CN112185794A - 用于处理基板的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于处理基板的装置和方法。所述装置包括：腔室，所述腔室中具有处理空间；支承单元，其在所述处理空间中支承所述基板；气体供应单元，其将用于处理所述基板的工艺气体供应到所述处理空间中；等离子体源，其通过激发供应到所述处理空间中的所述工艺气体来产生等离子体；加热器，其加热用于所述基板的不同区域的所述支承单元；加热器电源，其将功率施用到所述加热器；多条加热器电缆，其将所述功率输送到所述加热器；以及配置为接地的可变电容器，所述配置为接地的可变电容器分别连接到所述多条加热器电缆。

Description

用于处理基板的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请请求于2019年7月3日递交韩国知识产权局的第10-2019-0080332号韩国专利申请的在35U.S.C.§119下的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本文中描述的本发明构思的实施方案涉及一种用于处理基板的装置和方法，更具体地，涉及一种包括可变电容器的基板处理装置，该可变电容器配置为接地并连接至电缆。
背景技术
为了制造半导体元件，通过执行诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积和清洁等的各种工艺，而在基板上形成所需图案。在这些工艺中，蚀刻工艺是去除形成在基板上的膜的选定区域的工艺。蚀刻工艺分为湿法蚀刻工艺和干法蚀刻工艺。使用等离子体的蚀刻装置用于干法蚀刻工艺。通常，为了产生等离子体，在腔室的内部空间中形成电磁场。电磁场将腔室中的工艺气体激发成等离子体。等离子体是指含有离子、电子和基团(radical)的物质的离子化气态(ionized gaseous state)。该等离子体由非常高的温度、强电场或射频(RF)电磁场产生。半导体元件制造工艺使用等离子体来执行蚀刻工艺。通过等离子体中含有的离子颗粒与基板的碰撞，执行蚀刻工艺。
可以在基板处理装置中执行热处理工艺。当基板放置在加热板上时，相应的基板通过设置在加热板中的加热构件而经受热处理。加热构件可以设置在用于加热基板的不同区域的多个加热区中。加热构件可以通过电缆与电源连接。
根据连接加热构件和电源的电缆的接地状态或浮置(floating)状态，可能会出现诸如蚀刻速率和等离子体电压趋势的管理问题，并且可能会改变诸如CD偏差的工艺结果。因此，需要能够控制电缆的接地或浮置状态的基板处理装置。
发明内容
本发明构思的实施方案提供了一种基板处理装置，该基板处理装置用于通过使用配置为接地的可变电容器来在期望的方向上改进并控制等离子体电压，该配置为接地的可变电容器连接至电缆的端部。
本发明构思所要解决的技术问题不限于上述问题。本发明构思所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文中没有提及的任何其他技术问题。
根据示例性实施方案，一种用于处理基板的装置包括：腔室，在所述腔室中具有处理空间；支承单元，其在所述处理空间中支承所述基板；气体供应单元，其将用于处理所述基板的工艺气体供应到所述处理空间中；等离子体源，其通过激发供应到所述处理空间中的所述工艺气体来产生等离子体；加热器，其加热用于所述基板的不同区域的所述支承单元；加热器电源，其将功率施用到所述加热器；多条加热器电缆，其将所述功率输送到所述加热器；以及配置为接地的可变电容器，所述配置为接地的可变电容器分别连接到所述多条加热器电缆。
所述装置还可以包括滤波器，所述滤波器使所述功率通过所述多条加热器电缆，并且中断(interrupt)将RF功率引入到加热器电源中，并且所述多条加热器电缆可以连接在所述滤波器和所述加热器之间。
所述配置为接地的可变电容器可以连接到所述滤波器的输入端子(inputterminal)。
所述滤波器可以包括多个端子，并且所述配置为接地的可变电容器可以连接到所述多个端子中的接地端子(ground terminal)。
所述配置为接地的可变电容器可以在接地状态或浮置状态之一中操作。
在所述浮置状态下，可以通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的各个所述不同区域的等离子体电压。
可以通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关，来调节所述接地状态。
所述装置可以通过调节所述配置为接地的可变电容器，来调节所述基板的各个所述不同区域的功率损耗的大小。
所述装置可以通过调节所述配置为接地的可变电容器，来调节施用到所述基板的各个所述不同区域的等离子体电压。
根据示例性实施方案，一种基板处理方法，其用于通过调节施用到基板的各个不同区域的功率来控制等离子体，所述基板处理方法包括：通过调节可变电容器来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体，所述可变电容器包括在加热器电缆的端部中，所述加热器电缆连接所述基板和加热器电源，所述加热器电源将功率施用到所述基板的不同区域。
