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CN117730404A - 基板处理设备 - Google Patents

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CN117730404A
CN117730404A CN202280052938.0A CN202280052938A CN117730404A CN 117730404 A CN117730404 A CN 117730404A CN 202280052938 A CN202280052938 A CN 202280052938A CN 117730404 A CN117730404 A CN 117730404A
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CN
China
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space
gas
wall
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main body
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Pending
Application number
CN202280052938.0A
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English (en)
Inventor
杨保罗
姜正贤
梁秀荣
李致荣
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PSK Inc
Original Assignee
PSK Inc
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种处理基板的设备。处理基板的设备可包括：外壳，前述外壳具有处理基板的处理空间；视窗单元，前述视窗单元覆盖前述处理空间的上部，以便使前述处理空间密闭；支撑单元，前述支撑单元在前述处理空间中支撑基板；气体供应单元，前述气体供应单元包括向前述处理空间供应气体的喷嘴；以及等离子体单元，前述等离子体单元配置于前述处理空间的外部并使得从前述气体产生等离子体；而且，前述喷嘴包括：主体，前述主体形成有内部空间和将前述内部空间内的前述气体供应给前述处理空间的排出口；以及插入构件，前述插入构件插入于前述主体的上端。

Description

基板处理设备
技术领域
本发明涉及基板处理设备，更具体地，涉及一种利用等离子体来处理基板的基板处理设备。
背景技术
等离子体是指由离子或自由基以及电子等构成并离子化的气体状态。等离子体因极高温度或强电场或高频电磁场(RF Electromagnetic Fields)而产生。半导体元件制造工艺包括利用等离子体去除基板上的薄膜的灰化或蚀刻工艺。灰化或蚀刻工艺通过等离子体中含有的离子及自由基粒子与基板上的薄膜碰撞或反应而执行。
为了产生等离子体，工艺气体必须注入处理空间内。工艺气体根据工艺需要，提供种类互不相同的多种气体。只有不同种类的工艺气体在处理空间内均匀混合并供应，才能提高与基板上形成的膜的碰撞性或反应性。不过，不同种类的工艺气体在供应到处理空间内的过程中无法相互均匀混合便供应给处理空间。另外，不同种类的工艺气体在处理空间内各区域无法均匀分布，而是集中供应到基板的中心区域。因此，基板的中央区域与边缘区域相比，发生相对过灰化或过蚀刻的问题。这在灰化或蚀刻工艺中成为影响基板灰化率或蚀刻率的因素。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明一个目的是提供一种能够均匀混合种类互不相同的工艺气体的基板处理设备。
另外，本发明一个目的是提供一种已混合的工艺气体能够在处理基板的空间内均匀流动的基板处理设备。
本发明要解决的课题并不限定于上述课题，未提及的课题是本发明所属技术领域的技艺人士可从本说明书及附图明确理解的。
解决问题的技术方案
本发明提供一种处理基板的设备。可包括：外壳，前述外壳具有处理基板的处理空间；视窗单元，前述视窗单元覆盖前述处理空间的上部，以便使前述处理空间密闭；支撑单元，前述支撑单元在前述处理空间中支撑基板；气体供应单元，前述气体供应单元包括向前述处理空间供应气体的喷嘴；以及等离子体单元，前述等离子体单元配置于前述处理空间的外部并使得从前述气体产生等离子体；而且，前述喷嘴包括：主体，前述主体形成有内部空间和将前述内部空间内的前述气体供应给前述处理空间的排出口；以及插入构件，前述插入构件插入于前述主体的上端。
根据一实施例，前述插入构件可具有底板和侧板，前述底板形成有上下贯通的贯通孔，前述侧板从前述底板向上方延伸，前述插入构件可在内部具有由前述底板和前述侧板围绕的上部混合空间。
根据一实施例，前述内部空间中前述插入构件的下方区域可用作下部混合空间，从正面观察时，前述上部混合空间的宽度可与前述下部混合空间的宽度相同。
根据一实施例，在前述主体上可设置形成有前述排出口的排出区域，前述排出区域可位于前述主体的下端，具有半球形状。
