具体实施方式

本公开内容总体涉及一种用于处理基板的设备及方法。在一方面，提供了一种等离子体处理腔室，等离子体处理腔室包括腔室主体和盖组件以在等离子体处理腔室内限定处理空间。盖组件包括背板、扩散器和导热间隔件，导热间隔件设置在背板与扩散器之间并耦接至背板和扩散器。基板支撑件也设置在处理空间内。导热间隔件用于将热从扩散器传递至背板。如此，导热间隔件与扩散器的顶表面直接接触，并且导热间隔件由导热材料形成或包括导热材料。导热间隔件具有矩形横截面，其中导热间隔件的宽度等于、大于或小于扩散器的厚度。等离子体处理腔室进一步包括耦接至盖组件的RF功率源，以及通过盖组件与处理空间流体连通的气体源和远程等离子体源。

本文所述的方面可与任何类型的沉积工艺一起使用，并且不限于用于基板等离子体处理腔室。本文所述的方面可与多种类型、形状和尺寸的掩模和基板一起使用。此外，基板不限于任何特定的尺寸或形状。在一方面，例如，术语“基板”是指用于平面显示器的制造中的任何多边形、正方形、矩形、弯曲、或其他圆形或非圆形工件，诸如玻璃或聚合物基板。

在以下描述中，除非另有说明，否则“气体(gas)”和“气体(gases)”可互换使用，并且是指一种或多种前驱物、反应物、催化剂、载体气体、净化气体、清洁气体、流出物、以上项的组合，以及任何其他流体。

以下参照被配置成处理大面积基板的PECVD系统来说明性地描述本文公开的方面，所述PECVD系统诸如可从加利福尼亚州圣克拉拉市(Santa Clara,California)的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)的子公司AKT获得的PECVD系统。然而，应理解，实施方式可在其他系统配置中使用，所述其他系统配置诸如蚀刻系统、其他化学气相沉积系统，以及需要在处理腔室内分布气体的任何其他系统，包括被配置成处理圆形基板的那些系统。

图1是示出根据一种实施方式的等离子体处理腔室100的示意剖面图。等离子体处理腔室100可用于通过PECVD工艺执行用于封装层的沉积工艺。应注意，图1的腔室100仅是可用于在基板上形成电子装置的示例性设备。一种用于PECVD工艺的合适的腔室可从位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司获得。设想的是，可以使用其他沉积腔室(包括来自其他制造商的沉积腔室)来实践实施方式。

等离子体处理腔室100通常包括壁部102和底部104，壁部102和底部104限定腔室100的主体105。主体105和盖组件130用于限定处理空间108。盖组件130包括背板106和气体分布板或扩散器110。扩散器110包括穿过扩散器110而形成的气体开口124，以将气体导入处理空间108中，且扩散器110也可以称为面板或喷头。由导热间隔件114，扩散器110在其周边处耦接至背板106上。以下将进一步讨论的导热间隔件114由导热材料所形成、或是包括导热材料，并且是用以将热从扩散器110传递至背板106。导热间隔件114还用以在背板106与扩散器110之间限定气室117。气室117在背板106与扩散器110之间限定间隙。

在可与其他实施方式结合的实施方式中，等离子体处理腔室100包括接合，诸如设置在导热间隔件114外侧的一个或多个扩散器侧缘(skirts)133。扩散器侧缘133设置在背板106与扩散器110之间。在一个示例中，扩散器侧缘133包括一个或多个铝片。可以单独地或结合地使用导热间隔件114和/或扩散器侧缘133，以限定气室117。扩散器侧缘133和/或导热间隔件114将气体导入并通过气体开口124。在一个示例中包括扩散器侧缘133，其中导热间隔件114部分地围绕多个气体开口124的外周长(例如，如参照以下的图4和图5A所描述的)，以利于将气体导入气体开孔124。

通过导管116，将来自气体源112的前驱物气体提供至气室117。来自气室117的气体经由扩散器110的气体开口124流至处理空间108。远程等离子体源118，诸如感应耦合远程等离子体源，耦接至导管116。RF(RF)功率源122耦接至背板106和/或扩散器110，以向扩散器110提供RF功率。RF功率源122用于在扩散器110与基板支撑件120之间产生电场。电场用于从扩散器110与处理空间108内的基板支撑件120之间的存在的气体来形成等离子体。可以使用多种RF频率，诸如大约0.3MHz和大约200MHz之间的频率。在一个示例中，RF功率源122以13.56MHz的频率向扩散器110提供功率。

