專利名稱：薄膜處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄膜處理設備。
背景技術：
液晶顯示裝置、半導體裝置(例如，太陽能電池)等是通過各種針對襯底的工藝制 造的。舉例來說，執(zhí)行薄膜沉積工藝和光刻工藝以及蝕刻工藝若干次以在襯底上形成電 路圖案，且執(zhí)行例如清潔工藝、附著工藝、切割工藝等額外工藝。
沉積工藝和蝕刻工藝是在腔型薄膜處理設備中執(zhí)行。最近，其中使用RF (射頻) 高電壓在等離子中激勵反應氣體的PECVD (等離子增強型化學氣相沉積)設備被廣泛 用作薄膜處理設備之一。
圖1是說明現(xiàn)有技術的薄膜處理設備的橫截面圖。
參看圖1,薄膜處理設備包含其中包含反應空間A的腔10。襯底2放置在腔10中， 反應氣體流動到反應空間A中并被激活，且執(zhí)行薄膜處理。
上部電極34、氣體分布板30和下部電極60位于腔10中。將RF電壓施加到上部 電極34。氣體分布板30在上部電極34下方并將反應氣體通過多個注射孔32注射到反 應空間A中。氣體分布板30與上部電極34在其邊緣部分處通過耦合裝置42耦合。
下部電極60面向氣體分布板30，且被供應有偏壓。此外，下部電極60充當上面放 置襯底2的卡盤，且下部電極60上下移動。
襯底2通過陰影框64在襯底2的邊緣部分處固定。陰影框64防止將薄膜沉積在襯 底2的邊緣部分處。加熱器62安裝在下部電極60內(nèi)部。
反應氣體供應線路70與腔10耦合且將反應氣體供應到腔10中。反應氣體供應線 路70通過上部電極34的中心部分。擋板36位于上部電極34下方以擴散從反應氣體供 應線路70供應的反應氣體。
排出口 52處于腔10中且使用外部排出系統(tǒng)排出反應空間A中的反應氣體。
所述薄膜處理設備隨著半導體裝置和液晶顯示裝置大小增加而具有問題。隨著半導 體裝置和液晶顯示裝置大小增加，薄膜處理設備變大。因此，氣體分布板30變大且因此過重。
圖2是說明氣體分布板30在現(xiàn)有技術薄膜處理設備中在重量下下沉的狀態(tài)的橫截 面圖。
參看圖2，氣體分布板30的中心部分由于氣體分布板30的重量的緣故而下沉。因 此，氣體分布板30的中心部分與襯底2之間的距離Dcen小于氣體分布板30的邊緣部 分與襯底2之間的距離Dedg。因此，反應氣體的密度根據(jù)位置而變化，且薄膜處理設 備的工藝均勻性降級。因此，在襯底2上沉積和蝕刻薄膜不均勻，且薄膜的均勻性降級。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對一種大體上避免由于現(xiàn)有技術的局限和缺點而產(chǎn)生的問題中的一
者或一者以上的薄膜處理設備。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種可改進薄膜的均勻性和生產(chǎn)效率的薄膜處理設備。 以下描述內(nèi)容中將陳述本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點，且將從描述內(nèi)容中部分了解所述
額外特征和優(yōu)點，或者可通過實踐本發(fā)明來學習所述額外特征和優(yōu)點。將借助本文的書
面描述和權利要求書以及附圖中明確指出的結構和方法來實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和
其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)如所體現(xiàn)和廣義上描述的本發(fā)明的目的， 一種薄膜
處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中且包含圍繞所述上部電 極的中心部分的多個通孔；氣體分布板，其在上部電極下方且包含分別對應于所述多個 通孔的多個接納孔；耦合裝置，其通過所述通孔并插入到所述接納孔中以將上部電極與 氣體分布板耦合；下部電極，其上放置襯底，且面向氣體分布板，反應空間在下部電極 與氣體分布板之間；密封部分，其在上部電極的頂部表面處并圍繞所述通孔，所述密封 部分是O形環(huán)；以及至少一個冷卻部分，其包含冷卻路徑以冷卻所述密封部分。
在另一方面， 一種薄膜處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述 腔中且包含圍繞所述上部電極的中心部分的多個通孔；氣體分布板，其在上部電極下方 且包含分別對應于所述多個通孔的多個接納孔，以及多個注射孔；耦合裝置，其通過所 述通孔并插入到所述接納孔中以將上部電極與氣體分布板耦合，所述耦合裝置包含可拆 卸的第一到第三組件以及下部電極，其上放置襯底，且面向氣體分布板，反應空間在 下部電極與氣體分布板之間。
在另一方面， 一種薄膜處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述 腔中，所述上部電極的底部表面具有圓頂形狀；氣體分布板，其在上部電極下方且包含多個注射孔；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向氣體分布板，反應空間在襯底放置 部分與氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通過上部電極的中心部分并將反應 氣體供應到上部電極與氣體分布板之間的空間。
