CN111223737A - 基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法 - Google Patents

基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111223737A
CN111223737A CN201910979189.6A CN201910979189A CN111223737A CN 111223737 A CN111223737 A CN 111223737A CN 201910979189 A CN201910979189 A CN 201910979189A CN 111223737 A CN111223737 A CN 111223737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
substrate
gas
support member
regions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910979189.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111223737B (zh
Inventor
李相起
河刚来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semes Co Ltd
Original Assignee
Semes Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semes Co Ltd filed Critical Semes Co Ltd
Publication of CN111223737A publication Critical patent/CN111223737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111223737B publication Critical patent/CN111223737B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32513—Sealing means, e.g. sealing between different parts of the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/002—Cooling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32467—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

一种用于处理基板的设备，包括：壳体，在该壳体中具有处理空间；支撑单元，其在处理空间中支撑基板；处理气体供应单元，其将处理气体供应到处理空间中；以及等离子体源，其从处理气体产生等离子体。支撑单元包括：支撑构件，在其上放置基板；加热构件，其加热被支撑在支撑构件上的基板；以及传热气体供应构件，其将传热气体供应到被支撑在支撑构件上的基板的背面。加热构件包括多个加热器，并且当俯视时，多个加热器加热被放置在支撑构件上的基板上的不同区域。支撑构件包括突起，该突起将支撑构件和被放置在支撑构件上的基板的背面之间的空间划分成多个气体区域，并且当俯视时，由加热构件加热的基板上的加热区域中的至少一个被划分为多个区域。

Description

基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法
技术领域
本文描述的发明构思的实施例涉及一种基板处理设备和一种基板处理方法。
背景技术
等离子体可用于基板处理过程中。例如，可以在蚀刻、沉积或干燥清洁工艺中使用等离子体。等离子体通过将中性气体加热到很高的温度或使其经受强电场或射频(RF)电磁场而产生，并且是指包含离子、电子和自由基的物质的离子化气态。使用等离子体的干燥清洁、灰化或磨损工艺通过使等离子体中包含的离子或自由基粒子与基板碰撞来执行。
在控制基板的各个区域的温度时，有利的是将可独立调节的加热区域细分。但是，为了增加加热区域的数量，除了加热器之外，还必须另外设置加热器端子和温度传感器。因此，由于基板处理设备(在其中布置了必须设置以增加加热区域数量的部件)中的空间限制，在细分加热区域方面存在限制。
发明内容
本发明构思的实施例提供了一种基板处理设备，其用于在使用等离子体处理基板时提高工艺效率。
本发明构思的实施例提供一种用于进一步细分和加热基板的基板处理设备。
本发明构思的实施例提供一种用于使用小的加热区域来改善温度偏差的基板处理设备。
本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题，并且本发明构思所属领域的技术人员根据以下描述将清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
根据示例性实施例，一种用于处理基板的设备包括：壳体，在壳体中具有处理空间；支撑单元，其在处理空间中支撑基板；处理气体供应单元，其将处理气体供应到处理空间中；以及等离子体源，其从处理气体产生等离子体。支撑单元包括：支撑构件，在支撑构件上放置基板；加热构件，其加热被支撑在支撑构件上的基板；以及传热气体供应构件，其将传热气体供应到被支撑在支撑构件上的基板的背面。加热构件包括多个加热器，并且当俯视时，多个加热器加热被放置在支撑构件上的基板上的不同区域。支撑构件包括突起，该突起将支撑构件和放置在支撑构件上的基板的背面之间的空间划分为多个气体区域，并且当俯视时，由加热构件加热的基板上的加热区域中的至少一个被该突起划分为多个区域。
在一个实施例中，被供应到多个气体区域中的传热气体的压力可以是独立可调的。