所述可变电容器可以是连接成接地的组件。
所述可变电容器可以在接地状态或浮置状态之一中操作。
在所述浮置状态下，可以通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压。
可以通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关，来调节所述接地状态。
根据示例性实施方案，一种基板处理方法，其用于通过调节施用到基板的各个不同区域的功率来控制等离子体，所述基板处理方法包括：测量所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤；确定所述基板的所述不同区域之间是否存在等离子体不平衡的步骤；在所述基板的所述不同区域中选择要调节的区域的步骤；以及通过调节可变电容器来调节施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤，所述可变电容器配置为接地并包括在电缆中，所述电缆连接所述基板和电源，所述电源将功率施用到所述基板的所述不同区域。
在调节施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤中，所述配置为接地的可变电容器可以被控制为在接地状态或浮置状态之一中操作。
在所述浮置状态下，可以通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的所述等离子体电压。
可以通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关来调节所述接地状态。
可以通过调节所述配置为接地的可变电容器来调节所述基板的所述各个不同区域的功率损耗。
附图说明
参照以下附图，上述和其他目的及特征将从以下描述中变得显而易见，其中，除非另有说明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部件，且其中：
图1是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置的截面图；
图2是示出了构成根据本发明构思实施方案的基板处理装置的加热器、加热器电缆、配置为接地的可变电容器、滤波器和加热器电源的平面图；
图3A至图3C是示出了根据本发明构思实施方案的与滤波器连接并配置为接地的可变电容器配置的视图；
图4是示出了根据本发明构思的滤波器端子、和配置为接地的可变电容器连接的视图；
图5是示出了本发明构思的基板处理方法的流程图；以及
图6是示出了现有基板处理装置和根据本发明构思的基板处理装置之间的蚀刻速率差异的视图。
具体实施方式
以下，将参照附图更加详细地描述本发明构思的实施方案。然而，本发明构思可以以不同的形式实施，并且不应被解释为受限于本文所陈述的实施方案。相反地，提供了这些实施方案，使得本发明构思将是彻底且完整的，并且这些实施方案将向本领域技术人员完全地传达本发明构思的范围。此外，在描述本发明构思的实施方案时，当与已知功能或配置有关的详细描述可能使本发明构思的主题不必要地模糊时，该详细描述被省略。另外，贯穿附图，执行相似功能和操作的组件设置有相同的附图标记。
说明书中的术语“包含(include)”和“包括(comprise)”为“开放式”表述，仅为了说明存在相应组件，并且除非另有相反说明，否则不排除但可能包括额外的组件。特别地，应当理解的是，术语“包含(include)”、“包括(comprise)”和“具有(have)”，在本文中使用时，特指存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组。
除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。此外，在附图中，为了说明的清楚，组件的形状和尺寸可能被夸大。
下文中，将描述用于通过产生感应耦合等离子体(inductively coupled plasma,ICP)类型的等离子体来蚀刻基板的基板处理装置。然而，不限于此，本发明构思可以适用于通过产生电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma,CCP)类型或远程等离子体(remote plasma)类型的等离子体来处理基板的各种类型的装置。
在本发明构思的实施方案中，静电卡盘例示了支承单元。然而，不限于此，支承单元可以通过机械夹持来支承基板，或者可以通过真空压力来支承基板。
图1是示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置的截面图。参照图1，基板处理装置10使用等离子体处理基板W。例如，基板处理装置10可以在基板W上执行蚀刻工艺。基板处理装置10包括腔室100、支承单元200、气体供应单元300、等离子体源400和排出单元500。
