CN116364518A - 基板处理装置 - Google Patents

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丁宣旭
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Abstract

公开了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：壳体，其具有处理空间，基板在处理空间中被处理；支撑单元，其支撑处理空间中的基板；喷淋板，其具有通孔，加工气体通过该通孔流向处理空间；等离子体源，其通过激发供应至处理空间的加工气体来激发等离子体；以及密度调整构件，其通过改变电介质介电常数来调整在处理空间中生成的等离子体的密度，并且密度调整构件位于喷淋板上。

Description

基板处理装置
技术领域
本文描述的发明构思的实施例涉及基板处理装置，并且更具体地，涉及用于对基板进行等离子体处理的装置。
背景技术
等离子体是指电离气态，包括离子、自由基和电子。等离子体由非常高的温度、强电场或射频(RF)电磁场生成。半导体器件制造工艺可以包括通过使用等离子体去除形成在基板(诸如晶片)上的薄膜的蚀刻工艺。当等离子体的离子和/或自由基与基板上的薄膜碰撞或与薄膜反应时执行蚀刻工艺。
例如，当使用等离子体执行蚀刻工艺时，在基板的所有区域中的一些区域中形成的薄膜被蚀刻得比在工艺要求条件下多得多，并且在其他区域中形成的薄膜被蚀刻得比在工艺要求条件下少。也就是说，当使用等离子体处理基板时，基板的区域的蚀刻速率之间出现差异。由于各种因素，诸如处理空间中的气体的流动、处理空间中的所供应的加工气体的均匀性、所供应的加工气体的位置以及处理空间中的等离子体的均匀性，基板的区域的蚀刻速率之间出现差异，并且这些因素导致处理空间的区域的等离子体密度或强度之间的差异，其中对基板进行等离子体处理。当处理空间中的等离子体的密度或强度对于区域变得不同时，不同条件的等离子体被施加用于基板的区域。因此，当使用等离子体处理基板时，难以均匀地处理基板的所有区域。
发明内容
本发明构思的实施例提供了一种可以均匀地处理基板的基板处理装置。
本发明构思的实施例还提供了一种可以有效地调整针对处理空间的区域生成的电场的强度的基板处理装置。
本发明构思的实施例还提供了一种可以通过调整在处理空间中生成的电场的强度来用具有均匀密度的等离子体处理基板的基板处理装置。
本发明构思的方面不限于此，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解本发明的其他未提及的方面。
本发明构思提供一种基板处理装置。基板处理装置包括：壳体，其具有处理空间，在处理空间中处理基板；支撑单元，其支撑处理空间中的基板；喷淋板，其具有通孔，加工气体通过通孔流向处理空间；等离子体源，其通过激发供应到处理空间的加工气体来激发等离子体；以及密度调整构件，其通过改变电介质介电常数来调整在处理空间中生成的等离子体的密度，其中密度调整构件位于喷淋板上。
根据实施例，等离子体源可以包括位于喷淋板的上侧上的电极板，并且密度调整构件可以设置在喷淋板和电极板之间。
根据实施例，密度调整构件可以包括多个电介质垫，并且多个电介质垫可以彼此间隔开同时具有不同的介电常数。
根据实施例，通孔可以位于多个间隔开的电介质垫之间的空间中。
根据实施例，电介质垫可以包括中心垫和边缘垫，中心垫可以具有第一电介质介电常数，并且位于包括喷淋板的中心的圆形中心区域中，并且边缘垫可以具有第二电介质介电常数，并且位于围绕中心区域的环形边缘区域中。
根据实施例，第一电介质介电常数可以高于第二电介质介电常数。
根据实施例，第一电介质介电常数可以低于或等于第二电介质介电常数。
根据实施例，电介质垫可以包括多个中心垫和多个边缘垫，多个中心垫可以与中心区域间隔开，并且多个边缘垫可以与边缘区域间隔开。
根据实施例，多个中心垫可以具有不同的电介质介电常数，并且多个边缘垫可以具有不同的电介质介电常数。
根据实施例，电介质垫可以位于以下区域中的任一个区域中：包括喷淋板的中心的中心区域、围绕中心区域的中间区域、以及围绕中间区域的边缘区域。
根据实施例，密度调整构件可以接触喷淋板的上部区域。
根据实施例，电极板可以接地或者可以向电极板施加高频电功率。
本发明构思提供一种基板处理装置。基板处理装置包括：壳体，其限定处理空间，在处理空间中处理基板；支撑单元，其支撑处理空间中的基板；气体供应单元，其供应加工气体；等离子体源，其通过在处理空间中生成电场来激发供应到处理空间中的加工气体；以及密度调整构件，其通过屏蔽在处理空间中生成的电场，根据处理空间的区域不同地调整通过激发加工气体而生成的等离子体的密度。
根据实施例，密度调整构件可以包括至少一个电介质垫，并且当从顶部看时，电介质垫可以屏蔽在以下区域中的至少任一个区域中生成的所述电场：包括处理空间的中心的中心区域、围绕中心区域的中间区域、以及围绕中间区域的边缘区域。
