专利名称：具有接地构件完整性指示器的等离子体处理室及其使用方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及用于等离子体加工基板的方法和装置，更加特定 地，涉及具有接地构件完整性指示器的等离子体处理室及其使用方法。
背景技术：
液晶显示器或平板通常用于诸如计算机和电视监视器的有源矩阵显示器。 一般，平板包括具有夹在其中的一层液晶材料的两个平板。至少一个平板包括 设置在其上并且与功率源连接的至少一个导电薄膜。从功率源施加到导电薄膜 的功率改变液晶材料的取向，产生图案显示。
为了制备这些显示器，诸如玻璃或聚合物工件的基板通常经历多个连续工 序以在基板上产生器件、导体和绝缘体。这些工序的每一个通常在用于执行生 成工序的单一步骤的处理室中执行。为了有效完成处理步骤的整个序列，通常 将多个处理室连接到中央传送室，中央传送室容纳了利于在处理室之间传送基
板的机械手。具有这种配置的处理平台一般称为多腔集成设备(duster tool)， 其示例是由加利加利佛尼亚州圣克拉拉市的AKT America公司提供的AKT等 离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理平台系列。
由于平板需求增加，大尺寸基板的需求也增加了。例如，最近几年用于平 板制备的大面积基板的面积从550mmX 650mm增加到超过2平方米，而且预 计不久将来尺寸将持续增加。大面积基板尺寸的这种增长使处理和制备面临新 的挑战。例如，基板的更大表面积需要增加基板支架的接地能力。在传统系统 上，多个柔性导电条带提供基板支架和室体之间的接地通路。由于从处理室的 外部不易于观察到接地条带(ground strap)，即使一个或多个条带破裂，操作 员也经常不能察觉。如果足够多的条带破裂，处理结果可能不符合规格，导致 缺陷。虽然一个条带的破裂不是灾难性的，但是条带破裂会影响处理均匀性。 由此，发明人认识到为了保持稳健处理需要监控基板支架接地的有效性。
因此，需要具有接地构件完整性指示器的改进的等离子体处理室及其使用
方法。
发明内容
本发明提供了用于监控在等离子体处理室中接地构件的完整性的方法和 装置，该接地构件用于将基板支架连接到诸如接地的室体的地上。在一个实施 例中，提供了包括连接在基板支架和室体之间的接地通路构件的处理室。 <专感 器定位以感应表示通过接地构件的电流的测度。
在另一^M例中，处S^包Mii接在^fe支架和室体之间的多个t對也条带。^f共 了多个传繊。传繊定位以感应^^相应一个擞也条带的絲完整性的领峻。
在另一 例中，用于监 等离子体处 中 ^支架连接到室体的接地构 件的完整性的方跑括在处現期间鹏^lill對也构件的电流的完整性的观峻、响 /^il预定阀值的测度而设定iH只。
在另一鄉例中，用于处理 的方纟跑括在真空处 中对布置在^^支架上 的^iSfi^离子体处理、在处理期间^^将S^支ll5^接到接地的^i也构件的， 性。
出于获得并详细M本发明的i^特征的方式，参考在附图中描述的实施例可获 得上面tt的本发明的更加具体的描述。
图1是具，放电路(dechucking circuit)的等离子，强化学气相沉积系统的 一个实施例的麟面视图2翻于释放繊的方法的一个^M例的流程图3是具有释放电路的等离子体增强化学气相沉积系统的另一实施例的m面视
图4是具雜放电路的等离子鹏强化学气相沉縣统的另一鄉例辦纖面视 图；以及
图5是具W^放电路的，子,强化学气相沉积系统的另一，例糊i^面视图。
为了便于離，尽可會哋4顿相同附图标己标附图中棘的相同元件。然而， 需對旨出的是，附图仅描述本发明的典型实施例，由于本发明可以容纳其它争效
例，不齢人为附图限制了本发明的范围。
本发明一i^涉及等离子体处理室和用于在等离子体处理系统中监控将皿支架 连接到室体的掛也构件的完整性的方法。虽然在大面积Sfe处理系统中示范描述、示 出和实1^发明，本发明也可以在其它竊子体处魅中具有效用，该其它等离子体
