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TWI824368B - 上部電極單元及包含其的基板處理設備 - Google Patents

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TWI824368B
TWI824368B TW110149555A TW110149555A TWI824368B TW I824368 B TWI824368 B TW I824368B TW 110149555 A TW110149555 A TW 110149555A TW 110149555 A TW110149555 A TW 110149555A TW I824368 B TWI824368 B TW I824368B
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李鍾澯
南成旼
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南韓商Ｐｓｋ有限公司
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Abstract

本發明提供處理基板的設備。處理基板的設備可包括：殼體，其具有內部空間；下部電極單元，其在內部空間中支撐基板；上部電極單元，其與下部電極單元面對面；以及氣體供應單元，其向內部空間供應製程氣體；其中，上部電極單元包括：介電板，其與被下部電極單元支撐的基板的上面相向；支撐主體，其支撐介電板，其中，支撐主體與介電板相互組合而形成緩衝空間，氣體供應單元經緩衝空間向內部空間供應製程氣體；以及擋環，其配置於從緩衝空間向內部空間流動的製程氣體的流動路徑上。

Description

上部電極單元及包含其的基板處理設備
本發明係關於上部電極單元及包含其的基板處理設備。
電漿係指由離子或自由基以及電子等構成並離子化的氣體狀態。電漿因極高溫度或強電場或高頻電磁場（RF Electromagnetic Fields）而產生。半導體元件製造製程包括利用電漿去除諸如晶片的基板上的膜的灰化或蝕刻製程。灰化或蝕刻製程藉由電漿含有的離子及自由基粒子與基板上的膜碰撞或反應而執行。
另一方面，利用電漿來處理基板的設備，例如電漿蝕刻設備具有殼體，前述殼體具有處理空間。而且，向處理空間供應製程氣體，激發製程氣體而產生電漿。製程氣體可包括多樣種類的氣體。例如，製程氣體可為包含N 2和CF 4的氣體。為了改善電漿對基板的處理均一性，重要的是使製程氣體包含的多樣種類的氣體充分混合。否則，激發為電漿狀態的程度會因氣體混合的程度而異，此時，發生電漿處理均一性惡化的問題。
另外，就電漿蝕刻設備中處理基板的邊緣區域的斜面蝕刻設備而言，在向基板的邊緣區域供應製程氣體方面，一般利用單一的氣體供應管線。但是，利用單一氣體供應管線供應製程氣體，存在難以以均一流量和流速供應製程氣體且製程氣體包含的多樣種類的氣體難以充分混合的局限。
[技術課題]
本發明一個目的係提供一種能夠高效處理基板的上部電極單元及包含其的基板處理設備。
另外，本發明一個目的係提供一種能夠改善電漿的處理均一性的上部電極單元及包含其的基板處理設備。
另外，本發明一個目的係提供一種能夠使激發為電漿狀態的製程氣體充分混合的上部電極單元及包含其的基板處理設備。
另外，本發明一個目的係提供一種能夠在製程氣體供應過程中使製程氣體充分混合的上部電極單元及包含其的基板處理設備。
本發明要解決的課題並非限定於上述課題，本發明所屬技術領域的技藝人士可從本說明書及圖式明確理解未提及的課題。 [技術方案]
本發明提供處理基板的設備。處理基板的設備可包括：殼體，前述殼體具有內部空間；下部電極單元，前述下部電極單元在前述內部空間中支撐基板；上部電極單元，前述上部電極單元與前述下部電極單元面對面；以及氣體供應單元，前述氣體供應單元向前述內部空間供應製程氣體；其中，前述上部電極單元包括：介電板，前述介電板與被前述下部電極單元支撐的前述基板的上面相向；支撐主體，前述支撐主體支撐前述介電板，其中，前述支撐主體與前述介電板相互組合而形成緩衝空間，前述氣體供應單元經前述緩衝空間向前述內部空間供應前述製程氣體；以及擋環，前述擋環配置於從前述緩衝空間向前述內部空間流動的前述製程氣體的流動路徑上。
