等离子体处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种等离子体处理装置。


背景技术：

2.在制造诸如半导体、显示面板等电子装置的过程中，为了在基板上形成薄膜，利用溅射、化学气相沉积(cvd)等，最近，为了提高膜特性，使用利用等离子体的化学气相沉积装置。
3.最近，随着用于等离子体化学气相沉积的等离子体处理装置大型化，因大型化的电极或在高温环境下电极的热变形，导致等离子体可能不均匀地施加于基板。因此，薄膜的特性可能劣化。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够易于调节电极表面的形状的等离子体处理装置。
5.但是，本发明的目的并不限于上述目的，本发明可以在不脱离本发明的思想和构思的范围内实现多种扩张。
6.为了达成上述的本发明的目的，根据本发明的示例性的实施例的等离子体处理装置包括：工艺腔室；电极连接部，结合于所述工艺腔室的上端部；电极板，结合于所述电极连接部；以及基座，与所述电极板隔开而支撑基板。所述电极连接部至少包括第一子电极连接部和第二子电极连接部，所述第二子电极连接部具有与所述第一子电极连接部的厚度不同的厚度并在水平方向上与所述第一子电极连接部邻近。所述电极板根据所述电极连接部的下表面的阶梯差而弯曲，从而具有至少一部分弯曲的下表面。
7.根据一实施例，所述电极连接部及所述电极板包括金属。
8.根据一实施例，所述电极连接部及所述电极板包括铝。
9.根据一实施例，所述电极连接部及所述电极板包括相同的物质。
10.根据一实施例，所述电极连接部还包括：第三子电极连接部，与所述第二子电极连接部隔开并与所述第一子电极连接部邻近，其中，所述第一子电极连接部具有大于所述第二子电极连接部和所述第三子电极连接部的厚度的厚度。
11.根据一实施例，所述电极连接部还包括：第三子电极连接部，与所述第二子电极连接部隔开并与所述第一子电极连接部邻近，其中，所述第一子电极连接部具有小于所述第二子电极连接部和所述第三子电极连接部的厚度的厚度。
12.根据一实施例，所述电极连接部还包括：第三子电极连接部，与所述第一子电极连接部隔开并与所述第二子电极连接部邻近，其中，所述第一子电极连接部具有大于所述第二子电极连接部的厚度的厚度，所述第二子电极连接部具有大于所述第三子电极连接部的厚度的厚度。
13.根据一实施例，所述第一子电极连接部具有与水平方向平行的下表面，所述第二子电极连接部具有相对于所述水平方向而倾斜的下表面。
14.根据一实施例，所述第二子电极连接部的与所述第一子电极连接部邻近的第一端部具有与所述第一子电极连接部的厚度相同的厚度，与所述第一端部相反的第二端部具有小于所述第一端部的厚度的厚度。
15.根据一实施例，所述第一子电极连接部及所述第二子电极连接部中的至少一个的与所述电极板邻近的边角具有弧形形状。
16.根据一实施例，所述第一子电极连接部和所述第二子电极连接部通过凹凸结构而结合。
17.根据一实施例，所述电极板的下表面的至少一部分包括凸出的曲面。
18.根据一实施例，所述电极板的下表面的至少一部分包括凹陷的曲面。
19.根据一实施例，所述电极板包括用于喷射工艺气体的气孔。
20.根据一实施例，所述第一子电极连接部及所述第二子电极连接部中的每一个包括：缓冲区域，连接于所述气孔而输送所述工艺气体。
21.根据一实施例，所述工艺气体包括沉积气体。
22.根据一实施例，所述电极板与用于形成等离子体的电源电连接。
23.根据一实施例，所述基座与用于将等离子体离子引入到所述基板的偏压电源电连接。
24.根据本发明的示例性的实施例的一种等离子体处理装置包括：工艺腔室；电极连接部，结合于所述工艺腔室的上端部；电极板，结合于所述电极连接部；以及基座，与所述电极板隔开而支撑基板。所述电极连接部包括具有阶梯差的下表面，所述电极板根据所述电极连接部的下表面的阶梯差而弯曲。
25.根据本发明的示例性的实施例，可以根据需要调节等离子体处理装置中电极板的下表面的形状，并且可以改善由于等离子体不均匀而导致的沉积膜质量劣化。
附图说明
26.图1是示出根据本发明的一实施例的等离子体处理装置的结构的概念图。
27.图2是图示根据本发明的一实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的侧视图。
28.图3是放大图示图2的区域a的剖视图。
29.图4及图5是图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的侧视图。
30.图6至图8是图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部的平面图。
31.图9至图11是放大图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的剖视图。