腔室100在其中具有处理空间，在该处理空间中处理基板W。腔室100包括壳体110、盖120和内衬(liner)130。
壳体110在其中具有顶部开放的空间。壳体110的内部空间用作在其中执行基板处理工艺的处理空间。壳体110由金属材料形成。腔室110可以由铝质材料形成。壳体110可以为接地的。壳体110具有在其底部中形成的排出孔102。排出孔102与排出管线151连接。在基板处理工艺中产生的反应副产物和壳体110的内部空间中停留的气体，可以通过排出管线151释放到外部。壳体110中的压力通过排出工艺降低至预定压力。
盖120覆盖壳体110的开放的顶部。密封盖120具有板的形状、且密封壳体110的内部空间。盖120可以包括介电质窗。
内衬130设置在壳体110内部。内衬130具有在顶部和底部处开放的内部空间。内衬130可以具有圆柱形形状。内衬130可以具有对应于壳体110的内表面的半径。内衬130沿壳体110的内表面设置。内衬130具有形成在其上端上的支承环131。支承环131以环形形状的板来实施，并沿内衬130的外周从内衬130向外突出。支承环131放置在壳体110的上端上，并支承内衬130。内衬130可以由与壳体110的材料相同的材料制成。内衬130可以由铝质材料形成。内衬130保护壳体110的内表面。例如，在工艺气体被激发的工艺中，在腔室100中可能会发生电弧放电。电弧放电对周围设备造成损坏。内衬130保护壳体110的内表面，从而防止壳体110的内表面由电弧放电而造成损坏。此外，内衬130防止在基板处理工艺期间产生的反应副产物沉积在壳体110的内壁上。与壳体110相比，内衬130价格便宜且易于更换。因此，在内衬130被电弧放电损坏的情况下，操作者可以用新的内衬替换内衬130。
支承单元200在腔室100的处理空间中支承基板W。例如，支承单元200设置在壳体110中。支承单元200支承基板W。支承单元200可以以使用静电力夹持基板W的静电卡盘来实现。可替代地，支承单元200可以以诸如机械夹持的各种方式来支承基板W。在下文中，将例示支承单元200以静电卡盘来实现。
支承单元200包括支承板220、静电电极223、流体通路形成板(fluid-channel-formed plate)230、聚焦环240、绝缘板250和下盖270。在腔室100中，支承单元200可以与壳体110的底部向上间隔开。
支承板220位于支承单元200的顶部处。支承板220由圆板形状的介电质形成。基板W放置在支承板220的上表面上。支承板220具有形成在其中的第一供应通道221。第一供应通道221用作传热气体供应到基板W的下表面所通过的通道。
静电电极223嵌入在支承板220中。静电电极223与第一下电源223a电连接。由于施用到静电电极223的电流，静电力作用在静电电极223与基板W之间，并且基板W通过该静电力夹持到支承板220。
流体通路形成板230位于支承板220下方。支承板220的下表面与流体通路形成板230的上表面可以通过粘合剂236结合在一起。流体通路形成板230具有形成于其中的第一循环通道231、第二循环通道232和第二供应通道233。第一循环通道231用作传热气体循环所通过的通道。第二循环通道232用作冷却流体循环所通过的通道。第二供应通道233连接第一循环通道231和第一供应通道221。第一循环通道231用作传热气体循环所通过的通道。第一循环通道231可以在流体通路形成板230的内部以螺旋形状形成。可替代地，第一循环通道231可以通过具有不同半径并且彼此同心的环形通道实现。第一循环通道231可以连接在一起。第一循环通道231形成在相同高度处。
第一循环通道231通过传热介质供应管线231b与传热介质储存器231a连接。传热介质储存器231a具有储存在其中的传热介质。传热介质包括惰性气体。传热介质可以包括氦(He)气。氦气通过传热介质供应管线231b而供应至第一循环通道231中。氦气依序通过第二供应通道233和第一供应管线221，并供应到基板W的下表面。氦气用作帮助基板W与支承板220之间的热交换的介质。因此，基板W的整体温度被均匀地保持。
第二循环通道232通过冷却流体供应管线232c与冷却流体储存器232a连接。冷却流体储存器232a具有储存于其中的冷却流体。冷却流体储存器232a可以在其中包括冷却器232b。冷却器232b将冷却流体冷却至预定温度。可替代地，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供应至第二循环通道232的冷却流体，在沿第二循环通道232循环的情况下，对流体通路形成板230进行冷却。流体通路形成板230在被冷却的情况下，将支承板220和基板W一起冷却，以使基板W保持在预定温度。由于上述原因，聚焦环240下方的温度通常低于聚焦环240上方的温度。
聚焦环240设置在支承单元200的边缘区域上。聚焦环240具有环形形状，且围绕支承板220。例如，聚焦环240设置在支承板220周围，以支承基板W的外部区域。
