CN102074445A - 用于处理基板的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于处理基板的装置包括：通过腔室盖和腔室主体的组合来提供反应空间的处理室；在所述反应空间中的在其上放置基板的基座；在所述反应空间上方的多个等离子源电极；在所述腔室盖下方的多个第一下突出部分；以及与所述多个等离子源电极相对应的多个第一气体注入器，和与所述多个第一气体注入器交替地设置的多个第二气体注入器。

Description

用于处理基板的装置

本申请要求享有2009年11月23日提交的韩国专利申请No.10-2009-0113254以及2009年11月23提交的韩国专利申请No.10-2009-0113257的权益，这些申请在此被全部引入以供参考。

技术领域

本发明涉及一种用于处理基板的装置，更特别涉及一种包括在等离子源电极和等离子接地电极中的气体注入器的装置。

背景技术

一般来讲，半导体器件、显示设备和太阳能电池是通过在基板上形成薄膜的沉积工艺、利用感光材料有选择地曝光和遮蔽薄膜的光刻工艺和有选择地去除薄膜的蚀刻工艺而制造的。在这些制造工艺之中，沉积工艺和蚀刻工艺是在使用等离子的制造装置中在处于最佳真空状态的腔室内执行的。

根据生成等离子的方法，制造装置可以分类为电感耦合等离子(ICP)型和电容耦合等离子(CCP)型。ICP型可以用于反应性离子刻蚀(RIE)装置和等离子增强化学汽相沉积(PECVD)装置，而CCP型可以用于高密度等离子(HDP)蚀刻装置和HDP沉积装置。

图1是根据现有技术的用于处理基板的CCP型装置。在图1中，CCP型装置10包括提供反应空间的处理室12、在处理室12中用作等离子源电极的背板14、将工艺气体提供到处理室12并与背板14连接的气体供应管36、位于背板14下方并具有多个注入孔16的铝(Al)制气体分配板18、面对等离子源电极并在上面放置基板20的用作等离子接地电极的基座22、用于将基板20送入和送出处理室12的闸门40、以及用于从处理室12输出反应气体和副产物的排气装置24。

气体供应管36经由馈线38与射频(RF)电源30连接。在该RF电源30和馈线38之间设置用于匹配阻抗的匹配器32。基座22和处理室12接地。气体分配板18与背板14之间包括缓冲空间26，并通过从背板14延伸出并与背板14连接的支撑装置28来支撑气体分配板18。

当将RF电源30的RF功率施加于背板14的中央部分时，在背板14和基座22之间生成RF电磁场。通过该RF电磁场电离或者活化工艺气体，并对基板20执行沉积工艺或者蚀刻工艺。

当使用与背板14电连接的气体分配板18时，通过该气体分配板18将工艺气体均匀地提供到基座22上方的部分。此外，当使用具有相对短的波长的RF功率来改善生成等离子的效率时，可以将等离子源电极分为多个电极，以克服驻波效应。

然而，当连接到RF电源30的等离子源电极被分成多个电极时，无法在处理室12中形成连接到背板14的气体分配板18。因此，当等离子源电极包括多个电极时，需要气体注入器，以便将工艺气体均匀地提供至反应空间。

图2是根据现有技术的用于处理基板的ICP型装置。在图2中，ICP型装置50包括具有腔室盖52a和腔室主体52b并提供反应空间的处理室52、将工艺气体提供到反应空间的气体供应管56、在反应空间中的在其上放置基板58的基座60、以及用于从处理室52输出反应气体和副产物的排气装置62。天线54与提供RF功率的射频(RF)电源64连接，在天线54和RF电源64之间设置用于匹配阻抗的匹配器66。

在腔室盖52a上方设置具有线圈形状的天线54，并将RF功率施加于天线54，以在天线54周围生成感应电场。RF功率以正电和负电交替地对该天线54的表面充电，以生成感应磁场。天线54下方的腔室盖52a由介电材料形成，因此来自天线54的感应磁场可以穿透到真空状态的处理室52中。

穿过腔室盖52a的中央部分形成气体供应管56，并经由该气体供应管56将工艺气体提供到反应空间。当将RF功率施加于天线54时，经过气体供应管56的工艺气体被电离或者活化，并对基板58执行沉积工艺或者蚀刻工艺。

然而，因为工艺气体通过气体供应管56被提供到腔室盖52a的中央部分，于是反应空间的外围部分的工艺气体密度小于反应空间的中央部分的工艺气体密度。因此，在反应空间的外围部分中的等离子密度小于在反应空间的中央部分中的等离子密度，并且难以均匀地对基板58进行处理。

发明内容

据此，本发明涉及一种用于处理基板的装置，其基本上避免了由于现有技术的局限性和不足而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于处理基板的CCP型装置，其中通过多个等离子源电极防止驻波效应，并通过气体注入器将工艺气体均匀地提供到反应空间，该气体注入器包括在多个等离子源电极的每一个中的第一气体注入器和在多个突出部分的每一个中的第二气体注入器。