根据一实施例，前述气体供应单元可进一步包括气体供应管线，前述气体供应管线一端连接于前述插入构件，将前述气体供应到前述内部空间，而且，前述气体供应管线可包括：第一气体供应管线，前述第一气体供应管线向前述内部空间供应第一气体；以及第二气体供应管线，前述第二气体供应管线向前述内部空间供应与前述第一气体不同的第二气体。
根据一实施例，前述等离子体单元可包括：内部线圈部；外部线圈部，前述外部线圈部从上部观察时设置成围绕前述内部线圈部；上部电源，前述上部电源向前述内部线圈部和前述外部线圈部接入电力；以及接地板，前述接地板配置于前述内部线圈部和前述外部线圈部的上部，使前述内部线圈部和前述外部线圈部接地。
根据一实施例，前述内部空间中前述插入构件的下方区域可用作下部混合空间，前述主体的内侧壁可具备提供前述下部混合空间的下部内壁和提供供前述插入构件插入的空间的上部内壁，而且，前述上部内壁可相对于前述下部内壁错层配备，被前述上部内壁围绕的空间的宽度可大于被前述下部内壁围绕的空间的宽度。
根据一实施例，在前述插入构件插入于前述上部内壁的状态下，前述插入构件的内侧面与前述下部内壁的内侧面可设置成构成同一面。
根据一实施例，前述插入构件可进一步包括卡接板，前述卡接板从前述侧板的上端向远离前述内部空间的方向延伸，前述卡接板的下面可位于前述上部内壁的上端面上，能拆卸地配备于前述主体。
根据一实施例，前述喷嘴可以贯通在前述视窗单元形成的开口的方式安装于前述视窗单元，
根据一实施例，前述插入构件的高度可为15mm以上。
根据一实施例，前述插入构件的下端至前述主体的下端的距离可为5mm以上。
另外，本发明提供一种处理基板的设备。处理基板的设备可包括：外壳，前述外壳具有处理基板的处理空间；支撑单元，前述支撑单元在前述处理空间中支撑基板；气体供应单元，前述气体供应单元向前述处理空间供应包括第一气体和与前述第一气体不同的第二气体的气体；以及等离子体源，前述等离子体源从供应给前述处理空间的前述气体产生等离子体；而且，前述气体供应单元可包括：喷嘴，前述喷嘴向前述处理空间供应前述气体；第一气体供应管线，前述第一气体供应管线向前述喷嘴供应前述第一气体；以及第二气体供应管线，前述第二气体供应管线向前述喷嘴供应前述第二气体；其中，前述喷嘴可包括：主体，前述主体形成有内部空间和将前述内部空间内的前述气体供应给前述处理空间的排出口；以及插入构件，前述插入构件插入于前述主体的上端；而且，在前述主体上可设置形成有前述排出口的排出区域，前述排出区域可位于前述主体的下端，具有半球形状，前述插入构件可具有底板和侧板，前述底板形成有上下贯通的贯通孔，前述侧板从前述底板向上方延伸，前述插入构件可在内部具有由前述底板和前述侧板围绕的上部混合空间。
根据一实施例，前述内部空间中前述插入构件的下方区域可用作下部混合空间，前述主体的内侧壁可具备提供前述下部混合空间的下部内壁和提供供前述插入构件插入的空间的上部内壁，而且，前述上部内壁可相对于前述下部内壁错层配备，被前述上部内壁围绕的空间的宽度可大于被前述下部内壁围绕的空间的宽度。
根据一实施例，在前述插入构件插入于前述上部内壁的状态下，前述插入构件的内侧面与前述下部内壁的内侧面可设置成构成同一面。
另外，本发明提供一种向处理基板的处理空间供应多种气体的喷嘴单元。喷嘴单元可包括：主体，前述主体形成有内部空间和将前述内部空间内前述多种气体供应给前述处理空间的排出口；以及插入构件，前述插入构件插入于前述主体的上端；而且，在前述主体上可设置形成有前述排出口的排出区域，前述排出区域可位于前述主体的下端，具有半球形状，前述插入构件可具有底板和侧板，前述底板形成有上下贯通的贯通孔，前述侧板从前述底板向上方延伸，前述插入构件可在内部具有由前述底板和前述侧板围绕的上部混合空间。
根据一实施例，前述内部空间中前述插入构件的下方区域可用作下部混合空间，前述主体的内侧壁可具备提供前述下部混合空间的下部内壁和提供供前述插入构件插入的空间的上部内壁，而且，前述上部内壁可相对于前述下部内壁错层配备，被前述上部内壁围绕的空间的宽度可大于被前述下部内壁围绕的空间的宽度。
根据一实施例，在前述插入构件插入于前述上部内壁的状态下，前述插入构件的内侧面与前述下部内壁的内侧面可设置成构成同一面。
根据一实施例，前述插入构件可进一步包括卡接板，前述卡接板从前述侧板的上端向远离前述内部空间的方向延伸，前述卡接板的下面可位于前述上部内壁的上端面上，能拆卸地配备于前述主体。
根据一实施例，前述插入构件的高度可为15mm以上，而且，前述插入构件的下端至前述主体的下端的距离可为5mm以上。
发明效果
根据本发明一实施例，种类互不相同的工艺气体可均匀混合。
另外，根据本发明一实施例，混合的工艺气体可在处理基板的空间内均匀流动。
另外，根据本发明一实施例，可改善对基板的处理均匀性。
本发明的效果不限于上述效果，未提及的效果是本发明所属技术领域的技艺人士可从本说明书及附图明确理解的。
附图说明
图1是简要示出本发明的基板处理设备的图。
图2是简要示出图1的基板处理设备的工艺腔室中执行等离子体处理工艺的工艺腔室的一实施例的图。
图3是简要显示图2的喷嘴单元的立体图的图。
图4是简要示出图3的喷嘴单元的X-X方向截面的图。
图5是简要示出图4的主体的图。
图6是简要显示图2的插入构件的截断立体图的图。
图7是简要示出工艺气体在图2的喷嘴单元内流动的状态的图。