绝缘板250位于流体通路形成板230的下方。绝缘板250由绝缘材料形成，并使流体通路形成板230和下盖270电绝缘。下盖270位于支承单元200的底部处。下盖270定位成与壳体110的底部向上间隔开。下盖270具有形成于其中的空间，该空间在顶部处是敞开的。下盖270的敞开的顶部用绝缘板250覆盖。因此，下盖270截面的外直径可以与绝缘板250的外直径相同。下盖270可以在其内部空间中具有升降销(lift pin)，该升降销从外部传送构件接收基板W、并将基板W放置在支承板220上。
下盖270具有连接构件273。连接构件273连接下盖270的外表面和壳体110的内壁。多个连接构件273可以以预定间隔设置在下盖270的外表面上。连接构件273在腔室100中支承支承单元200。此外，连接构件273连接至壳体110的内壁，以允许下盖270电接地。
与第一下电源223a连接的第一电力线223c、与传热介质储存器231a连接的传热介质供应管线231b、以及与冷却流体储存器232a连接的冷却流体供应管线232c，通过连接构件273的内部空间延伸到下盖270中。
气体供应单元300将气体供应到腔室100的处理空间中。由气体供应单元300供应的气体包括用于处理基板W的工艺气体。此外，气体供应单元300可以供应用于清洁腔室100内部的清洁气体。
气体供应单元300包括气体供应喷嘴310、气体供应管线320和气体储存器330。气体供应喷嘴310安装在盖120的中心。气体供应喷嘴310具有形成在其底部中的注入口。注入孔位于盖120的下方、并将气体供应到腔室100中。气体供应管线320连接气体供应喷嘴310和气体储存器330。气体供应管线320用于将储存在气体储存器330中的气体供应至气体供应喷嘴310。在气体供应管线320中安装有阀321。阀321打开或关闭气体供应管线320，并调节通过气体供应管线320供应的气体的流速。
等离子体源400从供应到腔室100的处理空间中的气体产生等离子体。等离子体源400设置在腔室100的处理空间外部。根据一实施方案，电感耦合等离子体(ICP)源可用作等离子体源400。等离子体源400包括天线室(antenna room)410、天线420以及等离子体电源430。天线室410具有底部敞开的圆柱形形状。天线室410在其中具有空间。天线室410具有与腔室100的直径相对应的直径。天线室410的下端设置成从盖120可拆卸。天线420设置在天线室410中。天线420通过卷绕多次的螺旋线圈实现，并与等离子体电源430连接。天线420从等离子体电源430接收功率。等离子体电源430可位于腔室100的外部。功率施用到的天线420可在腔室100的处理空间中产生电磁场。工艺气体通过该电磁场被激发为等离子体。
排出单元500位于壳体110的内壁和支承单元200之间。排出单元500包括其中形成有通孔511的排出板510。排出板510具有环形环(annular ring)形状。排出板510具有形成于其中的通孔511。供应到壳体110中的工艺气体穿过排出板510的通孔511，并通过排出孔102释放。可根据排出板500的形状和通孔511的形状来控制工艺气体的流动。
加热器225嵌入在支承板220中。加热器225位于静电电极223下方。加热器225可以设置在支承板220中的不同区域中，以加热用于基板W的各个不同区域的支承单元200。
加热器电源229将加热功率施用到加热器225。滤波器228终端来自由加热器电源229供应的加热功率的RF功率。在等离子体源400施用13.56MHz的RF功率以产生等离子体的情况下，滤波器228可以设计为允许60Hz的AC功率穿过加热器电缆226a至226d、并且中断将13.56MHz的RF功率引入到加热器电源229中。滤波器228可以由以件228a至228d来实现，诸如电容器和电感器等。
多条加热器电缆226a至226d连接在滤波器228与加热器225之间，并将由加热器电源229施用的加热功率输送至加热器225。加热器电缆226a至226d可以通过连接构件273的内部空间延伸到下盖270中。加热器225与加热器电缆226a至226d电连接，并通过抵抗经由加热器电缆226a和226d施用的加热功率(电流)来产生热量。产生的热量通过支承板220传递至基板W。基板W通过从加热器225产生的热量保持在预定温度。
配置为接地的可变电容器227可以连接至多条加热器电缆226a至226d。配置为接地的可变电容器227可以调节多条加热器电缆226a至226d的阻抗，以调节基板W的各个不同区域的处理速率。处理速率可以是蚀刻速率。下面将参照图2至图4描述配置为接地的可变电容器227。
图2是示出了构成根据本发明构思实施方案的基板处理装置的加热器225、加热器电缆226a至226d、配置为接地的可变电容器227、滤波器228和加热器电源229的平面图。参照图2，示出了连接到加热器电缆226a至226d的端部、并配置为接地的可变电容器227。加热器225可以设置成沿着构成支承单元200的支承板220的径向方向彼此同心。加热器225可以包括中央加热器225a、最外侧加热器225d、以及在中央加热器225a与最外侧加热器225d之间的一个或多个中间加热器225b和225c。在所示的实施方案中，四个加热器225a至225d设置为彼此同心。然而，不限于此，加热器225的数量、形状和布置结构可以被不同地修改。例如，加热器225可以设置为螺旋线圈形状。加热器225可以设置为四边形线圈形状以及圆形线圈形状。