根據一實施例，前述支撐主體與前述介電板隔開的空間可定義為前述製程氣體流動的氣體通道，其中，前述氣體通道與前述內部空間實現流體連通，前述擋環可配置於前述緩衝空間。
根據一實施例，前述擋環可以多孔性材料形成，以便前述製程氣體能夠流動。
根據一實施例，前述擋環可以形成有前述製程氣體能夠流動的多個通孔的多孔性陶瓷形成。
根據一實施例，前述擋環可以形成有前述製程氣體能夠流動的通孔的多孔板形成。
根據一實施例，前述擋環可以包括金屬的材料形成。
根據一實施例，前述上部電極單元可進一步包括：上部邊緣電極，前述上部邊緣電極支撐於前述支撐主體，從上部觀察時包圍前述介電板。
根據一實施例，從上部觀察的前述上部邊緣電極的內周直徑可大於前述介電板的外周直徑。
根據一實施例，前述上部邊緣電極與前述介電板隔開的空間可定義為氣體吐出部，前述氣體吐出部將前述氣體通道中流動的前述氣體吐出到被前述下部電極單元支撐的前述基板的邊緣區域，其中，前述氣體吐出部與前述氣體通道以及前述內部空間實現相互流體連通。
根據一實施例，前述下部電極單元可包括：卡盤，前述卡盤支撐前述基板；絕緣環，前述絕緣環從上部觀察時包圍前述卡盤；以及下部邊緣電極，前述下部邊緣電極從上部觀察時包圍前述絕緣環。
根據一實施例，前述下部電極單元可進一步包括向前述卡盤施加RF電力的電源構件。
根據一實施例，前述氣體供應單元可包括：氣體供應源，前述氣體供應源供應由互不相同種類的多種氣體混合的前述製程氣體；以及氣體供應管線，前述氣體供應管線向前述緩衝空間供應前述製程氣體。
根據一實施例，前述氣體供應源可供應包括O 2、N 2、Ar、SF 6、CF 4中至少兩種以上的前述製程氣體。
另外，本發明提供處理基板的邊緣區域的斜面蝕刻設備的上部電極單元。上部電極單元可包括：介電板，前述介電板與前述基板相向；支撐主體，前述支撐主體支撐前述介電板，其中，前述支撐主體以及前述介電板定義緩衝空間，前述緩衝空間係供應製程氣體的空間，前述製程氣體包括至少兩種以上互不相同種類的氣體；以及擋環，前述擋環配置於從前述緩衝空間向前述基板的邊緣區域流動的前述製程氣體的流動路徑上。
根據一實施例，前述支撐主體與前述介電板隔開的空間可定義為前述製程氣體流動的氣體通道，前述擋環可配置於前述緩衝空間。
根據一實施例，前述擋環可以形成有前述製程氣體能夠流動的多個通孔的多孔性材料形成。
根據一實施例，前述擋環可以形成有前述製程氣體能夠流動的通孔的多孔板形成。
根據一實施例，前述通孔從主剖面觀察時可沿傾斜方向形成。
根據一實施例，前述上部電極單元可進一步包括：上部邊緣電極，前述上部邊緣電極支撐於從上部觀察的前述支撐主體的邊緣區域，並包圍前述介電板。
根據一實施例，從上部觀察時，前述上部邊緣電極與前述介電板可彼此隔開，前述上部邊緣電極與前述介電板隔開的空間可定義為氣體吐出部，前述氣體吐出部將前述氣體通道中流動的前述製程氣體吐出到前述基板的邊緣區域。 [發明效果]
根據本發明一實施例，可高效處理基板。
另外，根據本發明一實施例，可改善電漿的處理均一性。
另外，根據本發明一實施例，可使激發為電漿狀態的製程氣體充分混合。
另外，根據本發明一實施例，可在供應製程氣體過程中使製程氣體充分混合。
本發明的效果不限於上述效果，本發明所屬技術領域的技藝人士可從本說明書及圖式明確理解未提及的效果。
下文參考圖式，對本發明的實施例進行詳細說明，以便本發明所屬技術領域的普通技藝人士能夠容易地實施。但是，本發明可以多種不同形態體現，不限定於在此說明的實施例。另外，在詳細說明本發明的較佳實施例方面，在判斷認為對相關公知功能或構成的具體說明可能不必要地混淆本發明的要旨時，省略其詳細說明。另外，對於發揮類似功能和作用的部分，在全體圖式中使用相同的標記。
另外，當提到「包括」某構成元件時，只要沒有特別反對的記載，並非排除其他構成元件，意指可進一步包括其他構成元件。具體地，「包括」或「具有」等術語應理解為係要指定存在說明書上記載的特徵、數字、步驟、動作、構成元件、部件或他們的組合，不預先排除存在或添加一個或其以上其他特徵或數字、步驟、動作、構成元件、部件或他們的組合的可能性。
只要上下文未明確表示不同，單數的表達包括複數的表達。另外，為了更明確說明，圖式中的元件的形狀和尺寸等會誇張。