图8是简要示出工艺气体从图2的喷嘴单元中排出的状态的图。
图9是简要示出工艺气体在图2的处理空间内流动的状态的图。
具体实施方式
下文参照附图，更详细地描述本发明的实施例。本发明的实施例可变形为多种形态，不得解释为本发明的范围限定于以下描述的实施例。提供本实施例是为了向本领域技术人员更完整地描述本发明。因此，附图中的构成要素的形状进行夸张以强调更明确的描述。
下文参照图1至图9，对本发明的实施例进行详细描述。
图1是简要示出本发明的基板处理设备的图。参照图1，基板处理设备1具有前端模块(Equipment Front End Module；EFEM)20和处理模块30。前端模块20和处理模块30沿一个方向配置。
前端模块20具有载入端(load port)200和移送框架220。载入端200沿第一方向2配置于前端模块20的前方。载入端200具有复数个支撑部202。各个支撑部202沿第二方向4配置成一列，安放有收纳将向工艺提供的基板W和工艺处理完毕的基板W的承载架C(例如载片盒、FOUP等)。在承载架C上收纳将向工艺提供的基板W和工艺处理完毕的基板W。移送框架220配置于载入端200与处理模块30之间。移送框架220包括配置于其内部并在载入端200与处理模块30间移送基板W的第一移送机器人222。第一移送机器人222沿着在第二方向4上配备的移送轨道224移动，在承载架C与处理模块30间移送基板W。
处理模块30包括装载闸腔室300、传输腔室400及工艺腔室500。
装载闸腔室300邻接移送框架220配置。作为一个示例，装载闸腔室300可配置于传输腔室400与前端模块20之间。装载闸腔室300提供将向工艺提供的基板W在移送到工艺腔室500之前或工艺处理完毕的基板W在移送到前端模块20之前等待的空间。
传输腔室400邻接装载闸腔室300配置。传输腔室400从上部观察时具有多边形的主体。例如，传输腔室400从上部观察时可具有五边形的主体。在主体的外侧，沿着主体外周配置有装载闸腔室300和复数个工艺腔室500。在主体的各侧壁上形成有供基板W进出的通路(未示出)，通路连接传输腔室400与装载闸腔室300或工艺腔室500。在各通路上提供对通路进行开闭而使内部密闭的门(未示出)。在传输腔室400的内部空间，配置有在装载闸腔室300与工艺腔室500间移送基板W的第二移送机器人420。第二移送机器人420将在装载闸腔室300等待的未处理的基板W移送到工艺腔室500，或将工艺处理完毕的基板W移送到装载闸腔室300。而且，为了向复数个工艺腔室500依次提供基板W而在工艺腔室500间移送基板W。例如，如图1所示，当传输腔室400具有五角形的主体时，在与前端模块20邻接的侧壁上分别配置有装载闸腔室300，在其余侧壁上连续配置有工艺腔室500。传输腔室400的形状不限于此，可根据要求的工艺模块而变形为多样形态提供。
工艺腔室500沿着传输腔室400的外周配置。工艺腔室500可配备复数个。在各个工艺腔室500内可执行对基板W的工艺处理。工艺腔室500从第二移送机器人420接到移送的基板W并执行工艺处理，将工艺处理完毕的基板W提供给第二移送机器人420。在各个工艺腔室500中进行的工艺处理可彼此不同。以下对执行等离子体处理工艺的工艺腔室500进行详细描述。
图2是简要示出图1的基板处理设备的工艺腔室中执行等离子体处理工艺的工艺腔室的图。
参照图2，工艺腔室500利用等离子体在基板W上执行既定的工艺。作为一个示例，可蚀刻或灰化(Ashing)基板W上的薄膜。薄膜可为多晶硅膜、氧化膜及氮化硅膜等多样种类的膜。视情况，薄膜可为自然氧化膜或化学产生的氧化膜。
工艺腔室500可包括外壳510、视窗单元520、支撑单元530、气体供应单元540、以及等离子体单元550。
外壳510可具有处理基板W的处理空间5101和上部空间5102。外壳510可以金属材质配备。外壳510可以包括铝的材质配备。外壳510可接地。外壳510可包括下部体5120以及上部体5140。
下部体5120可在内部具有上部开放的空间。作为一个示例，下部体5120可具有上部开放的筒状。下部体5120可与后述的视窗单元520相互组合而在内部具有处理空间5101。上部体5140可在内部具有下面开放的空间。作为一个示例，上部体5120可具有下部开放的筒状。上部体5140可与后述的视窗单元520相互组合而具有上部空间5102。
视窗单元520可配置于下部体5120的上部。视窗单元520可覆盖下部体5120的开放的上面。视窗单元520可与下部体5120相互组合而形成处理空间5101。视窗单元520可配置于上部体5140的下部并覆盖下部体5140的开放的下面。视窗单元520可与上部体5140相互组合而形成上部空间5102。上部空间5102可配置于比处理空间5101更上部。在视窗单元520可形成有开口。作为一个示例，可在视窗单元520的中央形成有开口。可在视窗单元520形成的开口处安装后述的喷嘴单元6000。安装于视窗单元520的喷嘴单元6000可能够拆卸地设置。
处理空间5101可用作供后述的支撑单元530支撑基板W并处理基板W的空间。上部空间5102可用作供后述的内部线圈部5520、外部线圈部5540以及接地板5580配置的空间。可在视窗单元520配备后述的喷嘴单元6000。作为一个示例，可在视窗单元520的中央配备喷嘴单元6000。