根据实施例，电介质垫可以包括中心垫、中间垫和边缘垫，中心垫可以具有第一电介质介电常数，并且屏蔽中心区域的电场，中间垫可以具有第二电介质介电常数，并且屏蔽中间区域的电场，并且边缘垫可具有第三电介质介电常数，并且屏蔽边缘区域的电场。
根据实施例，第一电介质介电常数、第二电介质介电常数和第三电介质介电常数可以不同。
根据实施例，第一电介质介电常数可以高于第二电介质介电常数以及第三电介质介电常数，并且第二电介质介电常数可以高于第三电介质介电常数。
根据实施例，多个中心垫可以设置在中心区域中，多个中间垫可以设置在中间区域中，约束的多个边缘垫可以设置在边缘区域中，并且中心垫、中间垫或边缘垫可以具有不同的电介质介电常数。
本发明构思提供一种基板处理装置。基板处理装置包括：壳体，其具有处理空间，在处理空间中处理基板；支撑单元，其支撑处理空间中的基板；气体供应单元，其供应加工气体；喷淋板，其具有通孔，加工气体通过通孔流向处理空间；电极板，其设置在喷淋板的上侧上，并且电极板接地或向电极板施加高频电功率；下电极，其设置在支撑单元的内部，并且下电极接地或向下电极施加高频电功率；以及密度调整构件，其位于喷淋板和电极板之间，并且通过屏蔽由电极板和下电极在处理空间中生成的电场来调整在处理空间中生成的等离子体的密度，密度调整构件包括多个电介质垫，多个电介质垫具有不同的电介质介电常数，并且在喷淋板的上侧间隔开，并且通孔位于多个间隔开的电介质垫之间的空间中。
根据实施例，电介质垫可以包括至少一个中心垫和至少一个边缘垫，中心垫可以具有第一电介质介电常数，并且位于包括喷淋板的中心的圆形中心区域中，边缘垫可以具有第二电介质介电常数，并且位于围绕中心区域的环形边缘区域中，并且第一电介质介电常数可以高于第二电介质介电常数。
附图说明
上述和其他目的和特征将从参照以下附图的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分，并且其中：
图1是示意性地图示根据本发明构思的实施例的基板处理装置的视图；
图2是示意性地图示根据图1的实施例的加工腔室的视图；
图3是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的实施例的密度调整构件的状态的视图；
图4是示意性地图示状态的视图，在该状态下图3的密度调整构件在处理空间中生成等离子体；
图5是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的另一实施例的密度调整构件的状态的视图；
图6是当从顶部看时的状态的视图，在该状态下图5的密度调整构件根据基板的区域不同地形成等离子体的密度；
图7是示意性地图示图5的密度调整构件的修改的视图；
图8是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的另一实施例的密度调整构件的状态的视图；
图9是示意性地图示状态的视图，在该状态下图8的密度调整构件在处理空间中生成等离子体；并且
图10是示意性地图示图8的密度调整构件的修改的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明构思的示例性实施例。可以以各种形式修改本发明构思的实施例，并且本发明构思的范围不应解释为由于以下实施例而受限。提供本发明构思的实施例是为了向本领域技术人员更完整地描述本发明构思。因此，附图中的部件的形状等被夸大以强调更清楚的描述。
诸如第一和第二的术语可以用于描述各种部件，但部件不限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个部件与另一部件区分开来的目的。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，第一部件可以被命名为第二部件，并且类似地，第二部件可以被命名为第一部件。
在下文中，将参照图1至图10描述本发明构思的实施例。
图1是示意性地图示根据本发明构思的实施例的基板处理装置的视图。参照图1，根据本发明构思的实施例的基板处理装置1可以包括装载端口10、常压进给模块20、真空进给模块30、装载锁定腔室40和加工腔室50。
装载端口10可以设置在将在下面描述的常压进给模块20的一侧上。至少一个装载端口10可以设置在常压进给模块20的一侧上。装载端口10的数量可以根据条件(诸如加工效率或占地面积)增加或减少。
容器“F”可以定位在装载端口10上。容器“F”可以通过进给装置(未图示)(诸如高架传递装置(OHT)、高架输送器，或自动导引车辆)或操作员装载到装载端口10或从装载端口10卸载。根据所接收的物品的种类，容器“F”可以包括各种种类的容器。容器“F”可以是封闭容器，诸如前开式统一吊舱(FOUP)。
常压进给模块20和真空进给模块30可以沿第一方向2设置。在下文中，当从顶部看时垂直于第一方向2的方向被定义为第二方向4。此外，垂直于第一方向2和第二方向4的方向被定义为第三方向6。第三方向6可以指垂直于地面表面的方向。
常压进给模块20可以在容器“F”和将在下面描述的装载锁定腔室40之间传递基板“W”。根据实施例，常压进给模块20可以从容器“F”中取出基板“W”并将其传递到装载锁定腔室40，或者可以从装载锁定腔室40中取出基板“W”并将其传递到容器“F”的内部中。