本发明的另一个目的是提供一种用于处理基板的ICP型装置，其中通过气体注入器将工艺气体均匀地提供到反应空间，该气体注入器包括在与作为等离子源电极的天线相对应的多个第一突出部分的每一个中的第一气体注入器和在作为等离子接地电极的多个第二突出部分的每一个中的第二气体注入器。

为了实现这些及其他益处、并根据本发明的目的，正如此处所具体实现和概括描述的，一种用于处理基板的装置包括：通过腔室盖和腔室主体的组合来提供反应空间的处理室；在所述反应空间中的在其上放置基板的基座；在所述反应空间上方的多个等离子源电极；在所述腔室盖下方的多个第一下突出部分；以及与所述多个等离子源电极相对应的多个第一气体注入器，和与所述多个第一气体注入器交替地设置的多个第二气体注入器。

应理解的是，本发明的上述概括说明及随后的详细说明都是示例性的和解释性的，旨在为所请求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图被包括在内以提供对于本发明的进一步的理解，它们被并入并构成本说明书的一部分，图示出本发明的实施例。

在附图中：

图1是根据现有技术的用于处理基板的CCP型装置；

图2是根据现有技术的用于处理基板的ICP型装置；

图3是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的剖视图；

图4是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的多个等离子源电极的平面图；

图5是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的透视图；

图6是图3的A部分的放大视图，

图7是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的多个第一气体注入器的透视图；

图8是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的多个第二气体注入器的透视图；

图9是沿图5的线条IX-IX获得的剖视图；

图10是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的底面的平面图；

图11是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的外壳的透视图；

图12是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的剖视图；

图13是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的透视图；

图14是图12的B部分的放大视图；

图15是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的多个第一气体注入器的透视图；

图16是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的多个第二气体注入器的透视图；以及

图17是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的底面的平面图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，附图中图示出了这些实施例。只要可能，类似的附图标记将用于表示相同或者类似的部分。

图3是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的剖视图。

在图3中，电容耦合等离子(CCP)型装置110包括具有腔室盖112a和腔室主体112b并通过该腔室盖112a和腔室主体112b的结合提供反应空间的处理室112，在腔室盖112a的内表面上的多个等离子源电极114，位于相邻等离子源电极114之间并从腔室盖112a突出的多个突出部分134，在腔室盖112a的外表面上并连接到多个等离子源电极114的多条馈线118，位于多个等离子源电极114和多个突出部分134的每一个中的气体注入器124，以及在反应空间中作为等离子接地电极并在上面放置基板120的基座122。

该CCP型装置110还可以包括在腔室盖112a上方的外壳136、用于将基板120送入和送出处理室112的闸门130、用于从处理室112中输出反应气体和副产物的排气装置132、和用于防止在基板120的边界部分沉积薄膜或者蚀刻薄膜的边框135。

外壳136设置在腔室盖112a上方，并提供封闭空间，在该封闭空间中设置将多个等离子源电极114与RF电源126连接起来的多条馈线118。边框135从处理室112的侧壁的内表面延伸到基板120的边界部分。此外，边框135被电绝缘，以处于浮置状态。

为了防止驻波效应，多个等离子源电极114的每一个都具有小于射频波的波长的尺寸(宽度)。在多个等离子源电极114的每一个与腔室盖112a之间形成用于电绝缘的多个绝缘板116。尽管图3中未示出，通过使用诸如螺钉和螺帽之类的连接装置，将腔室盖112a、多个绝缘板116的每一个、和多个等离子源电极114的每一个相互组合起来。

腔室盖112a、腔室主体112b和基座122接地，并用作与多个等离子源电极114相对应的等离子接地电极。腔室盖112a、腔室主体112b、基座122和多个等离子源电极114可以由金属材料形成，比如铝和不锈钢，多个绝缘板116可以由陶瓷材料形成。

基座122包括在其上装载基板120的支撑板122a，和将支撑板122a上下移动的轴122b。支撑板122a可以具有大于基板120的面积。与处理室112类似地，基座122可以接地。在另一实施例中，根据处理基板的条件，可以将单独的RF功率施加到基座122，或者基座122可以处于浮置状态。

气体注入器124包括在多个等离子源电极114中的多个第一气体注入器124a，和在多个突出部分134中的多个第二气体注入器124b。通过多个第一气体注入器124a提供第一工艺气体或者第一工艺气体组合物，通过多个第二气体注入器124b提供第二工艺气体或者第二工艺气体组合物。

图4是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的多个等离子源电极的平面图。

在图4中，多个等离子源电极114并联地与RF电源126连接，用于匹配阻抗的匹配器128连接在多个等离子源电极114与RF电源126之间。RF电源126可以使用具有在大约20MHz至大约50MHz范围内的甚高频(VHF)的射频波，以高效率地生成等离子。多个等离子源电极114的每一个的形状可为具有较长边和较短边的矩形。此外，多个等离子源电极114可以彼此平行，并且彼此间隔开相等的距离。

