CN103377979B - 调节板和具有该调节板的用于处理基板的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用处理气体的基板处理装置及其使用的调节板。一种基板处理装置，该基板处理装置包括：室，其设有在其中执行处理的空间；支撑件，其在室中支撑基板；气体供给件，其将处理气体供给到布置在支撑件上的基板上；以及排气组件，其耦合到室以排出室中的气体，其中所述排气组件包括：排气管，其连接到所述室；排气室，其连接到排气管以在排气管中提供真空压力；阀，其调节排气管的开口率；以及调节板，其具有设置在室中的覆盖板，以当排气管部分地打开时，沿着与排气管的打开区域相对应的方向干扰室的内部区域中的处理气体的流动。因此，处理气体可以均匀地供给到基板上。

Description

调节板和具有该调节板的用于处理基板的装置

技术领域

这里公开的本发明涉及一种用于处理基板的装置，并且更具体地，涉及一种使用处理气体（processgas）的基板处理装置及用于其的调节板。

背景技术

半导体器件制造过程包括诸如蚀刻、沉积和清洗等的多个操作。在这些操作中，在室中供给处理气体的同时执行蚀刻与沉积操作，并且与此同时，为了处理均匀性，应该将处理气体均匀地供给到基板的整个区域上。

在这些操作中，将处理气体供给到室中，而且，恒定地保持室的内部压力。将真空压力提供到室以便恒定地保持室的内部压力。通过连接到室的底部表面的排气管供给真空压力。在此方面，真空压力以及处理气体的根据真空压力的排放量可以通过排气管的开口率（openingrate）调节。图1是通用基板处理装置的横截面视图，并且图2是示出当图1中的排气管的一部分打开时在室中的空气流流动的横截面视图。参照图1和图2，阀20安装在排气管10上。阀20具有使覆盖板22可旋转地围绕铰接轴24运动以调节排气管10的开口率的结构。覆盖板22可以在垂直于排气管10的长度方向的平面上可旋转地运动。

然而，排气管10的打开区域是不对称设置的。因此，在处理气体的排气流指向室中的打开区域的方向上形成气流。在室中形成的不对称气流使处理气体集中在诸如图2的区域“A”的特定区域上。因此，使处理气体非均匀地供给到基板上。

专利文献：

韩国专利申请特开公开No.2010-0138687

发明内容

本发明提供了一种将处理气体均匀地供给到基板上的基板处理装置及其方法。

本发明的实施方式提供了基板处理装置及用于其的调节板。基板处理装置包括：室，其设有在其中执行处理的空间；支撑件，其在室中支撑基板；气体供给件，其将处理气体供给到布置在支撑件上的基板上；以及排气组件，其与室耦合以排出室中的气体，其中排气组件包括：排气管，其连接到室；排气室，其连接到排气管以将真空压力提供到排气管中；阀，其调节排气管的开口率；以及调节板，其具有设置在室中的覆盖板，以当排气管部分地打开时，在与排气管的打开区域相对应的方向上干扰室的内部区域中的处理气体的流动。

在一些实施方式中，覆盖板可以具有围绕支撑件的一部分的弧形形状。在其他实施方式中，调节板还可以包括：外环，其耦合至接触室的内壁；内环，其耦合至接触支撑件的外表面，其中覆盖板耦合在外环与内环之间。在仍其他实施方式中，覆盖板可以具有多个孔，并且所述多个孔可以相应地沿着上下方向倾斜。在甚至其他实施方式中，孔可以相应地设置为狭缝的形式。在仍其他实施方式中，狭缝可以具有弧形形状。在进一步的实施方式中，孔可以朝向远离支撑件的方向向上地倾斜。在仍进一步的实施方式中，一些孔可以倾斜使得当从上侧观察时可能看不到覆盖板的下部区域。在甚至进一步的实施方式中，另外一些孔倾斜使得当从上侧观察时可以看到覆盖板的下部区域。在仍进一步的实施方式中，一些孔可以邻近覆盖板的外侧布置，并且另一些孔可以邻近覆盖板的内侧布置。

在更进一步的实施方式中，覆盖板可以具有多个孔，所述多个孔沿着远离支撑件的方向具有不同尺寸。在仍更进一步的实施方式中，覆盖板可以具有多个孔，并且邻近覆盖板的内侧布置的所述多个孔可以比邻近调节板的外侧布置的所述多个孔具有更大的宽度。

在甚至更进一步的实施方式中，排气组件可以具有围绕支撑件的圆环形状，该排气组件可以具有多个通孔，并且排气组件还可以包括布置在调节板上的挡板。在仍更进一步的实施方式中，排气管可以布置在室的底部中心上。在甚至仍更进一步的实施方式中，阀可以包括在垂直于所述排气管的长度方向的平面上运动的控制板。