常压进给模块20可以包括传递框架220和第一传递机器人240。传递框架220可以设置在装载端口10和装载锁定腔室40之间。装载端口10可以连接到传递框架220。传递框架220的内部环境可以保持在常压。根据实施例，传递框架220的内部可由大气压力环境创建。
传递轨道230设置在传递框架220中。传递轨道230的长度方向可以平行于传递框架220的长度方向。第一传递机器人240可以位于传递轨道230上。
第一传递机器人240可以在安置在装载端口10上的容器“F”和将在下面描述的装载锁定腔室40之间传递基板“W”。第一传递机器人240可以沿传递轨道230在第二方向4上向前和向后移动。第一传递机器人240可以在垂直方向(例如，第三方向6)上移动。第一传递机器人240具有向前和向后移动或者在水平表面上旋转的第一传递手242。基板“W”定位在第一传递手242上。第一传递机器人240可以具有多个第一传递手242。多个第一传递手242可以设置成在向上/向下方向上彼此间隔开。
真空进给模块30可以设置在将在下面描述的装载锁定腔室40和加工腔室50之间。真空进给模块30可以包括传递腔室320和第二传递机器人340。
传递腔室320的内部环境可以保持在真空压力。第二传递机器人340可以被提供在传递腔室320中。例如，第二传递机器人340可以设置在传递腔室320的中心部分。第二传递机器人340在将在下面描述的装载锁定腔室40和加工腔室50之间传递基板“W”。此外，第二传递机器人340可以在加工腔室50之间传递基板“W”。
第二传递机器人340可以在垂直方向(例如，第三方向6)上移动。第二传递机器人340具有向前和向后移动或者在水平表面上旋转的第二传递手342。基板“W”定位在第二传递手342上。第二传递机器人340可以具有多个第二传递手342。多个第二传递手342可以设置成沿向上/向下方向彼此间隔开。
至少一个加工腔室50可以连接到将在下面描述的传递腔室320。根据实施例，传递腔室320可以具有多边形形状。将在下面描述的装载锁定腔室40和加工腔室50可以设置在传递腔室320的周边。例如，如图1所图示，具有六边形形状的传递腔室320可以设置在真空进给模块30的中心部分，并且装载锁定腔室40和加工腔室50可以设置在其周边。与以上描述不同，传递腔室320的形状和加工腔室50的数量可以根据用户的要求条件或工艺要求条件进行各种改变。
装载锁定腔室40可以设置在传递框架220与传递腔室320之间。装载锁定腔室40可以在传递框架220与传递腔室320之间具有缓冲空间，在该缓冲空间中更换基板“W”。例如，已经在加工腔室50中进行了具体处理的基板“W”可以暂时停留在装载锁定腔室40的缓冲空间中。此外，从中容器“F”取出使得预定要对其进行具体处理的基板“W”可以暂时停留在装载锁定腔室40的缓冲空间中。
如上所述，传递框架220的内部环境可以保持在大气压力，并且传递腔室320的内部环境可以保持在真空压力。因此，装载锁定腔室40可以设置在传递框架220和传递腔室320之间，并且其内部环境可以在大气压力和真空压力之间切换。
加工腔室50连接到传递腔室320。可以提供多个加工腔室50。加工腔室50可以是对基板“W”执行具体工艺的腔室。根据实施例，基板“W”可以通过使用等离子体来处理。例如，加工腔室50可以是执行通过使用等离子体去除基板“W”上的薄膜的蚀刻工艺、去除光致抗蚀剂层的灰化工艺、在基板“W”上形成薄膜的沉积工艺、干洗工艺、在基板上沉积原子层的原子层沉积工艺，或蚀刻基板上的原子层的原子层蚀刻工艺的腔室。然而，本公开不限于此，并且在加工腔室50中执行的等离子体处理工艺可以以各种方式修改为已知的等离子体处理工艺。
图2是示意性地图示根据图1的实施例的加工腔室的视图。参照图2，根据该实施例的加工腔室50可以用等离子体处理基板“W”。加工腔室50可以包括壳体500、支撑单元600、气体供应单元700、喷淋头单元800和密度调整构件900。
壳体500可以具有内部封闭的形状。壳体500在其内部具有处理空间501，在处理空间501中处理基板“W”。在处理基板“W”的同时，处理空间501可以整体上保持在真空环境。壳体500的材料可以包括金属。根据实施例，壳体500的材料可以包括铝。壳体500可以接地。
可以在壳体500的一个侧壁上形成运入孔(未图示)。运入孔(未图示)用作空间，基板“W”通过该空间被运入或运出处理空间501。运入孔(未图示)可以通过未图示的门组件选择性地打开和关闭。
可以在壳体500的底表面上形成排放孔530。排放管线540连接到排放孔530。未图示的减压构件可以安装在排放管线540中。减压构件(未图示)可以是提供负压力的任何一种已知泵。供应到处理空间501中的加工气体、加工杂质等可以依次经由排放孔530和排放管线540从处理空间501排出。此外，由于减压构件(未图示)提供负压力，可以调整处理空间501的压力。