处M需要保证一个或多个f對ikiK各在便于室内达到可接受的处S7jC平上保持功能。 图1是具有擞 ^各錢性传繊160的一个实施例的竊子体增强化学气相沉 积系统100的一个实施例的横截面视图。，對 &完整性传感器160便于]^ii接在 Sfe支架组件138和室体102之间的^ittl 各的有效性。预计接itt^各完整性传， 160及期顿方法的实施例，以及其派生物，可以用于其它处鹏统，包括来自其它 生产商的那些系统。
在图1示出的鄉例中，掛艘体102具有连接至lj其上的气鹏104、功率源122 和控制器168。控制器168用于控制在系统100中执行的处理并与传繊160接口连 接。在一个实施例中，控制器168包括中央处理器(CPU) 172、支持鹏174和存 储器176，连接到抛光机IOO。 CPU 172可以是會嫩在IDlk设备中用于控制不同室和 子处理器的倒可类型的计^t几处理器中的一种。存储器176连接到CPU172。存储器 176，或计Ml可读介质，可以是诸如随机存取存储器(RAM)、只it^储器(ROM) ，、5fS或倒可其它类型的本J^g禾徵字存储器的一个或多个易读可用存储器。 支持鹏174连接到CPU172，用于以传统方鼓持处理器。这些iW&括高速缓冲 存储器、电源、时钟电路、输A^出顿各、子系统等。
室体102具有限定处理空间112的侧壁106、底部108和罩组件110。处理空间 112通常 便于大面积 140 (此后称为140")进出室体102并且位于侧 壁106中的口 (未图示)进入。大面积基板140可以是,，^tl工件，在一个实 施例中，具有大^^勺0.25平方米的平坦表面积。室体102的侧壁106和底部108通常 由鄉铝i央鄉它与工艺化学l4M兼容的材料制成。室体102的底部108具有穿过其 形成的 理空间112,到泵系统(未图示)以便于控制处理空间112内的压力并 在处娜间排出气体和副产品的魏口 114。
罩组件110由侧壁106雄并可以移开以维护室体102的内部。罩组件110 —般 由铝帝喊。分布板118连接到罩组件110的内侧120。分布板118 —般由铝制成。分 布板118的中心部分包^ 1 由气# 104供应的处理和其它气体传送到处理空 间112的穿孔区域。分布板118的穿孔区知細于劍共舰分布板118 ^A室体102的 气体的均匀分布。功率源122连接到分布板118以,在处理期间激励处理气体并将 由处理气体形成的，子体纟辦在分布板118之下的内部空间112中的电偏压。
中心设置錢体102中的受热^fe支架组件138在处理期间支撑基板140。繊 支架组件138 —般包括由延伸通过室底部108的轴142支撑的电导体124。支架体124 的开邻一般为多边形，至少在体124支撑鎌140的部分,了电绝缘涂层(未图示)。 涂层还可以 体124的其它部分。^^支架组件138通常至少在处理期间连接到地。
支架体124可以由金属^它等效导电材料制成。绝缘涂层可为诸如氧化物、氮 化硅、氧化铝、五氧化二钽、碳化硅或聚SM等的绝缘材料，其可以由不同沉积或 涂覆工艺涂覆，该工艺包括但不限于火焰喷凃、等离子体喷凃、高能涂覆、化学气相 沉积、喷凃、粘鹏、喷溅涂覆和封装。
在一个^M例中，铝体124封,少一1^A加热元件132和热电偶(未图示)。 体124可以包括駄到其中的由鍋、陶瓷或其它加固材料构成的一个或多个加固元 件(未图示)。
诸如电极或电阻元件的加热元件132连接到功 130并可以将支架组件138和 放置在其上的Sfe 140可控地加热至顿定鹏。典型地，在处SL期间加热元件132将 基板140保持在大约150到至少大约460摄氏度之间的均匀温度。加热元件132相对 体124电浮置。
一般地，支架组件138具有下侦腼126和在其上雜鎌140的上侧面134。下 侧面126具有连接至唭上的杆端盖144。杆端盖144 一般錢接到支架组件138并且 为附着到其上的轴142鄉安装表面的铝环。