图5是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的透视图。

在图5中，腔室盖112a包括与(图3的)多个等离子源电极114相对应的多个第一区域190a，和与(图3的)多个突出部分134相对应的多个第二区域190b。穿过多个第一区域190a的腔室盖112a、(图3的)多个等离子源电极114和多个绝缘板116形成(图3的)多个第一气体注入器124a，穿过多个第二区域190b的腔室盖112a和多个突出部分134形成多个第二气体注入器124b。

多个等离子源电极114的中央部分经由多条馈线118与(图3的)RF电源126连接。在另一实施例中，多条馈线118可以连接到多个等离子源电极114的每一个的两个端部，或者可以连接到多个等离子源电极114的每一个的其他部分。

在腔室盖112a上方，与多个等离子源电极114相对应地设置第一气体供应管172a。第一气体供应管172a与多个第一子气体供应管138a连接，并经由第一传输管174a连接到第一源部分176a，以供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物。

此外，在腔室盖112a上方，与多个突出部分134相对应地设置第二气体供应管172b。第二气体供应管172b与多个第二子气体供应管138b连接，并经由第二传输管174b连接到第二源部分176b，以供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物。

第一传输管174a和第二传输管174b在(图3的)外壳136的封闭空间中分别与第一气体供应管172a和第二气体供应管172b连接，并穿过外壳136的侧壁分别连接到第一源部分176a和第二源部分176。

图6是图3的A部分的放大视图，图7和8是分别示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的多个第一气体注入器和多个第二气体注入器的透视图。

在图6中，在(图3的)腔室盖112a的内表面上顺序地形成多个绝缘板116和多个等离子源电极114，并在相邻的等离子源电极114之间形成从腔室盖112a突出的多个突出部分134。多个等离子源电极114和多个突出部分134彼此交替。

气体注入器124包括在多个等离子源电极114中形成的供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物的多个第一气体注入器124a，和在多个突出部分134中形成的供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的多个第二气体注入器124b。

多个第一气体注入器124a的每一个包括供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物的第一子气体供应管138a，连接到第一子气体供应管138a并穿过与每一等离子源电极114和每一绝缘板116相对应的腔室盖112a形成的第一进气管140a，连接到第一进气管140a的第一内连接管154a，和从第一内连接管154a分支出的多个第一注入管156a。

通过使用第一螺钉184a将第一接触板148a和腔室盖112a组合起来，并在其间插入第一O形环182a，从而将第一子气体供应管138a连接到第一进气管140a。

第一进气管140a包括第一绝缘管150a，和连接到第一绝缘管150a的第一连接管152a。由于腔室盖112a由诸如铝(Al)等金属材料形成，因此可能会在第一子气体供应管138a和腔室盖112a之间的接触部分发生等离子放电。为了防止等离子放电，第一子气体供应管138a与由陶瓷材料形成的第一绝缘管150a连接。

如图7中所示，第一内连接管154a在第一连接管152a下方沿着每一等离子源电极114的长边延伸。第一内连接管154a被设置为平行于基座122，并垂直于第一进气管140a的第一连接管152a。由于第一内连接管154a在第一进气管140a下方朝着两个方向延伸，并且多个第一注入管156a与该第一内连接管154a连接，因此第一工艺气体或者第一工艺气体组合物被均匀地注入到反应空间中。

多个第一注入管156a包括连接到第一内连接管154a的多个第一垂直注入管158a，和从每一个第一垂直注入管158a分支出的多个第一倾斜注入管160a。在另一实施例中，可以对多个第一倾斜注入管160a进一步划分。多个第一倾斜注入管160a具有关于每一个第一垂直注入管158a对称的形状。可以控制每一个第一垂直注入管158a和每一个第一倾斜注入管160a之间的倾斜角，以便沿着每一个等离子源电极114的表面均匀地设置多个第一倾斜注入管160a。

每一个第一注入管156a可以具有在大约0.5mm至大约1mm范围内的直径。每一个第一垂直注入管158a可以包括上部分和下部分，每一个第一垂直注入管158a的从中分支出多个第一倾斜注入管160a的上部分可以具有大于每一个第一垂直注入管158a的用以向反应空间注入工艺气体的下部分的直径。按照相等的间隙距离，沿着每一个等离子源电极114的表面设置多个第一注入管156a。此外，可以将至少两个第一倾斜注入管160a连接到每一个第一垂直注入管158a的一侧。由于该具有均匀分布的多个第一注入管156a，第一工艺气体或者第一工艺气体组合物可以被均匀地注入到反应空间中。

如图6中所示，每一个突出部分134包括从腔室盖112a垂直延伸出的上突出部分134a，和从该上突出部分134a扩展出的下突出部分134b。上突出部分134a可以具有与每一绝缘板116相同的厚度。在剖视图中，多个突出部分134和多个等离子源电极114的每一个可以具有半圆形或者半椭圆形。每一个等离子源电极114具有第一厚度T1和第一宽度W1，每一个下突出部分134b具有第二厚度T2和第二宽度W2。