在图2的实施方案中，配置为接地的可变电容器227可以调节多条加热器电缆226a至226d的阻抗，以获得在基板W的径向方向上的均匀处理速率。对于测量基板W各个区域的处理速率的方法，没有特别的限制。例如，基板的各个区域的处理速率可以通过以下方法来测量：通过处理由图像传感器获得的基板W处理表面的图像、来测量蚀刻深度的方法；通过干涉端点检测(interferometry end point detection,IEP)模块、局部测量基板W的各个区域的蚀刻深度的方法；或者通过光学发射光谱仪测量等离子体密度分布、来预测基板W的各个区域的时刻深度的方法。然而，本发明构思不限于此。可以在考虑加热器225的布置结构的情况下，来计算基板W的各个区域的处理速率。例如，在加热器225以同心结构布置的情况下，可以计算在基板W的径向方向上基板W的各个区域的处理速率。
与多条加热器电缆226a至226d连接并配置为接地的可变电容器227，可以减小与基板W的区域中、具有低处理速率的区域对应的加热器电缆226a至226d的阻抗，并且可以增加与基板W的区域中、具有高处理速率的区域对应的加热器电缆226a至226d的阻抗。例如，可以通过由配置为接地的可变电容器减小的阻抗，来增加在径向方向上具有比基板W其他区域更低蚀刻速率的区域的蚀刻速率。相反，可以通过由配置为接地的可变电容器增加的阻抗，来减小具有比基板W其他区域更高蚀刻速率的区域的蚀刻速率。因此，可以均匀地控制在基板W的整个表面上的蚀刻速率。与基板W的中央部相比，基板W最外侧区域可能不表现出均匀的蚀刻特性。然而，根据本实施方案，基板W最外侧区域的蚀刻速率可以通过调节基板W最外侧区域的加热器电缆的阻抗，来有效地控制。此外，由于加热器电缆226a至226d连接至诸如静电卡盘的支承单元200附近，因此即使在非常小的电性变化(electricalchange)的情况下，加热器电缆226a至226d也可能会影响阻抗。因此，可以有效地控制基板W的处理速率。
通过计算径向方向上基板W的各个区域的处理速率、减小与具有低基板处理速率的区域相对应的可变电容器的阻抗、以及增加与具有高基板处理速率的区域相对应的可变电容器的阻抗，配置为接地的可变电容器227可以均匀地控制基板W的径向方向上的处理速率。
配置为接地的可变电容器227可以连接到多条加热器电缆226a至226d，以分别调节加热器电缆226a至226d的阻抗。配置为接地的可变电容器227可以连接至加热器电缆226a至226d，以分别加热连接至加热器电缆226a至226d的加热器225。根据本发明构思的实施方案，配置为接地的可变电容器227可以连接至加热器电缆226a至226d的端部。配置为接地的可变电容器227可以连接到滤波器228的输入端子。
配置为接地的可变电容器227，是指配置为在执行可变电容器的功能的情况下，执行接地功能的元件。各配置为接地的可变电容器227可以包括与可变电容器227a并联连接的接地开关227b。在本发明构思中，示出了根据一实施方案的配置为接地的可变电容器227的电路。然而，本发明构思的范围不限于附图中示出的范围。该配置可以在本领域技术人员的知识水平上进行改变。
配置为接地的可变电容器227可以包括并联连接接地开关227b的配置，并且可以调节接地状态或浮置状态。可替代地，可以通过调节可变电容器227a的电极之间的距离、或通过在可变电容器227a的电极之间插入材料来调节接地状态或浮置状态。
在下文中，将描述配置为接地的可变电容器227、以及使用该可变电容器的基板处理装置的配置的一个实施方案。
图3A至图3C是示出了根据本发明构思的实施方案的与滤波器228连接、并配置为接地的可变电容器的配置的视图。
图3A至图3C示出了连接到一条加热器电缆、并配置为接地的可变电容器227。然而，配置为接地的可变电容器227可以以与加热器电缆的数量相同的数量设置。
图3A至图3C示出了根据本发明构思的配置为接地的可变电容器227，被不同地改变以在接地状态或浮置状态下操作的实施例。
图3A和图3B示出了配置为接地的可变电容器227在浮置状态下操作的实施例。
参照图3A，在配置为接地的可变电容器227中，可以断开接地开关227b，并且可以根据可变电容器227a的容量(capacity)来调节加热器电缆的阻抗。可以将可变电容器中电极之间的距离调节为d1。
参照图3B，在配置为接地的可变电容器227中，可以断开接地开关227b，并且可以根据可变电容器227a的容量来调节加热器电缆的阻抗。可以将可变电容器中的电极之间的距离调节为d2。
参照图3A和图3B，可以通过断开配置为接地的可变电容器227中的接地开关227b、并调节可变电容器227a中电极之间的距离来保持浮置状态。此外，在浮置状态中，可以通过调节可变电容器227a中的电极之间的距离来自由地调节阻抗，从而通过自由地调节阻抗来调节施用到基板W的各个不同区域的等离子体电压。