具体实施方式
32.以下，参照附图，对根据本发明的示例性的实施例的等离子体处理装置进行详细的说明。
33.图1是示出根据本发明的一实施例的等离子体处理装置的结构的概念图。
34.参照图1，根据一实施例的等离子体处理装置可以包括电极板110、电极连接部120、工艺腔室130、气体供应部140、基座150、第一电源供应部160及第二电源供应部170。所述等离子体处理装置可以用于沉积或蚀刻。根据一实施例，所述等离子体处理装置可以用于化学气相沉积。
35.所述工艺腔室130可以提供用于蚀刻或沉积的密闭的空间。例如，所述工艺腔室130可以为圆筒形状或四棱柱形状，但是本发明的实施例并不局限于此。所述工艺腔室130可以包括金属，例如可以包括铝或不锈钢。例如，所述工艺腔室130可以为接地状态。
36.例如，所述等离子体处理装置可以从进入所述工艺腔室130内的气体形成等离子体，在所述电极板110与所述基座150之间可以定义等离子体生成空间pa。在所述基座150上布置有基板sb。
37.所述电极板110可以在所述工艺腔室130内布置于上部空间，所述基座150可以在所述工艺腔室130内布置于下部空间。例如，所述电极连接部120可以布置于所述电极板110与所述工艺腔室130的上端部(例如，图2所示的上端部130a)之间。所述电极板110可以具有与所述等离子体生成空间pa或所述基座150对向的下表面。
38.例如，所述电极板110可以具有诸如矩形、正方形等多边形形状、圆形形状等。
39.所述电极板110可以从所述气体供应部140接收工艺气体，进而向所述工艺腔室130内部提供气体。例如，所述电极板110可以包括用于喷射所述气体的气孔gh，可以将所述工艺气体喷射至所述等离子体生成空间pa，或者喷射至布置于所述基座150上的基板sb。例如，所述电极板110可以具有喷头形状。
40.例如，在所述工艺腔室130的上端部可以结合有气体输送部件132，所述气体输送部件132可以与流量控制器142连接。所述流量控制器142可以与所述气体供应部140连接。所述气体输送部件132可以连接于所述电极连接部120。所述电极连接部120可以包括与所述气体输送部件132连接的缓冲区域122。所述缓冲区域122可以与所述电极板110的气孔gh连接，从而向所述气孔gh输送所述工艺气体。
41.所述工艺气体可以根据所述等离子体处理装置的用途而不同。
42.根据一实施例，所述工艺气体可以包括沉积气体。所述沉积气体可以根据沉积膜的构成而包括合适的前体。例如，硅前体气体可以包括硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、丙硅烷(si3h8)、四硅烷(si4h
10
)、四氟化硅(sif4)、四氯化硅(sicl4)、二氯甲硅烷(sih2cl2)或其组合。氮前体气体可以包括n2、氨(nh3)、联氨(n2h2)、肼(n2h4)或其的组合。氧前体气体可以包括o2、h2o或其组合。所述工艺气体还可以包括氩气、氢气、氦气或其组合作为载体气体。
43.根据一实施例，所述工艺气体可以包括蚀刻气体。例如，所述蚀刻气体可以包括氯或氟。例如，所述蚀刻气体可以包括nf3、c2f6、cf4、cos、sf6、cl2、bcl3、c2hf5或其组合。
44.所述基座150可以布置于下部支撑部152上。所述基座150可以起到下部电极的作用。基座150可以包括用于加热到所述基板sb工艺所需的温度的加热结构。并且，为了控制等离子体处理运行中的基板的温度，在所述基座150的内部可以形成有制冷剂流动的制冷剂流路。
45.所述基座150可以包括卡盘(chuck)。所述基板sb可以布置于所述卡盘上。例如，所述卡盘可以是利用静电原理固定所述基板sb的静电卡盘(esc：electro static chuck)。例如，所述静电卡盘可以包括内部布置有电极的电介质，并且所述电极可以被施加直流电源。
46.但是，本发明的实施例并不局限于此，所述卡盘也可以通过机械夹持或真空压来固定所述基板sb。
47.所述电极板110及所述基座150可以分别被提供电源。
48.例如，所述基座150可以通过第一匹配器162与第一电源供应部160电连接。所述第一匹配器162可以匹配所述第一电源供应部160的阻抗与所述工艺腔室130的阻抗。所述第一电源供应部160可以输出偏置用电源，并且可以输出适于控制引入到基板sb的离子能量的频率的高频。
49.例如，所述电极板110可以通过第二匹配器172与第二电源供应部170电连接。所述第二匹配器172可以匹配所述第二电源供应部170的阻抗与所述工艺腔室130的阻抗。例如，所述第二电源供应部170可以输出适于使所述工艺腔室130内的工艺气体放电而生成等离子体的高频。在另一实施例中，所述电极板110也可以被提供直流电源。