视窗单元520可以板状配备。视窗单元520可密闭处理空间5101。视窗单元520可包括电介质(dielectric substance)窗。
支撑单元530可在处理空间5101中支撑基板W。支撑单元530可夹紧(Chucking)基板W。支撑单元530可包括卡盘5310、绝缘环5330、聚焦环5350、罩环5370以及接口罩5390。
卡盘5310可具有支撑基板W下面的安放面。卡盘5310可为ESC。放置于卡盘5310上的基板W可为晶圆(Wafer)。可向卡盘5310接入电力。例如，可向卡盘5310传输由下部电源5312施加的高频电力。另外，可在下部电源5312与卡盘5310之间安装有第一匹配器5314，以便对下部电源5312施加的高频电力执行匹配。
绝缘环5330从上部观察时可围绕卡盘5310。在绝缘环5330的上面可放置聚焦环5350。聚焦环5350的上面可错层，以便使内侧高度低于外侧高度。卡盘5310上放置的基板W的边缘区域下面可放置于聚焦环5350的内侧。即，基板W的中央区域可放置于卡盘5310具有的安放面，基板W的边缘区域可放置于聚焦环5350的内侧上面。
罩环5370可配置于卡盘5310的下部。罩环5370可大致具有上部开放的筒状。罩环5370可配置于卡盘5310的下部并形成下部空间。在下部空间可配备有驱动支撑单元530所需的接口管线。这种接口管线可通过接口罩5390而与外部装置相互连接，前述接口罩5390具有与罩环5370的下部空间彼此连通的空间。
气体供应单元540可向处理空间5101供应工艺气体。气体供应单元540向处理空间5101供应的工艺气体可包括CF4、N2、Ar、H2、O2以及O*中至少一种以上。但不限于此，气体供应单元540向处理空间5101供应的工艺气体的种类可多样地变形为公知的工艺气体。
气体供应单元540可包括气体供应源5420、气体供应管线5440、供应阀5460以及喷嘴单元6000。
气体供应源5420可存储工艺气体或向后述的气体供应管线5440传输工艺气体。气体供应源5420可包括第一气体供应源5422和第二气体供应源5424。第一气体供应源5422可存储第一气体或向第一气体供应管线5442传输第一气体。第二气体供应源5424可存储第二气体或向第二气体供应管线5444传输第二气体。第一气体和第二气体可为种类互不相同的气体。
气体供应管线5440可从气体供应源5420接受传输工艺气体。气体供应管线5440可包括第一气体供应管线5442和第二气体供应管线5444。第一气体供应管线5442的一端可连接于后述的喷嘴单元6000，第一气体供应管线5442的另一端可连接于第一气体供应源5422。第二气体供应管线5444的一端可连接于喷嘴单元6000，第二气体供应管线5444的另一端可连接于第二气体供应源5424。作为一个示例，第一气体供应管线5442的一端和第二气体供应管线5444的一端可与后述的插入构件6400连接。
不同于上述示例，气体供应管线5440可包括第一气体供应管线5442、第二气体供应管线5444以及主气体供应管线5446。主气体供应管线5446的一端与后述的喷嘴单元6000连接。作为一个示例，主气体供应管线5446的一端可与后述的插入构件6400连接。主气体供应管线5446可分支为第一气体供应管线5442和第二气体供应管线5444。第一气体供应管线5442可连接于第一气体供应源5422并从第一气体供应源5422接受供应第一气体。第二气体供应管线5444可连接于第二气体供应源5424并从第二气体供应源5424接受供应第二气体。
在气体供应管线5440上可安装有供应阀5460。供应阀5440可为开闭阀。但不限于此，供应阀5440可配备成流量调节阀。供应阀5460可包括第一供应阀5462和第二供应阀5464。第一供应阀5462可安装于第一气体供应管线5442上。第二供应阀5464可安装于第二气体供应管线5444上。
在上述示例中，描述了通过供应阀5460调节向处理空间5101供应的气体量的情形，但不限于此。作为一个示例，可在气体供应管线5440上安装质量流量控制器以通过气体供应管线5440控制向处理空间5101供应的工艺气体量。
在上述示例中，描述了气体供应源5420、气体供应管线5440以及供应阀5460各配备2个的情形。但不限于此，可根据要求的工艺气体的种类，分别按3以上的自然数配备。以下为了便于描述，以工艺气体包括第一气体和第二气体且第一气体供应管线5442和第二气体供应管线5444从气体供应管线5440上分支的情形为例进行描述。
喷嘴单元6000向处理空间5101供应第一气体和第二气体。喷嘴单元6000可将从第一气体供应管线5442接收的第一气体供应给处理空间5101。喷嘴单元6000可将从第二气体供应管线5444接收的第二气体供应给处理空间5101。喷嘴单元6000可将第一气体和第二气体在内部混合并供应给处理空间5101。喷嘴单元6000可安装于在视窗单元520的中央形成的开口。喷嘴单元6000可在视窗单元520上能拆卸地配备。
图3是简要显示图2的喷嘴单元的立体图的图。图4是简要示出图3的喷嘴单元的X-X方向的截面的图。图5是简要示出图4的主体的图。图6是简要显示图2的插入构件的截断立体图的图。以下参照图3至图6，对喷嘴单元6000进行详细描述。参照图3至图6，喷嘴单元6000可包括主体6200和插入构件6400。