图3C示出了配置为接地的可变电容器227在接地状态下操作的一个实施例。
参照图3C，可以通过接通配置为接地的可变电容器227中的接地开关227b，而使与相应的加热器电缆连接的加热器接地。在通过接通接地开关227b而使配置为接地的可变电容器227接地的情况下，在相应的加热器电缆中通过地面可能会发生功率损耗。在配置为接地的可变电容器227的接地状态下，可能通过电缆发生RF功率损耗，并且可以将基板W的各个不同区域的蚀刻速率控制为减小。因此，可以控制基板W的各个不同区域的处理结果。
参照图3A至图3C，可以根据配置为接地的可变电容器227的接地状态或浮置状态来改变等离子体电压和蚀刻速率。在接地状态的情况下，等离子体功率损失可沿着与基板W的不同区域连接的加热器电缆发生。在与基板W的各区域连接的加热器电缆处于接地状态的情况下，蚀刻速率根据对应区域中的等离子体功率损耗而减小。可以通过调节与对应区域连接的加热器电缆中的接地状态来控制蚀刻速率。
相反，在浮置状态的情况下，与基板W的不同区域连接的加热器电缆与滤波器连接，因此不会发生等离子体功率损耗。因此，可以在没有RF功率损耗的情况下调节加热器电缆的阻抗。即，通过将配置为接地的可变电容器连接到与基板W的不同区域连接的加热器电缆，可以通过各种方法来调节各个区域的蚀刻速率。
图4是示出了根据本发明构思的滤波器228的端子与配置为接地的可变电容器227的端子的连接的视图。
参照图4，滤波器228可以包括各自与基板W的各个不同区域连接的第一至第四滤波器228a至228d。第一滤波器228a可以与基板W的中央加热器225a连接。第二滤波器228b可以与基板W的中间加热器225b连接。第三滤波器228c可以与基板W的中间加热器225c连接。第四滤波器228d可以与基板W的最外侧加热器225d连接。滤波器228a至228d和加热器225a至225d可以通过相应的加热器电缆226a至226d连接，并且配置为接地的可变电容器227可以连接至加热器电缆226a至226d。
如图4所示，第一至第四滤波器228a至228d中的每个可以包括多个端子。包括在各滤波器中的端子之一可以是接地端子。接地端子可以用“G”表示。
当加热器电缆226a至226d连接至包括在滤波器228a至228d中的接地端子G时，加热器电缆226a至226d可以为接地的。当加热器电缆226a至226d连接至包括在滤波器228a至228d中的除接地端子G之外的其余端子R或S时，可以从加热器电源229施用功率。
在本发明构思中，可以通过将配置为接地的可变电容器227连接到与接地端子G连接的加热器电缆226a至226d，来调节接地端子G处的接地状态或浮置状态，从而控制蚀刻速率。
在图4中，加热器电缆226a至226d被示为分别与包括在基板W的不同区域中的加热器225a至225b连接。然而，多条电缆可以与包括在基板W的不同区域中的各加热器225a至225d连接。
根据本发明构思的基板处理装置可以在可变电容器227的接地状态和浮置状态之间切换，该可变电容器227配置为接地、并连接至与接地端子G连接的加热器电缆226a至226d。根据本发明构思的基板处理装置可以在配置为接地的可变电容器227的接地状态和浮置状态之间切换，并且可以通过调节浮置状态中的可变电容器227a的电极之间的距离，来改进基板W的各个不同区域的工艺偏差。
尽管在本发明构思的附图中未示出，但是用于通过使用测量的等离子体电压值来控制可变电容器227的控制器，可以进一步包括在根据本发明构思的基板处理装置中，该可变电容器227连接到加热器电缆226a至226d并配置为接地。
控制器可以通过使用针对基板W的各个不同区域而测量的等离子体电压，来选择要调节等离子体电压的基板W的区域。当选择了要调节等离子体电压的基板W的区域时，控制器可以控制配置为接地的、并与所选区域连接的可变电容器227。
控制器可以调节可变电容器227a的容量，该可变电容器227a包括在配置为接地并与连接选定区域的电缆连接的可变电容器227中。可替代地，控制器可以执行控制以接通/断开可变电容器227中的接地开关227b，该可变电容器227配置为接地并与连接至所选区域的加热器电缆连接。控制器可通过调节包括在可变电容器227a中的电极之间的距离、或通过接通/断开接地开关227b，来根据需要调节等离子体电压。
根据本发明构思的基板处理装置还可以包括用于测量基板W的各个不同区域的等离子体电压的传感器。该传感器可以安装在腔室100中。传感器可以测量基板W的各个不同区域的等离子体电压，并且可以将所测量的等离子体电压传送到控制器。可以设置多个传感器。
图5是示出了根据本发明构思的基板处理方法的流程图。
可以在根据本发明构思的基板处理装置中，提供用于控制基板的各个不同区域的温度的系统。为了控制基板的各个不同区域的温度，公开了一种配置，在该配置中加热器电缆连接到基板的多个区。根据各加热器电缆的一端是接地的还是浮置的，与加热器电缆连接的部分的等离子体鞘(plasma sheath)的电压可能会受到影响。电压变化可能导致蚀刻速率和工艺结果的变化。