在本发明的其他实施方式中，调节板布置在室内以调节在室中的每个区域中的排放量。调节板包括：外环；内环，其布置在外环的内侧上；以及覆盖板，其布置在外环与内环之间的区域的一部分上，并且具有多个孔。

在一些实施方式中，覆盖板可以具有弧形形状。在其他实施方式中，孔可以相应地在上下方向上倾斜。在仍其他实施方式中，一些孔可以倾斜使得当从上侧观察时可能看不到覆盖板的下部区域。

附图说明

并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图提供对本发明进一步的理解。此附图示出了本发明的示例性实施方式，其连同附图说明一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是常用基板处理装置的横截面视图；

图2是示出根据图1的排气管的开口率的气流的横截面视图；

图3是根据本发明的实施方式的基板处理装置的横截面视图；

图4是沿着图3的管线a-a’剖切的横截面视图；

图5是图4的阀的另一个实施方式的横截面视图；

图6是图3的挡板的平面图；

图7是图3的调节板的平面图；

图8是沿着图7的管线b-b′剖切的调节板的横截面视图；

图9是图8的调节板的另一个实施方式的横截面视图；

图10是图8的调节板的另一个实施方式的横截面视图；

图11是图8的调节板的另一个实施方式的横截面视图；

图12是图4的调节板的另一个实施方式的平面图；以及

图13是根据图3的另一个实施方式的基板处理装置的横截面视图。

具体实施方式

然而，本发明可以以不同的形式体现并且不应构造为限定于这里阐述的实施方式。相反，这些实施方式设置为使得本公开将更全面与完整，并且将本发明的范围充分地传达到本领域中的技术人员。因此，为了清楚起见放大了附图中元件的形状。

将描述根据本发明的实施方式的利用处理气体蚀刻基板的基板处理装置。然而，本发明不限于此。例如，本发明可以应用于多种装置，其可以在将处理气体供给到室中的同时执行处理。

图3是根据本发明的实施方式的基板处理装置的横截面视图。参照图3，基板处理装置10包括室100、气体供给件200、等离子源300、支撑件400以及排气组件500。

室100设有在其中执行处理的空间。室100具有圆柱形形状。室100由金属形成。例如，室100可以由铝材料形成。排气孔170限定在室100的底部中。在处理的过程中产生的副产物以及停留在室100内的处理气体通过排气孔170排放到外部。开口130限定在室100的侧表面上。开口130用作通道，基板W通过该通道加载与卸载。门150布置在开口130上以打开并且关闭开口130。

气体供给件200将处理气体供给到室100中。气体供给件200包括气体存储部件250、气体供给管线230、以及气体流入端口210。气体供给管线230将气体存储部件250与气体流入端口210连接在一起。存储在气体存储部件250中的处理气体通过气体供给管线230供给到气体流入端口210中。阀安装在气体供给管线230上以打开与关闭通道或者调节流过通道的处理气体的流速。

等离子源300在室100中将处理气体激发到等离子状态。感应耦合等离子体（ICP）源可以用于等离子源300。等离子源300包括天线310和外电源330。天线310布置在室100的外侧上部上。天线310以缠绕多次的螺旋形线圈的形式设置，并且连接到外电源330。天线310接收来自外电源330的电能。当电能施加到天线310时，天线310可以在室100内形成电磁场。处理气体通过电磁场被激发到等离子状态。

支撑件400在室100内支撑基板（W）。支撑件400设置为通过利用静电力支撑基板（W）的静电吸盘400。支撑件400可以以诸如机械夹紧的多种方法选择性地支撑基板（W）。

静电吸盘400包括介电板410、聚焦环450和基部430。

基板W布置在介电板410的顶部表面上。介电板410具有圆盘形状。介电板410可以具有小于基板（W）的直径。下电极412布置在介电板410中。下电极412连接到电源，并且接收来自电源的电能。下电极412提供静电力以基于施加的电能将基板（W）吸附到介电板410上。加热基板（W）的加热器416安装在介电板410中。加热器416可以布置在下电极412的下方。加热器416可以以螺旋形加热丝的形式设置。

聚焦环450使等离子聚集在基板（W）上。聚焦环450可以设置为围绕在介电板410的周边。聚焦环450具有圆环形状。聚焦环450具有外部比内部更高的阶梯式表面。聚焦环450的内部的顶部表面支撑基板（W）的底部表面的边缘部分。聚焦环450的外侧部分可以围绕基板（W）的侧面部分。

