TW202428073A - 基板處理設備及擋板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種基板處理設備。提供的基板處理設備包括外殼、支撐單元、電漿產生部和擋板。外殼具有處理空間。支撐單元在處理空間中支撐基板。電漿產生部位於外殼的外部，使製程氣體放電而產生電漿，並將所產生的電漿供應到處理空間。擋板配置於支撐單元的上部，使得從電漿產生部向處理空間移動的電漿均勻傳遞到基板。擋板具備形成有孔的主體，前述孔提供電漿的移動路徑，上述孔中一部分或全部傾斜地配置。
Description
本發明係關於一種利用電漿來處理基板的設備。
所謂電漿，係指氣體加熱為超高溫狀態而分離為具有電子和正電荷的離子的狀態。在半導體或顯示設備產業領域，電漿可在處理基板時使用。
另一方面，參照韓國公開專利公報第10-2022-0133751號（2022.10.05.公開）等，利用電漿來處理基板的設備一般包括外殼、支撐單元、電漿產生部和擋板。外殼具有處理空間。支撐單元在處理空間中支撐基板。電漿產生部位於外殼外部，使製程氣體放電而產生電漿，並將產生的電漿供應到處理空間。擋板配置於支撐單元的上部，使得從電漿產生部移動到處理空間的電漿均勻傳遞到基板。
另一方面，上述擋板具備形成有孔的主體，前述孔提供電漿的移動路徑，以往，上述孔只沿垂直方向形成，在處理空間內的一部分區域（支撐單元附近等），電漿的流動不暢。
[技術課題]
本發明目的係提供一種電漿在處理空間流動順暢的基板處理設備。
本發明的目的不限於此，未提及的其他目的是一般技藝人士可以從以下記載明確理解的。
[技術方案]
本發明提供一種基板處理設備。實施例的基板處理設備包括外殼、支撐單元、電漿產生部和擋板。外殼具有處理空間。支撐單元在處理空間中支撐基板。電漿產生部位於外殼的外部，使製程氣體放電而產生電漿，並將所產生的電漿供應到處理空間。擋板配置於支撐單元的上部，使得從電漿產生部向處理空間移動的電漿均勻傳遞到基板。擋板具備形成有孔的主體，前述孔提供電漿的移動路徑，前述孔中一部分或全部傾斜地配置。
在一些實施例中，前述主體可以劃分為第一區域和第二區域。第二區域可以為包圍第一區域的區域，在主體上形成的孔中位於第一區域的孔可以定義為第一孔，位於第二區域的孔可以定義為第二孔。此時，第一孔可以向朝著支撐於支撐單元的基板中心的方向向下傾斜地配置，第二孔可以向從支撐於前述支撐單元的基板中心遠離的方向向下傾斜地配置。
實施例的基板處理設備可以還具備排氣板，前述排氣板配置於支撐單元的下部，並在內側邊緣部形成有排氣孔，在一些實施例中，上述第二孔可以配置成朝著支撐於支撐單元的基板的外側噴射電漿。
另外，本發明提供擋板。實施例的擋板包括形成有孔的主體，前述孔提供電漿的移動路徑。上述孔中一部分或全部傾斜地配置。
在一些實施例中，前述主體可以劃分為第一區域和第二區域。第二區域可以為包圍第一區域的區域，在主體上形成的孔中位於第一區域的孔可以定義為第一孔，位於第二區域的孔可以定義為第二孔。此時，第一孔可以向朝著主體中心軸的方向向下傾斜地配置，第二孔可以向從主體中心軸遠離的方向，向從中心遠離的方向向下傾斜地配置。
[發明效果]
實施例的基板處理設備在利用電漿處理基板的過程中，由於擋板的結構而適宜地控制電漿的流動，在處理空間內不產生渦流現象。因此，實施例的基板處理設備的基板處理效率優異。
並非本發明的效果限定於上述效果，未提及的效果是本發明所屬技術領域的技藝人士可以從本說明書及圖式明確理解的。
示例性實施例將參照圖式而更完整地進行說明。示例性實施例提供用於使本公開內容更徹底，向本技術領域的一般技藝人士充分傳遞其範圍。為了提供對本公開內容實施例的完整理解，揭示了諸如特定構成要素、設備及方法示例的多個特定詳細事項。本領域的技藝人士可以理解，不需要利用特定詳細事項，示例性實施例可以以大量不同形態實現，兩者均不得解釋為限制本公開的範圍。在一些示例性實施例中，公知的流程、公知的設備結構及公知的技術不再贅述。
