TWI280078B - Plasma treatment apparatus - Google Patents

Description

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發明背景 本發明有關於一種電漿處理裝置，特別有關於一種可 避免電弧放電之電漿處理裝置。 在TFT-LCD前段陣列（array)製程中，常需使用電漿處 理裝置來進行蝕刻和沈積。例如，使用電漿處理裝置來進 行TFT中之非晶矽（amorphous si 1 i con)層或複晶矽 (polysilicon)層的蝕刻。 第1圖顯示傳統電漿處理（plasma processing)裝置的 示思圖’其包括一處理腔體（process chamber)l，腔體1 内具有一上電極板10和一下電極板2〇。氣體供應系統3〇和 電源40與上電極板10連接，電源4〇可為無線電波波頻 (radio frequency; RF)。氣體供應系統3〇可將氣體供應 至腔體1内，而無線電波波頻則用以提供上、下電極板i 〇 、2 0之間的電壓差。 處理腔體1 一般使用的材料是鋁，腔體之内表面通常 以陽極氧化處理（anode oxidation)，而形成鋁陽極膜 (anodized aluminum film)，以耐電漿侵蝕。下電極板20 通常也是使用铭為材料’表面有陽極氧化處理。基板（如 玻璃基板或石夕基板）S係放在下電極板2 〇上，以利用腔體1 内所產生的電漿進行蝕刻或沈積。 第2圖顯示上電極板1 0之底面圖，其係包括十字形的 氣體分配板（shower plai：e)12，和蓋在氣體分配板12上的 絕緣盖板14 ’例如可為陶堯盖板（ceramic cover)。陶竟 蓋板14 一般係由四片陶瓷蓋板14a所拼成。氣體分配板j 2

0632-8031TWF(n);AU91017B;Cathy Wan.ptd 第5頁 1280078 五、發明說明（2) 係a又在陶瓷蓋板1 4彼此接縫處的底部，彼此以螺絲固定。 氣體分配板12上並設有複數個氣體氣孔（gas h〇ie)i6。 請同時參閱第1圖和第2圖，當進行電漿蝕刻或沈積時 係在整個腔體1處在適當低壓的狀態下，由氣體供應系 統30供應氣體，經由上電極板10之氣體氣孔16將氣體供應 到腔體1内，啟動無線電波波頻4〇以施加電壓差於兩電極 板1 0和20之間。如此，這些原本中性的氣體分子將被激發 ，解離成各種不同的帶電荷離子、原子團、分子以及電子 等粒子，這些粒子的組成便稱為電漿。部分粒子將因電性 之關係而加速，進而轟擊電極板表面或其他與之接觸的零 ί於=現象即為電漿的離子轟擊現象。所產生的電漿會 子於放置在下電極板2〇上的基板3進行蝕刻或沈積。 :何會與電漿接觸之部位的材質都必須為非導體材料 後’遭到電漿長期強列二的離牛2因使用一段時間 板12-般使用銘陽㈣= 例如’上述氣體分配 行電黎處理時，氣體材料’以耐電漿侵银。當進 漿中。由於氣體氣孔Γ6Ϊ=的氣體氣孔16會曝露在電 程氣體進人腔m的地t ^處在膜厚最薄的部位，且為製 造成氣體氣孔16遭到電嘴/#此而/广用—段時間後，常會 的表面會有銘陽而損壞之現象。受到破壞後 ，使得θ1Ε Η 、又剝落的現象，鋁材將裸露於外層 仗付局口ρ &域形成電導 (arcing)。在電聚的繼：：救攻種現象稱為電弧放電 產品（玻璃）上，因而擊^下’稞露的銘材會掉落至 產生缺陷（defect)，造成嚴重的良率