下文參照圖1至圖8，詳細說明本發明的實施例。
圖1係簡要示出本發明一實施例的基板處理設備的圖。參照圖1，基板處理設備1具有設備前端模組（equipment front end module；EFEM）20及處理模組30。設備前端模組20和處理模組30沿一個方向配置。
設備前端模組20具有載入埠（load port）10和移送框架21。載入埠10沿第一方向11配置於設備前端模組20的前方。載入埠10具有多個支撐部6。各個支撐部6沿第二方向12配置成一列，安放有收納將向製程提供的基板W和製程處理完畢的基板W的承載架4（例如載片盒、FOUP等）。在承載架4中收納將向製程提供的基板W和製程處理完畢的基板W。移送框架21配置於載入埠10與處理模組30之間。移送框架21包括配置於其內部並在載入埠10與處理模組30間移送基板W的第一移送機器人25。第一移送機器人25沿著沿第二方向12配備的移送軌道27移動，在承載架4與處理模組30間移送基板W。
處理模組30包括裝載閘腔室40、傳輸腔室50及製程腔室60。處理模組30可從設備前端模組20接到移送的基板W並處理基板W。
裝載閘腔室40鄰接移送框架21配置。作為一個示例，裝載閘腔室40可配置於傳輸腔室50與設備前端模組20之間。裝載閘腔室40提供將向製程提供的基板W在移送到製程腔室60之前或製程處理完畢的基板W在移送到設備前端模組20之前等待的空間。
傳輸腔室50可傳送基板W。傳輸腔室50鄰接裝載閘腔室40配置。傳輸腔室50從上部觀察時具有多邊形的主體。參照圖1，傳輸腔室50從上部觀察時具有五角形的主體。在主體的外側，沿著主體外周配置有裝載閘腔室40和多個製程腔室60。在主體的各側壁上形成有供基板W進出的通路（未示出），通路連接傳輸腔室50與裝載閘腔室40或製程腔室60。在各通路上提供對通路進行開閉而使內部密閉的門（未示出）。在傳輸腔室50的內部空間，配置有在裝載閘腔室40與製程腔室60間移送基板W的第二移送機器人53。第二移送機器人53將在裝載閘腔室40等待的未處理的基板W移送到製程腔室60，或將製程處理完畢的基板W移送到裝載閘腔室40。另外，第二移送機器人53可向後述的殼體100的內部空間102載入基板W，或從內部空間102載出基板W。另外，第二移送機器人53為了向多個製程腔室60依次提供基板W，可在製程腔室60間移送基板W。如圖1所示，當傳輸腔室50具有五角形的主體時，在與設備前端模組20鄰接的側壁分別配置有裝載閘腔室40，在其餘側壁連續配置有製程腔室60。傳輸腔室50不僅根據所述形狀，而且可根據要求的製程模組而以多樣形態提供。
製程腔室60可與傳輸腔室50鄰接配置。製程腔室60沿著傳輸腔室50的外周配置。製程腔室60可提供多個。在各個製程腔室60內可執行對基板W的製程處理。製程腔室60從第二移送機器人53接到移送的基板W並執行製程處理，將製程處理完畢的基板W提供給第二移送機器人53。在各個製程腔室60中進行的製程處理可彼此不同。
下文對製程腔室60中執行電漿製程的基板處理設備進行詳細敘述。另外，下文說明的基板處理設備以構成得能夠對製程腔室60中的基板的邊緣區域執行電漿處理製程的情形為例進行說明。但不限於此，以下說明的基板處理設備亦可相同或類似地應用於實現對基板處理的多樣腔室。另外，基板處理設備可相同或類似地應用於執行對基板的電漿處理製程的多樣腔室。
圖2係示出圖1的製程腔室中提供的基板處理設備的一實施例的圖。
參照圖2，在製程腔室60中提供的基板處理設備利用電漿，在基板W上執行既定的製程。作為一個示例，基板處理設備可灰化或蝕刻基板W上的膜。膜可為多晶矽膜、矽氧化膜及氮化矽膜等多樣種類的膜。另外，膜可為自然氧化膜或化學產生的氧化膜。另外，膜可為在處理基板W的過程中產生的副產物（By-Product）。另外，膜可為基板W上附著及/或殘留的雜質。
基板處理設備可執行對基板W的電漿製程。例如，基板處理設備可供應製程氣體，並使得從供應的製程氣體產生電漿來處理基板W。基板處理設備可供應製程氣體，並使得從供應的製程氣體產生電漿來處理基板W的邊緣區域。下文，基板處理設備以對基板W的邊緣區域執行蝕刻處理的斜面蝕刻裝置為例進行說明。
基板處理設備可包括殼體100、下部電極單元300、上部電極單元500、氣體供應單元800以及控制器900。