用于允许处理空间501更均匀地排放的排放挡板550可以设置在排放孔530的上侧上。排放挡板550可以位于壳体500的侧壁和将在下面描述的支撑单元600之间。当从顶部看时，排放挡板550可以具有基本上环形形状。至少一个挡板孔552可以形成在排放挡板550中。挡板孔552可以穿过排放挡板550的上表面和下表面。处理空间501的加工气体、加工杂质等可以穿过挡板孔552流向排放孔530和排放管线540。
支撑单元600设置在壳体500的内部。支撑单元600可以设置在处理空间501中。支撑单元600可以设置成从壳体500的底表面向上侧间隔开具体距离。支撑单元600支撑基板“W”。支撑单元600可以包括通过使用静电力抽吸基板“W”的静电吸盘。与此不同，支撑单元600可以通过使用各种方案(诸如真空吸附或机械夹持)来支撑基板“W”。在下文中，将以包括静电吸盘的支撑单元600作为示例进行描述。
支撑单元600可以包括静电吸盘610、绝缘板650和下盖660。
静电吸盘610支撑基板“W”。静电吸盘610可以包括电介质板620和底板630。电介质板620位于支撑单元600的上端。电介质板620可以由电介质物质形成并且可以具有盘形形状。基板“W”定位在电介质板620的上表面上。根据实施例，电介质板620的上表面可以具有比基板“W”的半径小的半径。当基板“W”定位在电介质板620的上表面上时，基板“W”的外围区域可以位于电介质板620的外侧。
电极621和加热器622设置在内电介质板620中。根据实施例，电极621可以位于电介质板620的内部中的加热器622的上侧上。电极621电连接到第一功率源621a。第一功率源621a可以包括DC功率源。第一开关621b安装在电极621和第一功率源621a之间。当第一开关621b接通时，电极621电连接到第一功率源621a并且直流电流在电极621中流动。通过在电极621中流动的电流在电极621和基板“W”之间施加静电力。因此，基板“W”被电介质板620吸附。
加热器622电连接到第二功率源622a。第二开关622b安装在加热器622和第二功率源622a之间。当第二开关622b接通时，加热器622可以电连接到第二功率源622a。加热器622可以在抵抗从第二功率源622a供应的电流时生成热量。加热器622生成的热量通过电介质板620的介质递送到基板“W”。定位在电介质板620上的基板“W”可以通过加热器622生成的热量保持在具体温度。加热器622可以包括螺旋线圈。此外，加热器622可以包括多个线圈。尽管未图示，但多个线圈可以分别提供到电介质板620的不同区域。例如，加热电介质板620的中心区域的线圈和加热其外围区域的线圈可以埋设在电介质板620中，并且可以独立地调整线圈的加热程度。尽管在上述示例中已经作为示例描述了加热器622位于电介质板620的内部，但是本发明构思不限于此。例如，加热器622可不位于电介质板620的内部。
在电介质板620的内部可以形成至少一个第一通道623。第一通道623从电介质板620的上表面形成到电介质板620的底部。第一通道623与将在下面描述的第二通道633连通。当从顶部看时，第一通道623可以形成为在电介质板620的中心区域和围绕中心区域的外围区域处间隔开。第一通道623用作通道，将在下面描述的热量传递介质通过该通道供应到基板“W”的底表面。
底板630位于电介质板620下方。底板630可以具有盘形形状。底板630的上表面可以是阶梯状的，使得其中心区域高于其外围区域。底板630的上部的中心区域可以具有与电介质板620的底表面对应的区域。底板630的上表面的中心区域可以粘合到电介质板620的底表面。将在下面描述的环形构件640可以位于底板630的外围区域的上侧上。
底板630可以包括导电材料。例如，底板630的材料可以包括铝。底板630可以是金属板。例如，底板630的整个区域可以是金属板。底板630可以电连接到第三功率源630a。第三功率源630a可以是生成高频电功率的高频功率源。例如，高频功率源可以是RF功率源。RF功率源可以是高偏置功率RF功率源。底板630从第三功率源630a接收高频电功率。因此，底板630可以用作生成电场的电极。根据实施例，底板630可以用作将在下面描述的等离子体源的下电极。然而，本发明构思不限于此，而是底板630可以接地以用作下电极。
第一循环通道632和第二循环通道634可以位于底板630的内部。此外，第二通道633可以形成在底板630的内部。
第一循环通道632可以是热量传递介质循环通过的通道。第一循环通道632可以具有螺旋形状。第一循环通道632与将在下面描述的第二通道633流体连通。此外，第一循环通道632通过第一供应管线632c连接到第一供应源632a。
热量传递介质储存在第一供应源632a中。热量传递介质可以包括惰性气体。根据实施例，热量传递介质可以包括氦气(He)。然而，本发明构思不限于此，并且热量传递介质可以包括各种气体或液体。热量传递介质可以是当对基板“W”进行等离子体处理时被供应到基板“W”的下表面以解决基板“W”的温度的不均匀性的流体。此外，热量传递介质可以用作当对基板“W”进行等离子体处理时将从等离子体传递到基板“W”的热量传递到电介质板620和将在下面描述的环形构件640的介质。