在一个实施例中，传热气体供应构件可包括传热气体供应源；主供应管线，其连接到传热气体供应源；多个供应通道，其从主供应管线分支出来，每个供应通道连接到多个气体区域中的相应一个，并且在各个供应通道中安装有流量调节构件，其中每个流量调节构件调节流过相应的供应通道的传热气体的流量。
在一个实施例中，多个加热器的输出可以是独立可控的。
在一个实施例中，突起可以具有环形形状。
在一个实施例中，多个加热区域中的一些加热区域可以处于与支撑构件的中心不同的距离处。
在一个实施例中，当俯视时，被突起划分为多个区域的加热区域可以是在多个加热区域之中距离支撑构件的中心最远处的加热区域。
在一个实施例中，多个加热区域可以包括第一加热区域和第二加热区域，第一加热区域包括支撑构件的边缘区域，第二加热区域包括支撑构件的中心区域。当俯视时，被突起划分为多个区域的加热区域可以是第一加热区域。
在一个实施例中，第一加热区域可以包括多个第一加热区域，并且多个第一加热区域可以沿着基板的周向布置。
在一个实施例中，多个加热区域还可以包括设置在第一加热区域和第二加热区域之间的第三加热区域。
在一个实施例中，与第二加热区域相比，第一加热区域可以沿基板的径向具有更大的宽度。
在一个实施例中，多个加热区域可以包括：中央气体区域，其包括第一加热区域的一部分和第二加热区域的一部分；以及边缘气体区域，其包括第一加热区域的另一个部分。
根据示例性实施例，一种用于支撑基板的支撑单元包括：支撑构件，在其上放置基板；加热构件，其加热被支撑在支撑构件上的基板；以及传热气体供应构件，其将传热气体供应到被支撑在支撑构件上的基板的背面。加热构件包括多个加热器，并且当俯视时，多个加热器加热放置在支撑构件上的基板上的不同区域。支撑构件包括突起，该突起将支撑构件和放置在支撑构件上的基板的背面之间的空间划分为多个气体区域，并且当俯视时，由加热构件加热的基板上的加热区域中的至少一个被划分为多个区域。
在一个实施例中，多个加热区域可以包括第一加热区域和第二加热区域，第一加热区域包括支撑构件的边缘区域，第二加热区域包括支撑构件的中心区域。当俯视时，被突起划分成多个区域的加热区域可以是第一加热区域。
在一个实施例中，多个加热区域可以包括：中央气体区域，其包括第一加热区域的一部分和第二加热区域的一部分；以及边缘气体区域，其包括第一加热区域的另一部分。
根据示例性实施例，一种用于处理基板的方法包括在使用等离子体处理基板的同时控制基板的温度。对基板的温度的控制通过以下来执行：将基板划分成多个加热区域，使用针对各个加热区域设置的加热器独立地加热所述加热区域，将基板下方的空间划分成多个气体区域以及将传热气体独立地供应到多个气体区域中。当俯视时，多个加热区域中的至少一个叠置在多个气体区域上。
在一个实施例中，供应到多个气体区域中的传热气体的压力可以彼此不同。
在一个实施例中，在多个加热区域之中，当俯视时叠置在多个气体区域上的加热区域可以是最外侧的加热区域。
根据示例性实施例，一种用于处理基板的方法包括在使用等离子体处理基板的同时控制基板的温度。对基板的温度的控制通过以下来执行：将基板划分为多个加热区域，使用用于各个加热区域的加热器独立地加热所述加热区域，以及使供应到多个加热区域中的至少一个中的一个部分和另一个部分中的传热气体的压力不同。
附图说明
通过以下参考以下附图的描述，上述及其他目的和特征将变得显而易见，其中，除非另外指明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部分，并且：
图1是示出根据本发明构思的实施例的基板处理设备的截面图；
图2是示出根据本发明构思的实施例的用于支撑基板的支撑单元的示意性截面图；
图3是示出根据本发明构思的实施例的介电板的透视图；
图4是示出根据本发明构思的实施例的其中布置有加热构件的介电板的平面图；
图5图示出根据图4的实施例的支撑构件的温度控制区域；以及
图6图示出根据另一实施例的经由突起和传热气体供应构件的温度控制区域。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更详细地描述本发明构思的实施例。然而，本发明构思可以以不同的形式体现，并且不应被配置为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明构思的范围完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了说明清楚，部件的尺寸被放大。
将通过本发明构思的实施例描述用于使用等离子体蚀刻基板的基板处理设备。然而，不限于此，本发明构思可应用于通过将等离子体供应到腔室中来执行工艺的各种类型的设备。
图1是示出根据本发明构思的实施例的基板处理设备的截面图。
参照图1，基板处理设备10通过使用等离子体处理基板W。例如，基板处理设备10可以对基板W执行蚀刻工艺。基板处理设备10包括腔室100、支撑单元200、处理气体供应单元300、等离子体源400和排气挡板500。
腔室100具有在其中执行基板处理工艺的空间。腔室100包括壳体110、介电盖120和衬层130。
壳体110在顶部敞开并且在其中具有处理空间。处理空间是其中执行基板处理工艺的空间。壳体110由金属材料形成。壳体110可以由铝材料形成。壳体110可以接地。
壳体110在其底部形成有排气孔102。排气孔102与排气管线151连接。可以通过排气管线151将在基板处理工艺中产生的反应副产物和滞留在壳体110的内部空间中的气体排放到外部。壳体110中的压力为通过排气过程降低到预定压力。
介电盖120覆盖壳体110的敞开的顶部。介电盖120具有板状并密封壳体110的内部空间。介电盖120可以设置为可移除的。根据本发明构思的实施例，介电盖120具有形成在其中的流体通道611。此外，介电盖120可以包括多个介电板。
衬层130设置在壳体110的内部。在衬层130内形成有空间，该空间在顶部和底部敞开。衬层130可以具有圆柱形状。衬层130可以具有与壳体110的内侧的半径相对应的半径。衬层130沿着壳体110的内侧设置。支撑环131形成在衬层130的上端。支撑环131由环状的板实现，并且沿衬层130的外围突出到衬层130的外部。支撑环131放置在壳体110的上端并且支撑衬层130。衬层130可以由与壳体110相同的材料形成。衬层130可以由铝材料形成。衬层130保护壳体110的内侧。