殼體100可定義內部空間102。殼體100可包括上部殼體110（第一殼體的一例）和下部殼體120（第二殼體的一例）。上部殼體110和下部殼體120可相互組合而定義內部空間102。另外，上部殼體110可相對於下部殼體120以能藉助於旋轉結合部（未示出）而旋轉的方式連結。例如，上部殼體110和下部殼體120可藉助於旋轉結合部而連結，前述旋轉結合部可為鉸鏈（Hinge）機構。
上部殼體110可處於開放位置或處於關閉位置。下文，將上部殼體110與下部殼體120相互組合而定義內部空間102的上部殼體110的位置定義為關閉位置，將使內部空間102暴露於外部的上部殼體110的位置定義為開放位置。
另外，內部空間102的氣氛在上部殼體110處於關閉位置時與外部隔離，與外部隔離的內部空間102可在基板W處理期間調整為近於真空的低壓狀態（真空壓氣氛）。另外，殼體100可為包括金屬的材質。另外，殼體100的內表面可用絕緣性材質塗覆。另外，殼體100可接地。
另外，殼體100可為真空腔室。例如，在殼體100的底面可形成有排氣孔104。在內部空間102中產生的電漿P或向內部空間102供應的氣體(G1、G2)可藉由排氣孔104排出到外部。另外，在利用電漿P處理基板W的過程中產生的副產物可藉由排氣孔104排出到外部。另外，排氣孔104可與排氣管線（未示出）連接。排氣管線可與提供減壓的減壓構件連接。減壓構件可藉由排氣管線而向內部空間102提供減壓。
下部電極單元300可在內部空間102支撐基板W。下部電極單元300可包括卡盤310、電源構件320、絕緣環330、下部邊緣電極350及驅動構件370。
卡盤310可在內部空間102支撐基板W。卡盤310可具有支撐基板W的支撐面。卡盤310從上部觀察時可具有圓形。卡盤310從上部觀察時可具有小於基板W的直徑。因此，被卡盤310支撐的基板W的中央區域可安放於卡盤310的支撐面，基板W的邊緣區域可不與卡盤310的支撐面接觸。
在卡盤310內部，可提供加熱裝置（未示出）。加熱裝置（未示出）可加熱卡盤310。加熱裝置可為加熱器。另外，在卡盤310上可形成有冷卻流路312。冷卻流路312可在卡盤310的內部形成。在冷卻流路312上可連接有冷卻流體供應管線314及冷卻流體排出管線316。冷卻流體供應管線314可與冷卻流體供應源318連接。冷卻流體供應源318可儲存冷卻流體及/或向冷卻流體供應管線314供應冷卻流體。另外，向冷卻流路312供應的冷卻流體可藉由冷卻流體排出管線316排出到外部。冷卻流體供應源318儲存及/或供應的冷卻流體可為冷卻液或冷卻氣體。另外，在卡盤310上形成的冷卻流路312的形狀不限於圖2所示的形狀，可多樣地變形。另外，使卡盤310冷卻的構成不限於供應冷卻流體的構成，亦可以能夠使卡盤310冷卻的多樣構成（例如冷卻板等）提供。
電源構件320可向卡盤310供應RF電力。電源構件320可包括電源322、適配器324及電源線326。電源322可為偏置電源。另外，電源332可為RF電源。電源322可以電源線326為媒介而與卡盤310連接。另外，適配器324可在電源線326上提供，執行阻抗匹配。
絕緣環330從上部觀察時可具有環狀。絕緣環330從上部觀察時可環繞卡盤310。例如，絕緣環330可具有環狀。絕緣環330可為具有絕緣性的材質。絕緣環330可使下部邊緣電極350與卡盤310在電氣上分離。卡盤310可以包括金屬的材料形成。絕緣環330可以諸如陶瓷的絕緣性材料形成。
另外，絕緣環330的上面可具有錯層形狀。絕緣環330上面中與基板W中央區域鄰接的內側上面的高度，可高於絕緣環330上面中遠離基板W中央區域的外側上面的高度。在絕緣環330的外側上面的上側區域，後述電漿P的流入相對順暢，在絕緣環330的內側上面的上側區域，切斷或抑制電漿P的流入，可進一步提高對基板W的邊緣區域的處理效率。
下部邊緣電極350從上部觀察時可包圍絕緣環330。下部邊緣電極350從上部觀察時可具有環狀。下部邊緣電極350可接地。下部邊緣電極350從上部觀察時可配置於能夠在被卡盤310支撐的基板W的邊緣區域產生電漿P的位置。