在另一方面， 一種薄膜處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述 腔中，所述上部電極的底部表面具有第一圓頂形狀；氣體分布板，其在上部電極下方且 包含多個注射孔，所述氣體分布板的底部表面具有第二圓頂形狀，第一圓頂形狀的曲率 與第二圓頂形狀的曲率相同；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向氣體分布板，反應 空間在襯底放置部分與氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通過上部電極的中 心部分并將反應氣體供應到上部電極與氣體分布板之間的空間。
在另一方面， 一種薄膜處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述 腔中，所述上部電極的底部表面在上部電極的邊緣部分到中心部分的方向上具有第一凸 起階梯；氣體分布板，其在上部電極下方且包含多個注射孔，所述氣體分布板的底部表 面具有對應于第一凸起階梯的第二凸起階梯；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向氣 體分布板，反應空間在襯底放置部分與氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通 過上部電極的中心部分并將反應氣體供應到上部電極與氣體分布板之間的空間。
應了解，以上大體描述和以下詳細描述兩者均是示范性和闡釋性的，且希望提供對 所主張的本發(fā)明的進一步闡釋。


包含附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解且附圖并入本說明書中并組成本說明書的 一部分，

本發(fā)明的實施例，并連同描述內(nèi)容一起用于闡釋本發(fā)明的原理。附圖 中
圖1是說明現(xiàn)有技術的薄膜處理設備的橫截面圖2是說明氣體分布板30在現(xiàn)有技術薄膜處理設備中在重量下下沉的狀態(tài)的橫截 面圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第--實施例的薄膜處理設備的橫截面圖； 圖4是放大圖3的區(qū)域B的視圖5是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的薄膜處理設備的橫截面圖； 圖6是放大圖5的區(qū)域C的視圖7是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的薄膜處理設備的冷卻部分的透視圖； 圖8是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的薄膜處理設備的冷卻部分的橫截面圖；圖9是說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備的橫截面圖
圖IO是放大根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備的第二耦合裝置的視圖IIA和IIB是說明在根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備中通過第二耦合裝置
將氣體分布板與上部電極耦合的橫截面圖12是說明根據(jù)本發(fā)明第五實施例的薄膜處理設備的橫截面圖；以及 圖13是說明根據(jù)本發(fā)明第六實施例的薄膜處理設備的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將具體參考本發(fā)明的所說明的實施例，所述實施例在附圖中說明。 圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的薄膜處理設備的橫截面圖，且圖4是放大圖3 的區(qū)域B的視圖。
參看圖3和4，根據(jù)第一實施例的薄膜處理設備包含腔110。
反應空間A在處理腔110中且是用以執(zhí)行薄膜處理工藝的密封空間。反應空間A 在上部電極134與下部電極160之間。上部電極134可被供應有RF高電壓，且下部電 極160可被供應有偏壓。下部電極160可充當上面放置襯底102的卡盤或襯底置換部分，
且上下移動。
氣體分布板130在上部電極134下方并與上部電極134耦合。氣體分布板130包含 多個注射孔132，反應氣體通過所述注射孔132注射到反應空間A中。反應空間A可由 面向彼此的氣體分布板130和下部電極160界定。排出口 152安裝在腔110的底部處并
使用例如馬達泵的排出系統(tǒng)來排出反應氣體。
上部電極134通過第一耦合裝置142在上部電極134和氣體分布板130的邊緣部分 處與氣體分布板130耦合。第一耦合裝置142可以是螺釘。第一耦合裝置142可通過氣 體分布板130并插入到上部電極134的耦合孔138中。因此，氣體分布板130與上部電 極134耦合。
反應氣體供應線路170安裝在腔110的上部部分處。反應氣體供應線路170通過上 部電極134的中心部分。擋板172位于反應氣體供應線路170下方并擴散從反應氣體供 應線路170供應的反應氣體。舉例來說，擋板172位于上部電極134與氣體分布板130 之間的緩沖空間中，且反應氣體供應線路170將反應氣體供應到緩沖空間。供應到緩沖 空間的反應氣體均勻地分布并通過注射孔132注射到反應空間A中。