第一阀632b安装在第一供应管线632c中。第一阀632b可以是打开/关闭阀。随着第一阀632b被打开和关闭，热量传递介质可以选择性地供应到第一循环通道632。
第二通道633将第一循环通道632和第一通道623流体连通。供应到第一循环通道632的热量传递介质可以依次经由第二通道633和第一通道623供应到基板“W”的底表面。
第二循环通道634可以是冷却流体循环通过的通道。第二循环通道634可以具有螺旋形状。此外，第二循环通道634可以设置成使得具有不同半径的环形形状的通道共享相同的中心。此外，第二循环通道634通过第二供应管线634c连接到第二供应源634a。
冷却流体储存在第二供应源634a中。例如，冷却流体可以是冷却水。可以向第二供应源634a提供未图示的冷却器。冷却器(未图示)可以将冷却流体冷却至具体温度。然而，与上述示例不同，冷却器(未图示)可以安装在第二供应管线634c中。
第二阀634b安装在第二供应管线634c中。第二阀634b可以是打开/关闭阀。随着第二阀634b被打开和关闭，冷却流体可以选择性地供应到第二循环通道634。冷却流体通过第二供应管线634c供应到第二循环通道634。流过第二循环通道634的冷却流体可以冷却底板630。基板“W”可以通过底板630的介质冷却。
环形构件640设置在静电吸盘610的外围区域。根据示例，环形构件640可以是聚焦环。环形构件640具有环形形状。环形构件640沿电介质板620的周边设置。例如，环形构件640可以设置在底板630的外围区域的上侧上。
环形构件640的上表面可以是阶梯状的。根据实施例，环形构件640的上表面的内侧可以位于与电介质板620的上表面的高度相同的高度。此外，环形构件640的上表面的内侧可以支撑位于电介质板620外侧的基板“W”的外围区域的下表面。环形构件640的上表面的外侧可以围绕基板“W”的外围区域的侧表面。
绝缘板650位于底板630下方。绝缘板650可以包括绝缘材料。绝缘板650将底板630和将在下面描述的下盖660电绝缘。当从顶部看时，绝缘板650可以具有基本上盘形形状。绝缘板650可以具有对应于底板630的区域。
下盖660位于绝缘板650的下侧上。当从顶部看时，下盖660可以具有圆柱形形状，其上表面是敞开的。下盖660的上表面可以被绝缘板650覆盖。提高基板“W”的提升销组件670可以位于下盖660的内部空间中。
下盖660可以包括多个连接构件662。连接构件662可以连接下盖660的外表面和壳体500的内壁。多个连接构件662可以设置成沿下盖660的周向方向彼此间隔开。连接构件662支撑壳体500的内部中的支撑单元600。此外，连接构件662可以连接到壳体500，并且因此接地以将下盖660接地。
连接构件662可以具有在其内部具有空间的中空形状。连接到第一功率源621a的第一功率管线621c、连接到第二功率源622a的第二功率管线622c、连接到第三功率源630a的第三功率管线630c、连接到第一循环通道632的第一供应管线632c、连接到第二循环通道634的第二供应管线634c等通过连接构件662内侧形成的空间延伸到壳体500的外侧。
气体供应单元700向处理空间501供应加工气体。气体供应单元700可以包括气体供应喷嘴710、气体供应管线720和气体供应源730。
气体供应喷嘴710可以安装在壳体500的上表面的中心区域中。喷射孔形成在气体供应喷嘴710的底表面上。喷射孔(未图示)可以将加工气体喷射到壳体500的内部。
气体供应管线720的一端连接到气体供应喷嘴710。气体供应管线720的相对端连接到气体供应源730。气体供应源730可以储存加工气体。加工气体可以是被将在下面描述的功率源激发成等离子体状态的气体。根据实施例，加工气体可以包括NH3、NF3和/或惰性气体。
气体阀740安装在气体供应管线720中。气体阀740可以是打开/关闭阀。随着气体阀740被打开和关闭，加工气体可以选择性地供应到处理空间501。
等离子体源将供应到壳体500中的加工气体激发成等离子体状态。根据本发明构思的实施例的等离子体源是电容耦合等离子体(CCP)。然而，本发明构思不限于此，并且可以通过使用电感耦合等离子体(ICP)或微波等离子体将供应到处理空间501的加工气体激发成等离子体状态。在下文中，将作为示例描述电容耦合等离子体(CCP)用作根据实施例的等离子体源。
等离子体源可以包括上电极和下电极。上电极和下电极可以设置成在壳体500的内部彼此面对。高频电功率可以施加到电极中的任何一个，并且另一个电极可以接地。与此不同，高频电功率可以施加到两个电极。可以在两个电极之间的空间中形成电磁场，并且供应到该空间中的加工气体可以被激发成等离子体状态。通过使用等离子体执行基板处理工艺。根据实施例，上电极可以是将在下面描述的电极板830，并且下电极可以是上述底板630。
喷淋头单元800位于壳体500的内部的支撑单元600的上侧上。喷淋头单元800可以包括喷淋板810、电极板830和支撑部850。