驅動構件370可使卡盤310升降。驅動構件370可包括驅動器372和軸374。軸374可與卡盤310結合。軸374可與驅動器372連接。驅動器372可以軸374為媒介而使卡盤310沿上下方向升降。隨著驅動構件370使卡盤310升降，可調節被卡盤310支撐的基板W的上面與後述介電板510的下面之間的間隔。
上部電極單元500可與下部電極單元300面對面配置。上部電極單元500可與被下部電極單元300支撐的基板W的上面面對面配置。上部電極單元500可包括介電板510、支撐主體530、擋環540以及上部邊緣電極550。
介電板510可以介電材料形成。介電板510可為包括陶瓷的材料。介電板510可配置於與被卡盤310支撐的基板W的上面相向的位置。介電板510的下面可具有錯層的形狀。例如，介電板510的下面可包括第一下面511和第二下面512。第一下面511可為從上部觀察時與基板W的中央區域鄰接的下面。第二下面512可為從上部觀察時包圍第一下面511的下面。第二下面512可為從上部觀察時與基板W的邊緣區域鄰接的下面。第一下面511與第二下面512的高度可互不相同。例如，介電板510的下面可錯層，以便第一下面511的高度低於第二下面512的高度。在錯層的介電板510的第二下面512的下側區域，電漿P流入相對順暢，在第一下面511的上側區域，電漿P的流入相對被抑制，因而可進一步改善對基板W的邊緣區域的處理效率。
支撐主體530可支撐介電板510以及後述的上部邊緣電極550。支撐主體530可使介電板510以及後述的上部邊緣電極550固定於殼體100。支撐主體530可以包括金屬的材料形成。支撐主體530可接地。支撐主體530可與殼體100電連接而實現接地。支撐主體530可與介電板510相互組合而形成（定義）緩衝空間GB以及氣體通道GP。
支撐主體530可包括邊緣下面531、中間下面532以及中央下面533。可按邊緣下面531、中間下面532以及中央下面533的順序與從上部觀察的基板W中心鄰接。中間下面532以及中央下面533可以從支撐主體530下面向上凹入的形態形成。邊緣下面531以及中間下面532從上部觀察時可大致具有環狀。可在邊緣下面531提供後述的上部邊緣電極550。中間下面532可定義氣體通道GP。中央下面533可定義緩衝空間GB。
支撐主體530的中央下面533以及介電板510上面中的中央區域的上面可彼此組合而定義緩衝空間GB。緩衝空間GB可為供應製程氣體的空間，前述製程氣體由後述氣體供應單元800供應。供應到緩衝空間GB的製程氣體可在緩衝空間GB混合。
支撐主體530的中間下面532以及介電板510的邊緣區域的上面可彼此組合而定義氣體通道GP。氣體通道GP可執行使供應到緩衝空間GB的製程氣體朝向基板W的邊緣區域流動的中間氣體流動路徑功能。氣體通道GP可與緩衝空間GB實現流體連通。氣體通道GP可與後述的氣體吐出部GD實現流體連通。氣體通道GP可與內部空間102實現流體連通。
可在支撐主體530的邊緣下面531安裝有上部邊緣電極550。可在支撐主體530的邊緣下面531提供已接地的上部邊緣電極550。上部邊緣電極550可與下部邊緣電極350面對面配置。上部邊緣電極550從上部觀察時可具有環狀。上部邊緣電極550可為與上部邊緣電極550彼此相向的相向電極。
上部邊緣電極550從上部觀察時可包圍介電板510。上部邊緣電極550從上部觀察時可與介電板510隔開。上部邊緣電極550的內周與介電板510的外周可相互組合而定義向基板W的邊緣區域供應製程氣體的氣體吐出部GD。
擋環540可配置於從緩衝空間GB向內部空間102流動的製程氣體的流動路徑上。擋環540從上部觀察時可具有環狀。擋環540可配置於緩衝空間GB。擋環540如圖3所示，可以製程氣體能夠流動的多孔性材料形成。例如，擋環540可以形成有製程氣體能夠流動的多個通孔的多孔性陶瓷形成。因此，供應到緩衝空間GB的製程氣體在緩衝空間GB充分混合後，可藉由在擋環540上形成的通孔而均一供應給氣體通道GP。
氣體供應單元800可向內部空間102供應氣體。氣體供應單元800可向內部空間102供應第一氣體G1及第二氣體G2。氣體供應單元800可包括第一氣體供應部810、第一氣體供應管線820、第二氣體供應部830、第二氣體供應管線840。