背板106放置在盖板126上，盖板126放置在腔室100的壁部102上。在壁部102与盖板126之间提供密封件128，诸如弹性O形环。盖板126、背板106和与盖板126和背板106耦接的部件，诸如扩散器110、导热间隔件114和导管116，可限定盖组件130。盖组件130还可包括位于其上或与其附接的部分，诸如RF功率源122和远程等离子体源118。盖组件130可从主体105被移除，且可由分度销(indexing pins)131将盖组件130与主体105对准。

仍参照图1的等离子体处理腔室100，通过穿过壁部102所形成的可密封的狭缝阀开口132来进入处理空间108。如此，可以通过此狭缝阀开口132，将基板134传递进入和传递出处理空间108。基板支撑件120包括用于支撑基板134的基板接收表面136，其中杆件138耦接至升降系统140以升高和降低基板支撑件120。

掩模框架142示出成包括在腔室100中，其中在处理过程中可以将掩模框架142放置在基板134的周边上。掩模框架142包括耦接至其上的多个掩模屏幕，这些掩模屏幕包括与形成在基板134上的装置或层相对应的精细开口。基板升降销144可移动地设置成穿过基板支撑件120，以使基板134往返于基板接收表面136移动，以利于基板的传递。基板支撑件120还可包括加热和/或冷却组件，以将基板支撑件120和定位在其上的基板134保持在期望的温度。

支撑构件148还示出成至少部分地设置在处理空间108中。支撑构件148还可以用作掩模框架142的对准和/或定位装置。支撑构件148耦接至马达150，此马达150可操作以使支撑构件148相对于基板支撑件120移动，并因此使掩模框架142相对于基板134定位。真空泵152耦接至腔室100以控制处理空间108内的压力。

在处理基板之间，可以将来自清洁气体源119的清洁气体提供至远程等离子体源118。当被激发时，形成远程等离子体，由此产生解离的清洁气体种类。清洁气体的等离子体通过导管116，并通过在扩散器110中形成的气体开口124，被提供至处理空间108，以清洁等离子体处理腔室100的部件。可通过提供以流经扩散器110的RF功率源122进一步的激发清洁气体，以减少解离的清洁气体种类的重组。合适的清洁气体包括但不限于三氟化氮(NF₃)、氟气(F₂)和六氟化硫(SF₆)。

在基板134的处理、预处理和/或后处理期间，通常期望等离子体分布的均匀性。等离子体在基板134上的分布由多种因素来确定，诸如气体的分布、处理空间108的几何形状、盖组件130与基板支撑件120之间的距离、同一基板或不同基板上的沉积工艺之间的变化、沉积工艺和清洁工艺的差异、以及甚至是包括在等离子体处理腔室100内的部件的当前温度。

例如，在每次后续及持续或连续使用时，扩散器110的温度会升高，特别是扩散器110的边缘或周边和扩散器110的中心之间的温度差会增加。扩散器110的增加的和/或不均匀的温度会影响处理空间108内的等离子体及基板134上的等离子体分布，从而导致基板134上所形成的层的不均匀的厚度。据此，用于将热从扩散器110传递至背板106的导热间隔件114，可能能够将热从扩散器110传递离开，以促进基板134上更加均匀的等离子体分布。

在一个示例中，导热间隔件114促成在处理期间将背板106保持在小于110摄氏度的温度下，诸如在80摄氏度至100摄氏度的范围内。

在一个示例中，导热间隔件114促成在处理期间将扩散器110保持在小于110摄氏度的温度下，诸如在80摄氏度至100摄氏度的范围内。

在一个示例中，导热间隔件114促成在处理期间将基板134保持在小于110摄氏度的温度，诸如在80摄氏度至105摄氏度的范围内。在一个示例中，导热间隔件114促成在处理期间将基板134保持在小于95摄氏度的温度下。

图2是示出根据一种实施方式的盖组件230的示意分解透视图。盖组件230可以是类似于盖组件130，且可以用作盖组件130的至少一部分，并且可以包括与上述盖组件130类似的一个或多个特征、方面、部件和/或特性。

盖组件230包括背板206、扩散器210和导热间隔件214。如上所讨论的，背板206包括穿过其中以耦接或形成的导管216，此导管216耦接至一个或多个气体或等离子体源。扩散器210包括穿过其中所形成的气体开口224，以将来自导管的内容物(诸如处理气体和/或清洁气体)分布至等离子体处理腔室的处理空间中。盖组件230示出成具有矩形形状，此矩形形状由一对平行的长侧L和比平行的长侧L短的一对平行的短侧S来限定。短侧S及长侧L互相垂直。盖组件230可以是其他形状，诸如正方形、圆形、椭圆形、或其他有用的形状，且不脱离本公开内容的范围。