支撑单元200位于腔室100的处理空间中。支撑单元200支撑基板W。支撑单元200可以包括支撑构件210，该支撑构件210利用静电力静电地夹持基板W。可替代地，支撑单元200可以以诸如机械夹紧的各种方式支撑基板W。在下文中，将描述包括支撑构件210的支撑单元200。
支撑单元200包括支撑构件210、绝缘板250和下盖270。支撑单元200位于腔室100中，并且与壳体110的底部向上隔开。
支撑构件210用静电卡盘实现，该静电卡盘包括介电板220、卡持电极223、加热构件225、底板230和聚焦环240。
介电板220位于支撑构件210的顶部。介电板220由介电物质形成，呈圆形板状。基板W放置在介电板220的顶侧上。
介电板220具有形成在其中的第一供应通道211。第一供应通道211从介电板210的顶侧延伸到其底侧。多个第一供应通道211形成为彼此间隔开，并且用作将传热气体作为传热流体供应到基板W的背面的通道。
介电板220具有在其顶侧上形成的突起222。突起222将支撑构件210与放置在支撑构件210上的基板W的背面之间的空间划分为多个气体区域。突起222限制传热气体的运动，使得在支撑构件210和被支撑在支撑构件210上的基板W之间供应的传热气体被限制在气体区域中。下面将参照图2至图5详细描述突起222。
卡持电极223和加热构件225埋设在介电板220中。卡持电极223位于加热构件225的上方。卡持电极223与第一下部电源223a电连接。第一下部电源223a包括直流(DC)电源。
在卡持电极223与第一下部电源223a之间安装开关223b。通过接通或断开开关223b，可以使卡持电极223与第一下部电源223a电连接或断开。当开关223b被接通时，DC电流被施加到卡持电极223。施加到卡持电极223的电流在卡持电极223和基板W之间感应出静电力，并且基板W被静电力夹持到介电板上220。
加热构件225与第二下部电源224a电连接。加热构件225抵抗由第二下部电源224a施加的电流，从而产生热量。所产生的热量通过介电板220传递到基板W。基板W被从加热构件225产生的热量维持在预定温度。加热构件225包括螺旋线圈。下面将参照图4详细描述加热构件225。
底板230位于介电板220下方。介电板220的底侧和底板230的顶侧可以通过粘合层236结合在一起。底板230可以由铝材料形成。底板230的顶侧可以具有台阶，使得顶侧的中心区域位于比顶侧的边缘区域更高的位置。底板230的顶侧的中心区域具有与介电板220的底侧的区域相对应的区域，并且结合至介电板220的底侧。底板230具有形成在其中的循环通道231、冷却通道232和第二供应通道233。底板230可以与位于外部的射频(RF)电源260连接，或者可以接地。RF电源260可以向底板230施加电力，并且可以控制入射在基板W上的离子能量。底板230可以由金属材料形成。
循环通道231用作供传热流体循环通过的通道。循环通道231可以在底板230中形成为螺旋形。可替选地，循环通道231可以包括具有不同半径并且布置成具有相同中心的环形循环通道。环形循环通道可以连接在一起。环形循环通道形成在相同的高度。以下将参照图2详细描述循环通道231。
冷却通道232用作冷却流体循环通过的通道。冷却通道232可以在底板230中形成为螺旋形。可替选地，冷却通道232可以包括具有不同半径并且布置成具有相同中心的环形冷却通道。环形冷却通道可以连接在一起。环形冷却通道可具有比循环通道231更大的横截面积。环形冷却通道形成在相同的高度。冷却通道232可位于循环通道231下方。
第二供应通道233从循环通道231向上延伸至底板230的顶侧。第二供应通道233的数量与第一供应通道211的数量相同。第二供应通道233连接循环通道231和第一供应通道211。
循环通道231通过传热气体供应管线234与传热气体供应源235连接。传热气体供应源235中存储有传热流体。传热流体包括惰性气体。根据一个实施例，传热流体包括氦(He)气。氦气通过传热气体供应管线234供应到循环通道231，然后通过依次第二供应通道233和第一供应通道211供应到基板W的背面。氦气用作介质，从等离子体传递到基板W的热量通过该介质传递到支撑构件210。
冷却通道232通过冷却流体供应管线232c与冷却流体供应源232a连接。冷却流体供应源232a中存储有冷却流体。可以在冷却流体供应源232a中设置冷却器232b。冷却器232b将冷却流体冷却至预定温度。可替选地，冷却器232b可以安装在冷却流体供应管线232c上。通过冷却流体供应管线232c供应到冷却通道232的冷却流体在通过循环通道232循环的同时冷却底板230。底板230在被冷却的同时将介电板220和基板W一起冷却，从而将基板W保持在预定温度。
聚焦环240设置在支撑构件210的边缘区域上。聚焦环240具有环形形状并且围绕介电板220设置。聚焦环240的顶侧可以具有台阶，使得外部240a位于比内部240b高的位置。聚焦环240的顶侧的内部240b位于与介电板220的顶侧相同的高度。聚焦环240围绕位于介电板220的顶侧的基板W的边缘区域。聚焦环240允许等离子体集中在腔室100中与基板W相对的区域上。
绝缘板250位于底板230下方。绝缘板250具有与底板230的横截面积相对应的横截面积。绝缘板250位于底板230和下盖270之间。绝缘板250由绝缘材料形成，并且使底板230和下盖270电绝缘。
下盖270位于支撑单元200的底部。下盖270与壳体110的底部向上隔开。下盖270在其中形成有空间，该空间在顶部开口。下盖270的敞开的顶部被绝缘板250覆盖。因此，下盖270的横截面的外径可以与绝缘板250的外径相同。下盖270可以在其内部空间中具有升降销模块(未示出)，该升降销模块将从外部传送构件传送的基板W移动到支撑构件210。