第一氣體供應部810可向內部空間102供應第一氣體G1。第一氣體G1可為氮氣、氬氣等非活性氣體。第一氣體供應部810可向被卡盤310支撐的基板W的中央區域供應第一氣體G1。第一氣體供應部810可藉由第一氣體供應管線820供應第一氣體G1。第一氣體供應管線820可一端與第一氣體供應部810連接，另一端與在介電板510的中央區域形成的氣體供應端513實現流體連通。第一氣體供應部810供應的第一氣體G1可藉由第一氣體供應管線820供應到基板W的中央區域。第一氣體供應部810供應的第一氣體G1可藉由第一氣體供應管線820而供應到介電板510與基板W之間空間。
第二氣體供應部830可向內部空間102供應第二氣體G2。第二氣體G2可為激發成電漿狀態的製程氣體。第二氣體G2可為由互不相同種類的多種氣體混合的製程氣體。例如，第二氣體供應部830可構成得供應包括O 2、N 2、Ar、SF 6、CF 4中至少兩種以上的第二氣體G2。第二氣體供應部830可藉由第二氣體供應管線840供應第二氣體G2。第二氣體供應管線840可一端與第二氣體供應部830連接，另一端與緩衝空間GB實現流體連通。第二氣體供應部830供應的作為混合氣體的第二氣體G2向第二氣體供應管線840及體積比氣體通道GP大的緩衝空間GB供應，因而流速會減小。因此，第二氣體G2可在緩衝空間GB充分混合。第二氣體供應部830供應的第二氣體G2可藉由第二氣體供應管線840而供應到基板W的邊緣區域。
控制器900可控制基板處理設備。控制器900可控制基板處理設備，以便可執行以下執行的電漿處理製程。
控制器900可控制基板處理設備，以便能夠執行以下說明的基板處理方法。另外，控制器900可具備：流程控制器，前述流程控制器由實施基板處理設備的控制的微處理器（電腦）構成；使用者介面，前述使用者介面由操作員為了管理基板處理設備而進行命令輸入操作等的鍵盤或將基板處理設備的運轉情況可視化顯示的顯示裝置等構成；記憶部，前述記憶部儲存用於藉由流程控制器的控制來運行基板處理設備進行的處理所需的控制程式，或儲存用於根據各種資料及處理條件而使各構成部執行處理所需的程式，即處理配方。另外，使用者介面和記憶部可連接於流程控制器。處理配方可儲存於記憶部中的記憶媒體，記憶媒體既可為硬盤，亦可為CD-ROM（唯讀光盤驅動器）、DVD（數位視訊光盤）等可移動磁盤或快閃記憶體等半導體記憶體。
圖4係示出圖2的基板處理設備執行電漿處理製程的一例的圖。參照圖4，根據本發明一實施例的基板處理設備可處理基板W的邊緣區域。例如，基板處理設備可在基板W的邊緣區域產生電漿P並處理基板W的邊緣區域。例如，基板處理設備可執行處理基板W的邊緣區域的斜面蝕刻製程。
為了執行對基板W的斜面蝕刻製程，驅動構件370可使卡盤310向上移動，縮小基板W與介電板510之間的間隔。
基板處理設備可在處理基板W的邊緣區域時，由第一氣體供應部810向基板W的中央區域供應第一氣體G1，由第二氣體供應部830向基板W的邊緣區域供應第二氣體G2。第二氣體供應部830供應的第二氣體G2為製程氣體，因而可激發為電漿P狀態並處理基板W的邊緣區域。例如，基板W的邊緣區域上的薄膜可被電漿P蝕刻處理。另外，供應到基板W的中央區域的第一氣體G1為非活性氣體，第一氣體G1可防止第二氣體G2流入基板W的中央區域，進一步提高對基板W的邊緣區域的處理效率。
在上述例中，列舉擋環540以形成有多個通孔的多孔性材料形成的情形為例進行了說明，但不限於此。例如，如圖5所示，另一實施例的擋環540a可以形成有多個通孔541a的環狀多孔板形成，即，以網形態的多孔板形成。擋環540a可以包括金屬的材料形成。
在上述例中，以擋環540、540a上形成的通孔在擋環540、540a的全體區域比較均一地形成的情形為例進行了說明，但不限於此。例如，如圖6所示，在擋環540b上形成的通孔541b亦可只在與氣體通道GP面對面的區域形成。
另外，在上述例中，以在擋環540a、540b上形成的通孔541a、541b沿著與水平方向平行的方向形成的情形為例進行了說明，但不限於此。例如，如圖7和圖8所示，在擋環540c、540d上形成的通孔541c、541d在與氣體通道GP面對面的區域形成，而且從主剖面中觀察時亦可沿著相對於水平方向傾斜的方向形成。
在上述例中，以卡盤310沿上下方向移動、介電板520和上部邊緣電極620的位置被固定的情形為例進行了說明，但不限於此。例如，可為卡盤310的位置被固定，而介電板520以能夠沿上下方向移動的方式構成。另外，卡盤310和介電板520亦可均以能夠沿上下方向移動的方式構成。
