專利名稱：遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，特別是涉及將多個干式清潔氣體流，在進(jìn)入基材沉積室前并合成并合流的并合器。
背景技術(shù)：
在平面顯示器的制造工藝中由于需要在玻璃基板上制造晶體管元件，因此在制造工藝中需要鍍上不同的材質(zhì)，諸如SiO2、SiNx、a-Si與n+a-Si等薄膜。目前多采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)(PECVD，PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition)來沉積。PECVD是于真空系統(tǒng)中，在通入工藝氣體后以等離子機(jī)臺激發(fā)等離子體、解離工藝氣體活化其反應(yīng)，并且因解離后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。
用于此種沉積工藝的沉積室(10)的構(gòu)造如圖5所示，該沉積室(10)與外界隔絕以形成反應(yīng)空間。該沉積室(10)包括上蓋(12)及室體(14)。O型環(huán)(16)設(shè)置于該上蓋(12)及室體(14)之間，以使沉積室(10)與外界間呈現(xiàn)密閉的狀態(tài)。
該上蓋(12)是通過室體蓋(22)與外界隔絕。該室體蓋(22)內(nèi)橫向設(shè)置有背襯板(Backing Plate)(34)及擴(kuò)散器(Diffuser)(30)。
工藝氣體通過氣體管線(71)將設(shè)置在沉積室(10)外的工藝氣體源，再通過氣體入口(70)，并穿越過背襯板(34)的中間，而被噴射入該背襯板(34)下的空間內(nèi)。該被噴射的工藝氣體會先通過位于該背襯板(34)下方的隔板(圖中未示)擴(kuò)散后，而在隔板及背襯板(34)的下方，通過在擴(kuò)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(shè)置在臺座(susceptor)(60)上。
射頻(radio frequency)電源(80)連接至該背襯板(34)及擴(kuò)散器(30)，并提供激發(fā)被噴射的工藝氣體而活化流經(jīng)該擴(kuò)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(kuò)散器(30)作為上方電極。
室體(14)的側(cè)邊與上蓋(12)的室體蓋(22)結(jié)合，如上述，O型環(huán)(16)設(shè)置于該上蓋(12)及室體(14)之間。臺座(60)是設(shè)在該室體(14)內(nèi)。臺座(60)距離擴(kuò)散器(30)一段距離，且面向擴(kuò)散器(30)，而基板(S)是放置在該臺座(60)的上表面。該臺座(60)內(nèi)設(shè)有加熱器(62)，用于對放置在該臺座(60)上的基板(S)加熱至適當(dāng)?shù)臏囟?，以在沉積工藝中進(jìn)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)的周緣，遮蓋框(Shadow Frame)(64)被設(shè)置在該臺座(60)上，并遮蓋基板(S)的周緣。
該室體(14)底側(cè)、臺座(60)下方形成出口(52)，以在完成沉積工藝后，將工藝氣體制抽離至外界。
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(kuò)散器(30)及背襯板(34)是通過設(shè)置在邊緣的螺栓(42)而相互結(jié)合，且彼此電連接。多個絕緣件(44)(46)(48)設(shè)置在擴(kuò)散器(30)及背襯板(34)相互結(jié)合的周緣部分以及室體蓋(22)之間，以將室體蓋(22)與擴(kuò)散器(30)及背襯板(34)彼此電絕緣，并保持沉積室(10)內(nèi)的真空狀態(tài)。
雖然此種等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)被設(shè)計(jì)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于沉積室的內(nèi)表面。因此，重復(fù)使用此沉積室后，必須清潔沉積室的側(cè)壁的內(nèi)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(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(RemotePlasma Source Unit)(90)中激發(fā)等離子，以在沉積室外側(cè)生反應(yīng)物種，如NF3、SF6、F2或其它含鹵素氣體，再將此反應(yīng)物種供應(yīng)至沉積室中以對沉積室進(jìn)行干式清潔程序，亦即使用等離子清潔劑而非使用水性清潔劑。
只是由于此清潔氣體具有銹蝕性，因此，在使用此清潔氣體對沉積室進(jìn)行多次清潔程序后，將可能對沉積室的側(cè)壁的內(nèi)表面造成損害，因而需要更換沉積室的室體，以確保沉積的品質(zhì)。
只是當(dāng)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，單一的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器將無法產(chǎn)生足夠的，用于清潔沉積室的等離子，而需使用管線將多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器所產(chǎn)生的反應(yīng)物種并合。只是，應(yīng)用管線的方式的設(shè)置彈性較小、造成雜亂的外觀、且在需要更多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器時會顯得更為困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了在使用個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的沉積室具有較高的的設(shè)置彈性較小，并提供整齊的外觀，本實(shí)用新型提供一種遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其在進(jìn)入基材沉積室前將多個干式清潔氣體流并合成并合流。.