为了控制这一点，在本发明构思中，将配置为接地的可变电容器连接到加热器电缆的一端，以允许加热器电缆在接地状态或浮置状态之一中操作，从而调节等离子体鞘的电压，并由此改进蚀刻均匀性。另外，可以获得工艺结果偏差的改进。
在本发明构思中，测量基板的各个不同区域的等离子体电压。等离子体电压可以通过设置在腔室中的传感器来测量。针对基板的各个不同区域测量的参数不限于等离子体电压，并且可以是与等离子体相关联的参数，诸如蚀刻速率。
通过以上步骤中获得的参数结果，确定基板的不同区域的等离子体不平衡。等离子体不平衡可以通过蚀刻速率或等离子体电压得出。
通过以上步骤，可以选择在基板的不同区域中的要调节的区域。此后，可以通过控制配置为接地的可变电容器，来调节等离子体电压，且该配置为接地的可变电容器包括在连接要调节区域和加热器电源的电缆中。
在本发明构思中，配置为接地的可变电容器可以在接地状态或浮置状态之一中操作。在本发明构思中，在需要调节等离子体电压的情况下，配置为接地的可变电容器可以在浮置状态下操作。因此，可以通过调节加热器电缆的阻抗，来调节基板的各个不同区域的等离子体电压。在本发明构思中，在基板的不同区域之间的蚀刻速率存在差异的情况下，配置为接地、并连接至加热器电缆的可变电容器可以在接地状态下操作，该加热器电缆与具有高蚀刻速率的基板的区域连接。因此，可以均匀地调节蚀刻速率和蚀刻量。
在本发明构思中，可以通过允许配置为接地的可变电容器在浮置状态下操作，来控制施用到基板的各个不同区域的等离子体电压。在本发明构思中，可以通过允许配置为接地的可变电容器在接地状态下操作，来调节基板的各个不同区域的功率损耗。通过接地状态的调节，可以调节基板的功率损耗。
图6是示出了现有基板处理装置、和根据本发明构思的基板处理装置之间的蚀刻速率差异的视图。图6是描绘了在加热器电缆端部未接地的情况下的蚀刻速率、以及在加热器电缆端部接地的情况下的蚀刻速率的图。
图6的图(graph)中的纵轴代表蚀刻速率。蚀刻速率是指蚀刻速度(etchingvelocity)。蚀刻速率可以意味着在预定时间段内膜被去除的程度，并且可以根据表面反应所需的自由基原子和离子的量、以及离子的能量而改变。
图6的图中的横轴代表加热器电缆。图6的图中的横轴上的前三个参数代表，加热器电缆的端部未接地的情况；而图6的图中的横轴上的后三个参数代表，在根据本发明构思的、配置为接地的可变电容器连接至加热器电缆的端部的情况下，测量蚀刻速率的情况。
根据图6的图，可以看出，在加热器电缆的端部未接地的情况下，蚀刻速率范围在
Figure BDA0002569176410000141
/min和
Figure BDA0002569176410000142
/min之间。此外，可以看出，在加热器电缆的端部连接到配置为接地的可变电容器的情况下，蚀刻速率范围在
Figure BDA0002569176410000144
/min和
Figure BDA0002569176410000143
/min之间。即，可以看出，在通过连接配置为接地的可变电容器而进行调节的情况下，蚀刻速率通过自由地调节接地来调节。
如上所述，根据本发明构思，可以通过使用配置为接地、并连接至电缆端部的可变电容器，而在期望的方向上改进和控制等离子体电压。
根据本发明构思，可以通过允许配置为接地、并连接到电缆端部的可变电容器在接地状态或浮置状态下操作，来控制等离子体鞘的电压。
根据本发明构思，可以通过调节配置为接地的可变电容器来调节功率损耗。
本发明构思的效果不限于上述的效果。本发明构思所属领域的技术人员从说明书和附图中可以清楚地理解本文中没有提及的任何其他效果。
以上描述例证了本发明构思。此外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施方案，并且本发明构思可以用于各种其他的组合、变化和环境中。也就是说，在不脱离本说明书中公开的本发明构思的范围、与书面公开的等同范围、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化或修改。书面实施方案描述了实现本发明构思的技术精神的最佳状态，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并非旨在将发明构思限制在所公开的实施方案状态中。另外，应当理解的是，所附权利要求包括其他的实施方案。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明构思，但对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以做出各种改变和修改。因此，应当理解的是，上述实施方案并非限制性的，而是说明性的。

Claims (19)

1.一种用于处理基板的装置，所述装置包括：
腔室，在所述腔室中具有处理空间；
支承单元，其配置为在所述处理空间中支承所述基板；
气体供应单元，其配置为将用于处理所述基板的工艺气体供应到所述处理空间中；