—般地，轴142从杆端盖144 m誠部108延伸并将支架组件138连接到磁 高的处理^g (如图戶/f^)和便于S^传送的较低^S之间移动支架组件138的提升 系统136。波纹管146在处理空间112和室体102外部大气之间J^共真空密封，同时 便于支架组件138的垂直移动。另外，轴142为支架组件138和系统100的其它割牛 之间的电和热电偶导线 。
轴142可以与室体102电隔离。在图1示出的鄉例中，将电介质隔离器128设 置在轴142和室体102之间。另外，隔离器128可以支織142翻{糊142的轴承。
另外，支架组件138支撑外接的掩蔽框架148。 一膨也，掩蔽框架148防止在基
板140和支架组件138的边缘沉积，以便繊140不^f占结歪技架组件138。
支架组件138具有穿过其设置的接收多个提5^钉150的多个孔。提飛肖钉150 通常由陶瓷或阳极化铝构成，其具有第一末端，当提躺钉150在静止隨(即相对 支架组件138縮回)时该第一彩崙与支架组件138的上侧面134基本辨或M[凹进。 当支架组件138降低到传送隨时，提糊钉150与室体102的底部108 t魏虫并鹏 支架组件138移开以从支架组件138的上侧面134魏，因此将鎌140體在相对 支架组件138间隔分开的^g。
在一个 例中，使用不同长度的提^钉150 (如图l所示)，以便它们与底 部108 f魏虫并在不同时间致动。例如，沿 140的夕卜部ii^方燈的提糊钉150， 连同从基板140的外部逝彖朝向其中心向内放置的相对较短的提^钉150，會^j吏 繊140相对其中心首先从其外部i^彖鹏升。在另一实施例中，可以结合位于外部 提糊钉150下面的魏或高台182 (以虚线示出)j顿均匀长度的提飛肖钉，以便 先致动外部提升销钉150并以与内部提 H肖钉150相比更大的距离将基板140 AUl侧 面134移开。可选地，室底部108可以包括位于内部提升销钉150下面的凹槽或沟渠， 以便后致动内部提51^^ 150并以与外部提升销钉150相比较短的距离移开。在于 2002年12月2日由Shang等人提交的美国专利申请序号No.10/308,385中和于2003 年6月12日由Blonigan等人駭的美国专利申请序号No.10/460，196中描述了可以被 修改以从本发明受益的具有用于以从边缘到中心方式将 从基板支架提升的提升 销钉的系统的实施例。
Sfe支架138在处理期间通常離地，以便由功率源122提供给分布板118 (或 方燈^^体102的罩组件110内戯(5f逝的其它电极)的RF功率可以纖體在基 板支架138和分布板118之间的处理空间112中的气体。一l^t择来自功率源122的 RF功率与鎌140的尺寸相符，以驱动化学气相沉积。
在一个鄉例中，M在支架体124和接地之间提供低电阻RF回路的一个或多 个RF接地回路构件184将S^支架组件138接地。RF接地回路构件184可以与地 直驗接或间擬接，例如，舰室体102。
在一个 例中，RF接地回路构件184 ;K接在体124的外周和室底部108之 间的多个柔性条带(图1中示出了其中的两个)。RF街也回路构件184可以由铝、 铍铜離它魏RF传导材料制成。例如，可以将四组^tiW^构件184连接至鹏边 型鎌支架体124的於边。
至少一个接iM^各魏性传麟160以便于监控构件184是否保持适于在支架体 124和室体102之间传导电流的状态的方式连接到构件184。单个传感器160可以与 一个或多个^5:t對"M^构件184连接。可选地，每个J對ikiW构件184可以与专用 4专，160连接。在图l示出的实施例中，^h接iH5各构件184可以与专用传^ 160连接。还预计可以4顿多个传繊160，其中^H专繊160与预定成组的构件 184连接，例如，第一传感器160可以与连接到支架体124的第"i!Pj面的^构件184 连接，同时第二传繊160可以与连接到支架体124的第二顶腼的顿构件184连接。 可以相似配置支架体124的其它侧面。以这种方式，可以监控沿S^支架不同区^^ 向地的电流中的差别，以便当t對W^各构件中接地电流流动分布在预定限制之外时， 可以产生，离特定掛也条件的信肩通知操作员的标识。
