[发明专利]等离子体反应器基板安装表面毛化

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及一种用于加工大面积基板的装置和方法。更特别地，本发明的实施例涉及一种用于在半导体加工中支撑大面积基板的基板支架和一种制备这种支架的方法。

背景技术

用于加工大面积基板的设备已经成为包括液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)、有机发光显示器(OLED)和太阳能电池板的平板显示器的制备中的重要投资。用于制造LCD、PDP、OLED或太阳能电池板的大面积基板可以是玻璃或聚合物工件。

大面积基板通常经历多个顺序工艺以在其上产生器件、导体和绝缘体。一般在配置为执行生产工艺的单一步骤的工艺室内执行这些工艺中的每一个。为了有效完成整个顺序工艺，通常使用多个工艺室。常用于加工大面积基板的一个制造工艺是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

PECVD一般用于在诸如平板基板或半导体基板上沉积薄膜。通常在以几英寸的距离分开放置的平行电极之间的真空室中执行PECVD，平行电极之间通常具有用于过程优化的可变间隙。在放置于真空室中的温度受控基板支架上放置将要进行处理的基板。在某些情况中，基板支架可以是其中一个电极。将前体气体引入到真空室中，通常通过位于真空室顶部的分配盘引导。然后通过施加耦合到电极的RF功率将真空室中的前体气体激励或激发成等离子体。受激气体反应以在放置于基板支架上的基板表面上形成材料层。通常，PECVD室中的基板支架或基板支架组件配置为用于支撑并加热基板及作为激发前体气体的电极。

一般地，大面积基板，例如用于平板制备的那些基板，经常超过550mm×650mm，表面积预想达到并超过4平方米。相应地，用于处理大面积基板的基板支架成比例地扩大以容纳基板的大表面积。通常通过铸造制备用于高温使用的基板支架，并在铝体中封装一个或多个加热元件和热电偶。由于基板支架的尺寸，通常在基板支架中设置一个或多个加固件以增强高运行温度(即超过350摄氏度并接近500摄氏度以使某些薄膜中的氢含量最小化)下的基板支架硬度和性能。然后使铝基板支架阳极化以提供保护涂层。

虽然以这种方式配置的基板支架已经显示出良好的处理性能，但已经观察到两个问题。第一个问题是非均匀沉积。已经观察到薄膜厚度中小的局部变化，经常以具有较薄薄膜厚度的点的形式出现，其可能危害在大面积基板上形成的器件的后续产生。可以认为，基板的厚度和平坦度以及光滑平板支架表面的变化，通常大约50微英寸，在整个玻璃基板表面的某些位置产生局部电容变化，由此产生局部等离子体非均匀性，其导致沉积变化，例如薄沉积薄膜厚度的点。

第二个问题是由摩擦起电过程或将两种材料彼此接触然后再彼此分开的过程而产生的静电荷所引发。其结果是，静电可能在基板和基板支架之间积累，使得在过程完成时难以将基板从基板支架分开。

工业已知的额外问题是静电放电(ESD)金属线引弧问题。当基板尺寸增加时，ESD金属线变得更长且更大。可以认为，在等离子体沉积期间ESD金属线中的感应电流变得大到足以损害基板。该ESD金属线引弧问题已经成为主要复发问题。

因此，需要一种可以提供将要处理的基板从基板支架的必要电容去耦和为提供良好薄膜沉积性能的充分耦合的基板支架。

发明内容

本发明一般涉及用于为等离子体反应器中的大面积基板提供必要电容去耦的装置和方法。

本发明的一个实施例提供用于在等离子体反应器中使用的基板支架，其包括用于作为等离子体反应器的电极的电导体，其中电导体具有用于支撑大面积基板并为大面积基板提供热能的顶面，顶面具有用于接触大面积基板的背面的多个突起区域，多个突起区域占据小于大约50％的顶面表面积。

本发明的另一实施例提供用于处理大面积基板的基板支架，其包括用于支撑大面积基板并为大面积基板提供电容去耦的电导体，其中电导体具有均匀分布在顶面上并与顶面上的多个降低区域连续连接的多个突起区域，多个突起区域用于充分接触大面积基板的背面，且多个突起区域占据小于大约50％的顶面表面积，以及在电导体中封装的加热元件。

本发明的另一实施例提供用于在等离子体室中处理大面积基板的方法，其包括提供具有电导体的基板支架，其中电导体具有用于支撑大面积基板并为大面积基板提供热能的顶面，顶面具有用于接触大面积基板的背面的多个突起区域且多个突起区域占据小于大约50％的顶面表面积，将大面积基板放置在基板支架的顶面上，将前体气体引入到等离子体室，通过在电导体和平行电导体的电极之间施加RF功率产生前体气体的等离子体。

附图说明