基部430支撑介电板410。基部430布置在介电板410的下方，并且固定地耦合到介电板410。基部430的顶部表面具有阶梯式表面，基部的中心区域比基部的边缘区域更高。基部430的顶部表面的中心区域具有与介电板410的底部表面相对应的区域。冷却通道432布置在基部430中。冷却通道432设置为冷却流体循环通过其的通道。冷却通道432以螺旋形状设置在基部430内。

排气组件500将停留在室100中的处理气体排放到外部。排气组件500包括排气管510、排气件512、阀520、挡板530和调节板540。

图4是沿着图3的管线a-a’剖切的排气管的横截面视图。参照图4，排气管510连接到室100的底部表面上以与室100的排气孔170连通。排气件512安装在排气管510中。排气件512将真空压力提供到室100。例如，排气件512可以是泵。

阀520调节排气管510的开口率。阀520安装在室100与排气管510中的排气件512之间。阀520具有用于控制排气管510的通道面积的控制板523。控制板523具有与排气管510的通道面积相对应的或者比排气管510的通道面积更大的面积。铰接轴521耦合到控制板523。控制板523可旋转地设置在用作旋转中心的铰接轴521的周围。铰接轴521沿着其纵向方向平行于排气管510。因此，控制板523在垂直于排气管510的长度方向的平面上可旋转地运动。排气管510的开口率可以根据控制板523的旋转来调节。如图5中所示，控制板523可以通过沿着在垂直于排气管510的长度方向的平面上的方向的线性运动选择性地调节排气管510的开口率。当排气管510部分地打开时，在室100内朝向与排气管510的打开区域相对应的方向稠密地形成气流。这里，沿着与排气管510的打开区域相对应的方向的室100的内部区域称作高密度气体区域。

图6是图3的挡板的平面图。参照图6，挡板530设置在室100内。挡板530具有圆环形状。挡板530布置在室100的内壁与支撑件400之间。挡板530在其中具有多个通孔531。在室100中，处理气体经过挡板530的通孔531并且通过排气孔170排放。排气孔170基本上均匀地布置在挡板530的整个区域中。

调节板540被调节使得真空压力均匀地作用在室100的整个内部区域上。调节板540布置在挡板530的下方。调节板540布置在室100的内壁与支撑件400之间。

图7是图3的调节板的平面图，并且图8是沿着图7的线b-b′剖切的调节板的横截面视图。参照图7和图8，调节板540包括外环542、内环544和覆盖板550。外环542具有圆环形状。外环542具有与室100的内壁相对应的宽度。外环542可以与室100的内壁接触。内环544布置在外环542的内部。内环544具有与支撑件400的外表面相对应的宽度。内环544可以与支撑件400的外表面接触。

覆盖板550布置在外环542与内环544之间。覆盖板550布置在室100的高密度气体区域上。覆盖板550可以具有弧形形状。覆盖板550的内表面耦合到内环544，并且覆盖板550的外表面耦合到外环542。覆盖板550具有第一孔551、第二孔552和第三孔553。第一孔551、第二孔552和第三孔553沿着远离支撑件400的方向顺序地布置。第一孔551、第二孔552和第三孔553相应地以狭缝551、552和553的形式设置。狭缝551、552和553中的每个都具有弧形形状。孔551、552、和553中的每个都沿着上下方向倾斜。在实施方式中，孔551、552和553中的每个都可以朝向远离支撑件400的方向向上倾斜。当从上侧观察时，第一孔551可以以看到覆盖板550的下部区域的角度倾斜。与此不同，第二孔552和第三孔553可以以看不到覆盖板550的下部区域的角度倾斜。此外，第一孔551、第二孔552、以及第三孔553可以具有彼此不同的宽度。在实施方式中，第一孔551的宽度551a可以比第二孔552的宽度552a与第三孔553的宽度553a都大，并且第二孔552的宽度552a和第三孔553的宽度553a可以彼此相等。这是因为通过第一孔551排放的等离子的量可能比通过第二孔552或第三孔553排放的等离子的量更大。因此，等离子流可以集中在基板（W）上。

此外，由于每个孔的倾斜角度都增加并且每个孔的宽度都减小，因此处理气体的流动越来越多地受孔551、552和553的干扰。因此，可以通过调节孔551、552和553的倾斜角度和宽度来控制等离子流。

选择性地，如图9中所示，在调节板540中第一孔551的宽度551b、第二孔552的宽度552b以及第三孔553的宽度553b可以沿着远离支撑件400的方向顺序地减小。