下盖270具有连接构件273。连接构件273将下盖270的外侧与壳体110的内壁连接。多个连接构件273可以以预定间隔设置在下盖270的外侧上。连接构件273在腔室100中支撑支撑单元200。此外，连接构件273连接到壳体110的内壁以允许下盖270电接地。与第一下部电源223a连接的第一电源线223c、与第二下部电源224a连接的第二电源线224c、与传热气体供应源235连接的传热气体供应管线234以及与冷却流体供应源232a连接的冷却流体供应管线232c穿过连接构件273的内部空间延伸到下盖270中。
处理气体供应单元300将处理气体供应到腔室100的处理空间中。处理气体供应单元300包括处理气体供应喷嘴310、处理气体供应管线320和处理气体供应源330。处理气体供应喷嘴310安装在介电盖120的中央。处理气体供应喷嘴310在其底部形成有注入孔。注入孔位于介电盖120的下方，并且将处理气体供应到腔室100的处理空间中。处理气体供应管线320连接处理气体供应喷嘴310和处理气体供应源330。处理气体供应管线320将存储在处理气体供应源330中的处理气体供应到处理气体供应喷嘴310。在处理气体供应管线320中安装有阀321。阀321打开或关闭处理气体供应管线320并且调节通过处理气体供应管线320供应的处理气体的量。
等离子体源400将供应到腔室100的处理空间中的处理气体激发成等离子体。电感耦合等离子体(ICP)源可以用作等离子体源400。等离子体源400包括天线室410、天线420和等离子体电源430。天线室410具有圆柱形形状，其底端敞开。在天线室410中具有空间。天线室410具有与腔室100的直径相对应的直径。天线室410的下端可附接到介电盖120，并且可从介电盖120拆卸。天线420设置在天线室410的内部。天线420被实现为缠绕多次的螺旋线圈，并且与等离子体电源430连接。天线420从等离子体电源430接收电力。等离子体电源430可以位于腔室100的外部。施加了电力的天线420可在腔室100的处理空间中产生电磁场。通过电磁场将处理气体激发成等离子体。
排气挡板500位于壳体110的内壁与支撑构件210之间。排气挡板500具有形成在其中的通孔511。排气挡板500具有环孔形状。供应到壳体110中的处理气体穿过排气挡板500的通孔511，并且通过排气孔102排出。可以根据排气挡板500的形状和通孔511的形状来控制处理气体的流动。
图2是示出根据本发明构思的实施例的用于支撑基板的支撑单元200的示意性截面图。图3是示出根据本发明构思的实施例的介电板220的透视图。图4是示出根据本发明构思的实施例的其中布置有加热构件225的介电板220的平面图。图5图示出根据图4的实施例的支撑构件210的温度控制区域。
首先，将参照图2和图3描述根据一个实施例的传热气体供应构件。
支撑构件210与放置在支撑构件210上的基板W的背面之间的空间相对于突起222被划分为多个气体区域。根据一个实施例，突起222包括第一突起222a和第二突起222b。第一突起222a以环状设置在介电板220的边缘上。第二突起222b具有环形，其直径小于第一突起222a，并且设置在介电板220的顶侧的一个区域上。第一突起222a和第二突起222b被径向地布置。
包括基板W的边缘区域的第一气体区域(图5的A1、B1、C1和D1)在第二突起222b的外部。包括基板W的中心区域的第二气体区域(图5的A2、B2、C2、D2、E、F和G)在第二突起222b的内侧。
位于第一气体区域中的第一气体区域的第一供应通道211a、第一气体区域的第二供应通道233a和第一气体区域的循环通道231a连接到第一供应管线234a。与第一气体区域的第一供应通道211a连通的第一气体区域的第二供应通道233a与第一气体区域的循环通道231a连接。第一气体区域的循环通道231a连接至第一供应管线234a。
位于第二气体区域中的第二气体区域的第一供应通道211b、第二气体区域的第二供应通道233b和第二气体区域的循环通道231b连接到第二供应管线234b。与第二气体区域的第一供应通道211b连通的第二气体区域的第二供应通道233b与第二气体区域的循环通道231b连接。具有独立于第一气体区域的循环通道231a的流体通道的第二气体区域的循环通道231b连接到第二供应管线234b。
第一供应管线234a和第二供应管线234b从主供应管线234c分支。主供应管线234c从传热气体供应源235接收传热气体，并且将传热气体供应到第一供应管线234a和第二供应管线234b。在第一供应管线234a中设置有第一流量调节构件235a。在第二供应管线234b中设置有第二流量调节构件235b。控制器700独立地控制第一流量调节构件235a和第二流量调节构件235b。控制器700控制第一流量调节构件235a和第二流量调节构件235b以独立地调节流过第一供应管线234a和第二供应管线234b的传热气体的每单位面积的流量，从而独立地调节供应至第一气体区域和第二气体区域的传热气体的压力。
将参照图4和图5描述埋设在介电板220中的加热构件225。加热构件225包括第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c、第四加热器225d、第五加热器225e、第六加热器225f和第七加热器225g。当俯视时，第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c、第四加热器225d、第五加热器225e、第六加热器225f和第七加热器225g加热放置在支撑构件210上的基板W上的不同区域。
当俯视时，介电板220被分成第一加热区域和第二加热区域。第一加热区域包括支撑构件210的边缘。图4中的虚线226e将第一加热区域与第二加热区域划分开。可以设置多个第一加热区域。第一加热区域可以沿着基板W的周向布置。支撑构件210的第一加热区域由沿着周向的虚线226a、226b、226c和226d划分。第二加热区域包括支撑构件210的中心区域。可以设置多个第二加热区域。第二加热区域可以被划分为共享支撑构件210的中心的多个环形区域。例如，支撑构件210的第二加热区域通过虚线226f和226g被划分为环形区域。在一个实施例中，由虚线226e和226f划分的区域可以被定义为第三加热区域，并且在虚线226f中的区域可以被定义为第二加热区域。
