厚度。因此，淋浴頭150重量增加。為了減輕'淋浴頭150的重量，在、淋浴頭的上表面形成槽 154。即，如圖3所示，所述槽154縱向延伸，刻在淋浴頭150的 上表面中遠(yuǎn)離制冷劑通道152的位置。用于擴(kuò)散過(guò)程氣體的過(guò)程氣 體擴(kuò)散孔156在厚度方向通過(guò)淋浴頭150沿著槽154形成。當(dāng)槽在 '淋浴頭150中形成時(shí)，'淋浴頭150重量減少，因而減少了施力口到等 離子體處理設(shè)備100的負(fù)載。此外，通過(guò)過(guò)禾呈氣體擴(kuò)散孔156擴(kuò)散 的過(guò)程氣體平滑流動(dòng)，因而均勻地?cái)U(kuò)散。
<第二實(shí)施例>
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備 200包括上電極210、下電極220、淋浴頭250、熱傳輸單元260、 制冷劑循環(huán)單元270、內(nèi)部^是升銷230、外部4是升^干(未示出)、過(guò) 程氣體供應(yīng)單元(未示出)以及排出單元240，這些安裝在維持于 真空狀態(tài)的室中。這里，此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備200的上電 才及210、下電才及220、內(nèi)部提升4肖230、外部才是升才干、過(guò)禾呈氣體供應(yīng) 單元以及排出單元240的結(jié)構(gòu)和功能與常力見(jiàn)等離子體處理i殳備基本 相同，并且其詳細(xì)描述將因此省略，因?yàn)檫@4皮認(rèn)為是不必要的。
此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備200的淋浴頭250、熱傳輸單元 260以及制冷劑循環(huán)單元270的結(jié)構(gòu)和功能與常^L等離子體處理i殳 備不同，并且其詳細(xì)描述將如下詳細(xì)進(jìn)4亍。
熱傳輸單元260提供在此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備200的淋 浴頭250的上表面上。熱傳輸單元260用來(lái)將淋浴頭250的熱量傳 輸?shù)缴想姌O210。在此實(shí)施例中，熱傳輸單元260被設(shè)置在淋浴頭 250的上表面和上電極210的下表面之間所形成的空間中，使得熱 傳輸單元260既4矣觸'淋浴頭250的上表面也4妄觸上電才及210的下表 面。因而，熱傳$#單元260將淋浴頭250的熱傳l命到上電才及210。 另 一方面，雖然在常規(guī)等離子體處理設(shè)備的淋浴頭和上電極之間存在具有指定高度的空間，常身見(jiàn)等離子體處理i殳備不包4舌在淋浴頭和 上電極之間的直接接觸單元，因此造成難以直接冷卻淋浴頭。此實(shí)
施例的等離子體處理設(shè)備200解決了常規(guī)等離子體處理設(shè)備的上述 問(wèn)題。即，直接由制冷劑冷卻的上電極210在幾個(gè)部分接觸淋浴頭 250，使得淋浴頭250的熱容易地傳輸?shù)缴想姌O210。
優(yōu)選地，此實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備200的熱傳輸單元260 由具有良好熱傳導(dǎo)率的金屬制成。
如圖5所示，熱4專l命單元260可以包4舌由指定間隔4皮此分離的 多個(gè)熱傳輸銷262。熱傳輸銷262均勻地設(shè)置，遍及'淋浴頭250的 整個(gè)區(qū)域。
此外，如圖6和7所示，熱傳輸單元260可包括多個(gè)熱傳輸板 264或一熱傳輸一各構(gòu)266。優(yōu)選地，熱傳輸板264或熱傳輸格構(gòu)266 均勻設(shè)置，遍及淋浴頭260的整個(gè)區(qū)域以便于均勻調(diào)節(jié)淋浴頭250 的整個(gè)區(qū)纟或的溫度。
當(dāng)熱傳輸單元260包括熱傳輸4反264或熱傳輸格構(gòu)266時(shí)，用 于通過(guò)過(guò)程氣體的孔268優(yōu)選地通過(guò)熱傳輸板264或熱傳輸才各構(gòu) 266而形成，乂人而允許過(guò)程氣體平滑流動(dòng)。如圖6和7所示，多個(gè) 孔268在厚度方向通過(guò)熱傳輸板264或熱傳輸格構(gòu)266。
制冷劑通道212在上電4及210中形成。制冷劑通道212在水平 方向通過(guò)上電極210，使得制冷劑通道212遍及上電極210的所有
區(qū)i或而"i殳置。
制冷劑通道212的兩端都連接到制冷劑循環(huán)單元270，以便制 冷劑循環(huán)單元270將制冷劑供應(yīng)到制冷劑通道212并且然后A人制冷 劑通道212收集制冷劑以使制冷劑循環(huán)。在此實(shí)施例中，制冷劑循環(huán)單元270包括制冷劑供應(yīng)管272、制冷劑收集管274以及制冷劑 循環(huán)泵276。
制冷劑供應(yīng)管272通過(guò)室壁，并且連接制冷劑通道212的一端。 制冷劑供應(yīng)管272用來(lái)將來(lái)自外部的新制冷劑供應(yīng)到制冷劑通道 212。
與制冷劑供應(yīng)管272相同，制冷劑收集管274通過(guò)室壁，并且 連接到制冷劑通道212的另一端。制冷劑收集管274用來(lái)收集已從 制冷劑通道212排放到外部的廢制冷劑。
制冷劑循環(huán)泵276連接到制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集管 274,并且用來(lái)強(qiáng)制〗吏制冷劑循環(huán)。用于存儲(chǔ)指定量制冷劑的制冷 劑存儲(chǔ)箱可安裝在制冷劑循環(huán)泵276中。