50.所述工艺腔室130可以包括闸阀134及排气口136。
51.所述闸阀134可以形成于所述工艺腔室130的侧壁。所述基板sb可以通过所述闸阀134进入所述工艺腔室130，或者从所述工艺腔室130离开。
52.所述排气口136可以与真空泵连接，并且在所述排气口136可以设置有压力控制阀、流量控制阀等。真空泵可以对所述工艺腔室130进行减压，从而从所述工艺腔室130排出所述工艺腔室130内部的工艺气体或者反应生成物等。
53.图2是图示根据本发明的一实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的侧视图。图3是放大图示图2的区域a的剖视图。
54.参照图2及图3，电极板110与电极连接部120结合，所述电极连接部120结合于工艺腔室130的上端部130a。因此，所述电极连接部120布置于所述工艺腔室130的上端部130a与所述电极板110之间。
55.所述电极连接部120可以包括多个子电极连接部。根据一实施例，所述电极连接部120可以包括第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c，所述第一子电极连接部120a可以布置于所述第二子电极连接部120b与所述第三子电极连接部120c之间。
56.根据一实施例，所述第一子电极连接部120a和所述第二子电极连接部120b可以具有不同的厚度。例如，所述第一子电极连接部120a的厚度t1大于所述第二子电极连接部120b的厚度t2。并且，所述第一子电极连接部120a的厚度t1可以大于所述第三子电极连接部120c的厚度。所述第三子电极连接部120c的厚度可以与所述第二子电极连接部120b的厚度t2实质上相同。
57.所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c以各自的上表面接触于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面的方式结合于所述工艺腔室130的上端部130a。因此，由于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c的厚度差，邻近的子电极连接部的下表面具有高度差。并且，所述电极板110的上表面紧贴于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c中的每一个的下表面。但是，在一部分区域中，例如，在子电极连接部之间的边界区域中，所述电极板110的上表面可以与所述子电极连接部的下表面间隔开。
58.因此，通过所述子电极连接部的下表面的高度差，所述电极板110可以整体或部分
弯曲。据此，所述电极板110可以具有不平坦的下表面。例如，所述电极板110的下表面的至少一部分可以弯曲。例如，如图所示，在布置于中间的第一子电极连接部120a的厚度大于布置于两侧的第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c的厚度的情况下，所述电极板110的下表面可以形成凸出的曲面。
59.根据一实施例，所述第一子电极连接部120a及所述第二子电极连接部120b可以通过腔室结合部件124a、124b紧贴于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面。
60.所述电极板110可以通过第一电极结合部件112a、112b紧贴于所述第一子电极连接部120a及所述第二子电极连接部120b的下表面。
61.根据一实施例的等离子体处理装置还可以包括结合所述电极板110与所述工艺腔室130的上端部130a的第二电极结合部件114。所述第二电极结合部件114的一端可以插入到所述电极板110的侧面，所述第二电极结合部件114的另一端可以结合于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面。所述第二电极结合部件114可以沿所述电极连接部120的侧面延伸。
62.所述第一子电极连接部120a及所述第二子电极连接部120b可以分别包括缓冲区域122a、122b，所述缓冲区域122a、122b与对应的气孔gha、ghb连接，从而从所述缓冲区域122a、122b输送的工艺气体可以通过所述气孔gha、ghb排出。
63.所述电极连接部120和所述电极板110可以包括导电性物质。例如，所述电极连接部120和所述电极板110可以包括金属。根据一实施例，所述电极连接部120和所述电极板110可以包括铝，并且表面可以被氧化铝膜处理(alumite process)。然而，本发明的实施例并不局限于此。例如，所述电极连接部120和所述电极板110可以包括彼此不同的物质。