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，適用于基材沉積室，具有至少兩個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器，每一個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生清潔氣體流，且具有排出口，供該主要導(dǎo)管清潔氣體流流出；歧管，具有多個入口及一個出口，其中該歧管內(nèi)形成內(nèi)部通道，與上述入口及該出口連通；主要管線，具有連接至該歧管出口的第一端，以及連接至該基材沉積室的第二端；及多個分支管線，各具有連接至各別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的排出口的第一端，以及連接至該歧管的一個入口的第二端。
根據(jù)本實(shí)用新型，該內(nèi)部通道包括主要通道，其第一端即為該歧管的出口，及多個分支通道，各具有一端即為該歧管的入口及以連通至該主要通道的不同位置的另一端。
根據(jù)本實(shí)用新型，該主要通道及分支通道將由上述遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生且通過上述入口流入該歧管的清潔氣體流合并成并合流，該并合流通過該出口離開該歧管。
根據(jù)本實(shí)用新型，該歧管是由鋁塊制成，并在鋁塊上鉆孔以形成該主要通道及分支通道。
根據(jù)本實(shí)用新型，該并合器是設(shè)置在該沉積室的頂部。
根據(jù)本實(shí)用新型，該清潔氣體為NF3等離子。
根據(jù)本實(shí)用新型，由于氣相的TEOS氣體在被注入沉積室內(nèi)前，會繞過遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器，因而不會發(fā)生冷凝現(xiàn)象，確保工藝氣體能夠以在基板上沉積成勻均的固態(tài)薄膜。
本實(shí)用新型的有益效果是，并合器可直接置放在沉積室上，鄰近該沉積室的一個氣體管線，以允許較高的的設(shè)置彈性較小，并提供整齊的外觀。即便需要使用更多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生更多量的反應(yīng)物種，以配合較大尺寸的系統(tǒng)，只需將更多的分支管線連接至已預(yù)先形成在鋁塊內(nèi)的分支通道即可輕易達(dá)成此目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是運(yùn)用本實(shí)用新型的沉積室的剖面示意圖。
圖2A是立體分解圖，其圖示本實(shí)用新型的歧管及不同管線。
圖2B為本實(shí)用新型的歧管的平面視圖。
圖3是沿圖2B的A-A線所取的剖面視圖。
圖4是立體分解圖，其圖示本實(shí)用新型的歧管及不同管線的另一實(shí)施例。
圖5是公知的沉積室的剖面示意圖。
圖1至4中，100.遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器；101.150.歧管；102.104.遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器；107.排出口；103.主要管線；105.106.分支管線；121.入口；123.出口；131.主要通道；132.分支通道；135.151.152蓋件；200.沉積板；215.擴(kuò)散器；220.臺座；222.臺座軸；240.抽氣泵；250.室體蓋；271.入口；S.基材。
具體實(shí)施方式
圖1是運(yùn)用本實(shí)用新型的沉積室(200)的剖面示意圖。如圖1所示，此沉積室(200)的構(gòu)成與圖5中所示的公知沉積室相似。簡言之，該沉積室(200)設(shè)置有工藝氣體供應(yīng)源(210)，通過氣體管線(271)及入口(270)供應(yīng)工藝氣體至沉積室(200)內(nèi)。工藝氣體通過設(shè)置于室體蓋(250)中的擴(kuò)散器(215)，注入沉積室(200)中。沉積室(200)中另設(shè)置臺座(220)，用于放置基板(230)，此臺座(220)一般由平臺(221)及具有調(diào)整上下高度的功能的臺座軸(222)所構(gòu)成，室體蓋(250)并覆蓋該沉積室(200)，以形成封閉空間，沉積室(200)中亦提供抽氣泵(240)，將剩余的工藝氣體抽離。
根據(jù)本實(shí)用新型，其并非使用遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器生成清潔氣體反應(yīng)物種，而是將遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器(100)設(shè)置在氣體管線(271)的上游。該并合器(100)包括多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(102)(104)，每一個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生清潔氣體流，且具有排出口(17)，供該主要導(dǎo)管清潔氣體流，如NF3、SF6、F2或其它含鹵素氣體流，流出用；歧管(101)、主要管線(103)、及多個分支管線(105)(106)。該遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的數(shù)量可依照需要清潔的沉積室(200)所需的清潔氣體量而定。本實(shí)用新型以兩個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器作為說明的例示。遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)為一般公知結(jié)構(gòu)，故不在此說明。
R，具有多個入口及一個出口，其中該歧管內(nèi)形成內(nèi)部通道，與上述入口及該出口連通；主要管線，具有連接至該歧管出口的第一端，以及連接至該基材沉積室的第二端；及多個分支管線，各具有連接至各別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的排出口的第一端，以及連接至該歧管的一個入口的第二端。如NF3、SF6、F2或其它含鹵素氣體，再將此反應(yīng)物種供應(yīng)至沉積室中對沉積室進(jìn)行干式清潔程序。根據(jù)本實(shí)用新型，遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器.(10)設(shè)于該遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(270)的下游。
圖2A是立體分解圖，其表示本實(shí)用新型的歧管(101)及不同管線(103)(105)(106)。管線(103)(105)(106)的實(shí)際長度可以依照遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器設(shè)置的位置而改變。圖示的實(shí)施例并非用于限定此等管線(103)(105)(106)的長度。