每一个等离子源电极114和每一个下突出部分134b可以被形成为使第一厚度T1与第二厚度T2相同，并使第一宽度W1与第二宽度W2相同。结果，每一个等离子源电极114和基座122之间的第一距离可以与每一个下突出部分134b和基座122之间的第二距离相同。在另一实施例中，根据第一工艺气体、第一工艺气体组合物、第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的扩散距离，或者根据工艺条件，每一个等离子源电极114和每一个下突出部分134b可以被形成为使第一厚度T1不同于第二厚度T2，以及使第一宽度W1不同于第二宽度W2。

如图6和8中所示，多个第二气体注入器124b的每一个包括供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的第二子气体供应管138b，连接到第二子气体供应管138b并穿过与每一个突出部分134相对应的腔室盖112a形成的第二进气管140b，连接到第二进气管140b的第二内连接管154b，和从第二内连接管154b分支出的多个第二注入管156b。

通过使用第二螺钉184b将第二接触板148b和与每一个突出部分134相对应的腔室盖112a组合起来，并在其间插入第二O形环182b，从而将第二子气体供应管138b连接到第二进气管140b。

第二进气管140b包括第二绝缘管150b和连接到第二绝缘管150b的第二连接管152b。由于腔室盖112a由诸如铝(Al)等金属材料形成，因此可能会在第二子气体供应管138b和腔室盖112a之间的接触部分发生等离子放电。为了防止等离子放电，第二子气体供应管138b与由陶瓷材料形成的第二绝缘管150b连接。

第二内连接管154b在第二连接管152b下方，沿着每一个等离子源电极114的长边延伸。第二内连接管154b被设置为平行于基座122，并垂直于第二连接管152b。由于第二内连接管154b在第二进气管140b下方朝着两个方向延伸，并且多个第二注入管156b与第二内连接管154b连接，因此第二工艺气体或者第二工艺气体组合物被均匀地注入到反应空间中。

多个第二注入管156b包括连接到第二内连接管154b的多个第二垂直注入管158b，和从每一个第二垂直注入管158b分支出的多个第二倾斜注入管160b。多个第二倾斜注入管160b具有关于每一个第二垂直注入管158b对称的形状。可以控制每一个第二垂直注入管158b和每一个第二倾斜注入管160b之间的倾斜角，以便沿着每一个下突出部分134b的表面均匀地设置多个第二倾斜注入管160b。

每一个第二注入管156b可以具有在大约0.5mm至大约1mm范围内的直径。每一个第二垂直注入管158b可以包括上部分和下部分，每一个第二垂直注入管158b的从中分支出多个第二倾斜注入管160b的上部分可以具有大于每一个第二垂直注入管158b的用以向反应空间注入工艺气体的下部分的直径。按照相等的间隙距离，沿着每一个下突出部分134b的表面设置多个第二注入管156b。此外，可以将至少两个第二倾斜注入管160b连接到每一个第二垂直注入管158b的一侧。由于该具有均匀分布的多个第二注入管156b，第二工艺气体或者第二工艺气体组合物可以被均匀地注入到反应空间中。

图9是沿图5的线条IX-IX获得的剖视图。

在图9中，每一个等离子源电极114包括连接孔136a，而腔室盖112a和每一个绝缘板116包括与该连接孔136a相对应的输入孔136b。经由该连接孔136a和输入孔136b插入(图3的)每一条馈线118，以便可以将(图3的)多个馈线118分别电连接至多个等离子源电极114。通过使用第三螺钉184c将第三接触板148c和与每一个等离子源电极114相对应的腔室盖112a组合起来，并在其间插入第三O形环182c，从而将每一条馈线118电连接至每一个等离子源电极114。可以在连接孔136a的内表面上以及与连接孔136a相对应地在每一馈线118的外表面上形成螺纹。

图10是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的底面的平面图。

在图10中，在腔室盖112a的整个底面上均匀地设置(图6的)每一个第一气体注入器124a的多个第一注入管156a和(图6的)每一个第二气体注入器124b的多个第二注入管156b，并均匀地和放射状地将工艺气体提供给反应空间。由于处理室112中不存在未被供应工艺气体的盲点，因此均匀地在基板120上形成薄膜，或者均匀地对基板120上的薄膜构图。

第一和第二工艺气体或者工艺气体组合物可以包括彼此相同的材料或者彼此不同的材料。当第一和第二工艺气体或者工艺气体组合物具有彼此不同的材料时，在每一个等离子源电极114、每一个绝缘板116和腔室盖112a中形成的每一个第一气体注入器124a可以供应被等离子活化的气体，在每一个突出部分134和腔室盖112a中形成的每一个第二气体注入器124b可以供应被电离以形成等离子的气体。在另一实施例中，每一个第一气体注入器124a可以供应被电离的气体，每一个第二气体注入器124b可以供应被活化的气体。

图11是示出根据本发明第一实施例的用于处理基板的装置的外壳的透视图。

由于连接到(图3的)RF电源126的(图3的)多条馈线118辐射热量，并且该热量在(图3的)CCP型装置110的外壳136和腔室盖112a所限定的封闭空间中累积，因此该封闭空间应当被冷却。在图11中，在外壳136中形成包括多个气孔138和在该多个气孔138中的多个风扇158的冷却装置。在另一实施例中，可以通过与多个气孔138和多个风扇158不同的各种冷却装置来冷却封闭空间。

图12是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的剖视图。

在图12中，电感耦合等离子(ICP)型装置210包括具有腔室盖212a和腔室主体212b并通过腔室盖212a和腔室主体212b的结合而提供反应空间的处理室212，对腔室盖212a的多个开口部分214进行密封的多个绝缘板216，在该多个绝缘板216上方的多个天线218，在腔室盖212a和该多个绝缘板216的每一个中的气体注入器224，和在所述反应空间中的在其上放置基板220的基座222。

该ICP型装置210还可以包括用于将基板220送入和送出处理室212的闸门230、用于从处理室212中输出反应气体和副产物的排气装置232、和用于防止在基板220的边界部分沉积薄膜或者蚀刻薄膜的边框235。边框235从处理室212的侧壁的内表面延伸到基板220的边界部分。此外，边框235被电绝缘，以处于浮置状态。

多个天线218并联地与RF电源226连接，用于匹配阻抗的匹配器228连接在该多个天线218和RF电源226之间。被施加有RF功率的多个天线218被用作等离子源电极，而接地的腔室盖212a和腔室主体212b被用作与该等离子源电极相对应的等离子接地电极。腔室盖212a和腔室主体212b可以由诸如铝和不锈钢等金属材料形成，多个绝缘板216可以由陶瓷材料形成。

基座222包括其上装载基板220的支撑板222a，和将支撑板222a上下移动的轴222b。支撑板222a可以具有大于基板220的面积。与处理室212类似地，基座222可以接地。在另一实施例中，根据处理基板的条件，可以将单独的RF功率施加到基座222，或者基座222可以处于浮置状态。

气体注入器224包括在多个绝缘板216中的多个第一气体注入器224a，和在腔室盖212a的多个上突出部分234a中的多个第二气体注入器224b。

图13是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的透视图。

在图13中，(图12的)多个绝缘板216的多个上部分216a和腔室盖212a的多个上突出部分234a被交替地设置，以平行于腔室盖212a的多个开口部分214。穿过所述多个绝缘板216的多个上部分216a形成(图12的)多个第一气体注入器224a，穿过所述腔室盖212a的多个上突出部分234a形成多个第二气体注入器224b。

多个开口部分214贯穿腔室盖212a，并被设置为彼此平行和相互间隔开。每一个开口部分214的形状可为具有较长边和较短边的矩形。在每一开口部分214的端部形成第一开口266a和第二开口266b，第一开口266a和第二开口266a可以不贯穿腔室盖212a。

每一天线218包括连接到(图12的)RF电源226的第一端部和接地的第二端部。在第一开口266a的上方设置用于使每一天线218的第一端部电浮置的浮置杆280，而在第二开口266b上方设置用于使每一天线218的第二端部电接地的接地杆268。连接到多个天线218的多个第二端部的接地杆268与接地部分270连接。由于每一天线218的第一端部是由浮置杆280支撑的，而每一天线218的第二端部是由连接到接地部分270的接地杆268固持的，因此每一天线218与多个绝缘板216的多个上部分216a无接触地间隔开。

连接到浮置杆280的每一天线218的第一端部和连接到接地杆268的每一天线218的第二端部被交替地设置在腔室盖212a上方。例如，奇数天线218的第一端部可以由腔室盖212a一侧的浮置杆280支撑，而偶数天线218的第二端部可以经由腔室盖212a的相对侧的接地杆268而连接到接地部分270。根据每一天线218的第一端部和第二端部的位置，可以相对地设置第一开口266a和第二开口266b。

第一气体供应管272a被设置在每一绝缘板216的上部分216a的上方。该第一气体供应管272a与多个第一子气体供应管238a连接，并经由第一传输管274a连接到第一源部分276a，以供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物。

此外，第二气体供应管272b被设置在腔室盖212a的上突出部分234a的上方。该第二气体供应管272b与多个第二子气体供应管238b连接，并经由第二传输管274b连接到第二源部分276b，以供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物。

图14是图12的B部分的放大视图，图15和16是分别示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的多个第一气体注入器和多个第二气体注入器的透视图。

在图14中，每一开口部分214包括其中具有各个绝缘板216的上开口部分214a，和与每一绝缘板216的第二下突出部分216b相对应的下开口部分214b。腔室盖212a包括暴露于处理室212的外部并被设置在相邻的开口部分214之间的多个上突出部分234a，设置在处理室212的反应空间中并面对基座222的多个第一下突出部分234b，以及从多个上突出部分234a和多个第一下突出部分234b延伸出并支撑所述多个绝缘板216的多个支撑部分236。每一个第一下突出部分234b从腔室盖212a的基准面290垂直地突出，并具有第一厚度T1和第一宽度W1的圆型。例如在剖视图中，每一个第一下突出部分234b可以具有半圆形或者半椭圆形。

每一绝缘板216包括暴露于处理室212的外部并与每一天线218相对应的上部分216a，和设置在处理室212的反应空间中并面对基座222的第二下突出部分216b。第二下突出部分216b被设置在两个相邻的第一下突出部分234b之间。两个相邻的第一下突出部分234b之间的距离可以与两个相邻的第二下突出部分216b之间的距离相同。第二下突出部分216b从腔室盖212a的基准面290垂直地突出，并具有第二厚度T2和第二宽度W2的圆型。

每一个第一下突出部分234b和每一个第二下突出部分216b可以被形成为使第一厚度T1与第二厚度T2相同，并使第一宽度W1与第二宽度W2相同。结果，每一个第一下突出部分234b和基座222之间的第一距离可以与每一个第二下突出部分216b和基座222之间的第二距离相同。在另一实施例中，根据第一工艺气体、第一工艺气体组合物、第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的扩散距离，或者根据工艺条件，每一个第一下突出部分234b和每一个第二下突出部分216b可以被形成为使第一厚度T1不同于第二厚度T2，并使第一宽度W1不同于第二宽度W2。

腔室盖212a的多个上突出部分234a和多个绝缘板216的多个上部分216a被交替地设置，并且与多个上突出部分234a相对应的多个第一下突出部分234b和与多个上部分216a相对应的多个第二下突出部分216b被交替地设置。每一天线218被设置在每一个绝缘板216的上方，并与其间隔开。此外，每一天线218可以包括用于冷却剂的路径238。

每一个绝缘板216被插入到每一个上开口部分214a中，第一O形环282a被插入到每一个上部分216a和每一个支撑部分236之间。第一O形环282a被设置为与每一个上部分216a的边界区域对应。每一个绝缘板216可以通过与每一个上部分216a的边界区域和每一个上突出部分234a接触的固定装置264来固定。例如，可以在每一个上部分216a的侧边部分上形成多个固定装置264。

固定装置264包括与每一个上部分216a的边界区域接触的垂直固定部分264a，和从垂直固定部分264a水平延伸出并被设置在每一个上突出部分234a上方的水平固定部分264b。当通过第一螺钉284a将所述水平固定部分264b和每一个上突出部分234a组合起来的时候，压力经由垂直固定部分264a传送到每一个绝缘板216的上部分216a。结果，每一个绝缘板216的上部分216a和腔室盖212a的每一个支撑部分236由其间插入的第一O形环282a紧密地密封起来。

如图14至16中所示，气体注入器224包括在多个绝缘板216中形成的并供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物的多个第一气体注入器224a，和在腔室盖212a的多个上突出部分234a中形成的供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的多个第二气体注入器224b。

多个第一气体注入器224a的每一个包括供应第一工艺气体或者第一工艺气体组合物的第一子气体供应管238a，连接到第一子气体供应管238a并在每一个绝缘板216中形成的第一进气管240a，连接到第一进气管240a的第一内连接管254a，和从第一内连接管254a分支出的多个第一注入管256a。

由于每一天线218被设置在每一个绝缘板216的每一个上部分216a的中央区域的上方，因此可以将第一子气体供应管238a插入到每一个上部分216a的与中央区域间隔开的边缘区域中。通过使用第二螺钉284b将第一接触板248a和每一个绝缘板216的每一个上部分216a组合起来，并在其间插入第二O形环282b，从而将第一子气体供应管238a连接到第一进气管240a。第一进气管240a包括连接到第一子气体供应管238a的第一垂直入口管258，连接到第一垂直入口管258的水平入口管260，和连接到水平入口管260的第二垂直入口管262。第二垂直入口管262被设置在上部分216a的中央区域。

为了在每一个绝缘板216中形成第一垂直入口管258、水平入口管260和第二垂直入口管262，可以通过组合具有垂直孔的多个第一陶瓷板和具有水平槽的多个第二陶瓷板来形成每一个绝缘板216。

第一内连接管254a在第二垂直入口管262下方，沿着每一个开口部分214的较长边延伸。第一内连接管254a被设置为平行于基座222，并垂直于第一进气管240a。由于第一内连接管254a在第一进气管240a下方朝着两个方向延伸，并且多个第一注入管256a与第一内连接管254a连接，因此第一工艺气体或者第一工艺气体组合物被均匀地注入到反应空间中。

多个第一注入管256a包括连接到第一内连接管254a的多个第一垂直注入管258a，和从每一个第一垂直注入管258a分支出的多个第一倾斜注入管260a。多个第一倾斜注入管260a具有关于每一个第一垂直注入管258a对称的形状。可以控制每一个第一垂直注入管258a和每一个第一倾斜注入管260a之间的倾斜角，以便沿着每一个第二下突出部分216b的表面均匀地设置多个第一倾斜注入管260a。

每一个第一注入管256a可以具有在大约0.5mm至大约1mm范围内的直径。每一个第一垂直注入管258a可以包括上部分和下部分，每一个第一垂直注入管258a的从中分支出多个第一倾斜注入管260a的上部分可以具有大于每一个第一垂直注入管258a的用以向反应空间注入工艺气体的下部分的直径。按照相等的间隙距离，沿着每一个第二下突出部分216b的表面设置多个第一注入管256a。此外，可以将至少两个第一倾斜注入管260a连接到每一个第一垂直注入管258a的一侧。由于该具有均匀分布的多个第一注入管256a，第一工艺气体或者第一工艺气体组合物可以被均匀地注入到反应空间中。

多个第二气体注入器224b的每一个包括供应第二工艺气体或者第二工艺气体组合物的第二子气体供应管238b，连接到第二子气体供应管238b并在腔室盖212a的每一个上突出部分234a中形成的第二进气管240b，连接到第二进气管240b的第二内连接管254b，和从第二内连接管254b分支出的多个第二注入管256b。

第二子气体供应管238b被插入到每一个上部分234a的中央区域中。通过使用第三螺钉284c将第二接触板248b和每一个上突出部分234a组合起来，并在其间插入第三O形环282c，从而将第二子气体供应管238b连接到第二进气管240b。

第二进气管240b包括绝缘管250和连接到该绝缘管250的连接管252。由于腔室盖212a由诸如铝(Al)等金属材料形成，因此可能会在第二子气体供应管238b和腔室盖212a之间的接触部分发生等离子放电。为了防止该等离子放电，第二子气体供应管238b与由陶瓷材料形成的绝缘管250b连接。

第二内连接管254b在连接管252下方，沿着每一个开口部分214的长边延伸。第二内连接管254b被设置为平行于基座222，并垂直于第二进气管240b。由于第二内连接管254b在第二进气管240b下方朝着两个方向延伸，并且多个第二注入管256b与第二内连接管254b连接，因此第二工艺气体或者第二工艺气体组合物被均匀地注入到反应空间中。

多个第二注入管256b包括连接到第二内连接管254b的多个第二垂直注入管258b，和从每一个第二垂直注入管258b分支出的多个第二倾斜注入管260b。多个第二倾斜注入管260b具有关于每一个第二垂直注入管258b对称的形状。在另一实施例中，可以对该多个第二倾斜注入管260b进一步划分。多个第二倾斜注入管260b具有关于每一个第二垂直注入管258b对称的形状。可以控制每一个第二垂直注入管258b和每一个第二倾斜注入管260b之间的倾斜角，以便沿着每一个第一下突出部分234b的表面均匀地设置多个第二倾斜注入管260b。

每一个第二注入管256b可以具有在大约0.5mm至大约1mm范围内的直径。每一个第二垂直注入管258b可以包括上部分和下部分，每一个第二垂直注入管258b的从中分支出多个第二倾斜注入管260b的上部分可以具有大于每一个第二垂直注入管258b的用以向反应空间注入工艺气体的下部分的直径。按照相等的间隙距离，沿着每一个第一下突出部分234b的表面设置该多个第二注入管256b。此外，可以将至少两个第二倾斜注入管260b连接到每一个第二垂直注入管258b的一侧。由于该具有均匀分布的多个第二注入管256b，第二工艺气体或者第二工艺气体组合物可以被均匀地注入到反应空间中。

图17是示出根据本发明第二实施例的用于处理基板的装置的腔室盖的底面的平面图。

在图17中，在腔室盖212a的整个底面上均匀地设置(图12的)每一个第一气体注入器224a的多个第一注入管256a和(图12的)每一个第二气体注入器224b的多个第二注入管256b，并均匀地和放射状地将工艺气体提供给反应空间。由于处理室212中不存在未被供应工艺气体的盲点，因此均匀地在基板220上形成薄膜，或者均匀地对基板220上的薄膜构图。

第一和第二工艺气体或者工艺气体组合物可以包括彼此相同的材料或者彼此不同的材料。当第一和第二工艺气体或者工艺气体组合物具有彼此不同的材料时，在每一个绝缘板216的每一个第二下突出部分216b中形成的每一个第一气体注入器224a可以供应被等离子活化的气体，在每一个上突出部分234a和每一个第一下突出部分234b中形成的每一个第二气体注入器224b可以供应被电离以形成等离子的气体。在另一实施例中，每一个第一气体注入器224a可以供应被电离的气体，每一个第二气体注入器224b可以供应被活化的气体。

因此，在用于处理基板的CCP型装置中，通过使用尺寸小于射频波的波长的多个等离子源电极来防止驻波效应，并通过使用气体注入器将工艺气体均匀地提供到反应空间，该气体注入器包括在多个等离子源电极的每一个中的第一气体注入器和在多个突出部分的每一个中的第二气体注入器。结果，薄膜被均匀地沉积在基板上，或者基板上的薄膜被均匀地蚀刻。

在用于处理基板的ICP型装置中，通过使用气体注入器将工艺气体均匀地提供到反应空间，该气体注入器包括在与作为等离子源电极的天线相对应的多个第一突出部分的每一个中的第一气体注入器和在作为等离子接地电极的多个第二突出部分的每一个中的第二气体注入器。结果，薄膜被均匀地沉积在基板上，或者基板上的薄膜被均匀地蚀刻。