1280078 五、發明說明（3) ΐί導：Ϊ:氣體氣孔16處的銘陽極膜表面剝落後，間接 備；：上的陶究蓋板14破損，此意外往往造成設 苓件的嚴重折損，並且對製程良率更是影響甚鉅。 声 耦合電漿（inductively_coupled_plasma; icp) 处f裝置是一種常用的電漿處理裝置，可產生高密度電漿 L在ICP處理裝置中，除了在上、下兩電極板1〇和2〇之間 也加電位差之外，上電極板1〇上方更加上一個線圈（COH) 、未处顯旦不），這使得腔體1内電漿中之帶電荷離子獲得更大 的能量。另外，腔體的操作壓力通常也控 圍’約數個至數十伽TGrr之間，使粒子的平均增 長’以減少粒子間的碰撞頻率；再加上對於用以放置基板 S之下電極板20所施加的評功率也比較高。在上述的條件 搭配之下，使得電漿内的離子轟擊能力變得更強，腔體内 的零件’例如上述氣體分配板1 2之氣體氣孔1 6附近，會有 更嚴重的電弧放電現象。 曰 I明之目的及概诚 有鑑於此’本發明之目的為解決上述問題而提供一種 電裝處理裝置’其可避免氣體分配板上在氣體氣孔附近因 電聚之離子轟擊而產生電弧放電現象，而可減少S-S短路 。對於TFT — LCD製程而言，更可避免亮點（brighten point )的發生，避免產品缺陷，提高良率。並且，可避免覆蓋 在氣體分配板上的絕緣蓋板之破損。 為達成本發明之目的，本發明之電漿處理裝置包括·· 一處理腔體；

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五、發明說明（4) 一下電極板，位於該處理腔體内，其上可放置欲進〜 電漿處理之一基板； 订 一氣體供應系統，用以供應氣體至該處理腔體内； 一上電極板，位於該處理腔體内，下電極板之上方· 以及 ’ 一電源，用以施加電壓差於該上、下電極板之間，以 使該處理腔體内之氣體轉變為電漿。 上述之上電極板包括： 一絕緣蓋板； 一支持框架，固定在該絕緣蓋板之底部以支持該絕 蓋板’且具有一孔洞；以及 一氣體分配板，由絕緣材質所形成，固定在該支持框 架的孔洞中，且其底部具有複數個氣體氣孔，該氣體氣^ 與該氣體供應系統連通，使得氣體可經由該氣體氣孔而 應到該處理腔體内。 ” ’、 實施例 第3圖顯示依據本發明較佳實施例之電漿處理裝置的 示意圖。此電漿處理裝置包括一處理腔體丨，一氣^供應 系統30，和一電源40。在處理腔體i内，有一上電極板^ 和-下電極板20 ° T電極板20上可放置欲進行電聚處理之 一基板S，例如半導體製程用之半導體基板，或者tft [a 製程用之玻璃基板或透明塑膠基板。氣體供應系統3〇可供 應氣體至處理腔體1内。電源40可為無線電波波頻（radi〇 frequency; RF)，用以施加電壓差於上、下電極板6〇和2〇

1280078 五、發明說明（5) 之間，以使處理腔體1内之氣體轉變為電漿。 本發明的特徵是在於雷將未 。m笛】^ ,浆處裝置内上電極板的改進 因此，第1圖所不之傳統電漿處理 明電漿處理裝置的差別，η力协你田τ门A 所不本發 疋在於使用不同的上電極板。筮 4圖顯示本發明上電極板6 〇 立 第 槪b U之底面不思圖。上電極板6 〇句 括一絕緣蓋板6 4，一支持据@ R 9 ^ 叉待框木62，以及-氣體分配板66。 如弟4圖所不，絕緣蓋板64是由四片絕緣蓋板64a所 支= ”62為：字形’且位於四片絕緣蓋板—之接 縫處，固疋在絕緣蓋板64之底部以支持絕緣蓋板64。 框架62並具有一孔洞621，圖中顯示此孔洞621 栢 架62的中心處，且為十字形。 ％叉符框 氣體分配板66也可為十字形的，剛好與支持框架u 孔洞6 2 1的十子形形狀相符，而固定在孔洞6 2 j中。氣八 配板66是由絕緣材質所形成，例如陶瓷，且其底部具= 數個氣體氣孔661，這些氣體氣孔661與氣體供應系= 通，使彳于氣體可經由這些氣體氣孔6 6 1而供應到處理腔體^ 内0 絕緣蓋板64可由陶瓷所形成。支持框架62可由金屬所 形成’例如紹，最好是表面有陽極氧化處理之鋁陽極氧化 膜。 本發明使用特殊的氣體分配板66，係使用絕緣材f妒 成’並固定在支持框架62的孔洞621中。本發明之氣體^氣> 孔661是位於絕緣材質所製成的氣體分配板66上，而不& 像傳統電漿處理裝置中，氣體氣孔16是位於陽極氧化膜^