圖2B為本實(shí)用新型的歧管的平面視圖。如圖2A所示，歧管(101)具有多個入口(121，圖中僅能顯示一個)及個出口(123)。主要管線(103)，具有連接至該歧管(101)出口(123)的第一端，以及連接至該沉積室(200)的氣體管線(271)的第二端(參圖1)。分支管線(105)(106)各具有連接至各別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(102)(104)的排出口(107)的第一端(參圖1)，以及連接至該歧管(101)的個入口(121)的第二端。及圖3是沿圖2B的A-A線所取的剖面視圖。如圖3所示，該歧管(101)內(nèi)形成內(nèi)部通道，與上述入口(121)及該出口(123)連通。
該歧管(101)的內(nèi)部通道包括主要通道(131)，其第一端即為該歧管(101)的出口(123)，及多個分支通道(132)，各具有一端即為該歧管(101)的入口(121)，以及連通至該主要通道(123)的不同位置的另一端。
因此，該主要通道(131)及分支通道(132)可將由上述遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(102)(104)產(chǎn)生且通過該歧管(101)的入口(121)流入該歧管(101)的清潔氣體流合并成并合流，該并合流再通過該出口(123)離開該歧管(101)。
根據(jù)本實(shí)用新型，該歧管(101)可由防銹蝕的金屬制成，如鋁塊，并在鋁塊上鉆孔以形成該主要通道(131)及分支通道(132)。主要通道(131)可為鉆過鋁塊的未穿孔。如圖3所示，若主要通道(131)完全貫穿鋁塊，即可在其中一個開口上設(shè)置蓋件(135)以封閉歧管(101)。
在并合器(100)已通過分支管線(105)(106)連接至個別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(102)(104)后，其可被設(shè)置在該沉積室(200)的頂部，鄰近該沉積室(200)的氣體管線，其中遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器(102)(104)可被設(shè)置在離沉積室(200)較遠(yuǎn)的位置，因而提供更高的設(shè)置彈性，亦保持沉積室(200)整齊的外觀。
當(dāng)需要使用更多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生更多量的反應(yīng)物種，以配合較大尺寸的系統(tǒng)時，只需將更多的分支管線連接至已預(yù)先形成在鋁塊內(nèi)的分支通道即可輕易達(dá)成此目的，如圖4所示。此實(shí)施例中，歧管(150)上另形成兩個入口(121)及分支通道，而此等分支通道在未被連接至任何分支管線時，是由蓋件(151)(152)密封。
根據(jù)本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的有益效果是，并合器可直接置放在沉積室上，鄰近該沉積室的一個氣體管線，以允許較高的的設(shè)置彈性較小，并提供整齊的外觀。即便需要使用更多個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生更多量的反應(yīng)物種，以配合較大尺寸的系統(tǒng)，只需將更多的分支管線連接至已預(yù)先形成在鋁塊內(nèi)的分支通道即可輕易達(dá)成此目的。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定實(shí)用新型，任何所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與改進(jìn)，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)依照權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，適用于基材沉積室，其特征是具有至少兩個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器，每一個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生清潔氣體流，且具有排出口，供該主要導(dǎo)管清潔氣體流流出；歧管，具有多個入口及一個出口，其中該歧管內(nèi)形成內(nèi)部通道，與上述入口及該出口連通；主要管線，具有連接至該歧管出口的第一端，以及連接至該基材沉積室的第二端；及多個分支管線，各具有連接至各別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的排出口的第一端，以及連接至該歧管的個入口的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其特征是該內(nèi)部通道包括主要通道，其第一端即為該歧管的出口，及多個分支通道，各具有一端即為該歧管的入口以及連通至該主要通道的不同位置的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其特征是該主要通道及分支通道將由上述遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生且通過上述入口流入該歧管的清潔氣體流合并成并合流，該并合流通過該出口離開該歧管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其特征是該歧管是由鋁塊制成，并在鋁塊上鉆孔以形成該主要通道及分支通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其特征是該并合器是設(shè)置在該沉積室的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，其特征是該清潔氣體為NF3等離子。
專利摘要一種遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的并合器，適用于基材沉積室，具有至少兩個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器，每一個遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器產(chǎn)生清潔氣體流，且具有排出口，供該主要導(dǎo)管清潔氣體流流出；歧管，具有多個入口及一個出口，其中該歧管內(nèi)形成內(nèi)部通道，與上述入口及該出口連通；主要管線，具有連接至該歧管出口的第一端，以及連接至該基材沉積室的第二端；及多個分支管線，各具有連接至各別遠(yuǎn)程等離子反應(yīng)器的排出口的第一端，以及連接至該歧管的一個入口的第二端。
文檔編號H01L21/02GK2808933SQ20052001827
公開日2006年8月23日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者威廉·N·斯特林, 羅賓·泰諾 申請人:應(yīng)用材料公司