喷淋板810定位成在支撑单元600的上侧上面对支撑单元600。喷淋板810可以定位成向下与壳体500的天花板表面间隔开。根据实施例，喷淋板810可以具有：具有具体厚度的盘形形状。喷淋板810可以是绝缘体。多个通孔812形成在喷淋板810中。
通孔812可以穿过喷淋板810的上表面和下表面。通孔812定位成面对形成在将在下面描述的电极板830中的孔832。此外，当从顶部看时，通孔812可以定位成与将在下面描述的电介质垫920和940之间的空间重叠。
电极板830设置在喷淋板810的上侧上。电极板830可以设置成从壳体500的天花板表面向下侧间隔开具体距离。因此，可以在电极板830和壳体500的天花板表面之间形成空间。电极板830可以具有：具有具体厚度的盘形形状。
电极板830的材料可以包括金属。电极板830可以接地。然而，如上所述，电极板830可以电连接到高频功率源(未图示)。电极板830的底表面可以被阳极化以最小化等离子体生成电弧。电极板830的横截面可以具有与支撑单元600相同的形状和横截面积。
多个孔832形成在电极板830中。孔832可以竖直穿过电极板830的上表面和下表面。多个孔832对应于形成在喷淋板810中的多个通孔812。此外，当从顶部看时，多个孔832可以定位成与将在下面描述的电介质垫920和940之间的空间重叠。因此，从气体供应喷嘴710喷射的加工气体可以流到通过组合电极板830和壳体500而形成的空间。加工气体可以经由孔832和通孔812供应到处理空间501。
支撑部850支撑喷淋板810的一侧和电极板830的一侧。支撑部850的上端连接到壳体500的天花板表面，并且支撑部850的下部连接到喷淋板810的侧部和电极板830的侧部。支撑部850的材料可以包括非金属。
图3是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的实施例的密度调整构件的状态的视图。在下文中，将参照图2和图3详细描述根据本发明构思的实施例的密度调整构件。
密度调整构件900位于壳体500的内部。密度调整构件900可以位于喷淋板810的上侧上。密度调整构件900可以位于喷淋板810和电极板830之间。根据实施例，密度调整构件900可以粘合并固定到喷淋板810的上侧。
密度调整构件900可以通过改变电介质介电常数来调整在处理空间501中生成的等离子体的密度。详细地，随着密度调整构件900改变电介质介电常数，由上述等离子体源在处理空间501中生成的电场的密度可以改变。随着处理空间501中的电场改变，供应到处理空间501的加工气体被电场激发的程度可以改变。因此，可以调整在处理空间501中生成的等离子体的密度。
密度调整构件900可以包括至少一个电介质垫。电介质垫可以是具有具体厚度的垫形状的电介质物质。例如，电介质垫的材料可以包括氧化铝。此外，电介质垫的材料可以包括具有比氧化铝的电介质介电常数高的电介质介电常数的基于金属氧化物的材料。选择性地，电介质垫可以通过混合氧化铝和具有比氧化铝的电介质介电常数高的电介质介电常数的基于金属氧化物的材料形成。例如，通过改变氧化铝和金属氧化物材料的混合比，将电介质垫形成为具有各种电介质介电常数。
根据实施例，密度调整构件900可以包括中心垫920和边缘垫940。当从顶部看时，中心垫920可以具有基本上圆形形状。当从顶部看时，中心垫920的中心可以与喷淋板810的中心重合。中心垫920可以位于：包括喷淋板810的中心的中心区域(在下文中，中心区域)中。也就是说，中心区域可以具有圆形形状。根据实施例，中心垫920的下表面可以粘合到喷淋板810的上表面。如图3所图示，中心垫920可以设置在当从顶部看时不与形成在喷淋板810中的通孔重叠的位置处。中心垫920可以具有第一电介质介电常数。
边缘垫940可以具有基本上环形形状。边缘垫940可以共享喷淋板810的中心。边缘垫940可以位于围绕中心区域的喷淋板810的边缘区域(在下文中，边缘区域)中。也就是说，边缘区域可以具有环形形状。边缘区域与中心区域间隔开具体距离。因此，边缘垫940可以设置成与中心垫920间隔开具体距离。通孔812可以位于彼此间隔开的边缘垫940和中心垫920之间的空间中。此外，根据实施例，边缘垫940的外表面可以设置成在面对喷淋板810的中心的方向上与喷淋板810的外表面间隔开一定距离。当从顶部看时，通孔812可以位于边缘垫940的外表面和喷淋板810的外表面之间的空间中。也就是说，当从顶部看时，通孔812和边缘垫940可以彼此不重叠。
根据实施例，边缘垫940的下表面可以粘合到喷淋板810的上表面。边缘垫940可以具有第二电介质介电常数。根据实施例，第二电介质介电常数可以是低于第一电介质介电常数的电介质介电常数。例如，中心垫920可以由包括氧化铝的材料形成，并且边缘垫940可以形成为具有比氧化铝的电介质介电常数高的电介质介电常数的基于金属氧化物的材料。然而，本发明构思不限于此，并且可以通过改变氧化铝和基于金属氧化物的材料的混合比来改变中心垫920的电介质介电常数和边缘垫940的电介质介电常数。
图4是示意性地图示状态的视图，在该状态下图3的密度调整构件在处理空间中生成等离子体。