主体6200在内部具有供第一气体和第二气体流动的内部空间A。内部空间A用作供从气体供应管线5440供应的第一气体和第二气体流动的空间。内部空间A用作第一气体和第二气体相互混合的空间。在内部空间A混合的第一气体和第二气体供应给处理空间5101。
在主体6200的下端配备有排出区域B。排出区域B可大致为半球形状。作为一个示例，排出区域B可为相对于地面向下方弯曲的半球形状。在排出区域B形成有排出口6240，前述排出口6240将在内部空间A中流动的第一气体和第二气体供应到处理空间5101。排出口6240可配备至少一个以上。作为一个示例，排出口6240可配备复数个。排出口6240的直径可为1mm以上。复数个排出口6240可从主体6200的内侧壁贯通至主体6200的外侧壁。复数个排出口6240可在半球形状的排出区域B上相互隔开地配备。
主体6200的中段可从主体6200的下端向上方延伸。主体6200的中段大致可为在内部具有空间的圆柱形状。主体6200的中段可在内部具有内部空间A。作为一个示例，主体6200的中段的外径可为25mm以上。
主体6200的上端可从主体6200的中段朝向远离主体6200中心的方向延伸。主体6200的上端大致可为圆板形状。
主体6200的下端和中段可贯通在视窗单元520形成的开口。主体6200的上端的下面可位于视窗单元520上。因此，主体6200能拆卸地配备于视窗单元520。喷嘴单元6000能拆卸地配备于视窗单元520。
主体6200的内侧壁可具备上部内壁6260和下部内壁6280。上部内壁6260提供供插入构件6400插入的空间。由上部内壁6260围绕的空间可为供插入构件6400插入的空间。在插入构件6400插入于主体6200的上端的状态下，下部内壁6280围绕的空间可用作下部混合空间A2。
上部内壁6260可相对于下部内壁6240错层配备。作为一个示例，上部内壁6260可相对于远离下部内壁6240的方向错层配备。由上部内壁6260围绕的空间的宽度D2可大于由下部内壁6280围绕的空间的宽度D1。作为一个示例，下部内壁6280的厚度可为5mm以上。
插入构件6400插入于主体6200。插入构件6400通过插入于主体6200从而可被上部内壁6260围绕。插入构件6400可插入于在主体6200的上部中央形成的插入空间。插入构件6400可在内部具有空间。在插入构件6400内部提供的空间可用作后述的上部混合空间A1。在插入构件6400的上端可连接有气体供应管线5440。
插入构件6400可包括底板6420、侧板6440以及卡接板6460。在底板6420上形成有上下贯通底板6420的贯通孔6425。贯通孔6425可配备至少一个以上。作为一个示例，贯通孔6425可配备复数个。侧板6440从底板6420向上方延伸。插入构件6400具有由底板6420和侧板6440围绕的上部混合空间A1。卡接板6460从侧板6440的上端向相对于上部混合空间A1远离的方向延伸。在插入构件6400插入于主体6200的状态下，卡接板6460的下面可位于上部内壁6260的上端面上。因此，插入构件6400可在主体6200上能拆卸地配备。
在插入构件6400插入于上部内壁6260的状态下，插入构件6400的侧板6440的内侧面和下部内壁6280的内侧面可配备成构成同一面。即，侧板6440的厚度可为由上部内壁6260围绕的空间的宽度D2减去由下部内壁6280围绕的空间的宽度D1所得的值。因此，在插入构件6400插入于上部内壁6260的状态下，从正面观察时，上部混合空间A1的宽度与下部混合空间A2的宽度可相同。插入构件6400的高度可为15mm以上。插入构件6400的下端至主体6200的下端的距离可为5mm以上。这是为了在插入构件6400所形成的上部混合空间A1以及下部混合空间A2中确保可供第一气体和第二气体充分混合的空间。
主体6200的下端和中段可插入于在视窗单元520形成的开口。主体6200的上端的下面可位于视窗单元520上。因此，主体6200可能拆卸地配备于视窗单元520。
主体6200和插入构件6400可以氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或不锈钢等材质配备。主体6200和插入构件6400可涂以钇类化合物或石英等材质。但不限于此，主体6200和插入构件6400可涂以比电阻高、耐腐蚀性好的薄膜。主体6200和插入构件6400的涂覆层可以物理气相沉积(溅射(Sputtering)，蒸发(Evaporating))、化学气相沉积(CVD)、喷涂或电镀(Electroplating)等方式形成。
图7是简要示出工艺气体在图2的喷嘴单元内流动的状态的图。图8是简要示出工艺气体从图2的喷嘴单元中排出的状态的图。图9是简要示出工艺气体在图2的处理空间内流动的状态的图。
参照图7，本发明一实施例的喷嘴单元被插入构件6400划分为上部混合空间A1和下部混合空间A2。即，主体6200的内部空间A可被插入构件6400划分为上部混合空间A1和下部混合空间A2。因此，从气体供应管线5440流入的第一气体和第二气体在上部混合空间A1内第一次混合。在上部混合空间A1先行混合的第一气体和第二气体通过在插入构件6400的底板6420上形成的贯通孔6425移动到下部混合空间A2。在上部混合空间A1内第一次混合的第一气体和第二气体在下部混合空间A2内再次混合。因此，在具有互不相同质量的第一气体和第二气体供应到处理空间5101之前，可先行确保供第一气体与第二气体相互混合的空间。