在此使用的術語只用於說明特定示例性實施例，不用於限制示例性實施例。只在上下文未明確表示不同，在此使用的單數表達或單複數不明確的表述意指包括複數表達。術語「包括」、「包括的」、「具有的」為開放型意義，因而表徵所提及的特徵、構成（integers）、步驟、動作、要素及/或構成要素的存在，不排除一個以上其他特徵、構成、步驟、動作、要素、構成要素及/或其組合的存在或補充。在本說明書中，只要未注明執行順序，方法步驟、流程及動作不得解釋為必須按照討論或說明的特定順序執行。另外，可以選擇補充性或替代性步驟。
當提及要素或層「連接」、「結合」、「附著」、「鄰接」或「覆蓋」於另一要素或層「上」時，其可以直接位於或連接或結合或附著或鄰接或覆蓋於前述另一要素或層上，或者可以存在中間要素或層。相反，當提及要素「直接連接」或「直接結合」於另一要素或層「上」時，應理解為不存在中間要素或層。在通篇說明書中，相同參照符號指稱相同要素。本案發明中使用的術語「及/或」包括列舉的項目中一個以上項目的所有組合和子組合。
雖然第一、第二、第三等術語可以在本案發明中用於說明多樣的要素、區域、層及/或部分，但不得理解為這些要素、區域、層及/或部分由這些術語所限制。這些術語只用於將某一要素、區域、層或部分區別於其他要素、區域、層或部分。因此，以下討論的第一要素、第一區域、第一層或第一部分在不脫離示例性實施例思想的情況下，可以稱為第二要素、第二區域、第二層或第二部分。
空間上的相對性術語（例如，「下方」、「下面」、「下部」、「上面」、「上端」等）如圖所示，為了說明的便利而可以用於說明一個要素或特徵與其他要素或特徵的關係。空間上的相對性術語應理解為不僅是圖中所示排列方向，還包括使用或運轉中的設備的其他排列方向。例如，若圖中的前述設備翻轉，則描述為其他要素或特徵的「下面」、「下方」的要素將排列於其他要素或特徵的「上面」。因此，前述「下方」的術語可以全部包括上方和下方的排列方向。前述設備可以不同地排列（旋轉90或按其他方向排列），本案發明中使用的空間上的相對性描述語句可以適應於此進行解釋。
應當理解，在實施例的說明中，使用「同一」或「相同的」字樣的術語時，可能存在一些不準確的情況。因此，當提及一要素或值與其他要素或值相同時，應理解為相應要素或值與製造或運轉誤差（例如：±10%）以內的其他要素或值相同。
在本說明書中，當就數值而使用「大致」或「基本上」字樣的詞語時，應理解為相應數值包括所提及的數值的製造或運轉誤差（例如：±10%）。另外，應理解的是，當就幾何學形態而使用「通常」和「基本上」字樣的術語時，雖然不要求幾何學形態的準確性，但形態的自由度（Latitude）包括於公開範圍內。
只要未不同地定義，本案發明中使用的所有術語（包括技術性術語和科學性術語）具有與示例性實施例所屬技術領域的一般技藝人士通常理解的意義相同的意義。另外，應理解的是，包括通常使用的事先定義的術語在內，術語應解釋為在相關技術的脈絡上具有與其意義一致的意義，只要在本案發明中未明確定義，不得解釋為過於或過度正式的意義。
圖1為簡要示出實施例的基板處理設備的圖。
參照圖1，基板處理設備100利用電漿來選擇性去除基板W上的薄膜。基板處理設備100可提供用於執行灰化製程、蝕刻製程等。被電漿去除的薄膜可以為自然氧化膜或以化學方式產生的氧化膜。例如，薄膜可以為多晶矽膜、氧化矽膜和氮化矽膜等。
基板處理設備100可以包括製程處理部200、電漿產生部400、氣體供應單元600、排氣部900和控制器C。
製程處理部200可以包括外殼210、支撐單元230和擋板250。
外殼210具有處理基板W的處理空間212。外殼210不限於特定形狀，作為一例，如圖所示，可以以上部和下部開放的筒狀配備。在外殼210的側壁上可以形成有用於基板W進出的開口（未示出）。即，基板W可以藉由開口而從外殼210外部移送到處理空間212。在外殼210上可以還配置有對開口進行開閉的門（未示出）。