参照图4，在对应于中心垫920所在的区域的处理空间501的中心区域中生成第一等离子体P1，在对应于边缘垫940所在的区域的处理空间501的外围区域中生成第二等离子体P2。
如上所述，中心垫920可以具有第一电介质介电常数，并且边缘垫940可以具有低于第一电介质介电常数的第二电介质介电常数。中心垫920可以具有比边缘垫940的电介质介电常数高的电介质介电常数。随着电介质介电常数增加，在电介质体周围生成的电场被电双极矩显着抵消。也就是说，电介质体的电介质介电常数增加，电场可以被带电体屏蔽得更多。因此，在对应于中心垫920所在的区域的处理空间501的中心区域中生成的电场的密度可以低于对应于边缘垫940所在的区域的处理空间501的外围区域中生成的电场的密度。因此，第一等离子体P1可以具有比第二等离子体P2的密度或强度低的密度或强度。
通常，在CCP或ICP方案中生成等离子体的设备中，形成在基板的中心区域中的薄膜比形成在基板的外围区域中的薄膜被蚀刻得更多。由于各种因素，诸如处理空间中的气体的流动、处理空间中的所供应的加工气体的均匀性、所供应的加工气体的位置以及处理空间中的等离子体的均匀性，基板的区域的蚀刻速率之间出现差异。
因此，根据本发明构思的实施例，可以通过在与中心区域相对应的上侧上设置具有相对高的电介质介电常数的中心垫920来最小化基板“W”的中心区域中的蚀刻速率与基板“W”的外围区域中的蚀刻速率之间的差异，该中心区域包括具有相对高的蚀刻速率的基板“W”的中心。因此，当对基板“W”进行等离子体处理时，可以有效地保持基板“W”的处理均匀性。
尽管在本发明构思的上述实施例中作为示例描述了第一电介质介电常数高于第二电介质介电常数，但是本发明构思不限于此。第一电介质介电常数可以低于第二电介质介电常数。此外，第一电介质介电常数可以与第二电介质介电常数相同。也就是说，通过不同地改变电介质垫的电介质介电常数，可以针对处理空间501的区域改变处理空间501中的电场的密度。
在下文中，将详细描述根据本发明构思的另一实施例的密度调整构件。除了附加描述的情况之外，将在下面描述的密度调整构件具有与上述密度调整构件的配置几乎相同或相似的配置，并且因此将省略对重复配置的描述。
图5是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的另一实施例的密度调整构件的状态的视图。
参照图5，可以提供根据实施例的多个中心垫920。例如，中心垫920可以包括第一中心垫921、第二中心垫922、第三中心垫923和第四中心垫924。
当从顶部看时，第一中心垫921、第二中心垫922、第三中心垫923和第四中心垫924可以组合成具有基本上圆形形状。中心垫921、922、923和924可以具有相同的形状。此外，中心垫921、922、923和924可以具有相同的横截面积。
然而，本发明构思不限于此，并且中心垫921、922、923和924可以具有不同的形状和不同的横截面积。此外，为了描述方便，图5中所图示的中心垫921、922、923和924的数量仅被描述为四个，但是根据实施例的中心垫920的数量可以是两个、三个或五个。
第一中心垫921、第二中心垫922、第三中心垫923和第四中心垫924可以设置成彼此间隔开具体距离。通孔812可以位于间隔开的中心垫921、922、923和924之间的空间中。中心垫921、922、923和924可以具有不同的电介质介电常数。选择性地，中心垫921、922、923和924中的一些可以具有相同的电介质介电常数，并且其他的可以具有不同的电介质介电常数。选择性地，中心垫921、922、923和924可以具有相同的电介质介电常数。
可以提供根据实施例的多个边缘垫940。例如，边缘垫940可以包括第一至第八边缘垫941至948。
当从顶部看时，边缘垫941至948可以组合成具有基本上环形形状。边缘垫941至948可以具有相同的形状和相同的横截面积。例如，当从顶部看时，边缘垫941至948可以具有基本上扇形形状。然而，本发明构思不限于此，并且边缘垫941至948可具有不同的形状和横截面积。不同于图5的图示，边缘垫的数量可以根据工艺的要求条件或用户的要求条件进行各种改变。
边缘垫941至948可以彼此间隔开具体距离。通孔812可以位于间隔开的边缘垫941至948之间的空间中。边缘垫941至948可以具有不同的电介质介电常数。选择性地，边缘垫941至948中的一些可以具有相同的电介质介电常数，并且其他的可以具有不同的电介质介电常数。选择性地，边缘垫941至948可以具有相同的电介质介电常数。
图6是示意性地图示当从顶部看时的基板的状态的视图。图6所图示的基板“W”的整个区域可以被划分为：包括基板“W”的中心的中心区域以及围绕基板“W”的中心区域的外围区域。基板“W”的中心区域包括第一中心区域A1、第二中心区域A2、第三中心区域A3和第四中心区域A4。基板“W”的外围区域可以包括第一至第八外围区域B1至B8。
当从顶部看时，第一中心区域A1与第一中心垫921所在的区域重叠。此外，当从顶部看时，第二中心区域A2与第二中心垫922所在的区域重叠。此外，当从顶部看时，第三中心区域A3与第三中心垫923所在的区域重叠。此外，当从顶部看时，第四中心区域A4与第四中心垫924所在的区域重叠。