在一个实施例中，支撑构件210的中心与相对于支撑构件210的中心以环形划分支撑构件210的虚线226g之间的距离、虚线226e与虚线226f之间的距离、以及虚线226f与虚线226g之间的距离可以彼此相同或不同。
第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c和第四加热器225d沿支撑构件210的边缘径向布置。第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c、第四加热器225d布置在包括支撑构件210的边缘的第一加热区域A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1和D2中。第五加热器225e、第六加热器225f和第七加热器225g布置在包括支撑构件210的中心区域的第二加热区域E、F和G中。
第一加热器225a设置在加热区域A1-A2中。第二加热器225b设置在加热区域B1-B2中。第三加热器225c设置在加热区域C1-C2中。第四加热器225d设置在加热区域D1-D2中。第五加热器225e设置在加热区域E中。第六加热器225f设置在加热区域F中。第七加热器225g设置在加热区域G中。
第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c、第四加热器225d、第五加热器225e、第六加热器225f和第七加热器225g的输出可以由控制器700独立地控制。
其中设置有第一加热器225a的区域A1-A2可以通过将气体区域彼此划分的第二突起222b而划分为区域A1和区域A2。设置有第二加热器225b的区域B1-B2可以通过将气体区域彼此划分的第二突起222b而划分为区域B1和区域B2。设置有第三加热器225c的区域C1-C2可以通过将气体区域彼此划分的第二突起222b而划分为区域C1和区域C2。设置有第四加热器225d的区域D1-D2可以通过将气体区域彼此划分的第二突起222b而划分为区域D1和区域D2。即，当俯视支撑构件210时，由第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c和第四加热器225d加热的基板W上的每个加热区域通过至少第二突起222b被分成两个区域。设置有第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c和第四加热器225d的四个加热区域被第二突起222b划分为总共八个区域。换句话说，其中设置有第一加热器225a、第二加热器225b、第三加热器225c和第四加热器225d的四个区域在第一气体区域和第二气体区域上延伸，并且因此被划分为总共八个地区。
在一个实施例中，在多个加热区域之中，位于距支撑构件210的中心最远的加热区域A1-A2、加热区域B1-B2、加热区域C1-C2以及加热区域D1-D2被第二突起222b划分为多个区域。此外，加热区域A1-A2、加热区域B1-B2、加热区域C1-C2和加热区域D1-D2沿基板W的径向的宽度大于加热区域E、加热区域F和加热区域G沿基板W的径向的宽度。
在一个实施例中，尽管区域A1和区域A2由第一加热器225a加热，但是区域A1和区域A2分别属于第一气体区域和第二气体区域，因此通过将传热气体以不同的压力供应到第一气体区域和第二气体区域而使传热速率不同，可以控制区域A1和区域A2的温度彼此不同。
根据一个实施例，两个或多个独立可控气体区域叠置在一个加热区域上，从而在不添加加热器的情况下增加了温度控制区域的数量。因此，可以改善温度偏差。
图6图示出根据另一实施例的经由突起和传热气体供应构件的温度控制区域。
参照图6，突起包括：第一突起1222a，其呈环形，设置在介电板220的边缘处；第二突起1222b，其呈环形，直径小于第一突起1222a的直径并且设置在第一突起1222a的内部；以及第三突起1222c，其呈环形，直径小于第二突起1222b的直径并且设置成最靠近支撑构件210的中心。第一突起1222a、第二突起1222b和第三突起1222c相对于支撑构件210的中心彼此同心。第一气体区域位于第一突起1222a和第二突起1222b之间，第二气体区域位于第二突起1222b和第三突起1222c之间，并且第三气体区域位于第三突起1222c的内部。
第一气体区域、第二气体区域和第三气体区域分别连接到传热气体供应管线。第一气体区域连接到从主供应管线分支的第一供应管线1231a。第二气体区域连接到从主供应管线分支的第二供应管线1231b。第三气体区域连接到从主供应管线分支的第三供应管线1231c。主供应管线连接至传热气体供应源1235，并且将传热气体供应至第一供应管线至第三供应管线1231a、1231b和1231c。在第一供应管线1231a、第二供应管线1231b和第三供应管线1231c中分别设置有流量调节阀。控制器1700可以独立地控制流量调节阀以使被供应到第一气体区域、第二气体区域和第三气体区域的传热气体的压力不同。
加热区域被划分为加热区域E、加热区域A1-A3、加热区域B1-B3、加热区域C1-C3和加热区域D1-D3。加热区域E包含支撑构件210的中心，并且由环形的虚线1226e限定，该虚线的直径小于第三突起1222c的直径。加热区域A1-A3、B1-B3、C1-C3和D1-D3由虚线1226e以及从支撑构件210的边缘向支撑构件210的中心延伸并且沿圆周方向布置的虚线1226a、1226b、1226c和1226d限定。加热区域A1-A3由虚线1226a和1226b以及虚线1226e限定，加热区域B1-B3由虚线1226b和1226c以及虚线1226e限定，加热区域C1-C3由虚线1226c和1226d以及虚线1226e限定，加热区域D1-D3由虚线1226d和1226a以及虚线1226e限定。设置在各个加热区域中的加热器的输出可以被独立地控制。