另外，在上述例中，以上部邊緣電極620和下部邊緣電極350接地的情形為例進行了說明，但不限於此。例如，上部邊緣電極620及/或下部邊緣電極350可與RF電源連接。
上述例中說明的基板處理設備產生電漿P的方法可為電感耦合電漿（Inductive coupled plasma；ICP）方式。另外，上述基板處理設備產生電漿P的方法可為電容耦合電漿（Capacitor couple plasma；CCP）方式。另外，基板處理設備可全部利用ICP方式及CCP方式，或利用在ICP方式及CCP方式中選擇的方式來產生電漿P。另外，基板處理設備亦可利用遠程電漿方式來產生電漿P。
以上詳細說明係對本發明進行舉例。另外，前述內容顯示並說明本發明的較佳實施形態，本發明可在多樣的其他組合、變更及環境下使用。即，可在本說明書中公開的發明的概念範圍、與前述公開內容均等的範圍及/或本行業的技術或知識範圍內進行變更或修訂。前述實施例說明用於體現本發明技術思想所需的最佳狀態，亦可進行本發明具體應用領域及用途所要求的多樣變更。因此，以上發明內容並非要將本發明限定於公開的實施形態。另外，附帶的申請專利範圍應解釋為亦包括其他實施形態。
1:基板處理設備 4:承載架 6:支撐部 10:載入埠 11:第一方向 12:第二方向 20:設備前端模組 21:移送框架 25:第一移送機器人 27:移送軌道 30:處理模組 40:裝載閘腔室 50:傳輸腔室 53:第二移送機器人 60:製程腔室 100:殼體 102:內部空間 104:排氣孔 110:上部殼體 120:下部殼體 300:下部電極單元 310:卡盤 312:冷卻流路 314:冷卻流體供應管線 316:冷卻流體排出管線 318:冷卻流體供應源 320:電源構件 322:電源 324:適配器 326:電源線 330:絕緣環 350:下部邊緣電極 370:驅動構件 372:驅動器 374:軸 500:上部電極單元 510:介電板 511:第一下面 512:第二下面 513:氣體供應端 530:支撐主體 531:邊緣下面 532:中間下面 533:中央下面 540:擋環 540a:擋環 540b:擋環 540c:擋環 540d:擋環 541a:通孔 541b:通孔 541c:通孔 541d:通孔 550:上部邊緣電極 800:氣體供應單元 810:第一氣體供應部 820:第一氣體供應管線 830:第二氣體供應部 840:第二氣體供應管線 900:控制器 W:基板 G1:第一氣體 G2:第二氣體 GB:緩衝空間 GD:氣體吐出部 GP:氣體通道
圖1係簡要示出本發明一實施例的基板處理設備的圖。 圖2係示出圖1的製程腔室中提供的基板處理設備的一實施例的剖面圖。 圖3係示出圖2的擋環的一例的圖。 圖4係示出圖2的基板處理設備執行電漿處理製程的一例的圖。 圖5係示出圖2的擋環的另一例的圖。 圖6係用於說明圖2的擋環的另一例的結構的圖。 圖7係示出用於說明圖2的擋環的另一例的結構的擋環剖面中一部分的圖。 圖8係示出用於說明圖2的擋環的另一例的結構的擋環剖面中一部分的圖。
100:殼體
102:內部空間
104:排氣孔
110:上部殼體
120:下部殼體
300:下部電極單元
310:卡盤
312:冷卻流路
314:冷卻流體供應管線
316:冷卻流體排出管線
318:冷卻流體供應源
320:電源構件
322:電源
324:適配器
326:電源線
330:絕緣環
350:下部邊緣電極
370:驅動構件
372:驅動器
374:軸
500:上部電極單元
510:介電板
511:第一下面
512:第二下面
513:氣體供應端
530:支撐主體
531:邊緣下面
532:中間下面
533:中央下面
540:擋環
550:上部邊緣電極
800:氣體供應單元
810:第一氣體供應部
820:第一氣體供應管線
830:第二氣體供應部
840:第二氣體供應管線
900:控制器
W:基板
GB:緩衝空間
GD:氣體吐出部
GP:氣體通道

Claims (18)