64.根据一实施例，布置于电极板与工艺腔室之间的电极连接部包括在水平方向上彼此邻近的多个子电极连接部，并且第一子电极连接部具有与邻近的第二子电极连接部的厚度不同的厚度。据此，弯曲力(bending force)施加于结合于所述第一子电极连接部以及第二子电极连接部的电极板，从而能够使电极板的下表面形状变形。据此，可以根据需要调节电极板的下表面形状，并且可以改善由于等离子体不均匀导致的沉积膜质量劣化。
65.图4及图5是图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的侧视图。
66.参照图4，电极板110与电极连接部120结合，所述电极连接部120与工艺腔室130的上端部130a结合。因此，所述电极连接部120布置于所述工艺腔室130的上端部130a与所述电极板110之间。
67.所述电极连接部120可以包括多个子电极连接部。根据一实施例，所述电极连接部120可以包括第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e。所述第二子电极连接部120b可以布置于所述第一子电极连接部120a与所述第三子电极连接部120c之间，所述第四子电极连接部120d可以布置于所述第一子电极连接部120a与所述第五子电极连接部120e之间。
68.根据一实施例，所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c可以具有彼此不同的厚度。例如，所述第一子电极连接部120a的厚度t1大于所述第二子电极连接部120b的厚度t2。并且，所述第二子电极连接部120b的厚度t2大于所述第三子电极连接部120c的厚度t3。并且，所述第一子电极连接部120a的厚度t1大于所述第
四子电极连接部120d的厚度。并且，所述第四子电极连接部120d的厚度大于所述第五子电极连接部120e的厚度。例如，所述第三子电极连接部120c的厚度t3可以与所述第五子电极连接部120e的厚度实质上相同，所述第二子电极连接部120b的厚度t2可以与所述第四子电极连接部120d的厚度实质上相同
69.所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e以各自的上表面接触于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面的方式结合于所述工艺腔室130的上端部130a。因此，由于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e的厚度差，邻近的子电极连接部的下表面具有高度差。并且，所述电极板110的上表面紧贴于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e中的每一个的下表面。
70.因此，通过所述子电极连接部的下表面的高度差，所述电极板110可以整体或部分弯曲。据此，所述电极板110的下表面的至少一部分可以形成曲面或被曲折。例如，如图所示，所述电极板110的下表面的至少一部分可以形成凸出的曲面。
71.在邻近的所述子电极连接部的高度差过大的情况下，应力局部地集中于所述电极板110，从而所述电极板110可能发生破损或脱落。
72.根据一实施例，通过增加子电极连接部的数量并减小邻近的子电极连接部的高度差，来能够防止应力局部地集中于所述电极板110。例如，为了使所述电极板110在垂直方向上变形2mm，所述第一子电极连接部120a与所述第二子电极连接部120b的厚度差可以为1mm，所述第二子电极连接部120b与所述第三子电极连接部120c的厚度差为1mm。
73.参照图5，电极板110与电极连接部120结合，所述电极连接部120结合于工艺腔室130的上端部130a。因此，所述电极连接部120布置于所述工艺腔室130的上端部130a与所述电极板110之间。
74.所述电极连接部120可以包括多个子电极连接部。根据一实施例，所述电极连接部120可以包括第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c，并且所述第一子电极连接部120a可以布置于所述第二子电极连接部120b与所述第三子电极连接部120c之间。
75.根据一实施例，所述第一子电极连接部120a的厚度小于所述第二子电极连接部120b的厚度。并且，所述第一子电极连接部120a的厚度小于所述第三子电极连接部120c的厚度。所述第三子电极连接部120c的厚度可以与所述第二子电极连接部120b的厚度实质上相同。