外殼210具有排氣板212。排氣板212配置於支撐單元230的下部。在排氣板212上可以形成有排氣孔214。排氣孔214可以位於排氣板212的內側邊緣部。處理空間212內的電漿、氣體和副產物等可以藉由排氣孔214排出到外殼210外部。排氣孔214與排氣部900連接。
支撐單元230配置於處理空間212並支撐基板W。支撐單元230可以包括支撐板232和支撐軸234。支撐板232具有供基板W安放的安放面。支撐軸234具有既定高度，沿垂直方向結合於支撐板232的下部。
在一些實施例中，支撐單元230還可以包括加熱器（未示出）。加熱器可以位於基座231內部或基座231附近。加熱器將基座231加熱為設置溫度。加熱器可以以加熱線形態配備。
在一些實施例中，支撐單元230還可以包括冷卻器（未示出）。冷卻器可以位於基座231內部或基座231附近。冷卻器冷卻基座231。冷卻器可以以供冷卻液流動的冷卻管線形態配備。
在一些實施例中，支撐單元230可以與外部電源連接，配置成藉助靜電力來夾持基板W。
在一些實施例中，支撐單元230可以配置成以機械夾持或真空吸附等多樣方式夾持基板W。
擋板250位於支撐單元230上部並與支撐單元230相向。擋板250可以以在板狀主體251形成有多個孔252的形態配備，前述多個孔252提供電漿的移動路徑。孔252中一部分或全部可以傾斜地配置。擋板250可以位於外殼210與電漿產生部400的邊界，可以配置成結合於外殼210或電漿產生部400。擋板250使得在電漿產生部400產生並流入處理空間212的電漿均勻供應到支撐於支撐單元230的基板W。
參照圖2、圖3，擋板250可以劃分為第一區域A1和第二區域A2。此時，第二區域A2為包圍第一區域A1的區域。孔252中位於第一區域A1的孔定義為第一孔252a，位於第二區域A2的孔定義為第二孔252b。
第一孔252a可以向朝著主體251中心軸的方向或朝著支撐於支撐單元230的基板W中心的方向向下傾斜地配置。一般沿垂直方向向電漿產生部400供應的氣流具有向外側擴散的趨勢，第一孔252a如前所述配置時，可以顯著減小氣流擴散的現象，氣流可以向基板W均勻噴射。上述氣流可以包括電漿、氣體和副產物等。
第二孔252b可以向遠離主體251中心軸的方向或向從支撐於支撐單元230的基板W中心遠離的方向向下傾斜地配置。一般在基板處理過程中產生的顆粒（Particle）具有重量，從而具有欲向電漿產生部400供應的氣流內側移動的傾向，第二孔252b如前所述配置時，在處理空間212上部殘留的顆粒在藉由第二孔252b噴射的氣流作用下不會污染基板W，可藉由排氣孔214直接排出。上述氣流可以包括電漿、氣體和副產物等。
為了最大限度提高藉由第二孔252b去除顆粒的效果，第二孔252b可以配置成朝向支撐於支撐單元230的基板W的外側噴射氣流。另外，主體251可以具有比支撐於支撐單元230的基板W更大面積，第二孔252b中位於最內側的孔的流入部可以與支撐於支撐單元230的基板W重疊配置。
即，若利用上面說明的擋板250，則在利用電漿處理基板W的過程中，由於擋板250的結構而適宜地控制電漿的流動，在處理空間212內不產生渦流現象。另外，基板W被顆粒再次污染的現象顯著減少。
參照圖4，在一些實施例中，在主體251上形成的孔252全部可以向朝著主體251中心軸的方向或朝著支撐於支撐單元230的基板W中心的方向向下傾斜地配置。
參照圖5，在一些實施例中，在主體251上形成的孔252全部可以向遠離主體251中心軸的方向或向從支撐於支撐單元230的基板W中心遠離的方向向下傾斜地配置。
再參照圖1，電漿產生部400可以位於外殼210的上部。電漿產生部400使製程氣體放電而產生電漿，並將所產生的電漿供應到處理空間212。電漿產生部400可以包括電漿腔室410、電力接入單元430和擴散腔室440。
