專利名稱：用于處理襯底的下電極組件的制作方法
技術領域：
這里描述的一個或者多個實施例涉及處理包括半導體襯底在內的襯底。
背景技術：
已知有多種平板顯示器(FPD) 。 FPD的例子包括液晶顯示器(LCD)、 等離子體顯示面板(PDP)和有機發光二極管(OLED)。這些顯示器和其他 的電子器件利用包括負載閉鎖室(load lock chamber)、傳送室以及/或者工 藝室的襯底處理設備進行制造。這種類型的設備會很貴，而且就處理不同尺 寸的襯底來說是不夠的。這些設備也沒能采取足夠的防范措施保護工藝室及 其部件在襯底處理過程中不受使用等離子體造成的腐蝕。
發明內容
相應地，本發明提供了一種下電極組件，包括絕緣體和包含周邊部分的 下電極材料。所述周邊部分包含第一級表面，用來支承具有預定寬度和長 度的襯底；第二級表面，所具有的寬度對應于所述襯底的所述預定寬度加上 第一增量，所具有的長度對應于所述襯底的所述預定長度加上第二增量；第 三級表面，所具有的高度低于所述第二級表面。其中，所述絕緣體橫向設置 在所述第二級表面和所述第三級表面上。
本發明還提供了一種控制等離子體暴露狀況的方法，包括在電極組件 的周邊部分上形成絕緣體，所述電極組件包含支承待處理襯底的電極材料層。 所述電極材料層包含第一級表面、第二級表面和第三級表面。所述形成步驟 包含圍繞著所述電極材料豎向形成第一絕緣板；在所述第一絕緣板附近并 圍繞著所述第 一絕緣板形成第一陶瓷板；在至少所述電極材料層的所述第三 級表面上橫向形成第二絕緣板；在所述第二絕緣板和所述電極材料層的所述 第二級表面上橫向形成第二陶瓷板。
圖l是襯底處理設備中一種類型的下電極組件示意圖。
圖2是圖1下電極組件另一視圖的示意圖。
圖3是可以包含在襯底處理設備中的另 一種類型的下電極組件示意圖。 圖4是圖3下電極組件另一視圖的示意圖。
具體實施例方式
一種襯底處理設備包括負載閉鎖室(load lock chamber)、傳送室和工
運到另一個室或者位置，同時交替地保持大氣和真空狀態。傳送室將來自負 載閉鎖室的襯底傳送到工藝室，以及/或者將來自工藝室的處理過的襯底傳送 到負載閉鎖室。工藝室對襯底進行處理，例如，襯底可能牽涉到在真空狀態 下使用等離子體或者熱能形成薄膜或者進行刻蝕操作。多個室之間的傳送可 以由機器人來完成。
圖1表示的是一種類型的工藝室構造，圖2表示的是這種室的另一個視 圖。如圖所示，該工藝室包括用來進行襯底處理工藝的室10。該室包括門11、 上電極20和下電極30。該門位于室的一側，用于在室中產生真空狀態。上 電極位于室中上面的位置，而下電極位于上電極下面。襯底S放在下電極上。
上電極由噴淋頭22形成，噴淋頭22將工藝氣體噴在襯底上。噴淋頭包 括多個氣體散射孔24,每個氣體散射孔24都具有非常小的直徑。工藝氣體 經過噴淋頭上的孔被均勻地供應到電極20和30之間的空間。通過向一個或 者兩個電極施加高頻功率，工藝氣體被轉換成等離子體，然后用等離子體對 襯底表面進行處理。
下電極30包括基座板32、基座板上的絕緣材料34、絕緣材料上的冷卻 板36以及冷卻板上的下電極材料38。絕緣體50圍繞著下電極設置，在下電 極上支承著襯底S用于進行等離子體處理。電極材料用較為便宜并廣泛使用 的鋁制成，絕緣體50起到的作用是，防止含鋁電極材料與等離子體發生化學 反應造成腐蝕。等離子體是在上、下電極之間施加高壓時流進下電極的氣體 發生放電而形成的。
也就是說，為了保護下電極不受等離子體的損壞，絕緣體包括圍繞著下 電極上部放置的絕緣板52a、 52b，以及粘在絕緣板周圍的陶瓷板54a、 54b。
在處理過程中，襯底S僅僅放置在沒有被絕緣體的陶瓷板54b覆蓋的下電極 的頂部表面上。下電極可以被加工成使其表面尺寸對應于具有預定面積的襯 底的表面尺寸。
因為下電極組件被加工成對應于待處理襯底的尺寸，所以，不同尺寸的 襯底在被放置在下電極組件上之后不能被刻蝕和灰化(ashed)。例如，1200 x 1300尺寸的襯底不能被放在被加工成對應1100 x 1300尺寸的下電極組件 上。因此，這樣的襯底不能使用圖1的設備進行刻蝕或者灰化。所以，必須 專門制造對應U00x 1300尺寸的下電極組件來處理這些類型的襯底，導致成 本增力口。