导热间隔件214设置在背板206及扩散器210之间，并耦接至背板206及扩散器210。导热间隔件214设置在扩散器210的周边，且在背板206及扩散器210之间限定气室217。例如，如图2最佳地示出，导热间隔件214包括一对长侧214A及一对短侧214B，它们对应于盖组件230的长侧L及短侧S，以使导热间隔件214设置在扩散器210周边。各个长侧214A包括长导热间隔条215A。各个短侧214B包括短于长导热间隔条215A的短导热间隔条215B。

导热间隔件214用于促进从扩散器210至背板206的热传递。导热间隔件214与背板206及扩散器210直接接触，以促进热传递。导热间隔件214包括底表面262及顶表面264。底表面262与扩散器210的顶表面266直接接触，且顶表面264与背板206的底表面268直接接触。背板206还可以包括形成在背板206的底表面268中的台阶270，以在底表面268上限定内面272及外表面274。导热间隔件214示出成与背板206的内面272周边直接接触。然而，本公开内容不限于此，因为底表面268可以是不形成台阶270于其中，或者可以是实质上平坦的。

导热间隔件214设置在扩散器210的周边，以完全包围气体开口224。长导热间隔条215A及短导热间隔条215B中的每个，包括面向扩散器210的中心290及背板206的中心292的内面215C。内面215C限定了导热间隔件214的内周长，此周长完全围绕扩散器110的气体开口224的外周长211。外周长211由气体开口224相对于扩散器110的中心290的外边缘来限定。由内面215C所限定的内周长相对于扩散器210的中心290，设置于外周长211的外侧。

图3示出根据一种实施方式的盖组件330的示意分解透视图。盖组件330可以是类似于盖组件130，且可以用作盖组件130的至少一部分，并且可以包括与上述盖组件130类似的一个或多个特征、方面、部件和/或特性。盖组件330包括导热间隔件314，此导热间隔件314设置于内面272的周边。导热间隔件314设置在扩散器210的顶表面266的周边。导热间隔件314包括对应于长侧L的两个相对的长侧314A和对应于短侧S的两个相对的短侧314B。导热间隔件314包括设置在各个长侧314A及各个短侧314B上的两个或更多个导热间隔条318。图3示出两个导热间隔条318，此两个导热间隔条318设置在各个长侧314A及各个短侧314B上。导热间隔件314还包括设置在导热间隔条318之间的可选的导热间隔条320。导热间隔条318及导热间隔条320可移除地附接至背板206的底表面268的内面272。一对长侧314A及一对短侧314B分别对应于扩散器210的顶表面266的周边的一对长侧及一对短侧。

设置在长侧314A上的各个导热间隔条318及导热间隔条320包括纵向长度，此纵向长度小于顶表面266的周边的长侧的长度及长侧L的长度。设置在短侧314B上的各个导热间隔条318及导热间隔条320包括纵向长度，此纵向长度小于顶表面266的周边的短侧的长度及短侧S的长度。设置在长侧314A上的各个导热间隔条318及导热间隔条320的纵向长度平行于顶表面266的周边的长侧。设置在短侧314B上的各个导热间隔条318及导热间隔条320的纵向长度平行于顶表面266的周边的短侧。

在一个示例中，设置在各个长侧314A及短侧314B上的各个导热间隔条318及导热间隔条320的纵向长度小于顶表面266的周边的短侧的长度。

导热间隔条318及导热间隔条320以矩形图案设置在内面272的周边及顶表面266的周边。在一个示例中，不包括可选的导热间隔条320，使得在导热间隔条318之间设置间隙，以代替可选的导热间隔条320。在这种示例中，导热间隔条318设置成部分地覆盖顶表面266的周边的各个长侧及各个短侧，如图3所示。在包括可选的导热间隔条320的示例中，导热间隔条318及320可以设置成完全覆盖顶表面266的周边的各个长侧及各个短侧。

导热间隔条314的方面促成导热间隔条314、背板206和扩散器210的模块化设计。模块化促成促进沉积均匀性、沉积可重复性和清洁速率。模块化促成提高基板处理腔室的产量、沉积质量和操作效率。模块化还促成减少或消除与部件的热膨胀相关的影响，诸如摩擦具有不同热膨胀的部件。另外，模块化促成诸如通过添加和/或移除一个或多个导热间隔条318和/或导热间隔条320，来快速地改变来自扩散器210的热传递速率。