電漿腔室410不限於特定形狀，作為一例，如圖所示，可以以上面和下面開放的筒狀配備。電漿腔室410具有電漿產生空間412。電漿腔室410可以以包括氧化鋁（Al
2O
3）的材質配備。電漿產生空間412可以被氣體供應單元600供應的製程氣體及/或吹掃氣體填充。
電力接入單元430向電漿產生空間412接入高頻電力。電力接入單元430可以包括天線432和電源434。
天線432可以以線圈形狀配備，以螺旋形在電漿腔室410外部纏繞多圈。此時，天線432纏繞的高度可以對應於電漿產生空間412的高度。
電源434與天線432連接，向天線432接入高頻電力。電源434的一部分接地。
若向天線432接入高頻電力，則在電漿產生空間412內形成感應電場，電漿產生空間412內的氣體變換為電漿狀態。
擴散腔室440位於電漿腔室410的下部，連接電漿腔室410和外殼210。擴散腔室440可以以下端具有比上端更大面積的漏斗形狀配備。
擴散腔室440使電漿腔室410產生的電漿、穿過電漿產生空間412移動到外殼210的製程氣體及/或吹掃氣體擴散。
在擴散腔室440以既定面積擴散的電漿、製程氣體和吹掃氣體等，藉由擋板250均勻供應到支撐於支撐單元230的基板W。
氣體供應單元600向電漿產生空間412供應製程氣體及/或吹掃氣體。氣體供應單元600可以包括氣體埠610、製程氣體供應源620、吹掃氣體供應源630和氣體供應管線640。
氣體埠610可以位於電漿腔室410的開放的上部區域，配置成密閉電漿產生空間412的開放的上部區域。
氣體供應管線640可以與氣體埠610連接。氣體供應管線640的一端可以連接於氣體埠610，氣體供應管線640的另一端可以分支並連接於製程氣體供應源620和吹掃氣體供應源630。
製程氣體供應源620向電漿產生空間412供應製程氣體。製程氣體可以包括氟（Fluorine）及/或氫（Hydrogen）。供應到電漿產生空間412的製程氣體可以藉助電力接入單元430而在電漿產生空間412中變換成電漿態。
在氣體供應管線640上可以配置有閥622，前述閥622調節製程氣體供應源620供應的製程氣體的流量。閥622不限於特定形態或結構，可以為公知的多樣閥中任一種。
吹掃氣體供應源630向電漿產生空間412供應吹掃氣體。吹掃氣體可以為氮氣等惰性氣體。處理空間212的內部壓力可以根據吹掃氣體的供應量來調節。
在氣體供應管線640上可以配置有閥632，前述閥632調節吹掃氣體供應源630供應的吹掃氣體的流量。閥632不限於特定形態或結構，可以為公知的多樣閥中任一種。
排氣部900與外殼210的排氣孔214連接。排氣部900將基板處理過程中產生的電漿、氣體和副產物等排出到外殼210外部。排氣部900可以包括排氣管線902和泵904。
排氣管線902的一端可以與在外殼210底面形成的排氣孔214連接，排氣管線902的另一端可以與泵904連接。
泵904吸入處理空間212內的電漿、氣體和副產物等，減小處理空間212氣氛壓力。泵904不限於特定形態或結構，可以為公知的多樣泵中任一種。
控制器C控制基板處理設備100的運轉。可以控制供應到處理空間212的電漿的供應量、供應到處理空間212的吹掃氣體的供應量、泵904的功率等。
在此公開了示例性實施例，但應理解可以進行其他變形。特定實施例的個別要素或特徵一般不由其特定實施例所限制，在可應用的情況下，即使不特別示出或說明，也可以互換並在選擇的實施例中使用。這種變形不得視為超出本公開內容的思想和範圍，一般技藝人士不言而喻的所有這些變形均包括於以下申請專利範圍的範圍內。
100:基板處理設備
200:製程處理部
210:外殼
212:排氣板
214:排氣孔
230:支撐單元
232:支撐板
234:支撐軸
250:擋板
251:主體
252:孔
252a:第一孔
252b:第二孔
400:電漿產生部
410:電漿腔室