而且，為了適應不同處理能力，工作場地必須包括多種處理設備，每種 處理設備具有處理不同尺寸襯底的下電極組件。這些處理設備占用了空間， 也增加了成本。
圖3表示的是可以用在襯底處理設備中的另一種類型的下電極組件的一 個實施例，圖4表示的是這種組件的另一個視圖。在可用到的地方，相對于 圖1來說，相似的附圖標記用于相似的構件。該村底處理設備可以包含在工
中的半導體襯底在內的襯底的處理中。
如圖3和圖4所示，工藝室包括室10，室10包括門11、上電極20和下 電極30。該門設置于室的一側，用于在室中產生真空狀態。上電極位于室中 上面的位置，而下電極位于上電極下面。村底S由下電極支^K。
上電極設有噴淋頭22，噴淋頭22用于將工藝氣體噴在襯底上。噴淋頭 22包括多個氣體散射孔24，每個氣體散射孔24都具有非常小的直徑。工藝 氣體經過噴'淋頭上的孔被均勻地供應到兩個電極之間的空間，并通過例如向 電極施加高頻功率，將工藝氣體轉換成等離子體。襯底表面用等離子體進行 處理。襯底被放在下電極上并受到處理。下電極可以連接到射頻(RF)電源， 用于產生等離子體。
下電極30包括基座板32、放置在基座板上的絕緣材料34、絕緣材料上 的冷卻板36和冷卻板上的下電極材料38。因為襯底S在下電極材料38上進 行處理，所以，對村底的處理可能受到室10內溫度增加的影響。為了防止室 或者襯底的溫度增加到預定溫度甚至更高，下電極30設有冷卻板36。
冷卻板包括用于4吏冷卻劑循環的冷卻劑通道。當冷卻劑在這個通道中循
環時，冷卻板防止下電極超過預定溫度。所以，冷卻板將襯底s的溫度保持 在恒定水平或者保持在預定溫度范圍內。
絕緣體100圍繞著下電極的下電極材料38設置，以防止由于等離子體處 理造成的下電極材料腐蝕。該絕緣體包括絕緣板102a，絕緣板102a覆蓋下 電極材料38下部的一側或者周邊部分、冷卻板36的一側或者周邊部分、絕 緣材料34的一側或者周邊部分以及基座板32的一側或者周邊部分。該絕緣 體還包括陶瓷板104a，陶瓷板104a覆蓋絕緣板102a的外表面。
根據一個實施例，絕緣板102a圍繞著下電極材料38下部、冷卻板36、 絕緣材料34和基座板32的一側或者周邊部分豎向設置。當按此方式設置時， 絕纟彖板102a與前述構件的側面或者周邊部分接觸。陶乾4反104a也可以在絕 緣板102a的外側上面豎向設置并與之接觸。
絕緣體100進一步包括絕緣板102b和陶乾板104b,絕緣板102b和陶瓷 板104b圍繞著下電極材料38的上部橫向設置，下電極材料38例如延伸超過 襯底S。因此，絕緣體的這些板覆蓋了下電極材料38、冷卻板36、絕緣材料 34和基座板32的例如不直接位于襯底S下面并因此容易受到室內產生的等 離子體腐蝕或其他負面影響的表面。
根據一種應用場合，下電極材料38的上部可以具有3臺階結構，包括上 面放襯底S的第一級表面、臺階高度低于第一級表面的第二級表面和臺階高 度低于第二級表面的第三級表面。該結構表示在圖3的放大視圖中。
第三級表面對應于下電極材料的下部，第三級表面的高度低于第一級表 面的高度。如圖3中進一步所示，絕緣板102a豎向設置，其高度與下電極材 料38的第三級表面的高度相同(例如，其上表面基本上與第三級表面的上表 面對齊)。陶瓷板104a豎向設置在絕緣板102a的外側上，其高度與下電極 材料38的第一級表面的高度相同(例如，其上表面基本上與第一級表面對 齊)。于是，絕緣板102a和陶瓷板104a按照臺階布局進行設置。
因為襯底S放置在下電極材料38的第一級表面上，所以，下電極材料 38的第一級表面形成為其長度和寬度與村底S的長度和寬度一致或者至少基 本相同。也就是說，當襯底的寬度和長度分別為X和Y時，下電極材料的第 一級表面的寬度和長度也分別為X和Y。
下電極材料的第二級表面被形成為所具有的寬度是預定增量(+a)加 上第一級表面的預定寬度X，所具有的長度是預定增量(+0)加上第一級表
面的預定長度Y。這里，ot和P可以相同，也可以不同。才艮據一個舉例性應用 場合，第一、第二級表面之間的高度差大約為2~ 10mm。
按照這種方式布局，絕緣板102b可以橫向設置在下電極材料38的第三 級表面和絕緣材料板102a的頂部表面上。陶資板104b橫向設置在絕緣板102b 和第二級表面上。