图2示出榭對 ^构件184體麟性条带200的一个实施例的分解图。条带 200具有允 ^支架组件138改变仰角的足够柔性，如参考图1所描述的。
^条带200具有第一彩瑞202和第二彩崙204。例如S31紧固j牛、夹具或f斜寺 体124和絲200之间的电连接的其t^法，将第一 202连接至1』支架体124。在 图2示出的^li例中，将紧固件218方^i纹孔226中以條带200连接妾忮架体124。 第二末端204具有连接到其上的接线端206，其便于M31紧固件208和螺纹孔228将 条带200连接到室体102。预计可以{顿粘合剂、夹具或f斜寺室体102和絲200之 间的电连接的其它方法。
掛 ^各完整性传繊160与^il^各构件184，例如条带200，连接，以便为 控制器168掛共^^条带200的^Mi的测度。具有完整性的^iW^构件定义为保 持体120、 124之间的导 ^各的能力，例如，^ttW^构件在其^^之间具有电连 续性。因此，当由于断开、 ^它因素构件或条带丧失其^^性时，掛也电流不 再兽辦M31没有完整性的构件在体120、 124之间导通。
在图1和图2示出的实施例中，SM^，性传自160是安装到室体102的 底部108的电流传驗。也可以预计擞 ^^#性传繊160可以隨为电阻传感 器或适于确定絲在体120、 124之间传送电流的能力的其它传自。mt也条带200 的第二彩詣204穿过传繊160的中心。导线(共同如170戶标，#^虫由210、 212 际)连接到^M&^^性传繊160并m真空^lf各164离开室体102。导 线170榭专鵷160连接到體在处盤100外部的传感鹕162。
在掛M^各完整性传繊160的一个^M例中，擞ikW完整性传麟160包括 200710165337.8
说明书第7/9页
绝缘环220。环220可以由诸如陶瓷的^i可^ig材料制成。多个线圈224围绕环220 并连接到导线210、 212。导线2U)、 212连接至(惟感电路162。
在运行中，涼过条带200的电流在线圈224中感应产生小电流。M31导线170将 感应电^A线圈224樹共给传感电路162。如果絲)^M裂、4艘从体120、 124 中的至少一个断开或割艘不能在体120、 124之间传送电流，传感电路162的输出 将标条带鎌性的丧失和/或变化。
此外，连接到齡条带200的传感顿各162中的变4 ^从 支架体124不同 区域疣適到室体102的接地电流分布中的变化。例如，与连接到鎌支架体124三个 不同侧面的条带200连接的三个銜《^各^#性传 160可以感应 的第一分 布，而设置用于与连接到Sfe支架做目同侧面的絲200连接的三个^itW&完整性 传感器160可以感应掛也的第二分布。可以^J對也分布与阀值相比较。如果接地分布 在可接受的限制之内，即预定^M合传导预定电流量，则处理随后可以继续。如果 銜也分布在可接受的限制之外，贝何以产生禾斜只。在其它判据之中，可以基于在总电 流基ah的逐一条带的M， ^Mii单位支架区i^th的电流，来分析电流。因此，接 ± ^^ 性传麟160可以用于确定是否保持功能的絲200的总数量和/或是否保 持功能的条带200彼此之间的相对^S在将继续掛共预期处理结果的阀值之内。
图3示出传感喊162的一个鄉例。传感电路162包括第一和第二接线端302、 304。第一导线110连接到第一驗端302，同时第二导线112连接到第二接线端304。 第一接线端302连接到第一电阻306，同时第二,端304连接到第二电阻308。第 一和第二电阻306、 308连接到中4模i舰头310。第一二极管312连接至嘮一接线端 302。第一二极管312还连接到第三电阻314。第三电阻314连接到放大器330的第一 放大器機端316。第二二极管318连接到第二驗端304。第二二极管318:3^接 到第四电阻320。第四电阻320连接到第二放大皿线端322。第五电阻328连接在 放大器330的機端322和输出端332之间。放大器330的输出端332连接至啦制器 168。