陰影框164固持襯底102的邊緣部分并固定襯底102。此外，陰影框164可防止將 薄膜沉積在襯底102的邊緣部分處。上部電極134通過第二耦合裝置120在氣體分布板130和上部電極134的中心部分 周圍進一步與氣體分布板130耦合。此接近上部電極134和氣體分布板130的中心部分 的耦合可防止氣體分布板130過重。此外，第二耦合裝置120可連同第一耦合裝置142 將氣體分布板130與上部電極134牢固地耦合。
第二耦合裝置120可以是螺釘。上部電極134可具有通孔135，第二耦合裝置120 通過所述通孔135，且氣體分布板130可具有接納孔133。因此，第二耦合裝置120通 過所述通孔135并插入到接納孔133中，使得氣體分布板130在其中心部分周圍與上部 電極134耦合，且可防止氣體分布板130的中心部分在重量下下沉。
通孔135可具有第一和第二子孔135a和135b。第一孔135a可接納第二耦合裝置 120的軸120a且具有第一直徑，且第二孔135b可接納第二耦合裝置120b的頭部120b 且具有第二直徑。第二直徑大于第一直徑。因此，頭部120b不插入到第一子孔120a中 并安置于瓶頸部分上，且軸120a通過第一子孔135a。頭部120b可位于第二子孔135b 中且不暴露于上部電極134的頂部表面上。
軸120a可具有螺紋，且可在接納孔133周圍形成配合到軸120a的螺紋中的螺旋凹 槽。因此，軸120a與接納孔133螺旋耦合。此外，可在第一子孔120a周圍形成配合到 軸120a的螺紋中的螺旋凹槽，且軸120a與第一子孔135a螺旋耦合。
密封部分150可位于上部電極134的頂部表面處并圍繞通孔135。密封部分150可 為o形環(huán)并具有耐熱和高粘合性質(zhì)。密封部分150放置在凹槽136處，所述凹槽136形 成在上部電極134的頂部表面處。此外，壓蓋部分153可覆蓋通孔135并通過第三耦合 裝置155與上部電極134耦合。壓蓋板153可為板類型且由金屬材料制成。由于密封部 分150和壓蓋部分153牢固地密封通孔135，所以可防止反應氣體穿過通孔135泄漏。
如上所述，第二耦合裝置120將氣體分布板130與上部電極134在其中心部分周圍 耦合。因此，盡管氣體分布板130的大小增加，也可防止氣體分布板130下沉。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的薄膜處理設備的橫截面圖，圖6是放大圖5的 區(qū)域C的視圖，且圖7是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的薄膜處理設備的冷卻部分的透視 圖。第二實施例的設備類似于第一實施例的設備。因此，可省略對與第一實施例的部件 類似的部件的闡釋。
薄膜處理工藝可在高溫條件，例如攝氏(°C)約350度到450度下執(zhí)行。因此，薄 膜處理裝置的組件可在高溫條件下受到影響。由具有高熔點的金屬材料制成的組件在其 它組件可能受到影響的同時可幾乎不受影響。舉例來說，使用O形環(huán)的密封部分可在高 溫下?lián)p壞，且因此密封部分的壽命縮短。因此，將頻繁地用新的密封部分更換所述密封部分。由于此更換的緣故，設備的操作速率減小，且因此生產(chǎn)效率減小。
根據(jù)第二實施例的薄膜處理設備可進一步包含冷卻部分以冷卻密封部分。 冷卻部分280可位于上部電極134的頂部表面上并圍繞密封部分150和壓蓋部分 153。冷卻部分280可由具有高導熱性質(zhì)的金屬材料(例如，鋁(Al))制成。冷卻部分 280中包含冷卻路徑283,冷卻水285沿著所述冷卻路徑283流動且循環(huán)。冷卻部分280 可具有底部和頂部塊280a和280b，其每一者具有半圓形凹槽。冷卻路徑283可由所附 接的底部和頂部塊280a和280b的相對的凹槽界定。或者，冷卻部分280可具有帶有半 圓形凹槽的底部塊，和平坦并覆蓋底部塊的覆蓋塊。冷卻部分280可通過第四耦合裝置 與上部電極134稱合。第四耦合裝置可以是螺釘，且第四耦合裝置可通過冷卻部分280 并插入到上部電極134的孔中。
薄膜處理設備可包含冷卻水供應部分293。此外，薄膜處理設備可包含將冷卻水285 從冷卻水供應部分293傳遞到冷卻路徑285的冷卻水供應線路，以及從冷卻路徑283排 出冷卻水285的冷卻水排出線路。
控制部分291可控制冷卻水285的供應和排出?？刂撇糠?91可電連接到冷卻部分 280和冷卻水供應部分293中的至少一者。
至少一個冷卻部分280可配置在上部電極134的中心部分周圍。舉例來說，在配置 呈單體的一個冷卻部分280的情況下，可簡化冷卻水供應和排出線路?；蛘?，在配置多 個冷卻部分280的情況下，當需要修理時，例如當密封部分136或壓蓋部分134需要修 理時，相關冷卻部分280可容易與上部電極134脫離，而其它冷卻部分280和反應氣體 供應線路170不脫離。所述至少一個冷卻部分280可具有圍繞反應氣體供應線路170的 環(huán)形形狀。多個冷卻部分280可相對于反應氣體供應線路170對稱。舉例來說，當安裝 兩個冷卻部分280時，所述兩個冷卻部分280圍繞反應氣體供應線路170并相對于反應
氣體供應線路no而彼此對稱。