層疊在絕緣板102b和下電極材料第二級表面上的陶資板104b，包括層 疊在下電極材料第二級表面上的延伸部分104b-l和層疊在絕緣板102b上的 部分，可以因此形成為具有倒"L，，的形狀。這種設計的原因是，延伸部分 104b-l可以形成為例如具有2 10 mm的厚度，該厚度對應著下電極材料第 一級表面和第二級表面之間的高度差。
由于這個原因，在大小為oc或p的第二級表面的寬度或長度區域中，下電 極材料38的第一級表面和第二級表面之間的高度差并不大，因此，第二級表 面上的陶瓷板104b的頂部表面，即延伸部分104b-l的頂部表面，能夠容易 地與下電極材料38電連接。
因此，如圖3和4所示，與第一級表面具有相同寬度和長度X和Y的襯 底能在下電極材料38上進行放置、刻蝕和灰化。此外，寬度為增量(+a) 加上第一級表面的預定寬度X、長度為另一增量(+0)加上第一級表面的預 定長度Y的襯底，也可以在下電極材料上進行放置、刻蝕和灰化。
在前面的例子中，可以將下電極材料38的第一、第二級表面之間的高度 差設置到2~ 10mm的原因是，當高度差高于10mm時，放在置于下電極材 料第二級表面上的陶瓷板延伸部分104b-l上的襯底S的周邊部分，受到不當 處理。當高度差低于2mm時，由于加工問題，難以制造下電極組件。
于是，這里公開的一個或者多個實施例提供了下電極組件，用于制造要 包含在例如平板顯示器中的襯底。該組件能夠適應不同尺寸的襯底，用于刻 蝕、灰化或者其他形式的處理，由此降低商業成本。這些實施例還可以減少 處理不同尺寸襯底所需的工作空間面積，由此進一步降低成本。
根據一個實施例，下電極組件包括下電極材料，下電極材料放置在下電 極組件的上部，襯底放在下電極材料上。其中，下電極材料的周面具有多臺 階結構，該結構包括第一級表面，上面放具有預定寬度和預定長度的村底； 第二級表面，所具有的寬度是增量(+a)加上預定寬度(X),所具有的長 度是另一增量(+P)加上預定長度(Y);第三級表面，所具有的高度低于
第二級表面，其中，絕緣體分別橫向放在第二級表面和第三級表面上。
在這個情況中，優選的是，可以圍繞著下電極組件周面豎向設置雙層層 疊有絕緣板和陶瓷板的絕緣體，在下電極材料的第二級表面和第三級表面上 橫向設有雙層層疊有絕緣板和陶f;板的絕緣體。
進一步，優選的是，在下電極材料的第三級表面上橫向設置絕緣板，在 絕緣板和下電極材料的第二級表面上橫向設置陶資板。
這里更優選的是，陶瓷板的頂部表面和第一級表面在相同的面上，下電 極材料的第一級表面和第二級表面之間的高度差為2~ 10mm。
任何談到"一個實施例，，、"實施例"、"舉例性實施例，，等的地方， 意思是結合該實施例描述的具體構件、結構或者特點包含于本發明的至少一 個實施例中。在本說明書各處的這種表述形式不一定都指相同的實施例。而 且，當結合任何實施例描述具體構件、結構或者特點時，所主張的是，結合 其他的實施例實現這樣的構件、結構或者特點落在本領域技術人員的范圍內。
盡管參照本發明多個解釋性實施例對本發明的實施方式進行了描述，但
是，應該明白，本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些 改進和實施例將落在本發明原理的精神和范圍內。更具體地說，在前述公開、 附圖以及權利要求的范圍內，可以在零部件和/或從屬組合布局的布局方面作 出合理的變型和改進，而不會脫離本發明的精神。除了零部件和/或布局方面 的變型和改進，對于本領域技術人員來說，其他的使用也是明顯的。
權利要求
1. 一種下電極組件，包括:絕緣體；以及包含周邊部分的下電極材料，所述周邊部分包含:第一級表面，用來支承具有預定寬度和長度的襯底，第二級表面，所具有的寬度對應于所述襯底的所述預定寬度加上第一增量，所述具有的長度對應于所述襯底的所述預定長度加上第二增量，以及第三級表面，所具有的高度低于所述第二級表面，其中，所述絕緣體橫向設置在所述第二級表面和所述第三級表面上。
2. 如權利要求l所述的組件，其中，所述絕緣體包含 第一絕緣板，圍繞著所述下電極材料豎向設置； 第一陶瓷板，鄰近所述第一絕緣板豎向設置； 第二絕緣板，在至少所述第三級表面上方橫向設置；第二陶瓷板，在所述第二絕緣板和所述第二級表面上方橫向設置。
3. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第二陶瓷板的頂部表面基本與 所述第一級表面對齊。
4. 如權利要求3所述的組件，其中，所述第二陶資板具有 第一下表面，位于所述下電極材料的所述第二級表面上方， 第二下表面，位于所述下電極材料的所述第三級表面和所述第一絕緣板的頂部表面的上方。
5. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第一絕緣板圍繞著所述下電極 材料的下周邊部分豎向設置，不覆蓋所述下電極材料的其他周邊部分。
6. 如權利要求5所述的組件，其中，所述第一絕緣板的頂部表面基本與 所述第二級表面對齊。
7. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第一陶瓷板與所述第二陶瓷板 接觸，所述第 一陶瓷板和所述第二陶資板的頂部表面在相同的面中基本與所 述下電極材料的所述第一級表面對齊。
8. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第一絕緣板、第二絕緣板和所 述第一陶瓷板、第二陶瓷板用一種或者多種材料制成，所述一種或者多種材 料防止等離子體沖擊所述絕緣體下面的所述下電極材料。
9. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第一絕緣板覆蓋所述下電極材 料下部的周邊部分、所述下電極材料下面的冷卻板的周邊部分、以及所述冷 卻板下面的絕緣材料。
10. 如權利要求2所述的組件，其中，所述下電極材料的第一級表面和 第二級表面之間的高度差在2到IO毫米之間的范圍內。
11. 如權利要求2所述的組件，其中，所述第一級表面、第二級表面之 間的高度差小于所述第二級表面、第三級表面之間的高度差。
12. 如權利要求1所述的組件，其中，所述第一增量和所述第二增量基 本相同。
13. 如權利要求l所述的組件，其中，所述第一增量和所述第二增量不同。
14. 一種控制暴露于等離子體的方法，包括在電極組件的周邊部分上形成絕緣體，所述電極組件包含支承待處理襯 底的電極材料層，所述電極材料層包含第一級表面、第二級表面和第三級表 面，所述形成步驟包含圍繞著所述電極材料豎向形成第一絕緣板； 鄰近并圍繞著所述第一絕緣板豎向形成第一陶瓷板； 在至少所述電極材料層的所述第三級表面上方橫向形成第二絕緣板； 在所述第二絕緣板和所述電極材料層的所述第二級表面上方橫向形成第 二陶瓷板。
15. 如權利要求14所述的方法，其中，所述第二陶瓷板具有 第一下表面，位于所述電極材料層的所述第二級表面上方， 第二下表面，位于所述電極材料層的所述第三級表面和所述第一絕緣板的頂部表面的上方。
16. 如權利要求14所述的方法，其中，所述第一絕緣板圍繞著所述電極 材料層的下周邊部分豎向設置，沒有覆蓋所述電極材料層的其他周邊部分。
17. 如權利要求16所述的方法，其中，所述第一絕緣板的頂部表面與所 述第二級表面基本對齊。
18. 如權利要求14所述的方法，其中，所述第一陶瓷板與所述第二陶瓷 板接觸，所述第一陶瓷板和所述第二陶瓷板的頂部表面與所述電極材料層的 所述第一級表面基本對齊。
19. 如權利要求14所述的方法，其中，所述第一絕緣板、第二絕緣板和 所述第一陶瓷板、第二陶瓷板用能夠阻擋等離子體的材料制成，由此防止等 離子體沖擊所述電極材料層。
20. 如權利要求14所述的方法，其中，所述電極材料層的第一級表面和 第二級表面之間的高度差在2到IO毫米的范圍內。
全文摘要
一種下電極組件，包括絕緣體和下電極材料。下電極材料包括具有三級表面的周邊部分。第一級表面支承具有預定寬度和長度的襯底。第二級表面具有的寬度對應于襯底預定寬度加上第一增量，其具有的長度對應于襯底預定長度加上第二增量。第三級表面的高度低于第二級表面。絕緣體橫向設置在第二級表面和第三級表面上。
文檔編號H01L21/00GK101384128SQ20081011118
公開日2009年3月11日 申請日期2008年6月12日 優先權日2007年9月5日
發明者金敬勛, 高英培 申請人:愛德牌工程有限公司