0632-8031TWF(n);AU91017B;Cathy Wan.ptd 第9頁 1280078 五、發明說明（6) 製成的氣體分配板12上（見第2圖）。當進行電漿處理時，

製程氣體是由絕緣氣體分配板6 6上的氣體氣孔6 6 1而進入 處理腔體1内。由於氣體分配板6 6使用絕緣材質（如陶竟） ，因此可增加抵抗電漿的能力’可承受電槳長時間之義擊 ，氣體分配板66在氣體氣孔661位置上不致因電漿轟擊而 損壞。而且，也不會有傳統上因氣體氣孔附近鋁陽極氧化 膜表面剝落，而造成電弧放電的現象，同時也就能減少 S-S短路（S-S short)的發生。對於TFT-LCD製程而言，更 可避免亮點（brighten point)的發生，避免產品缺陷，提 高良率。再者，也可同時避免絕緣蓋板64的破損。 本發明之電漿處理裝置涵蓋各種形式的電漿處理裝置

’例如感應麵合電漿（inductively coupled plasma; ICP )處理裝置。本發明之電漿處理裝置可利用電漿來進行沈 積或蝕刻，例如電漿輔助化學氣相沈積法（pECVD ; p 1 a s m a e n h a n c e d c h e m i c a 1 v a ρ 〇 r d e ρ 〇 s i t i ο η )、高密度 電漿化學氣相沈積法（HDPCVD; high density CVD)、濺鍍 (sputtering)、乾蝕刻（dry etching)等，並可用於一般 半導體製程或TFT-LCD之前段陣列製程。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限制士發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和fe圍内，當可做更動與潤飾，因此本發明之保護範圍 當以後附之申請專利範圍所界定者為準。

1280078 圖式簡單說明 第1圖顯示傳統電漿處理裝置的示意圖。 第2圖顯示傳統上電極板之底面圖。 第3圖顯示依據本發明較佳實施例之電漿處理裝置的 示意圖。 第4圖顯示本發明上電極板之底面示意圖。 標號之說明 1〜處理腔體， 1 0〜上電極板， 1 2〜氣體分配板， 1 4〜絕緣蓋板， 14a〜絕緣蓋板， 1 6〜氣體氣孔， 2 0〜下電極板， 3 0〜氣體供應系統， 40〜電源， S〜基板 6 0〜上電極板， 62〜支持框架， 6 2 1〜孔洞， 64〜絕緣蓋板， 6 4 a〜絕緣蓋板， 6 6〜氣體分配板， 6 6 1〜氣體氣孔。

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Claims (1)

1280078 •r_案號 91123112_β年a月η Β_修正本_ 六、申請專利範圍 1. 一種電漿處理裝置，其包括： 一處理腔體； 一下電極板，位於該處理腔體内，其上可放置欲進行 電漿處理之一基板； 一氣體供應系統，用以供應氣體至該處理腔體内； 一上電極板，位於該處理腔體内，下電極板之上方； 以及 一電源，用以施加電壓差於該上、下電極板之間，以 使該處理腔體内之氣體轉變為電.漿；. 其中該上電極板包括： 一絕緣蓋板，係由四片絕緣蓋板所拼成； 一導電支持框架，為十字形，固定在該絕緣蓋板之底 部接缝處以支持該絕緣蓋板，該支持框架的中心處具有一 十字形孔洞；以及 一氣體分配板，由絕緣材質所形成，固定在該支持框 架的十字形孔洞中，且其底部具有複數個氣體氣孔，該氣 體氣孔與該氣體供應糸統連通’使得氣體可經由該氣體氣 孔而供應到該處理腔體内。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中. 該絕緣蓋板係由陶瓷所形成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 該支持框架係由金屬所形成。 4. 如申請專利範圍第3項所述之電漿處理裝置，其中 該支持框架係由鋁所形成。

0632-8031TWFl(N) ； AU91017B ； Cathy.ptc 第12頁 1280078 _案號 91123112_年月日__ 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第4項所述之電漿處理裝置，其中 該支持框架之表面有陽極氧化處理。 6. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 該氣體分配板為陶瓷所形成。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 該電源為無線電波波頻（r a d i 〇 f r e q u e n c y ; R F )。 8. 如申請專利範圍第1項所述之電漿處理裝置，其中 該電漿處理裝置為感應麵合電漿（inductively coupled plasma; ICP)處理裝置。

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