冷卻水285從冷卻水供應部分293輸出到腔110外部且接著沿著冷卻水供應線路、 冷卻路徑283和冷卻水排出線路流動，且接著排出到外部?；蛘?，冷卻水285可再循環(huán)。 舉例來說，通過冷卻水排出線路排出的冷卻水285穿過單獨的冷卻系統(tǒng)而再冷卻，或冷 卻水285的溫度自然降低到所需度數(shù)，例如在停留部分中的正常溫度。接著，冷卻水285 再供應到冷卻水供應部分293，且接著再次循環(huán)穿過冷卻水供應線路、冷卻路徑283和 冷卻水排出線路。
控制部分291可控制冷卻水供應部分293以調(diào)節(jié)(例如)冷卻水的量和供應冷卻水 的時間。此調(diào)節(jié)可有效冷卻密封部分150使得可防止密封部分150熱損壞。更詳細地說，控制部分291可防止使上部電極134過冷。過冷可影響通過上部電極 134的中心部分并向擋板172行進的反應氣體。換句話說，反應氣體可部分冷卻且變相 成為粉末。因此，粉末狀的反應氣體不能穿過注射孔132注射，且進一步阻塞注射孔132。 因此，通過使用控制部分291，可防止過冷。
如上所述，根據(jù)第二實施例的薄膜處理設備使用能夠冷卻密封部分的冷卻部分。因 此，密封部分的壽命和更換時間增加，且因此可改進操作速率和生產(chǎn)效率。此外，由于 防止密封部分突然損壞，所以可防止反應氣體泄漏且可穩(wěn)定地維持腔中的真空條件。
可如下執(zhí)行在根據(jù)第二實施例的薄膜處理設備中在襯底102上形成薄膜的工藝。將 襯底102放置在下部電極160上，且接著下部電極160向上移動使得襯底102距氣體分 布板130足夠距離。接著，將RF電壓和偏壓分別供應到上部電極134和下部電極160， 將反應氣體通過反應氣體供應線路170和注射孔132注射到反應空間A中，且在等離子 中激勵反應氣體。等離子中的自由基起化學反應且薄膜沉積在襯底102上。當薄膜沉積 在襯底102上時，加熱器162散發(fā)熱以有效地在襯底102上形成薄膜。在完成薄膜之后， 下部電極160向下移動且排出口 152從腔IIO排出反應氣體。接著，用新的襯底更換具 有薄膜的襯底102。在襯底102上沉積薄膜的過程中，反應空間A中的溫度可為攝氏約 350度到約450度。盡管在高溫條件下沉積薄膜，但由于冷卻部分280冷卻密封部分136， 所以可防止對密封部分136的熱損壞。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明第三實施例的薄膜處理設備的冷卻部分的橫截面圖。第三實 施例的設備類似于第一和第二實施例的設備。因此，可省略對與第二實施例的部件類似 的部件的闡釋。
參看圖8，第三實施例的冷卻部分可配置在上部電極134的頂部表面處。冷卻部分 可包含上部電極134的頂部表面處的冷卻凹槽389，和壓蓋部分338，且冷卻凹槽389 和壓蓋部分338可界定冷卻路徑383。因此，冷卻水385沿著上部電極134中的冷卻路 徑383流動。壓蓋部分338可平坦，且壓蓋部分338的頂部表面可與上部電極134的頂 部表面齊平。呈單體的一個冷卻水路徑383可形成在上部電極134中并圍繞所有密封部 分150和所有壓蓋部分153?；蛘?，類似于圖7的多個冷卻路徑383 (例如，兩個冷卻 路徑383)可形成在上部電極134中，且冷卻路徑383可圍繞相關密封部分150和壓蓋 部分153。
以與第二實施例類似的方式，冷卻水385從冷卻水供應部分供應并接著沿冷卻水供 應線路、冷卻路徑383和冷卻水排出線路流動。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備的橫截面圖，且圖10是放大根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備的第二耦合裝置的視圖。第四實施例的薄膜處理設
備類似于第一到第三實施例的設備。因此，可省略對與第一到第三實施例的部件類似的 部件的闡釋。
第四實施例的第二耦合裝置420可具有與第一實施例的結構不同的結構。參看圖9 和10，第二耦合裝置420可包含可拆卸組件，例如托架424、軸422和螺母426。
軸422可具有圓柱形桿形狀。軸422可包含頂部和底部末端部分，其每一者具有螺 紋。底部末端部分可具有直徑D',其小于頂部與底部末端部分之間的中心部分的直徑D。 此外，頂部末端部分可具有小于軸422的中心部分的直徑D的直徑。舉例來說，頂部末 端部分可具有與底部末端部分相同的直徑D'。
軸422的頂部末端部分可插入到螺母426中。螺母426可具有在螺母426的內(nèi)表面 處的螺旋凹槽416a,且頂部末端部分的螺紋可配合到螺旋凹槽426a中。螺母426的外 徑可大于軸422的直徑D。
軸422的底部末端部分可插入到托架424中。托架414可在頂部處包含接納部分424a 且在底部處包含突起部分424b。接納部分424a可具有處于接納部分424a內(nèi)部的螺旋孔 428。底部末端部分可配合到螺旋孔428中。突起部分424b可插入到氣體分布板130的 接納孔中，且突起部分424b的直徑可小于接納部分424a的外徑。
底部末端部分可具有在底部末端部分的螺旋絲上方的突起423。至少一個突起423 可徑向配置在軸424周圍。
圖IIA和IIB是說明在根據(jù)本發(fā)明第四實施例的薄膜處理設備中通過第二耦合裝置
將氣體分布板與上部電極耦合的橫截面圖。