412:電漿產生空間
430:電力接入單元
432:天線
434:電源
440:擴散腔室
600:氣體供應單元
610:氣體埠
620:製程氣體供應源
622:閥
630:吹掃氣體供應源
632:閥
640:氣體供應管線
900:排氣部
902:排氣管線
904:泵
A1:第一區域
A2:第二區域
C:控制器
W:基板
圖1為簡要示出實施例的基板處理設備的圖。
圖2為圖1的擋板的俯視圖。
圖3示出圖1的處理空間中的流體流動。
圖4為另一實施例的擋板的剖面圖。
圖5為又一實施例的擋板的剖面圖。
與圖式一同考察詳細說明，本說明書的非限制性實施例的多樣特徵和優點將會更加明確。圖式只提供用於舉例目的，不得解釋為限定申請專利範圍。只要未明確提及，圖式不得視為按比例尺繪製。為了明確性，圖式的多樣尺寸可以誇張。
100:基板處理設備
200:製程處理部
210:外殼
212:排氣板
214:排氣孔
230:支撐單元
232:支撐板
234:支撐軸
250:擋板
251:主體
252:孔
400:電漿產生部
410:電漿腔室
412:電漿產生空間
430:電力接入單元
432:天線
434:電源
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600:氣體供應單元
610:氣體埠
620:製程氣體供應源
622:閥
630:吹掃氣體供應源
632:閥
640:氣體供應管線
900:排氣部
902:排氣管線
904:泵
C:控制器
W:基板
Claims (9)
- 一種基板處理設備，其包括： 外殼，前述外殼具有處理空間； 支撐單元，前述支撐單元在前述處理空間中支撐基板； 電漿產生部，前述電漿產生部位於前述外殼的外部，使製程氣體放電而產生電漿，並將所產生的電漿供應到前述處理空間；及 擋板，前述擋板配置於前述支撐單元的上部，使得從前述電漿產生部向前述處理空間移動的電漿均勻傳遞到基板， 其中，前述擋板具備形成有孔的主體，前述孔提供電漿的移動路徑，前述孔中一部分或全部傾斜地配置。
- 如請求項1所記載之基板處理設備，其中，前述孔中一部分或全部向朝著支撐於前述支撐單元的基板中心的方向向下傾斜地配置。
- 如請求項1所記載之基板處理設備，其中，前述孔中一部分或全部向從支撐於前述支撐單元的基板中心遠離的方向向下傾斜地配置。
- 如請求項1所記載之基板處理設備，其中，前述主體劃分為第一區域和第二區域， 前述第二區域為包圍前述第一區域的區域， 前述孔中位於前述第一區域的孔定義為第一孔， 前述孔中位於前述第二區域的孔定義為第二孔， 前述第一孔向朝著支撐於前述支撐單元的基板中心的方向向下傾斜地配置， 前述第二孔向從支撐於前述支撐單元的基板中心遠離的方向向下傾斜地配置。
- 如請求項4所記載之基板處理設備，其還具備排氣板，前述排氣板配置於前述支撐單元的下部，在內側邊緣部形成有排氣孔； 前述第二孔配置成朝著支撐於前述支撐單元的基板的外側噴射電漿。
- 如請求項4所記載之基板處理設備，其中，前述主體具有比支撐於前述支撐單元的基板更大面積， 從上面觀察時，前述第二孔中位於最內側的孔的流入部與支撐於前述支撐單元的基板重疊配置。
- 一種擋板，前述擋板配備於基板處理設備，前述擋板包括： 主體，前述主體形成有孔，前述孔提供電漿的移動路徑； 其中，前述孔中一部分或全部傾斜地配置。
- 如請求項7所記載之擋板，其中，前述主體劃分為第一區域和第二區域， 前述第二區域為包圍前述第一區域的區域， 前述孔中位於前述第一區域的孔定義為第一孔， 前述第一孔向朝著前述主體中心軸的方向向下傾斜地配置。
- 如請求項8所記載之擋板，其中，前述孔中位於前述第二區域的孔定義為第二孔， 前述第二孔向從前述主體中心軸遠離的方向，向從中心遠離的方向向下傾斜地配置。
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