选择性地，在调节板540中的第一孔551的宽度551c、第二孔552的宽度552c以及第三孔553的宽度553c可以彼此相等。

选择性地，如图11中所示，在调节板540中，第一孔551、第二孔552以及第三孔553沿着与调节板540的一个表面垂直的方向布置。

此外，第一孔551、第二孔552以及第三孔553可以以狭缝的形式设置。此外，第一孔551、第二孔552以及第三孔553可以具有圆孔形状。

此外，如图13中所示，根据本发明的基板处理装置可以仅设有调节板540而没有挡板530。

根据上述实施方式，调节板540干扰室100的集中区域中的处理气体的流动。因此，调节板540使形成在室100的集中区域中的处理气体的气流分散，以允许处理气体相对于室100的整个区域均匀地排放。

此外，等离子源300可以包括电容性耦合的等离子（CCP）。电容性耦合的等离子（CCP）可以包括布置在室100内的第一电极和第二电极。第一电极与第二电极相应地布置在顶部表面和室内室100中的表面上，并且此电极可以在上下方向上相互平行地布置。可以向一个电极施加高频功率，并且另一个电极可以接地。在两个电极之间的空间中形成电磁场，并且可以将供给到此空间中的处理气体激发到等离子状态。

根据本发明的实施方式，处理气体可以均匀地供给到基板上。

上面公开的主题将被认为是说明性的而非限定性的，并且所附权利要求旨在覆盖落在本发明的真实精神与范围内的全部这些修改、增强、以及其它实施方式。因此，在本公开中公开的实施方式和附图不旨在限定本公开的技术精神，而是说明性的。本公开的技术精神的范围不受限于实施方式与附图，并且本公开的范围应该根据后面所附的权利要求来解释。因此，落在等效范围内的技术精神应该解释为包括在本公开的范围中。

Claims (17)

1.一种基板处理装置，该基板处理装置包括：

室，其设有在其中执行处理的空间；

支撑件，其在所述室中支撑基板；

气体供给件，其将处理气体供给到布置在所述支撑件上的所述基板上；以及

排气组件，其与所述室耦合以排放所述室中的气体，

其中所述排气组件包括：

排气管，其连接到所述室；

排气室，其连接到所述排气管以在所述排气管中提供真空压力；

阀，其调节所述排气管的开口率；以及

调节板，其具有设置在所述室中的覆盖板，以当所述排气管部分地打开时，在与所述排气管的打开区域相对应的方向上干扰在所述室的内部区域中的所述处理气体的流动，覆盖板由围绕所述支撑件的一个弧形段构成，所述覆盖板布置在所述室的高密度气体区域上。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述调节板还包括：

外环，其耦合至接触所述室的内壁；以及

内环，其耦合至接触所述支撑件的外表面，

其中所述覆盖板耦合在所述外环与所述内环之间。

3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中所述覆盖板具有多个孔，并且所述多个孔相应地沿着上下方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中所述孔相应地以狭缝的形式设置。

5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中所述狭缝具有弧形形状。

6.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中所述孔朝向远离所述支撑件的方向向上倾斜。

7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中一些所述孔倾斜使得当从上侧观察时看不到所述覆盖板的下部区域。

8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中另一些所述孔倾斜使得当从上侧观察时可见所述覆盖板的下部区域。

9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中所述一些孔邻近所述覆盖板的外侧布置，并且所述另一些孔邻近所述覆盖板的内侧布置。

10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述覆盖板具有多个孔，所述多个孔沿着远离所述支撑件的方向具有不同尺寸。

11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中邻近所述覆盖板的内侧布置的所述多个孔比邻近所述调节板的外侧布置的所述多个孔具有更大的宽度。

12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述排气组件具有围绕所述支撑件的圆环形状，所述排气组件具有多个通孔，并且所述排气组件还包括布置在所述调节板上的挡板。

13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中所述排气管布置在所述室的底面中心上。

14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中所述阀包括在垂直于所述排气管的长度方向的平面上运动的控制板。

15.一种布置在室内的用于调节在所述室中的每个区域中的排放量的调节板，所述调节板包括：

外环；

内环，其布置在所述外环的内侧上；以及

覆盖板，其布置在所述外环与所述内环之间的区域的一部分上，并且具有多个孔，覆盖板由一个弧形段构成，所述覆盖板布置在所述室的高密度气体区域上。

16.根据权利要求15所述的调节板，其中所述多个孔相应地沿着上下方向倾斜。

17.根据权利要求16所述的调节板，其中一些所述多个孔倾斜使得当从上侧观察时看不到所述覆盖板的下部区域。