加热区域被划分为五个加热区域。在五个加热区域之中，加热区域A1-A3、加热区域B1-B3、加热区域C1-C3和加热区域D1-D3叠置在第一气体区域、第二气体区域和第三气体区域上。因此，加热区域A1-A3被划分为区域A1、区域A2和区域A3。加热区域B1-B3被划分为区域B1、区域B2和区域B3。加热区域C1-C3被划分为区域C1、区域C2和区域C3。加热区域D1-D3被划分为区域D1、区域D2和区域D3。
根据图6的实施例，可以通过使用五个加热区域和三个气体区域来独立地控制十三个区域。
突起的形状不限于所公开的实施例中的形状。例如，可以将突起222设置成将基板划分成扇形区域的形状。即，气体区域可以形成为扇形。
根据本发明构思的实施例，基板处理设备可以提高在使用等离子体处理基板时的工艺效率。
此外，根据实施例，基板处理设备可以进一步细分并加热基板。
另外，根据实施例，基板处理设备可以使用小的加热区域来改善温度偏差。
本发明构思的效果不限于上述效果，并且本发明构思所属领域的技术人员从该说明书和附图中可以清楚地理解本文未提及的任何其他效果。
上面的描述例示了本发明构思。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施例，并且本发明构思可以在各种其他组合、改变和环境中使用。即，在不脱离说明书中公开的本发明构思的范围、与书面公开等同的范围和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下，可以对本发明构思进行变型或修改。书面实施例描述了用于实现发明构思的技术精神的最佳状态，并且可以进行本发明构思的特定应用和目的所需的各种改变。因此，本发明构思的详细描述不旨在将本发明构思限制在公开的实施例状态下。另外，应解释为所附权利要求包括其他实施例。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解，以上实施例不是限制性的，而是说明性的。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的设备，所述设备包括：
壳体，在所述壳体中具有处理空间；
支撑单元，所述支撑单元被配置为在所述处理空间中支撑所述基板；
处理气体供应单元，所述处理气体供应单元被配置为将处理气体供应到所述处理空间中；和
等离子体源，所述等离子体源被配置为从所述处理气体产生等离子体，
其中，所述支撑单元包括：
支撑构件，在所述支撑构件上放置所述基板；
加热构件，所述加热构件被配置为加热被支撑在所述支撑构件上的所述基板；和
传热气体供应构件，所述传热气体供应构件被配置为向被支撑在所述支撑构件上的所述基板的背面供应传热气体；
其中，所述加热构件包括多个加热器，
其中，当俯视时，所述多个加热器加热被放置在所述支撑构件上的所述基板上的不同区域，
其中，所述支撑构件包括突起，所述突起被配置成将所述支撑构件和被放置在所述支撑构件上的所述基板的背面之间的空间划分成多个气体区域，并且
其中，当俯视时，被所述加热构件加热的所述基板上的加热区域中的至少一个被所述突起划分为多个区域。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，被供应到所述多个气体区域中的所述传热气体的压力是独立可调的。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传热气体供应构件包括：
传热气体供应源；
主供应管线，所述主供应管线连接到所述传热气体供应源；
多个供应通道，所述多个供应通道从所述主供应管线分支出来，每个供应通道连接到所述多个气体区域中的相应一个；以及
流量调节构件，所述流量调节构件安装在相应的供应通道中，每个流量调节构件被配置成调节流过所述相应的供应通道的所述传热气体的流量。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个加热器的输出是独立可控的。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述突起具有环形形状。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述多个加热区域中的一些加热区域与所述支撑构件的中心的距离不同。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，当俯视时，被所述突起划分为多个区域的加热区域是在所述多个加热区域之中距离所述支撑构件的所述中心最远的加热区域。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个加热区域包括：
第一加热区域，所述第一加热区域包括所述支撑构件的边缘区域；以及
第二加热区域，所述第二加热区域包括所述支撑构件的中心区域，以及
其中，当俯视时被所述突起划分为多个区域的加热区域是所述第一加热区域。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一加热区域包括多个第一加热区域，并且
其中，所述多个第一加热区域沿所述基板的周向布置。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述多个加热区域还包括第三加热区域，所述第三加热区域设置在所述第一加热区域和所述第二加热区域之间。
11.根据权利要求8所述的设备，其中，与所述第二加热区域相比，所述第一加热区域沿着所述基板的径向具有更大的宽度。
12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述多个加热区域包括：
中央气体区域，所述中央气体区域包括所述第一加热区域的一部分和所述第二加热区域的一部分；以及
边缘气体区域，所述边缘气体区域包括所述第一加热区域的另一部分。
13.一种用于支撑基板的支撑单元，所述支撑单元包括：
支撑构件，在所述支撑构件上放置所述基板；
加热构件，所述加热构件被配置为加热被支撑在所述支撑构件上的所述基板；以及
传热气体供应构件，所述传热气体供应构件被配置为向被支撑在所述支撑构件上的所述基板的背面供应传热气体；