特别是作为工艺气体，质量较重的气体供应到处理空间5101时，质量较重的气体由于其重量而直接排出到处理空间5101。因此，质量较重的气体不与比其质量相对较轻的气体混合，而是独立供应到处理空间5101。根据本发明一实施例，可在上部混合空间A1和下部混合空间A2确保供互不相同气体，例如，供第一气体和第二气体混合的空间。因此，可解决质量不同的互不相同气体不相互混合而直接供应到处理空间5101的问题。
即，在由插入构件6400的底板6420和侧板6440围绕的上部混合空间A1内形成工艺气体的涡流，具有互不相同质量的不同种类的工艺气体可第一次混合。继而，在由主体6200的侧壁和插入构件6400形成的下部混合空间A2内形成工艺气体的涡流，第一次相互混合的工艺气体可第二次再次混合。因此，可解决质量较重的气体在喷嘴单元6000内无法与质量相对较轻的气体混合而供应到处理空间5101的问题。
参照图8和图9，本发明一实施例的排出区域6220可配备成半球形状。另外，可在排出区域6220配备有排出口6240。在上部混合空间A1和下部混合空间A2内，不同种类的工艺气体均匀混合，这种混合的工艺气体可藉助于在喷嘴单元6000下端配备的排出区域6220而均匀排出到处理空间5101。即，由于排出区域6220配备成半球形状，因而如图8和图9所示，可向处理空间5101的全部区域供应均匀混合的工艺气体。
另外，插入构件6400以可从主体6200拆卸的方式配备，从而当插入构件6400被从气体供应管线5440供应的工艺气体污染时，可容易地对插入构件6400实施维护。另外，喷嘴单元6000以可从视窗单元520拆卸的方式配备，从而可容易地对喷嘴单元6000实施维护。
等离子体单元550可从供应到处理空间5101的工艺气体产生等离子体。作为一个示例，等离子体单元550可从供应到处理空间5101的第一气体和第二气体产生等离子体。等离子体单元550可配置于处理空间5101的外部。根据本发明一实施例，等离子体单元550可以ICP型构成。等离子体单元550可包括内部线圈部5520、外部线圈部5540、电力接入部5560、接地板5580以及电力线EL。
内部线圈部5520和外部线圈部5540可配置于上部空间5102。内部线圈部5520和外部线圈部5540可从后述的电力接入部5560接受传输高频电力，并从供应到处理空间5101的包括第一气体和第二气体的工艺气体产生等离子体。
内部线圈部5520从上部观察时，可配置于与处理空间5101的中央区域对应的位置。内部线圈部5520可配备成环状。外部线圈部5540从上部观察时，可配置于与处理空间5101的边缘区域对应的位置。作为一个示例，外部线圈部5540从上部观察时，可围绕内部线圈部5520配备。外部线圈部5540可配备成环状。
在上述实施例中，以内部线圈部5520和外部线圈部5540配备于上部空间5102的情形为例进行了描述，但不限于此。作为一个示例，内部线圈部5520和外部线圈部5540可配置于工艺腔室500的侧部。根据实施例，内部线圈部5520和外部线圈部5540中任一个可配置于工艺腔室500的上部，另一个可配置于工艺腔室500的侧部。只要内部线圈部5520和外部线圈部5540能够在工艺腔室500内产生等离子体，则内部线圈部5520和外部线圈部5540的位置不限。
在内部线圈部5520的一端可形成有供后述的电力线EL连接的电力端子。在内部线圈部5520的另一端可形成有供后述的接地线GL连接的接地端子。在外部线圈部5540的一端可形成有供电力线EL连接的电力端子，在外部线圈部5540的另一端可形成有供接地线GL连接的接地端子。
内部线圈部5520和外部线圈部5540可以包括铜、铝、钨、银、金、铂以及铁中任一种的金属材料配备。内部线圈部5520和外部线圈部5540的表面可涂以包括银、金以及铂中任一种的金属材料。这种涂覆层可为比电阻低、导热率好的金属。涂覆层可具有20微米以上的厚度。涂覆层可以物理气相沉积(溅射(Sputtering)，蒸发(Evaporating))、化学气相沉积(CVD)、喷涂或电镀(Electroplating)等方式形成。
电力接入部5560可向内部线圈部5520和外部线圈部5540接入高频电力。电力接入部5560可包括上部电源5562和第二匹配器5564。上部电源5562可为高频电源。第二匹配器5564可对由上部电源5562接入内部线圈部5520和外部线圈部5540的高频电力执行匹配。传递上部电源5562产生的高频电力的电力线EL一端可与连接于内部线圈部5520的电力端子和连接于外部线圈部5540的电力端子连接。
接地板5580可配备于上部空间5102。接地板5580可以包括铝、铜以及铁中任一种的金属材料配备。接地板5580可具有3mm以上的厚度。接地板5580可配置于内部线圈部5520和外部线圈部5540的上部。接地板5580可隔开配置于内部线圈部5520和外部线圈部5540的上部。作为一个示例，接地板5580可与内部线圈部5520和外部线圈部5540间隔50mm以上配置。接地板5580可接地。接地板5580可使内部线圈部5520和外部线圈部5540接地。在接地板5580上可形成有开口，以便后述的风扇单元570向上部空间5102供应的气流可在上部空间5102顺畅循环。例如，从上部观察时，可在接地板5580的中央区域形成有圆形的开口。另外，从上部观察时，可在围绕接地板5580中央区域的区域形成有复数个弧(arc)形开口。在围绕接地板5580中央区域的区域形成的弧形开口从上部观察时，可在与后述的第一风扇5720或第二风扇5740重叠的位置，在接地板5580上形成。