  1. 一種基板處理設備，前述基板處理設備用於處理基板，包括：殼體，前述殼體具有內部空間；下部電極單元，前述下部電極單元在前述內部空間中支撐基板；上部電極單元，前述上部電極單元與前述下部電極單元面對面；以及氣體供應單元，前述氣體供應單元向前述內部空間供應製程氣體；其中，前述上部電極單元包括：介電板，前述介電板與被前述下部電極單元支撐的前述基板的上面相向；支撐主體，前述支撐主體支撐前述介電板，其中，前述支撐主體的中央下面與前述介電板的中央區域的上面相互組合而形成緩衝空間，且前述支撐主體的中間下面與前述介電板的邊緣區域的上面相互組合而形成氣體通道；以及形成有多個通孔之擋環，前述擋環配置於前述緩衝空間，使前述製程氣體從前述緩衝空間通過前述多個通孔能夠流動經過前述氣體通道來流向前述內部空間。
  2. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述擋環以多孔性材料形成，以便前述製程氣體能夠流動。
  3. 如請求項2所述之基板處理設備，其中，前述擋環以多孔性陶瓷形成。
  4. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述擋環以多孔板形成。
  5. 如請求項4所述之基板處理設備，其中，前述擋環以包括金屬的材料形成。
  6. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述上部電極單元進一步包括：上部邊緣電極，前述上部邊緣電極支撐於前述支撐主體，從上部觀察 時包圍前述介電板。
  7. 如請求項6所述之基板處理設備，其中，從上部觀察的前述上部邊緣電極的內周直徑大於前述介電板的外周直徑。
  8. 如請求項7所述之基板處理設備，其中，前述上部邊緣電極與前述介電板隔開的空間定義為氣體吐出部，前述氣體吐出部將前述氣體通道中流動的氣體吐出到被前述下部電極單元支撐的前述基板的邊緣區域，其中，前述氣體吐出部與前述氣體通道以及前述內部空間實現相互流體連通。
  9. 如請求項6至8中任一項所述之基板處理設備，其中，前述下部電極單元包括：卡盤，前述卡盤支撐前述基板；絕緣環，前述絕緣環從上部觀察時包圍前述卡盤；以及下部邊緣電極，前述下部邊緣電極從上部觀察時包圍前述絕緣環。
  10. 如請求項9所述之基板處理設備，其中，前述下部電極單元進一步包括：電源構件，前述電源構件向前述卡盤施加RF電力。
  11. 如請求項1至8中任一項所述之基板處理設備，其中，前述氣體供應單元包括：氣體供應源，前述氣體供應源供應由互不相同種類的多種氣體混合的前述製程氣體；以及氣體供應管線，前述氣體供應管線向前述緩衝空間供應前述製程氣體。
  12. 如請求項11所述之基板處理設備，其中，前述氣體供應源供應包括O2、N2、Ar、SF6、CF4中至少兩種以上的前述製程氣體。
  13. 一種上部電極單元，前述上部電極單元為處理基板的邊緣區域的斜面蝕刻設備的上部電極單元，包括：介電板，前述介電板與前述基板相向；支撐主體，前述支撐主體支撐前述介電板，其中，前述支撐主體的中央下 面與前述介電板的中央區域的上面相互組合而形成緩衝空間，前述緩衝空間係供應製程氣體的空間，且前述支撐主體的中間下面與前述介電板的邊緣區域的上面相互組合而形成氣體通道，前述製程氣體包括至少兩種以上互不相同種類的氣體；以及形成有多個通孔之擋環，前述擋環配置於前述緩衝空間，使前述製程氣體從前述緩衝空間通過前述多個通孔而供應給前述氣體通道。
  14. 如請求項13所述之上部電極單元，其中，前述擋環以多孔性材料形成。
  15. 如請求項13所述之上部電極單元，其中，前述擋環以多孔板形成。
  16. 如請求項15所述之上部電極單元，其中，前述通孔從主剖面觀察時沿傾斜方向形成。
  17. 如請求項13所述之上部電極單元，其中，前述上部電極單元進一步包括：上部邊緣電極，前述上部邊緣電極支撐於從上部觀察的前述支撐主體的邊緣區域，並包圍前述介電板。
  18. 如請求項17所述之上部電極單元，其中，從上部觀察時，前述上部邊緣電極與前述介電板彼此隔開，前述上部邊緣電極與前述介電板隔開的空間定義為氣體吐出部，前述氣體吐出部將前述氣體通道中流動的前述製程氣體吐出到前述基板的邊緣區域。
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