第一电容324的第一ii3i接到二极管312和电阻314，同时电容324的第:zii3i 接到中>1> 抽头310。第二电容326连接到二极管318和电阻320,同时电容326
的第^riiii接到中^^itt头310。
因此，当由导线210、 212提供的电流激励电阻306、 308和电容324、 326时， 4敏制信号，给向控制器168输出g掛也构件^^性的测度的放大器330的接线
端。可以选择传感电路162的零件的电阻和电容值，以确定iSA放大器330的输入电 流的幅值。为控制器168衛共了放大器330的输出端332，控制器168 /M文大器输出 中的变化和从传感电流160实现的对部分纖支架^t也负载的分析确定是否应该产生 裕只。
图4示出了具有一个或多个掛 ^各錢性传繊160的处am统400的另一实 施例。系统400 —般包f链接到功,122和气舰104的处魅体102，如上戶脱。 前面描述了连接到掛iW^构件184的掛娜各鎌性传麟160。
释放电路410连接到gfe支架组件138以便于将 从 支架组件释放(即克 月艮在鎌处理期间，例如在竊子体处理S^期间，在^^和繊支架组件之间可能 产生的静电引力)。释放电路410包括用于为^^支架组件138掛共去除或^>鎌 140和基板支li^且件138之间静电弓l力的信号的功率源402和开关404。开关404选 地在处理期间)1 ^支架组件138连接到接地而当需要释放 140时将Sfe支 架组件138连接到功 404。
由功率源402掛共的信号可以是RF或DC，并可以是稳态^E冲f言号。由释放 电路410产生的信号的幅值、辦卖时间和/^E冲数量1与^^支架组件138和 140之间的必须划艮的静电弓l力量相符。静电力通常取决于繊尺寸、沉积在 ± 的材料和诸如处理柳司的m子^J力率和构^S^支架的材料，。
在繊支架组件138由一个或多个RF ^t也回路构件184接地的实施例中，由功 率源402提供的信号可以用于使RF接地回路构件184 (选择具有非常高的电阻)感 应开启，因此将支架组件138从接i被色缘。例如，可以选择脉冲DC或RF信号，以 便在将释放信号施加到 支架组件138期间没有明显电^lil RF ^t也回路构件 184。
在图4示出的鄉例中，由隔离器464将RF舰回路构件184与室体102隔离 并m开关468将RF m回路构件184连接到娜。开关468可以用^^择性地在 处理期间 ^支架组件138连接到擞也而在释^M司(艮口当由功 402麟的功 率施加到支架组件138时)开启Sfe支架组件138和mt也之间的,。在处理期间当 开关# 支架组件138连接到擞也时，擞tt5各識性传麟160为控制器168提 供iHRMmtWm勾件184的电流的测度。
图5示出了具有一个或多个挺W^完整性传繊160的等离子体增强化学气相 沉积系统500的另一实施例的tim面视图。系统500的配置与上面描述的系统100、
400相似，除了其中基板支架组件138ilil—个或多个t對也构件504接地。释放电路 410可以用于选择性iWl开关462将功率源462连接到^^支架组件138，如J^f 述，以便于释放鎌。可以ilii构件504和/燕由142施加来自释放t^各410的功率。
接土也构件504可以在处SI月间^MSfe支架组件138的^S，如图5戶际，和释 放基板140期间移离^^支架组件138的皿之间移动。f對也构件504il31隔离器502 与室体102的侦幢106隔离。制动器506与接地构件504互相作用以控制接地构件504 的转移。制动器506可以是螺线管线性制动器、气压或柯tffi&E^适于，地构f牛504 移入和移出与 支架组件138的撤4的其它器件。
掛iW^魏性传麟160用于检测标在接地和鎌支架组件138之间ililg 地构件504》顿的电流的领峻。在一个鄉例中，^W^識性传繊160可以围 绕接地构件504设置，^S体102的内部或外部。在另一实施例中，接iiW^完整性 传 160与4射對也构件504连接到室体102外部的接地的导线连接。