接地线GL可使接地板5580与内部线圈部5520相互电连接。接地线GL可使接地板5580与外部线圈部5540相互电连接。接地线GL可配备复数个。接地线GL可配备复数个，接地线GL各自的一端可与接地板5580连接，各自的另一端可连接于接地端子。接地线GL从上部观察时，可以接地板5580的中心为基准，沿圆周方向等间隔配置。作为一个示例，接地线GL从上部观察时，可以接地板5580的中心为基准对称配置。
控制器(图上未示出)可控制基板处理装置具有的构成要素。例如，控制器可控制支撑单元530、气体供应单元540、等离子体单元550、气体排气单元560以及风扇单元570。控制器可具备：流程控制器，前述流程控制器由实施基板处理装置的控制的微处理器(电脑)构成；使用者接口，前述使用者接口由操作员为了管理基板处理装置而进行命令输入操作等的键盘或将基板处理装置的运转情况可视化显示的显示装置等构成；存储部，前述存储部存储用于通过流程控制器的控制来运行基板处理装置进行的处理所需的控制程序，或存储用于根据各种数据及处理条件而使各构成部执行处理所需的程序，即处理配方。另外，使用者接口和存储部可连接于流程控制器。处理配方可存储于存储部中的各存储媒体，存储媒体既可为硬盘，也可为CD-ROM(只读光盘驱动器)、DVD(数字化视频光盘)等可移动磁盘或快闪存储器等半导体存储器。
气体排气单元560可将供应到处理空间5101的工艺气体以及在处理基板W的工艺中可能发生的工艺副产物(By-Product)，通过在外壳510的底面形成的排气孔5160从处理空间5101排出。气体排气单元560可包括泄压构件5620、泄压管线5640、泄压阀5660以及排气挡板5680。
泄压构件5620可对处理空间5101进行泄压。泄压构件5620可为泵。但不限于此，泄压构件5620可多样地变形为可对处理空间5101进行泄压的公知装置。泄压构件5620进行的泄压可通过泄压管线5640传递给处理空间5101。另外，在泄压管线5640上可安装有泄压阀5640。泄压阀5640可为开闭阀。但不限于此，泄压阀5640也可配备成流量调节阀。排气挡板5680从上部观察时可具有环状。排气挡板5680从上部观察时可围绕支撑单元530配备。可在排气挡板5680上形成有复数个排气孔。
风扇单元570可向上部空间5102供应气流。风扇单元570可向上部空间5102供应已调节了温度和湿度的气流。风扇单元570可执行冷却器(Cooler)作用，以便能够防止上部空间5102的温度过度升高。风扇单元570可包括第一风扇5720和第二风扇5740。第一风扇5720和第二风扇5740可在相互不同的位置向上部空间5102供应气流。第一风扇5720和第二风扇5740可沿着向下的方向向上部空间5102供应气流。
以上的详细描述是对本发明进行举例。另外，前述内容显示并描述了本发明的优选实施形态，本发明可在多样的其他组合、变更及环境下使用。即，可在本说明书中公开的发明的概念范围、与前述公开内容均等的范围和/或本领域的技术或知识范围内进行变更或修订。前述实施例描述了用于体现本发明技术思想所需的最佳状态，也可进行本发明具体应用领域和用途所要求的多样变更。因此，以上的发明内容并非要将本发明限定为公开的实施形态。另外，附带的权利要求应解释为也包括其他实施形态。

Claims (20)

1.一种基板处理设备，所述基板处理设备用于处理基板，所述基板处理设备包括：
外壳，所述外壳具有处理基板的处理空间；
视窗单元，所述视窗单元覆盖所述处理空间的上部，以便使所述处理空间密闭；
支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑基板；
气体供应单元，所述气体供应单元包括向所述处理空间供应气体的喷嘴；以及
等离子体单元，所述等离子体单元配置于所述处理空间的外部并使得从所述气体产生等离子体，
所述喷嘴包括：
主体，所述主体形成有内部空间和将所述内部空间内的所述气体供应给所述处理空间的排出口；以及
插入构件，所述插入构件插入于所述主体的上端。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述插入构件具有底板和侧板，
所述底板形成有上下贯通的贯通孔，所述侧板从所述底板向上方延伸，
所述插入构件在内部具有由所述底板和所述侧板围绕的上部混合空间。
3.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，所述内部空间中所述插入构件的下方区域用作下部混合空间，
从正面观察时，所述上部混合空间的宽度与所述下部混合空间的宽度相同。
4.如权利要求3所述的基板处理设备，其中，在所述主体上设置形成有所述排出口的排出区域，
所述排出区域位于所述主体的下端，具有半球形状。