等离子体源，其配置为通过激发供应到所述处理空间中的所述工艺气体来产生等离子体；
加热器，其配置为加热用于所述基板的不同区域的所述支承单元；
加热器电源，其配置为将功率施用到所述加热器；
多条加热器电缆，其配置为将所述功率输送到所述加热器；以及
配置为接地的可变电容器，所述配置为接地的可变电容器分别连接到所述多条加热器电缆。
2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：
滤波器，其配置为使所述功率通过所述多条加热器电缆、并且中断将RF功率引入到所述加热器电源中，
其中，所述多条加热器电缆连接在所述滤波器和所述加热器之间。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述配置为接地的可变电容器连接到所述滤波器的输入端子。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述滤波器包括多个端子，并且
其中，所述配置为接地的可变电容器连接到所述多个端子中的接地端子。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述配置为接地的可变电容器在接地状态或浮置状态之一中操作。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述浮置状态中，通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的各个所述不同区域的等离子体电压。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关，来调节所述接地状态。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其中，所述装置通过调节所述配置为接地的可变电容器，来调节所述基板的各个所述不同区域的功率损耗的大小。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其中，所述装置通过调节所述配置为接地的可变电容器，来调节施用到所述基板的各个所述不同区域的等离子体电压。
10.一种基板处理方法，其用于通过调节施用到基板的各个不同区域的功率来控制等离子体，所述基板处理方法包括：
通过调节可变电容器来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体，所述可变电容器包括在加热器电缆的端部中，所述加热器电缆配置为连接所述基板和加热器电源，所述加热器电源配置为将功率施用到所述基板的所述不同区域。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其中，所述可变电容器是连接成接地的组件。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其中，所述可变电容器在接地状态或浮置状态之一中操作。
13.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，在所述浮置状态下，通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压。
14.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关，来调节所述接地状态。
15.一种基板处理方法，其用于通过调节施用到基板的各个不同区域的功率来控制等离子体，所述基板处理方法包括：
测量所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤；
确定所述基板的所述不同区域之间是否存在等离子体不平衡的步骤；
在所述基板的所述不同区域中选择要调节的区域的步骤；以及
通过调节配置为接地的可变电容器，来调节施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤，所述配置为接地的可变电容器包括在电缆中，所述电缆配置为连接所述基板和电源，所述电源配置为将功率施用到所述基板的所述不同区域。
16.根据权利要求15所述的基板处理方法，其中，在调节施用到所述基板的所述各个不同区域的等离子体电压的步骤中，所述配置为接地的可变电容器被控制为在接地状态或浮置状态之一中操作。
17.根据权利要求16所述的基板处理方法，其中，在所述浮置状态下，通过调节各所述可变电容器的电极之间的距离，来控制施用到所述基板的所述各个不同区域的所述等离子体电压。
18.根据权利要求16所述的基板处理方法，其中，通过接通/断开与各所述可变电容器并联连接的接地开关来调节所述接地状态。
19.根据权利要求16到18中任一项所述的装置，其中，通过调节所述配置为接地的可变电容器，来调节所述基板的所述各个不同区域的功率损耗。
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