图4是示出根据一种实施方式的盖组件430的示意分解透视图。盖组件430包括导热间隔件414。盖组件430可以是类似于盖组件130，且可以用作盖组件130的至少一部分，并且可以包括与上述盖组件130类似的一个或多个特征、方面、部件和/或特性。导热间隔件414包括设置在顶表面266的周边的相对的长侧上的两侧414A。两侧414A中的每个包括一个或多个导热间隔条(第一组的一个或多个导热间隔条418A及第二组的一个或多个导热间隔条418B)。在图4中，每组导热间隔条418A、418B被示出成具有三个导热间隔条。每组导热间隔条418A、418B对应于长侧L之一，且平行于长侧L之一。每组导热间隔条418A、418B包括纵向长度，此纵向长度小于顶表面266的周边的长侧的长度及长侧L的长度。第一组导热间隔条418A的中心点从第二组导热间隔条418B的中心点偏移。第一组导热间隔条418A偏移地设置，以使第一组导热间隔条418A和第二组导热间隔条418B与背板206的中心292的距离不同。导热间隔条418A、418B各自包括面向扩散器210的中心290及面向背板206的中心292的内面415C。内面415C在气体开口224的外周长211的相对侧上。导热间隔件414的内面415C部分地围绕外周长211，使得导热间隔件不完全围绕外周长211。第一导热间隔条418A及第二组导热间隔条418B设置在气体开口224的外周长211相对于扩散器210的中心290的外侧。间隙设置在顶表面266的周边的短侧处，并且在第一组导热间隔条418A及第二组导热间隔条418B之间。

相对侧414A的第一组导热间隔条418A及第二组导热间隔条418B设置以部分地覆盖顶表面266的周边的长侧中的每个，如图4所示。

图5A是示出根据一种实施方式的盖组件530的示意分解透视图。盖组件530包括导热间隔件514。盖组件530可以是类似于盖组件130，且可以用作盖组件130的至少一部分，并且可以包括与上述盖组件130类似的一个或多个特征、方面、部件和/或特性。导热间隔件514包括设置在顶表面266的周边的相对的长侧上的侧514A。各侧514A包括一个或多个导热间隔条(第一导热间隔条518A及第二导热间隔条518B)。各个导热间隔条518A、518B对应于长侧L之一，且平行于长侧L之一。相对侧514A的各个导热间隔条518A、518B包括纵向长度，此纵向长度大于顶表面266的周边的短侧的长度及短侧S的长度。一侧514A的第一导热间隔条518A与另一侧514A的第二导热间隔条518B间隔距离D。各个导热间隔条518A、518B的纵向长度大于距离D。

相对于背板206的中心292，第一导热间隔条518A的中心点与第二导热间隔条518B的中心点对准。导热间隔条518A、518B各包括面向扩散器210的中心290和背板206的中心292的内面515C。内面515C在气体开口224的外周长211的相对侧上。导热间隔件514的内面515C部分地围绕外周长211，使得导热间隔件514不完全围绕外周长211。第一导热间隔条518A和第二导热间隔条518B设置在气体开口224的外周长211相对于扩散器210的中心290的外侧。间隙设置在顶表面266的周边的短侧处，并且在第一导热间隔条518A和第二导热间隔条518B之间。

相对侧514A的导热间隔条518A，518B设置成用以完全覆盖顶表面266的周边的各个长侧，如图5A所示。

图5B是示出根据一种实施方式，图5A所示的盖组件530的透视剖面图。图5C是示出根据一种实施方式，图5A所示的盖组件530的示意横截面图。导热间隔件514的第一导热间隔条518A示出成具有矩形横截面，尽管导热间隔件514不限于此，并且可以使用其他形状作为导热间隔件的横截面。导热间隔件514的尺寸可有利于将热从扩散器210传递至背板206。导热间隔件514的第一导热间隔条518A示出成具有高度H和宽度W。此外，尽管扩散器210的厚度T可以变化，扩散器210示出成具有厚度T。例如，扩散器210可在周边或边缘附近具有增加的厚度，且在中心附近具有减小的厚度。导热间隔件514示出成具有等于或大于扩散器210(特别是扩散器210的周边)的厚度T的宽度W。宽度W可小于厚度T。导热间隔件514也可以具有等于或大于扩散器210的厚度T的高度H。高度H可小于厚度T。

诸如相对于扩散器210，导热间隔件514的增加的宽度W和/或高度H可以增加导热间隔件514和扩散器210之间的热接触，并促进从扩散器210至导热间隔件514的热的传递。在一个示例中，宽度W为1.0英寸或更大，诸如从1.0英寸至1.5英寸。在一个示例中，宽度W为1.5英寸。