对于本领域中技术人员清楚明白的是，可以在本发明的装置中作出各种修改和变化，而不会脱离本发明的精神或范围。因此，其意图是，本发明涵盖对于本发明的修改和变动，只要这些修改和变动归入所附权利要求书及其等效物的范围之内。

Claims (24)

1.一种用于处理基板的装置，包括：

通过腔室盖和腔室主体的组合来提供反应空间的处理室；

在所述反应空间中的在其上放置基板的基座；

在所述反应空间上方的多个等离子源电极；

在所述腔室盖下方的多个第一下突出部分；和

与所述多个等离子源电极相对应的多个第一气体注入器，和与所述多个第一气体注入器交替地设置的多个第二气体注入器。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括在所述多个等离子源电极和所述腔室盖之间的多个绝缘板。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个第一气体注入器是在所述腔室盖、所述多个绝缘板和所述多个等离子源电极中形成的，所述多个第二气体注入器是在所述腔室盖和所述多个第一下突出部分中形成的。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个第一气体注入器的每一个包括：

供应工艺气体和工艺气体组合物之一的子气体供应管；

连接到所述子气体供应管并在所述腔室盖和所述多个绝缘板的每一个中形成的进气管；

连接到所述进气管的内连接管；和

从所述内连接管分支出的多个注入管。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述进气管包括：

连接到所述子气体供应管的绝缘管；和

连接到所述绝缘管的连接管。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个等离子源电极的每一个的形状为具有较长边和较短边的矩形，所述内连接管在所述进气管下方沿着两个方向延伸，以平行于所述较长边并垂直于所述进气管。

7.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个注入管包括：

连接到所述内连接管的多个垂直注入管；和

从所述多个垂直注入管的每一个分支出的多个倾斜注入管。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述多个倾斜注入管关于所述多个垂直注入管的每一个对称地设置。

9.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个第二气体注入器的每一个包括：

供应工艺气体和工艺气体组合物之一的子气体供应管；

连接到所述子气体供应管并在所述腔室盖和所述多个第一突出部分的每一个中形成的进气管；

连接到所述进气管的内连接管；和

从所述内连接管分支出的多个注入管。

10.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个第一突出部分的每一个包括从所述腔室盖垂直延伸出的上突出部分和从所述上突出部分扩展的下突出部分，其中所述上突出部分具有与所述多个绝缘板的每一个相同的厚度。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个第一气体注入器供应第一工艺气体和第一工艺气体组合物之一，所述多个第二气体注入器供应第二工艺气体和第二工艺气体组合物之一。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个等离子源电极和所述多个第一突出部分的每一个在剖视图中具有半圆形和半椭圆形之一。

13.根据权利要求1所述的装置，还包括：

对所述腔室盖的多个开口部分进行密封的多个绝缘板；

在所述多个绝缘板下方的多个第二下突出部分；和

在所述多个绝缘板上方的多个天线，

其中，所述多个第一气体注入器是在所述多个第二下突出部分中形成的，所述多个第二气体注入器是在所述多个第一下突出部分中形成的。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述腔室盖包括与所述多个绝缘板交替地设置的多个上突出部分，和从所述多个上突出部分延伸出并支撑所述多个绝缘板的多个支撑部分。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述多个第一气体注入器是在所述多个绝缘板中形成的，所述多个第二气体注入器是在与所述多个上突出部分和所述多个第一下突出部分相对应的腔室盖中形成的。

16.根据权利要求14所述的装置，其中所述多个第一气体注入器的每一个包括：

供应工艺气体和工艺气体组合物之一的子气体供应管；

连接到所述子气体供应管并在所述多个绝缘板中形成的进气管；

连接到所述进气管的内连接管；和

从所述内连接管分支出的多个注入管。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述子气体供应管被插入到所述多个绝缘板的每一个的边缘区域中，该边缘区域与每一个所述多个绝缘板的对应于每一个所述多个天线的中央区域间隔开。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述进气管包括：

连接到所述子气体供应管的第一垂直入口管；

连接到所述第一垂直入口管的水平入口管；和

连接到所述水平入口管的第二垂直入口管。

19.根据权利要求16所述的装置，其中所述内连接管在所述进气管下方沿着两个方向延伸，以平行于所述多个开口部分的每一个，并垂直于所述进气管。

20.根据权利要求14所述的装置，其中所述多个第二气体注入器的每一个包括：

供应工艺气体和工艺气体组合物之一的子气体供应管；

连接到所述子气体供应管并在与所述多个上突出部分相对应的腔室盖中形成的进气管；

连接到所述进气管的内连接管；和

从所述内连接管分支出的多个注入管。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述进气管包括：

连接到所述子气体供应管的绝缘管；和

连接到所述绝缘管的连接管。

22.根据权利要求20所述的装置，其中所述内连接管在所述进气管下方沿着两个方向延伸，以平行于所述多个开口部分的每一个，并垂直于所述进气管。

23.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个第一下突出部分和所述多个第二突出部分的每一个在剖视图中具有半圆形和半椭圆形之一。

24.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个天线被用作射频功率的等离子源电极，所述腔室盖被用作等离子接地电极。

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