其中，所述加热构件包括多个加热器，
其中，当俯视时，所述多个加热器加热被放置在所述支撑构件上的所述基板上的不同区域，
其中，所述支撑构件包括突起，所述突起被配置成将所述支撑构件和被放置在所述支撑构件上的所述基板的背面之间的空间划分成多个气体区域，并且
其中，当俯视时，被所述加热构件加热的所述基板上的加热区域中的至少一个被所述突起划分为多个区域。
14.根据权利要求13所述的支撑单元，其中，被供应到所述多个气体区域中的所述传热气体的压力是独立可调的。
15.根据权利要求13所述的支撑单元，其中，所述多个加热区域包括：
第一加热区域，所述第一加热区域包括所述支撑构件的边缘区域；以及
第二加热区域，所述第二加热区域包括所述支撑构件的中心区域，并且
其中，当俯视时被所述突起分成多个区域的加热区域是所述第一加热区域。
16.根据权利要求15所述的支撑单元，其中，所述多个加热区域包括：
中央气体区域，所述中央气体区域包括所述第一加热区域的一部分和所述第二加热区域的一部分；以及
边缘气体区域，所述边缘气体区域包括所述第一加热区域的另一部分。
17.一种用于处理基板的方法，所述方法包括：
在使用等离子体处理所述基板的同时控制所述基板的温度，
其中，对所述基板的温度的控制通过以下来执行：将所述基板划分为多个加热区域，使用针对各个加热区域提供的加热器独立地加热所述加热区域，将所述基板下方的空间划分为多个气体区域，以及将传热气体独立地供应到所述多个气体区域中，并且
其中，当俯视时，所述多个加热区域中的至少一个叠置在所述多个气体区域上。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，被供应到所述多个气体区域中的所述传热气体的压力彼此不同。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述多个加热区域之中，当俯视时，叠置在所述多个气体区域上的加热区域是最外侧的加热区域。
20.一种用于处理基板的方法，所述方法包括：
在使用等离子体处理所述基板的同时控制所述基板的温度，
其中，对所述基板的温度的控制通过以下来执行：将所述基板划分成多个加热区域，使用用于各个加热区域的加热器独立地加热所述加热区域，以及使供应到所述多个加热区域中的至少一个加热区域中的一个部分和另一个部分的传热气体的压力不同。
CN201910979189.6A 2018-10-15 2019-10-15 基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法 Active CN111223737B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0122273 2018-10-15
KR1020180122273A KR102124303B1 (ko) 2018-10-15 2018-10-15 기판 처리 장치, 기판 지지 유닛 및 기판 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111223737A true CN111223737A (zh) 2020-06-02
CN111223737B CN111223737B (zh) 2023-02-17

Family

ID=70160432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910979189.6A Active CN111223737B (zh) 2018-10-15 2019-10-15 基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11056320B2 (zh)
KR (1) KR102124303B1 (zh)
CN (1) CN111223737B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023044769A1 (zh) * 2021-09-24 2023-03-30 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 基板处理装置及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115552586A (zh) * 2020-05-25 2022-12-30 日本碍子株式会社 静电卡盘
JPWO2022176338A1 (zh) * 2021-02-17 2022-08-25
KR102572570B1 (ko) * 2021-07-02 2023-08-29 광운대학교 산학협력단 멀티존 열전달 구조물을 이용한 기판 처리 장치 및 온도 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030168174A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 Foree Michael Todd Gas cushion susceptor system
KR20130019540A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR20140118670A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 세메스 주식회사 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
CN104952684A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 细美事有限公司 基板处理设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7347901B2 (en) * 2002-11-29 2008-03-25 Tokyo Electron Limited Thermally zoned substrate holder assembly