參看圖IIA，氣體分布板130的頂部表面具有接納孔433,且上部電極134具有對 應于接納孔433的通孔435。螺旋凹槽可形成在接納孔422周圍。
托架424插入到接納孔433中。舉例來說，托架424的突起部分(圖10的424b) 的螺紋可配合到接納孔433的螺旋凹槽中。因此，托架424固定到氣體分布板134中。
在托架424與氣體分布板134耦合之后，軸422通過通孔135并插入到托架424的 接納部分(圖10的424a)的螺旋孔(圖10的428)中，且軸422與托架424耦合。
當軸422被驅(qū)動到托架424中時，突起423可充當指示器以通知工人軸422是否充 分插入到托架424中。舉例來說，在突起423不存在的情況下，工人不能辨別出軸422 插入到托架424中有多深，且軸422可能插入到托架424中處于大于或小于所需深度處。 這導致耦合的氣體分布板130與上部電極134之間的距離依據(jù)工人的技術而變化，且因 此工人難以實現(xiàn)耦合的氣體分布板130與上部電極134之間的所需距離。然而，在突起423存在的情況下，當工人將軸422緊固到托架424中時，突起423通知工人軸422充 分插入到托架424中，因為突起423被托架424的頂部表面阻擋而不能進一步行進。因 此，工人將軸422插入到托架424中直到突起423被托架424阻擋為止，且因此，軸422 容易地在正確深度處插入到托架424中。因此，可容易地實現(xiàn)耦合的氣體分布板130與 上部電極134之間的所需距離。
此外，軸422的底部末端部分可具有比軸422的中心部分的直徑(圖10的D)小 的直徑(圖10的D')。由于軸422的底部末端部分與托架424耦合，所以可減小托架 424的大小。由于托架424位于反應氣體擴散的緩沖空間處，所以托架424可能干擾緩 沖空間中反應氣體的流動。減小托架424的大小可使對反應氣體的流動的干擾最小化。 因此，優(yōu)選的是，軸422的底部末端部分可具有比軸422的中心部分的直徑小的直徑。 軸422的底部末端部分可具有達到可允許程度的直徑，使得緩沖空間中反應氣體的流動 不受托架424干擾。
參看圖IIB，在軸422與托架424耦合之后，螺母426與軸422耦合。舉例來說， 螺母426在順時針方向或逆時針方向上旋轉以與軸422的頂部末端部分螺旋耦合。螺母 426的外徑可大于通孔435的直徑。因此，螺母426懸垂在上部電極134的頂部表面上。 螺母426可根據(jù)緊固深度來調(diào)節(jié)氣體分布板130與上部電極134之間的距離。舉例來說， 當螺母426從軸422的頂部被較深地驅(qū)動時，螺母426與托架424之間的距離減小，且 因此氣體分布板130與上部電極134之間的距離減小。當螺母426從軸422的頂部被較 淺地驅(qū)動時，螺母426與托架424之間的距離增大，且因此氣體分布板130與上部電極 134之間的距離增大。
接著，壓蓋部分453可覆蓋螺母126以密封第二耦合裝置420。壓蓋部分453可防 止反應氣體穿過通孔435泄漏，且可維持真空條件。
壓蓋部分453可以是螺帽?；蛘?，第一到第三實施例的壓蓋部分和密封部分可用于 覆蓋螺母126,且冷卻部分可用于冷卻密封部分。
第二耦合裝置420可由鋁(Al)制成，且第二耦合裝置420可經(jīng)陽極化處理。
如上所述，第二耦合裝置將氣體分布板與上部電極在中心部分周圍牢固地耦合。因 此，可防止氣體分布板的中心部分在重量下下沉。此外，第二耦合裝置包含可拆卸組件。 因此，用第二耦合裝置耦合的氣體分布板與上部電極的磨損可最小化。此外，由于軸在 托架己插入到氣體分布板中的狀態(tài)下與托架耦合，所以軸不直接接觸氣體分布板。因此， 可防止接納孔的微粒和磨損(其可能在將軸與氣體分布板直接耦合的情況下發(fā)生)。由 于第二耦合裝置的組件為可拆卸的，所以可容易地更換損壞的組件。圖12是說明根據(jù)本發(fā)明第五實施例的薄膜處理設備的橫截面圖。第五實施例的薄 膜處理設備類似于第一到第四實施例的薄膜處理設備。因此，可省略對與第一到第四實 施例的部件類似的部件的闡釋。為了闡釋的簡潔性，圖12展示第五實施例的薄膜處理 設備的簡要結構且省略第五實施例的薄膜處理設備的一些組件。
參看圖12,氣體分布板130通過第二耦合裝置520與上部電極134耦合。第二耦合 裝置520可具有與第一到第四實施例的第二耦合裝置相同的結構。此外，第一到第四實 施例的一者的冷卻部分可用于第五實施例的薄膜處理設備中。
氣體分布板130的中心部分可被向上拉起，且氣體分布板130可具有弓形狀。隨著 襯底102的大小增大，下部電極160也可在下部電極160的邊緣部分處下沉。因此，下 部電極160與氣體分布板130之間的距離可能并不總體均勻，且因此不能實現(xiàn)薄膜的均 勻性。為了使此距離均勻，使用第二耦合裝置520將氣體分布板130向上拉起。
優(yōu)選的是，上部電極134的底部表面510具有反映氣體分布板130的弓形狀的弓或 圓頂形狀。在上部電極134總體平坦的情況下，緩沖空間的高度(即，氣體分布板130 與上部電極134之間的距離)可能不均勻。此外，在薄膜處理工藝期間，上部電極134 的中心部分可能由于高溫條件和真空壓力的緣故而垂下，且因此，緩沖空間的高度可能 不均勻。緩沖空間的此高度變化導致緩沖空間中反應氣體的密度不均勻。為了實現(xiàn)上部 電極134與氣體分布板130之間的均勻距離，上部電極134具有弓形狀的底部表面510。 氣體分布板134可總體具有相同的厚度。上部電極134的頂部表面可為平坦的，且上部 電極134的厚度可在上部電極134的中心部分到底部部分的方向上增加?；蛘撸喜侩?極134的頂部表面可具有其它形狀。
上部電極134的弓形狀可考慮到上部電極134的中心部分的下沉和下部電極160的 邊緣部分的下沉而設計。換句話說，盡管氣體分布板130被向上拉起以維持氣體分布板 130與上部電極134的底部表面510之間的距離，但考慮到下部電極160的下沉，作出 上部電極134的底部表面510的設計以維持氣體分布板130與下部電極160之間的均勻 距離。
然而，由于由施加到上部電極134的RF電壓引發(fā)的電場在下部電極160的中心部 分處通常較強，所以考慮到此現(xiàn)象，氣體分布板130與下部電極160之間的距離可能不 均勻。
在氣體分布板130被向上拉起的情況下，當下部電極160具有平坦狀態(tài)時，氣體分 布板134的底部表面與下部電極160之間的距離在下部電極160的邊緣部分到中心部分 的方向上增加。舉例來說，氣體分布板134的底部表面與下部電極160之間的距離可線性增加。
或者，氣體分布板130可不具有總體均勻厚度，舉例來說，氣體分布板130的底部 表面可具有弓或圓頂形狀，且氣體分布板130的厚度可在氣體分布板130的中心部分到 邊緣部分的方向上增加。當氣體分布板130具有弓形狀的底部表面時，氣體分布板130 可不被向上拉起。然而，第二耦合裝置520固持氣體分布板130使其免于下沉，并實現(xiàn) 氣體分布板130與上部電極134之間的均勻距離。優(yōu)選的是，氣體分布板130的弓形狀 的底部表面具有與上部電極134的弓形狀的底部表面510相同的曲率。因此，氣體分布 板130的底部表面與上部電極134的底部表面510之間的距離可總體均勻。
如上所述，上部電極的底部表面具有對應于氣體分布板的形狀的形狀，且因此氣體 分布板與上部電極之間的距離是均勻的。因此，可實現(xiàn)襯底上薄膜的均勻性。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明第六實施例的薄膜處理設備的橫截面圖。第六實施例的薄 膜處理設備類似于第一到第五實施例的薄膜處理設備。因此，可省略對與第一到第五實 施例的部件類似的部件的闡釋。為了闡釋的簡潔性，圖13展示第六實施例的薄膜處理 設備的簡要結構且省略第六實施例的薄膜處理設備的一些組件。
參看圖13，氣體分布板130可具有在氣體分布板130的邊緣部分到中心部分的方向 上的凸起階梯620。此外，上部電極134的底部表面可具有根據(jù)氣體分布板130的凸起 階梯610的凸起階梯。因此，可實現(xiàn)氣體分布板130與上部電極134之間的均勻距離。 氣體分布板130的階梯620可相對于反應氣體供應線路170對稱，且氣體分布板130的 底部表面的階梯610可相對于反應氣體供應線路170對稱。
由于氣體分布板130具有階梯且上部電極134具有對應于氣體分布板134的階梯620 的階梯狀底部表面，所以氣體分布板130的底部表面與上部電極134的底部表面之間的 距離總體為均勻的。當氣體分布板130具有總體相同厚度時，氣體分布板130的頂部表 面與上部電極134的底部表面之間的距離可為均勻的。
當下部電極160的頂部表面平坦時，氣體分布板130的底部表面與下部電極160之 間的距離根據(jù)氣體分布電極130的階梯形狀而在下部電極160的邊緣部分到中心部分的 方向上增加。舉例來說，氣體分布板130的底部表面與下部電極160之間的距離可非線 性增加。
上部電極134具有分別對應于階梯610的區(qū)域。因此，上部電極134的底部表面與 下部電極160之間的距離至少在相同區(qū)域中是均勻的。此外，上部電極134的底部表面 與氣體分布板130的底部表面之間的距離在相同區(qū)域中是均勻的。
氣體分布板130具有分別對應于階梯620的區(qū)域。因此，當下部電極160的頂部表面平坦時，氣體分布板130與下部電極160之間的距離至少在相同區(qū)域中是均勻的。
如上所述，上部電極的底部表面具有對應于氣體分布板的形狀的形狀，且因此氣體
分布板與上部電極之間的距離是均勻的。因此，可實現(xiàn)襯底上薄膜的均勻性。
所屬領域的技術人員將了解，可在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下在本發(fā)明中
作出各種修改和變化。因此，希望本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的處于所附權利要求書及其等效物
的范圍內(nèi)的修改和變化。
權利要求
1. 一種薄膜處理設備，其包括腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中且包含圍繞所述上部電極的中心部分的多個通孔；氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含分別對應于所述多個通孔的多個接納孔；耦合裝置，其通過所述通孔并插入到所述接納孔中以將所述上部電極與所述氣體分布板耦合；下部電極，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述下部電極與所述氣體分布板之間；密封部分，其在所述上部電極的頂部表面處并圍繞所述通孔，所述密封部分是O形環(huán)；以及至少一個冷卻部分，其包含冷卻路徑以冷卻所述密封部分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其進一步包含冷卻水供應部分，所述冷卻水供應部分 在所述腔外部，用以將冷卻水供應到所述冷卻路徑。
3. 根據(jù)權利要求2所述的設備，其進一步包括控制部分，所述控制部分連接到所述冷 卻水供應部分以調(diào)節(jié)所述冷卻水的量和供應所述冷卻水的時間。
4. 根據(jù)權利要求2所述的設備，其進一步包括連接所述冷卻水供應部分與所述冷卻路 徑的冷卻水供應線路，以及從所述冷卻路徑排出所述冷卻水的冷卻水排出線路。
5. 根據(jù)權利要求4所述的設備，其中從所述冷卻水排出線路排出的所述冷卻水再供應 到所述冷卻水供應部分。
6. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述至少一個冷卻部分是多個冷卻部分，且所述 冷卻部分的所述冷卻路徑彼此分離。
7. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述至少一個冷卻部分在所述上部電極上且與所 述上部電極耦合，且所述至少一個冷卻部分具有圍繞所述上部電極的所述中心部分 的環(huán)形形狀。
8. 根據(jù)權利要求7所述的設備，其中所述至少一個冷卻部分包含彼此耦合并界定所述 冷卻路徑的底部和頂部塊。
9. 根據(jù)權利要求7所述的設備，其中所述至少一個冷卻部分由金屬材料制成。
10. 根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述金屬材料是鋁。
11. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述至少一個冷卻部分包含在所述上部電極的頂 部表面處的冷卻凹槽，和覆蓋所述冷卻凹槽并與所述冷卻凹槽一起界定所述冷卻路 徑的覆蓋部分。
12. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述通孔包含具有第一直徑的第一子孔和具有大 于所述第一直徑的第二直徑的第二子孔，且其中所述耦合裝置的軸在所述第一子孔 中，且所述耦合裝置的頭部在所述第二子孔中并處于由所述第一和第二子孔界定的 瓶頸部分上。
13. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其進一步包括通過所述上部電極的所述中心部分的反 應氣體供應線路，和在所述反應氣體供應線路下方并處于所述氣體分布板上的擋 板。
14. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述氣體分布板包含多個注射孔以將反應氣體注 射到所述反應空間中。
15. 根據(jù)權利要求l所述的設備，其中所述上部電極包含凹槽，所述密封部分位于所述 凹槽處。
16. —種薄膜處理設備，其包括腔，其包含反應空間； 上部電極，其在所述腔中且包含圍繞所述上部電極的中心部分的多個通孔； 氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含分別對應于所述多個通孔的多個接納 孔以及多個注射孔；耦合裝置，其通過所述通孔并插入到所述接納孔中以將所述上部電極與所述氣體 分布板耦合，所述耦合裝置包含可拆卸的第一到第三組件；以及下部電極，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述下部電 極與所述氣體分布板之間。
17. 根據(jù)權利要求16所述的設備，其中所述第一組件插入到所述接納孔中，其中所述第二組件通過所述通孔并在所述第二組件的底部末端部分處與所述第一組件耦合， 且其中所述第三組件在所述第二組件的頂部末端部分處與所述第二組件耦合。
18. 根據(jù)權利要求17所述的設備，其中所述第二組件具有圓柱形桿形狀，其中所述第 二組件的所述底部和頂部末端部分中的每一者包含螺紋，且其中所述第二組件的所 述底部和頂部末端部分中的每一者的直徑小于所述第二組件的中心部分的直徑。
19. 根據(jù)權利要求18所述的設備，其中所述第二組件進一步包含處于所述底部末端部 分上方的突起，且所述突起垂直于所述第二組件的長度方向突起并接觸所述第一組件的頂部表面。
20. 根據(jù)權利要求18所述的設備，其中所述第一組件包含處于所述第一組件的頂部處 且包含配合到所述第二組件的所述底部末端部分的所述螺紋中的螺旋孔的接納部 分，以及處于所述第一組件的底部處并插入到所述接納孔中的突起部分。
21. 根據(jù)權利要求20所述的設備，其中所述突起部分與所述接納孔螺旋耦合。
22. 根據(jù)權利要求18所述的設備，其中所述第三組件包含配合到所述第二組件的所述 頂部末端部分的所述螺紋中的螺旋孔。
23. 根據(jù)權利要求22所述的設備，其中所述第三組件的直徑大于所述第二組件的所述 中心部分的所述直徑，且其中所述第三組件接觸所述上部電極的頂部表面。
24. 根據(jù)權利要求16所述的設備，其進一步包括覆蓋所述第三組件的壓蓋部分。
25. —種薄膜處理設備，其包括腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中，所述上部電極的底部表面具有圓頂形狀； 氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含多個注射孔；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述襯 底放置部分與所述氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通過所述上部電極的中心部分并將反應氣體供應到所述上 部電極與所述氣體分布板之間的空間。
26. 根據(jù)權利要求25所述的設備，其進一步包括多個耦合裝置，所述耦合裝置在所述 上部電極的中心部分周圍通過所述上部電極并與所述氣體分布板耦合。
27. —種薄膜處理設備，其包括-腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中，所述上部電極的底部表面具有第一圓頂形狀； 氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含多個注射孔，所述氣體分布板的底部 表面具有第二圓頂形狀，所述第一圓頂形狀的曲率與所述第二圓頂形狀的曲率相同；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述襯 底放置部分與所述氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通過所述上部電極的中心部分并將反應氣體供應到所述上 部電極與所述氣體分布板之間的空間。
28. 根據(jù)權利要求27所述的設備，其中所述氣體分布板的頂部表面具有與所述氣體分布板的所述底部表面相同的曲率。
29. 根據(jù)權利要求27所述的設備，其中所述氣體分布板的所述底部表面與所述襯底放 置部分之間的距離在所述襯底放置部分的中心部分到邊緣部分的方向上線性變化。
30. 根據(jù)權利要求27所述的設備，其中所述上部電極的所述底部表面與所述氣體分布 板的所述底部表面之間的距離總體是均勻的。
31. 根據(jù)權利要求27所述的設備，其進一步包括多個耦合裝置，所述耦合裝置在所述 上部電極的中心部分周圍通過所述上部電極并與所述氣體分布板耦合。
32. —種薄膜處理設備，其包括腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中，所述上部電極的底部表面在所述上部電極的邊緣部分到中心部分的方向上具有第一凸起階梯；氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含多個注射孔，所述氣體分布板的底部 表面具有對應于所述第一凸起階梯的第二凸起階梯；襯底放置部分，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述襯 底放置部分與所述氣體分布板之間；以及反應氣體供應線路，其通過所述上部電極的所述中心部分并將反應氣體供應到所 述上部電極與所述氣體分布板之間的空間。
33. 根據(jù)權利要求32所述的設備，其中所述氣體分布板的所述底部表面與所述襯底放 置部分之間的距離在所述襯底放置部分的中心部分到邊緣部分的方向上非線性變 化。
34. 根據(jù)權利要求32所述的設備，其中所述上部電極的所述底部表面與所述氣體分布 板的所述底部表面之間的距離總體是均勻的。
35. 根據(jù)權利要求32所述的設備，其中所述氣體分布板的所述底部表面包含分別對應 于所述第二凸起階梯的區(qū)域，且其中所述氣體分布板的所述底部表面與所述襯底放 置部分之間的距離在相同區(qū)域中是均勻的。
36. 根據(jù)權利要求35所述的設備，其中所述氣體分布板的所述底部表面的處于所述氣 體分布板的中心部分處的區(qū)域比所述氣體分布板的所述底部表面的處于所述氣體 分布板的邊緣部分處的區(qū)域距所述襯底放置部分更遠。
37. 根據(jù)權利要求35所述的設備，其中所述氣體分布板的所述底部表面的所述區(qū)域相 對于所述反應氣體供應線路對稱。
38. 根據(jù)權利要求32所述的設備，其中所述上部電極的所述底部表面包含分別對應于所述第一凸起階梯的區(qū)域，且其中所述上部電極的所述底部表面與所述氣體分布板 的所述底部表面之間的距離在相同區(qū)域中是均勻的。
39.根據(jù)權利要求32所述的設備，其進一步包括多個耦合裝置，所述耦合裝置在所述 上部電極的所述中心部分周圍通過所述上部電極并與所述氣體分布板耦合。
全文摘要
一種薄膜處理設備包含腔，其包含反應空間；上部電極，其在所述腔中且包含圍繞所述上部電極的中心部分的多個通孔；氣體分布板，其在所述上部電極下方且包含分別對應于所述多個通孔的多個接納孔；耦合裝置，其通過所述通孔并插入到所述接納孔中以將所述上部電極與所述氣體分布板耦合；下部電極，其上放置襯底，且面向所述氣體分布板，所述反應空間在所述下部電極與所述氣體分布板之間；密封部分，其在所述上部電極的頂部表面處并圍繞所述通孔，所述密封部分是O形環(huán)；以及至少一個冷卻部分，其包含冷卻路徑以冷卻所述密封部分。
文檔編號C23C16/04GK101440485SQ20081017766
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2007年11月20日
發(fā)明者崔宰旭, 車安基, 金東輝, 金友鎮(zhèn) 申請人:周星工程股份有限公司