5.如权利要求4所述的基板处理设备，其中，所述气体供应单元进一步包括气体供应管线，所述气体供应管线的一端连接于所述插入构件，将所述气体供应到所述内部空间，且
所述气体供应管线包括：
第一气体供应管线，所述第一气体供应管线向所述内部空间供应第一气体；以及
第二气体供应管线，所述第二气体供应管线向所述内部空间供应与所述第一气体不同的第二气体。
6.如权利要求5所述的基板处理设备，其中，所述等离子体单元包括：
内部线圈部；
外部线圈部，所述外部线圈部从上部观察时设置成围绕所述内部线圈部；
上部电源，所述上部电源向所述内部线圈部和所述外部线圈部接入电力；以及
接地板，所述接地板配置于所述内部线圈部和所述外部线圈部的上部，使所述内部线圈部和所述外部线圈部接地。
7.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，所述内部空间中所述插入构件的下方区域用作下部混合空间，
所述主体的内侧壁具备提供所述下部混合空间的下部内壁和提供供所述插入构件插入的空间的上部内壁，
所述上部内壁相对于所述下部内壁错层配备，被所述上部内壁围绕的空间的宽度大于被所述下部内壁围绕的空间的宽度。
8.如权利要求7所述的基板处理设备，其中，在所述插入构件插入于所述上部内壁的状态下，所述插入构件的内侧面与所述下部内壁的内侧面配备成构成同一面。
9.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述插入构件以能够拆卸的方式配备于所述主体的上端。
10.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，所述喷嘴以贯通在所述视窗单元形成的开口的方式安装于所述视窗单元，
所述插入构件进一步包括卡接板，所述卡接板从所述侧板的上端向远离所述内部空间的方向延伸，
所述卡接板的下面位于所述视窗单元的上部面上。
11.如权利要求1至10中任一项所述的基板处理设备，其中，所述插入构件的高度为15mm以上。
12.如权利要求1至10中任一项所述的基板处理设备，其中，所述插入构件的下端至所述主体的下端的距离为5mm以上。
13.一种基板处理设备，所述基板处理设备用于处理基板，所述基板处理设备包括：
外壳，所述外壳具有处理基板的处理空间；
支撑单元，所述支撑单元在所述处理空间中支撑基板；
气体供应单元，所述气体供应单元向所述处理空间供应包括第一气体和与所述第一气体不同的第二气体的气体；以及
等离子体源，所述等离子体源从供应给所述处理空间的所述气体产生等离子体，
所述气体供应单元包括：
喷嘴，所述喷嘴向所述处理空间供应所述气体；
第一气体供应管线，所述第一气体供应管线向所述喷嘴供应所述第一气体；以及
第二气体供应管线，所述第二气体供应管线向所述喷嘴供应所述第二气体，
所述喷嘴包括：
主体，所述主体形成有内部空间和将所述内部空间内的所述气体供应给所述处理空间的排出口；以及
插入构件，所述插入构件插入于所述主体的上端，
在所述主体上配备形成有所述排出口的排出区域，
所述排出区域位于所述主体的下端，具有半球形状，
所述插入构件具有底板和侧板，
所述底板形成有上下贯通的贯通孔，所述侧板从所述底板向上方延伸，
所述插入构件在内部具有由所述底板和所述侧板围绕的上部混合空间。
14.如权利要求13所述的基板处理设备，其中，在所述内部空间中，所述插入构件的下方区域用作下部混合空间，
所述主体的内侧壁具有提供所述下部混合空间的下部内壁和提供供所述插入构件插入的空间的上部内壁，且
所述上部内壁相对于所述下部内壁错层配备，被所述上部内壁围绕的空间的宽度大于被所述下部内壁围绕的空间的宽度。
15.如权利要求14所述的基板处理设备，其中，在所述插入构件插入于所述上部内壁的状态下，所述插入构件的内侧面与所述下部内壁的内侧面配备成构成同一面。
16.一种喷嘴单元，所述喷嘴单元向处理基板的处理空间供应复数种气体，所述喷嘴单元包括：
主体，所述主体形成有内部空间和将所述内部空间内复数种所述气体供应给所述处理空间的排出口；以及
插入构件，所述插入构件插入于所述主体的上端，
在所述主体上配备形成有所述排出口的排出区域，
所述排出区域位于所述主体的下端，具有半球形状，
所述插入构件具有底板和侧板，
所述底板形成有上下贯通的贯通孔，所述侧板从所述底板向上方延伸，
所述插入构件在内部具有由所述底板和所述侧板围绕的上部混合空间。
17.如权利要求16所述的喷嘴单元，其中，所述内部空间中所述插入构件的下方区域用作下部混合空间，
所述主体的内侧壁具有提供所述下部混合空间的下部内壁和提供供所述插入构件插入的空间的上部内壁，且
所述上部内壁相对于所述下部内壁错层配备，被所述上部内壁围绕的空间的宽度大于被所述下部内壁围绕的空间的宽度。
18.如权利要求17所述的喷嘴单元，其中，在所述插入构件插入于所述上部内壁的状态下，所述插入构件的内侧面与所述下部内壁的内侧面配备成构成同一面。
19.如权利要求16所述的喷嘴单元，其中，所述插入构件以能够拆卸的方式配备于所述主体的上端。
20.如权利要求16至19中任一项所述的喷嘴单元，其中，所述插入构件的高度为15mm以上，且从所述插入构件的下端至所述主体的下端的距离为5mm以上。
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