导热间隔件514由导热材料所形成、或是包括导热材料，此导热材料诸如金属。导热金属的例子包括铜、镍、钢和铝。背板206由金属所形成、或是包括金属，此金属诸如铝，并且类似地，扩散器210由金属所形成、或是包括金属，此金属诸如铝。因此，导热间隔件514、背板206和扩散器210各自可以是由铝所形成。

在一个示例中，如图5B和图5C所示，导热间隔件514的导热间隔条518A、518B的一者或二者都是与背板206一体形成，从而与背板206形成主体。导热间隔件514和背板206是背板设备的一部分。导热间隔条518A、518B是从背板206的底表面268，诸如从底表面268的内面272突出的突块。导热间隔条518A、518B各包括底表面562，此底表面562与扩散器210的顶表面266直接接触。与背板206一体形成的导热间隔件514减少了分离部件的数量，从而促成降低成本和降低颗粒产生的可能性。气体开口224从扩散器210的顶表面266延伸至底表面265。

导热间隔件514的第二导热间隔条518B可包括上述的第一导热间隔条518A的一个或多个方面、组件、特征和/或特性。

背板206可包括形成在其中的一个或多个冷却流动通道280，诸如用以接收冷却剂。冷却流动通道280用以通过流经冷却流动通道280的冷却剂，将热从背板206传递出去。图5B和图5C示出形成在背板206的顶表面282内的冷却流动通道280。因此，通过导热间隔件514从扩散器210传递至背板206的热，随后通过冷却流动通道280从背板206传递出去。冷却剂诸如包括水、乙二醇(ethylene glycol)、以的商品名称出售的冷却剂、或任何其他合适的冷却剂。

在一个示例中，导热间隔件514与冷却流动通道280的至少一部分对准，诸如垂直地对准。例如，如图5B所示，导热间隔件514和冷却流动通道280沿着线A彼此对准，此线A垂直通过冷却流动通道280、背板206、导热间隔件514和扩散器210。导热间隔件514和冷却流动通道280的垂直对准514促进了从导热间隔件514的热传递和通过冷却流动通道280从背板206离开的热传递。

一个或多个紧固件276用以将导热间隔件514耦接至背板206与扩散器210之间。例如，如图5C所示，紧固件276从扩散器210延伸，至少部分地通过导热间隔件514，并到达背板206，以将导热间隔件514耦接至背板206与扩散器210之间。一个或多个紧固件276将导热间隔件514和背板206耦接至扩散器210。紧固件276可包括如图所示的螺钉、螺栓和螺帽、和/或本领域中已知的任何其他紧固件。紧固件276可以是由导热材料所形成，或包括导热材料，此导热材料诸如金属，并且特别是铝。扩散器210包括设置在一个或多个紧固件中的每个下方的盖293，例如铝盖。一密封件295，诸如O形环密封件，设置在导热间隔件514和扩散器210之间。密封件295促进了由于诸如部件的热膨胀而产生的颗粒的抑制。

如上所述，根据本公开内容的导热间隔件，能够将热从等离子体处理腔室内的扩散器传递离开。例如，在不具有导热间隔件的等离子体处理腔室中，在多次连续沉积和使用等离子体处理腔室之后，扩散器的温度可从约75℃上升至约120℃。相较之下，在根据本公开内容的具有导热间隔件的等离子体处理腔室中，认为在相同的多次连续沉积和使用等离子体处理腔室之后，扩散器的温度仅从约75℃上升至约90℃或约100℃。因此，认为导热间隔件促成将约20℃至约30℃的热从扩散器传递出去。扩散器的这种热和温度的降低，使得可以增加等离子体处理腔室的处理空间内的等离子体分布的均匀性，从而利用此等离子体处理腔室，增加在基板上所形成的层的厚度的均匀性。

扩散器的温度和扩散器的温度均匀性还在促进沉积均匀性的同时促进相对高的清洁速率、提高产量和操作效率。

导热间隔件214、314、414和514的方面可包括以下益处：处理腔室中的提升的等离子体分布均匀性；基板上的提升的沉积重复性；基板上的提升的沉积均匀性；以及在促进沉积均匀性的同时提升的清洁速率。这样的益处可以提高沉积质量、处理腔室的产量、和/或处理腔室的操作效率。

本公开内容预期各个盖组件130、230、330、430和/或530可包括所述的其他盖组件130、230、330、430和/或530的一个或多个方面、特性、特征和/或部件。

虽然上述内容涉及本公开内容的实施方式，但可在不背离基本范围的情况下，设计出本公开内容的其他及更进一步的实施方式，范围由随附的权利要求书而定。