US9706605B2 (en) 2012-03-30 2017-07-11 Applied Materials, Inc. Substrate support with feedthrough structure
KR102005843B1 (ko) 2016-12-15 2019-10-02 에이피티씨 주식회사 분리형 웨이퍼 서셉터 및 이를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비
KR101909190B1 (ko) 2016-12-30 2018-12-10 세메스 주식회사 기판 온도 제어 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030168174A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-11 Foree Michael Todd Gas cushion susceptor system
KR20130019540A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치
KR20140118670A (ko) * 2013-03-29 2014-10-08 세메스 주식회사 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
CN104952684A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 细美事有限公司 基板处理设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023044769A1 (zh) * 2021-09-24 2023-03-30 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 基板处理装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11056320B2 (en) 2021-07-06
US20200118800A1 (en) 2020-04-16
KR102124303B1 (ko) 2020-06-18
KR20200042114A (ko) 2020-04-23
CN111223737B (zh) 2023-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111223737B (zh) 基板处理设备、基板支撑单元和基板处理方法
CN108878247B (zh) 支撑单元和包括该支撑单元的基板处理设备
CN115295386A (zh) 支承单元和包括该支承单元的基板处理装置
KR101974419B1 (ko) 윈도우 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 그리고 윈도우 유닛의 제조 방법
KR102323320B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102278077B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102344525B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102186071B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102278081B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101885569B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102323078B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20220021745A (ko) 기판 처리 장치
KR101995762B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20160145865A (ko) 정전 척 및 기판 처리 장치
KR20210097963A (ko) 기판 처리 장치
KR20220135927A (ko) 기판 처리 장치 및 지지 유닛
KR101502853B1 (ko) 지지 유닛 및 기판 처리 장치
KR101955584B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102039968B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 지지 유닛 및 기판 지지 유닛의 유전판 제조 방법
US20210066055A1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR102344523B1 (ko) 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR102117354B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101853363B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20240094746A (ko) 기판 처리 장치
CN114975053A (zh) 用于等离子体处理设备的静电吸盘组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant