沉積室襯墊的製作方法

2024-01-28 10:58:15

專利名稱：沉積室襯墊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種沉積室襯墊，尤其是涉及一種用於沉積室內且可方便更換及清潔的沉積室襯墊。
背景技術：
在平面顯示器的製造工藝中由於需要在玻璃基板上製作電晶體元件，因此在製造工藝中需要鍍上不同的材料，諸如SiO2、SiNx、a-Si與n+a-Si等薄膜。目前多採用等離子輔助化學氣相沉積系統(PECVD，PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition)來完成。PECVD是於真空系統中，在通入工藝氣體後以等離子機激發等離子、解離工藝氣體活化其反應，並且因解離後的工藝氣體離子可利用電場等使其具有方向性來加速工藝速度。
用於此種沉積工藝的沉積室(10)的結構如圖5所示，該沉積室(10)與外界隔絕以形成反應空間。該沉積室(10)包括上蓋(12)及室體(14)。O型環(16)設置於該上蓋(12)及室體(14)之間，以使沉積室(10)與外界間呈現密閉的狀態。
該上蓋(12)是通過室體蓋(22)與外界隔絕。該室體蓋(22)內橫向設置有背襯板(Backing Plate)(34)及擴散器(Diffuser)(30)。
工藝氣體通過氣體管線(71)從設置在沉積室(10)外的工藝氣體源，再通過氣體入口(70)，並穿越過背襯板(34)的中間，而被噴射入該背襯板(34)下的空間內。該被噴射的工藝氣體會先通過位於該背襯板(34)下方的隔板(圖中未顯)擴散後，而在隔板及背襯板(34)的下方，通過在擴散器(30)上，外形為平板且其上形成許多小孔(32)的噴頭而被噴向基板(S)的上表面，該基板(S)被設置在臺座(susceptor)(60)上。
射頻(radio frequency)電源(80)連接至該背襯板(34)及擴散器(30)，並激發被噴射的工藝氣體而活化流經該擴散器(30)的工藝氣體，因而在基板(S)上沉積成薄膜。亦即，該背襯板(34)及擴散器(30)作為上方電極。
室體(14)的側邊與上蓋(12)的室體蓋(22)結合，如上述，O型環(16)設置於該上蓋(12)及室體(14)之間。臺座(60)是設在該室體(14)內。臺座(60)距離擴散器(30)一段距離，且面向擴散器(30)，而基板(S)是放置在該臺座(60)的上表面。該臺座(60)內設有加熱器(62)，用於對放置在該臺座(60)上的基板(S)加熱至適當的溫度，以在沉積工藝中進行薄膜沉積。同時，臺座(60)被接地，因而作為下方電極。為了防止工藝材料被沉積在基板(S)的周邊，遮蓋框(Shadow Frame)(64)被設置在該臺座(60)上，並遮蓋基板(S)的周邊。
該室體(14)底側、臺座(60)下方形成出口(52)，以在完成沉積工藝後，將工藝氣體抽離至外界。
如圖所示，作為上電極，且將工藝氣體噴射至基板(S)上表面的擴散器(30)及背襯板(34)是通過設置在邊緣的螺栓(42)而相互結合，且彼此電連接。多個絕緣件(44)(46)(48)設置在擴散器(30)及背襯板(34)相互結合的周邊部分以及室體蓋(22)之間，以將室體蓋(22)與擴散器(30)及背襯板(34)彼此電絕緣，並保持沉積室(10)內的真空狀態。
雖然此種等離子增強化學氣相沉積系統被設計成可利用將工藝氣體沉積在基材表面上，但工藝氣體亦可能沉積於沉積室的內表面。因此，重複使用此沉積室後，必須清潔沉積室的側壁的內表面以除去在沉積室中已堆積的材料沉積層。其中一種清潔方法即為在遠程等離子反應器(RemotePlasma Source Unit)(90)中激發等離子，以在沉積室外側生成反應物，如NF3、SF6、F2或其它含滷素氣體，再將此反應物供應至沉積室中以對沉積室進行乾式清潔程序，亦即使用等離子清潔劑而非使用水性清潔劑。但由於此清潔氣體具有鏽蝕性，因此，在使用此清潔氣體對沉積室進行多次清潔程序後，將可能對沉積室的側壁的內表面造成損害，因而需要更換沉積室的室體，以確保沉積的質量。但當欲處理的基板尺寸加大，因而必須同時加大沉積室的室體時，此種更換室體整體的方式非常耗費成本及增加停機時間。

發明內容
為了避免在使用清潔氣體時對沉積室進行多次清潔程序後，將可能對沉積室的側壁的內表面造成損害，因而需要更換沉積室的室體，本實用新型提供一種沉積室襯墊，尤其是一種用於沉積室內且可方便更換及清潔的沉積室襯墊。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是，一種沉積室襯墊，該沉積室用於處理基板，具有底部及側壁，且被室體蓋覆蓋以形成封閉空間，該側壁上的適當位置設置有掛鈎，襯墊具有呈矩形封閉外形的框體，覆蓋沉積室的側壁的內表面，該矩形框體具有四個側邊及四個角落，預定高度，以及至少1550毫米長及至少1350毫米寬的框架開口，該矩形框體上在對應側壁的掛鈎處形成數個孔洞，且矩形框體由表面經陽極電鍍處理(anodized)的鋁金屬製成。
根據本實用新型，該矩形框體具有至少10毫米的框壁厚度。
根據本實用新型，該矩形框體由二片或更多片的片體構成。
根據本實用新型，該矩形框體的每一側邊具有至少一側邊部件且每一角落具有角落部件。
根據本實用新型，相鄰部件的界面間形成有配對結構，使各部位覆蓋沉積室的側壁的內表面時，側邊部件的配對結構疊置於角落部件的配對結構之上。
根據本實用新型，該配對結構為相配合的階梯狀。
根據本實用新型，該配對結構為相配合的斜面。
根據本實用新型，該矩形框體的其中一側邊形成下凹部。
根據本實用新型，該矩形框體的預定高度略小於該側壁的高度。
根據本實用新型，該矩形框體的預定高度等於該側壁的高度。
本實用新型的有益效果是，由於將沉積室襯墊覆蓋沉積室的側壁的內表面，且其表面經陽極電鍍處理，因而在重複使用此沉積室後，可方便清潔襯墊的表面以除去在沉積室中已堆積的材料沉積層，且即便清潔程序可能對襯墊的表面造成損害，只需更換本實用新型的沉積室襯墊，而無需更換沉積室的室體，因而可降低製造成本及減少停機時間。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是運用本實用新型的襯墊的沉積室剖面示意圖。
圖2是本實用新型的襯墊的立體示意圖。
圖3是本實用新型的襯墊與沉積室相對關係的立體圖。
圖4是本實用新型的襯墊的另一實施例的平面圖。
圖5是公知沉積室的剖面示意圖。
圖1至圖2中，100.沉積室；112.上蓋；114.室體；116.O型環；122.室體蓋；130.擴散器；132.小孔；134.背襯板；144.146.148.絕緣件；151.掛鈎；152.出口；S.基板；160.臺座；180.射頻電源；162.加熱器；164.遮蓋框；170.氣體入口；171氣體管線；200.沉積室襯墊；210.矩形框體；212.孔洞；215.下凹部。
具體實施方式
圖1是運用本實用新型的沉積室(100)的剖面示意圖。如圖1所示，該沉積室(100)與外界隔絕以形成反應空間。該沉積室(100)包括上蓋(112)及室體(114)，室體(114)具有底部(B)及環繞底部(B)的側壁(SW)。O型環(116)設置於該上蓋(112)及室體(114)之間，以使沉積室(100)與外界間呈現密閉的狀態。
該上蓋(112)是通過室體蓋(122)與外界隔絕。該室體蓋(122)內橫向設置有背襯板(134)及擴散器(130)。
工藝氣體通過氣體管線(171)從設置在沉積室(100)外的工藝氣體源，再通過氣體入口(170)，並穿越過背襯板(134)的中間，而被噴射入該背襯板(134)下的空間內。該被噴射的工藝氣體會先通過位於該背襯板(134)下方的隔板(圖中未顯示)擴散後，而在隔板及背襯板(134)的下方，通過在擴散器(130)上，外形為平板且其上形成許多小孔(132)的噴頭而被噴向基板(S)的上表面，該基板(S)被設置在臺座(160)上。
射頻(radio frequency)電源(180)連接至該背襯板(134)及擴散器(130)，並激發被噴射的工藝氣體而活化流經該擴散器(130)的工藝氣體，因而在基板(S)上沉積成薄膜。亦即，該背襯板(134)及擴散器(130)作為上方電極。
如圖1所示，室體(114)的側邊與上蓋(112)的室體蓋(122)結合，如上述，O型環(116)(圖3)設置於該上蓋(112)及室體(114)之間。臺座(160)是設在該室體(114)內。臺座(160)距離擴散器(130)一段距離，且面向擴散器(130)，而基板(S)是放置在該臺座(160)的上表面。該臺座(160)內設有加熱器(162)，用於對放置在該臺座(160)上的基板(S)加熱至適當的溫度，以在沉積工藝中進行薄膜沉積。同時，臺座(160)被接地，因而作為下方電極。為了防止工藝材料被沉積在基板(S)的周邊，遮蓋框(Shadow Frame)(164)被設置在該臺座(160)上，並遮蓋基板(S)的周邊。
該室體(114)底側、臺座(160)下方的底部(B)形成出口(152)，以在完成沉積工藝後，將工藝氣體抽離至外界。
如圖所示，作為上電極，且將工藝氣體噴射至基板(S)上表面的擴散器(130)及背襯板(134)是通過設置在邊緣的螺栓(142)而相互結合，且彼此電連接。多個絕緣件(144)(146)(148)設置在擴散器(130)及背襯板(134)相互結合的周邊部分以及室體蓋(122)之間，以將室體蓋(22)與擴散器(130)及背襯板(134)彼此電絕緣，並保持沉積室(100)內的真空狀態。
為了避免在使用清潔氣體時對沉積室(100)進行多次清潔程序後，將可能對沉積室(100)的側壁(SW)的內表面造成損害，因而需要更換沉積室(100)的室體，本實用新型提供一種沉積室襯墊(200)。
圖2是本實用新型的襯墊(200)的立體示意圖。沉積室襯墊(200)具有矩形框體(210)，其具有由至少1550毫米的長度(L)及至少150毫米的寬度(W)的框架開口，以及至少10毫米的框壁厚度(T)所構成的矩形封閉外形，以適用於處理大型基板的室體(114)。
根據本實用新型的一實施例，該矩形框體(210)具有四個側邊及四個角落，預定高度(H)，其可略小於該室體(114)側壁(SW)的高度，或是等於該側壁(SW)的高度，從而，將襯墊(200)置入該室體(114)內時，其恰可覆蓋沉積室(100)的側壁(SW)。矩形框體(210)的側邊可形成下凹部(215)，其對應基材被加載沉積室(100)的方向，以免擋住基材的載入。
圖3是本實用新型的襯墊與沉積室相對關係的立體圖。如圖所示，沉積室(100)的側壁(SW)上的適當位置設置有掛鈎151。為了方便將襯墊(200)置入沉積室(100)中，該矩形框體(210)上在對應側壁(SW)的掛鈎(151)處形成數個孔洞(212)。
圖4是本實用新型的襯墊的另一實施例的平面圖。在此實施例中，矩形框體(210)由兩片或更多片的片體構成。此例中，矩形框體(210)的每一側邊具有二側邊部件(216)(217)，且每一角落具有角落部件(218)。如圖3所示的階梯狀配對結構，或是斜面配對結構形成相鄰部件的界面間，使各部位(216)(217)(218)覆蓋沉積室(100)的側壁(SW)的內表面時，側邊部件(216)(217)的配對結構疊置於角落部件(218)的配對結構之上。構成矩形框體(210)的片體數量可依所需的襯墊(200)尺寸及沉積室(100)尺寸而改變。
將襯墊(200)置入沉積室(100)時，先將角落部件(218)放在沉積室(100)的角落。接著，依序將側邊部件(216)(217)掛在沉積室(100)側邊的相對應掛鈎(151)，使各側邊部件(216)(217)與相鄰的側邊部件及角落部件(218)的配對結構相配合，從而，側邊部件(216)(217)可將角落部件(218)固定在沉積室(100)的角落，並完全遮蓋沉積室(100)的側壁。
為了增強防鏽蝕及易於清潔的特性，本實用新型中的沉積室襯墊(200)由表面經陽極電鍍處理(anodized)的鋁金屬製成。亦即，將矩形框體(210)的所有部件經清潔及酸蝕(etching)後置入電解液中，將電流流經該電解液，以在矩形框體(210)的所有部件表面形成氧化層，此乃所屬技術領域的技術人員所公知的技術。
即便襯墊(200)的經陽極電鍍處理(anodized)的鋁金屬表面在受到重複的清潔程序而無可避免的造成鏽蝕時，其亦不致對室體(114)的內表面造成損害。此時，只需更換本實用新型的沉積室襯墊(200)，而無需更換沉積室(100)的室體(114)，因而可降低製造成本及減少停機時間。
由上述實用新型實施例可知，本實用新型的有益效果是，由於將沉積室襯墊覆蓋沉積室的側壁的內表面，且其表面經陽極電鍍處理，因而在重複使用此沉積室後，可方便清潔襯墊的表面以除去在沉積室中已堆積的材料沉積層，且即便清潔程序可能對襯墊的表面造成損害，只需更換本實用新型的沉積室襯墊，而無需更換沉積室的室體，因而可降低製造成本及減少停機時間。
雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然其並非用以限定本實用新型，任何所屬技術領域的技術人員在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作各種的更動與改進，因此本實用新型的保護範圍當依照權利要求所界定者為準。
權利要求1.一種沉積室襯墊，該沉積室用於處理基板，具有底部及側壁，且被室體蓋覆蓋以形成封閉空間，該側壁上的適當位置設置有掛鈎，其特徵是具有呈矩形封閉外形的框體，覆蓋沉積室的側壁的內表面，該矩形框體具有四個側邊及四個角落，預定高度，以及至少1550毫米長及至少1350毫米寬的框架開口，該矩形框體上在對應側壁的掛鈎處形成數個孔洞，且矩形框體由表面經陽極電鍍處理的鋁金屬製成。
2.根據權利要求1所述的沉積室襯墊，其特徵是該矩形框體具有至少10毫米的框壁厚度。
3.根據權利要求1所述的沉積室襯墊，其特徵是該矩形框體由二片或更多片的片體構成。
4.根據權利要求3所述的沉積室襯墊，其特徵是該矩形框體的每一側邊具有至少一側邊部件且每一角落具有角落部件。
5.根據權利要求4所述的沉積室襯墊，其特徵是相鄰部件的界面間形成有配對結構使各部位覆蓋沉積室的側壁的內表面時，側邊部件的配對結構迭置於角落部件的配對結構之上。
6.根據權利要求5所述的沉積室襯墊，其特徵是該配對結構為相配合的階梯狀。
7.根據權利要求5所述的沉積室襯墊，其特徵是該配對結構為相配合的斜面。
8.根據權利要求1所述的沉積室襯墊，其特徵是該矩形框體的其中一側邊形成下凹部。
9.根據權利要求1所述的沉積室襯墊，其特徵是該預定高度略小於該側壁的高度。
10.根據權利要求1所述的沉積室襯墊，其特徵是該預定高度等於該側壁的高度。
專利摘要一種沉積室襯墊，該沉積室用於處理基板，具有底部及側壁，且被室體蓋覆蓋以形成封閉空間，該側壁上的適當位置設置有掛鈎，襯墊具有呈矩形封閉外形的框體，覆蓋沉積室的側壁的內表面，該矩形框體具有四個側邊及四個角落，預定高度，以及至少1550毫米長及至少1350毫米寬的框架開口，該矩形框體上在對應側壁的掛鈎處形成數個孔洞，且矩形框體由表面經陽極電鍍處理(anodized)的鋁金屬製成。
文檔編號H01L21/205GK2825651SQ20052000847
公開日2006年10月11日 申請日期2005年3月28日 優先權日2005年3月28日
發明者羅賓·泰諾, 恩斯特·凱勒, 慄田伸一, 約翰·M·懷特 申請人:應用材料公司