因此，已经鄉了便于US^S^支架组件的接地的用于f顿擞W^各識性传感 器的方法和體。有利地，擞MI各完整性传繊允许在处亂期间的表征接地斜牛， 由此将可能需要维护的条件通知操作员，而不用中断处理或不需要室停机时间。
虽然前面的描述关注于本发明的im^M例，可以不偏离本发明的范围而设计其
它的和客页外的 例，本发明的范围由权利要求^f确定。
权利要求
1.一种处理室，包括室体；设置在室体中的基板支架；连接在基板支架和室体之间的接地通路构件；定位以感应表示流过接地通路构件的电流的测度的传感器。
2. 根据权利要求1戶 的处 ， ^)t征在于，^ifeW构《牛还包括柔性条带。
3. 根据权利要求l臓的处鹏，其特征在于，掛鹏各构件还包括 可在从基板支架分离的第一位置和与基板支架接触的第二位置之间移动的
4. 根据权利要求1臓的处盤，辦征在于，传麟还包括 电流传麟。
5. 根据权利要求1戶诚的处M， ^f寺征在于，传， ^体中。
6. 根据权利要求1戶腿的处S^， ^f寺征在于，传，^g^体外部。
7. 根据权利要求1臓的处鹏，辦征在于，传麟还包括 用于感应^^i也构件电阻的测度的电阻传感器。
8. —种处艘，包括 室体；體德体中的鎌支架； 连接在 支架和室体之间的多个掛也条带；多个传,，旨传感器定位以感应表示各自一个接地条带的条带完整性的测
9. 根据权利要求8 ，的处te， ^JT征在于，多个传，^fi在处S^中。
10. 根据权利要求9臓的处魅，辦征在于，还包括 穿过室体形成的真空^ ，以及连接到传，并穿过^i5i^的多个导线。
11. 根据权利要求8戶舰的处艘，^t争征在于，还包括 连接到至少一个传繊的传感顿各，该传感顿鄉舌放大器。
12. 根据权利要求8臓的处艘，期寺征在于，至少一个传繊还包括用于感应标相关絲的电阻的观岐的电阻传麟。
13. 根据权利要求8臓的处魅，其特征在于，至少一个传繊还包括 用于感应，^1相关 的电流的测度的电流传自。
14. 一种用于监,等离子体处,中)| ^支架连接到室体的接地构件的5^性的方法，包括鹏标在处SM顿101该^i也构件的电流的测度；当观渡的变化^1预定阀值时设定丰斜只。
15. 根据权利要求14的方法，其特征在于，设定极班包括确定预定数量的接iikW是否处于开路状态。
16. 根据权利要求14的方法，其特征在于，设定蹄舰包括确定予页定组合的^iM^各是否处于开g^^态。
17. 根据权利要求14的方法，其特征在于，设定t斜尸J^包括難操作员。
18. 根据权利要求14的方法，其特征在于，设定轿班包括响应柳吏竊子体处艘停止运行。
19. 一种用于处理,的方法，包括对^g在真空处S^内的S^支架上的^itfi^子体处衝在处§ 司1^^将 支架连接到^^的 构件的连续性。
20. 根据权利要求19的方法，其特征在于，监^t也构件的,性还包括感应流amt也构件的电箭L^S接地构件的电阻中的至少一种。
21. 根据权利要求19的方法，其特征在于，还包括当检测到掛也构件连续性中的变化时设定轿只。
22. 根据权利要求19的方法，其特征在于，还包括响应魏构件遊卖性中的变化改舰理體。
全文摘要
本发明提供了用于监控在等离子体处理系统中将基板支架连接到室体的接地构件的完整性的方法和装置。在一个实施例中，提供了包括连接在基板支架和室体之间的接地通路构件的处理室。传感器定位以感应标识流过接地构件的电流的测度。在另一实施例中，监控在等离子体处理室中将基板支架连接到室体的接地构件的完整性的方法包括在处理期间监控表示流过接地构件的电流的测度，并响应超过预定阀值的测度设定标识。
文档编号C23C16/50GK101187013SQ20071016533
公开日2008年5月28日 申请日期2007年10月26日 优先权日2006年11月20日
发明者卡尔·索伦森, 约翰·M·怀特 申请人:应用材料股份有限公司