76.所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c以各自的上表面接触于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面的方式结合于所述工艺腔室130的上端部130a。因此，由于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c的厚度差，邻近的子电极连接部的下表面具有高度差。并且，所述电极板110的上表面紧贴于所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c中的每一个的下表面。
77.因此，通过所述子电极连接部的下表面的高度差，所述电极板110可以整体或部分弯曲。据此，所述电极板110的下表面的至少一部分可以形成曲面或曲折。例如，如图所示，
所述电极板110的下表面的至少一部分可以形成凹陷的曲面。
78.图6至图8是图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部的平面图。例如，图6可以图示图2所示的电极连接部，图7可以图示图4所示的电极连接部。
79.参照图6，电极连接部120可以包括第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c，所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b及第三子电极连接部120c可以沿第一方向d1排列，并且分别沿与所述第一方向d1垂直的第二方向d2延伸。
80.参照图7，电极连接部120可以包括第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e，所述第一子电极连接部120a、第二子电极连接部120b、第三子电极连接部120c、第四子电极连接部120d及第五子电极连接部120e可以沿第一方向d1排列，并且分别沿与所述第一方向d1垂直的第二方向d2延伸。
81.参照图8，电极连接部120可以包括9个子电极连接部，所述子电极连接部可以沿第一方向d1及与所述第一方向d1垂直的第二方向d2排列而具有矩阵构成。本发明的实施例并不局限于图示，例如，所述电极连接部120可以包括多种数量的子电极连接部。并且，所述子电极连接部可以具有彼此不同的形状或大小。
82.据此，可以更精确地调节与所述电极连接部120结合的电极板的形状。
83.图9至图11是放大图示根据本发明的实施例的等离子体处理装置的电极连接部和电极板的剖视图。
84.参照图9，第一子电极连接部120a及第二子电极连接部120b可以通过腔室结合部件124a、124b紧贴于所述工艺腔室130的上端部130a的下表面。
85.所述电极板110可以通过第一电极结合部件112a、112b紧贴于所述第一子电极连接部120a及所述第二子电极连接部120b的下表面。
86.根据一实施例，所述第一子电极连接部120a可以具有与水平方向平行的下表面，所述第二子电极连接部120b可以具有相对于所述水平方向而倾斜的下表面。例如，所述第二子电极连接部120b的与所述第一子电极连接部120a邻近的第一端部的厚度t2a可以大于与所述第一端部相反的第二端部的厚度t2b。例如，所述第一端部的厚度t2a可以与所述第一子电极连接部120a的厚度t1实质上相同，从而使所述第一子电极连接部120a的下表面和所述第二子电极连接部120b的下表面无阶梯差地连接。
87.参照图10，第一子电极连接部120a及第二子电极连接部120b可以分别具有与水平方向平行的下表面。所述第一子电极连接部120a的厚度t1可以大于所述第二子电极连接部120b的厚度t2。在所述第一子电极连接部120a及所述第二子电极连接部120b中，与电极板110邻近的边角可以具有弧形形状。
88.根据图9及图10所示的构成，可以防止应力集中于电极板110弯曲的区域而导致电极板110破损。
89.参照图11，第一子电极连接部120a与第二子电极连接部120b的接触面可以具有凹凸结构。例如，所述第二子电极连接部120b可以包括从侧面凸出的凸出部pt，所述第一子电极连接部120a可以具有收容所述凸出部pt的凹部。
90.然而，本发明的实施例并不局限于此。例如，所述第一子电极连接部120a可以包括
从侧面凸出的凸出部，所述第二子电极连接部120b具有收容所述凸出部的凹部。
91.根据一实施例，由于所述第一子电极连接部120a与第二子电极连接部120b的接触面具有凹凸结构，可以防止在邻近的子电极连接部的边界区域发生工艺气体的泄漏等。
92.以上，虽然参照本发明的示例性的实施例进行了说明，但只要是本技术领域中具有通常知识的人员，则应当能够理解在不脱离记载于权利要求书的本发明的思想及构思的范围内可以对本发明进行多种修改以及变更。
93.产业上的可利用性
94.本发明可以用于在基板上形成沉积膜或者对对象基板进行蚀刻。例如，本发明可以用于显示装置、半导体装置等的绝缘层、介电层的膜形成。