在此實(shí)施例中，端蓋278用于互連制冷劑循環(huán)泵276以及制冷 劑供應(yīng)和回收管272和274。端蓋278促進(jìn)與室分離制備的制冷劑 循環(huán)泵276連接到固定到室的制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集管 274以及從其斷開(kāi)連接。為了維護(hù)和修理等離子體處理設(shè)備200, 等離子體處理設(shè)備200的室的上壁打開(kāi)。當(dāng)室的上壁打開(kāi)時(shí)，有必 要先將制冷劑循環(huán)泵276與制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集管274 分離。相應(yīng)地，由于制冷劑循環(huán)泵276容易地連接到制冷劑供應(yīng)管 272和制冷劑收集管274以及從其斷開(kāi)連接，此實(shí)施例的等離子體 處理設(shè)備200是有利的，因?yàn)槠渚S護(hù)和修理容易。
如圖4所示，在此實(shí)施例中，制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集 管274通過(guò)室的上壁突出到外部。此結(jié)構(gòu)也易于等離子體處理設(shè)備 200的維護(hù)和修理。即，當(dāng)制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集管274 通過(guò)室的側(cè)壁突出到外部時(shí)，由等離子體處理設(shè)備200所占用的空間增大，并且制冷劑供應(yīng)管272和制冷劑收集管274可妨礙等離子 體處理i殳備200的維護(hù)和纟務(wù)理。
從以上描述而顯而易見(jiàn)，本發(fā)明提供了具有如下幾種效果的等 離子體處理設(shè)備。
首先，由于本發(fā)明所述等離子體處理設(shè)備包括在淋浴頭中形成 的制冷劑通道，使得所述淋浴頭能夠被冷卻，因而改善了等離子體 處理的再it見(jiàn)性。
其次，本發(fā)明所述等離子體處理設(shè)備包括在淋浴頭的上表面中 形成的多個(gè)槽，從而降低了由于淋浴頭中制冷劑通道的形成所導(dǎo)致 的淋浴頭的厚度和重量的增加所引起的負(fù)荷，促進(jìn)過(guò)程氣體的平滑 流動(dòng)以便提高冷卻效率，并且使溫度的分布變得均勻。
第三，本發(fā)明的等離子體處理設(shè)備進(jìn)一步包括在淋浴頭和上電 極之間形成的熱傳輸單元，使得通過(guò)制冷劑冷卻的上電極接觸淋浴 頭，從而使淋浴頭的熱容易地傳輸?shù)缴想姌O并容易地調(diào)節(jié)淋浴頭的溫度。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為了說(shuō)明的目的已爿>開(kāi)，本領(lǐng)域的4支 術(shù)人員將理解，在不背離所附權(quán)利要求中所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和 精神的情況下可進(jìn)行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1. 一種等離子體處理設(shè)備，用于在維持于真空狀態(tài)的室中產(chǎn)生等離子體并使用所述等離子體處理基板，包括上和下電極，分別提供在所述室的上面和下面部分中，用于將高頻功率施加到所述室中；淋浴頭，連接到從所述上電極的下表面向下突出的邊緣部分，以形成擴(kuò)散空間，過(guò)程氣體在所述擴(kuò)散空間被擴(kuò)散，所述淋浴頭將已擴(kuò)散的過(guò)程氣體擴(kuò)散到所述室中；制冷劑通道，在水平方向通過(guò)所述上電極，用于為通過(guò)從外部供應(yīng)的制冷劑而提供通路；熱傳輸單元，設(shè)置在所述擴(kuò)散空間中穿過(guò)所述空間，用于將所述淋浴頭的熱傳輸?shù)剿錾想姌O，所述熱傳輸單元的一端與所述淋浴頭的上表面接觸，而所述熱傳輸單元的另一端與所述上電極的下表面接觸；以及制冷劑循環(huán)單元，連接到所述制冷劑通道的兩端，用于將所述制冷劑供應(yīng)到所述制冷劑通道的一端并從所述制冷劑通道的另一端收集所述制冷劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，其中所述熱傳輸單元 由具有高的熱傳導(dǎo)率的金屬制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，其中所述熱傳輸單元 包括由指定間隔4皮此分離的多個(gè)熱傳l命銷。
4. 如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，其中所述熱傳輸單元 包括由指定間隔4皮此分離的多個(gè)熱傳輸氺反。
5. 如權(quán)利要求4所述的等離子體處理設(shè)備，其中用于通過(guò)所述過(guò) 程氣體的多個(gè)孔在水平方向通過(guò)所述熱傳輸j反而形成。
6. 如權(quán)利要求1所述的等離子體處理設(shè)備，其中所述熱傳輸單元 包括熱傳輸格構(gòu)。
7. 如片又利要求6所述的等離子體處理設(shè)備，其中用于通過(guò)所述過(guò) 程氣體的多個(gè)孔在水平方向通過(guò)所述熱傳輸4各構(gòu)而形成。
全文摘要
一種等離子體處理設(shè)備，用于在維持于真空狀態(tài)的室中產(chǎn)生等離子體并使用所述等離子體處理基板。所述等離子體處理設(shè)備包括在淋浴頭中形成的用于使制冷劑循環(huán)的制冷劑通道，從而容易地控制淋浴頭的溫度并改善等離子體處理的再現(xiàn)性。
文檔編號(hào)H05H1/46GK101448357SQ200810172549
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者崔浚泳, 曹生賢, 李榮鐘, 金鐘千, 黃榮周 申請(qǐng)人:愛(ài)德牌工程有限公司