当从顶部看时，第一外围区域B1与第一边缘垫941所在的区域重叠。此外，当从顶部看时，第二外围区域B2与第二边缘垫942所在的区域重叠，第三外围区域B3与第三边缘垫943所在的区域重叠，第四外围区域B4与第四边缘垫944所在的区域重叠，第五外围区域B5与第五边缘垫945所在的区域重叠，第六外围区域B6与第六边缘垫946所在的区域重叠，第七外围区域B7与第七边缘垫947所在的区域重叠，并且第八外围区域B8与第八边缘垫948所在的区域重叠。
例如，当假设第一中心垫921具有第一电介质介电常数，第二中心垫922具有第二电介质介电常数，第三中心垫923具有第三电介质介电常数，第四中心垫924具有第四电介质介电常数，第一电介质介电常数高于第二电介质介电常数、第三电介质介电常数以及第四电介质介电常数，第二电介质介电常数高于第三电介质介电常数以及第四电介质介电常数，并且第三电介质介电常数高于第四电介质介电常数时，第一中心区域A1的蚀刻速率可以低于第二中心区域A2的蚀刻速率。此外，第二中心区域A2的蚀刻速率可以低于第三中心区域A3的蚀刻速率。此外，第三中心区域A3的蚀刻速率可以低于第四中心区域A4的蚀刻速率。该机制在第一至第八外围区域中也相同或相似。
根据本发明构思的上述实施例，可以通过在喷淋板810上设置多个中心垫920和多个边缘垫940来精确划分处理空间501的区域，由此可以更精确地调整针对处理空间501的区域生成的电场的密度。因此，可以更精确地调整基板“W”的区域的蚀刻速率。
图7是示意性地图示图5的密度调整构件的修改的视图。参照图7，可以不在喷淋板810的边缘区域中设置多个边缘垫940。也就是说，根据实施例的边缘垫940可以具有连续的环形形状。与此相反，多个边缘垫940可以设置在喷淋板810的边缘区域中，并且中心垫920可以设置在喷淋板810的中心区域中同时具有圆形形状。
图8是示意性地图示当从顶部看时的根据图2的另一实施例的密度调整构件的状态的视图。
根据实施例，密度调整构件900可以包括中心垫920、中间垫930和边缘垫940。中心垫920的配置与根据本发明构思的上述实施例的与中心垫920的配置几乎相同或相似，并且因此将省略其描述。
当从顶部看时，中间垫930可以具有基本上环形形状。中间垫930可以共享喷淋板810的中心。中间垫930可以位于围绕中心区域的喷淋板810的中间区域(在下文中，中间区域)中。也就是说，中间区域可以具有环形形状。中间区域与中心区域间隔开具体距离。因此，中间垫930可以设置成与中心垫920间隔开具体距离。通孔812可以位于彼此间隔开的中间垫930和中心垫920之间的空间中。
根据实施例，中间垫930的下表面可以粘合到喷淋板810的上表面。中间垫930可以具有第二电介质介电常数。根据实施例，第二电介质介电常数可以是低于第一电介质介电常数的电介质介电常数。
边缘垫940可以位于围绕中间区域的喷淋板810的边缘区域(在下文中，边缘区域)中。也就是说，边缘区域可以具有环形形状。边缘区域与中间区域间隔开具体距离。通孔812可以位于彼此间隔开的边缘垫940和中间垫930之间的空间中。边缘垫940可以具有第三电介质介电常数。第三电介质介电常数可以是低于第二电介质介电常数的电介质介电常数。
图9是示意性地图示状态的视图，在该状态下图8的密度调整构件在处理空间中生成等离子体。
参照图9，在对应于中心垫920所在的区域的处理空间501的中心区域中生成第一等离子体P1，在对应于中间垫930所在的区域的处理空间501的外围区域中生成第二等离子体P2，并且在对应于边缘垫940所在的区域的处理空间501的外围区域中生成第三等离子体P3。
如上所述，中心垫920可以具有比中间垫930和边缘垫940的电介质介电常数高的电介质介电常数。此外，中间垫930可以具有比边缘垫940的电介质介电常数高的电介质介电常数。因此，在对应于中心垫920所在的区域的处理空间501的中心区域中生成的电场的密度可以低于在对应于中间垫930和边缘垫940所在的区域的处理空间501的区域中生成的电场的密度。此外，在对应于中间垫930所在的区域的处理空间501的中间区域中生成的电场的密度可以低于在对应于边缘垫940所在的区域的处理空间501的外围区域中生成的电场的密度。也就是说，当从顶部看时，电场的密度可以随着从包括处理空间501的中心的中心区域朝向处理空间501的外围区域行进而变得更高。因此，第一等离子体P1可以具有比第二等离子体P2的密度或强度低的密度或强度。此外，第二等离子体P2可以具有比第三等离子体P3的密度或强度低的密度或强度。
一般来说，基板的外围区域的蚀刻速率低于基板的中心区域的蚀刻速率。因此，根据本发明构思的实施例，通过不同地调整针对处理空间501的区域生成的等离子体的密度(或强度)，可以在基板“W”的所有区域中施加均匀强度的等离子体。因此，当对基板“W”进行等离子体处理时，可以有效地保持基板“W”的处理均匀性。特别地，根据本发明构思的实施例，通过划分区域，在区域中更精确地设置不同电介质介电常数的垫，可以针对处理空间501的区域对处理空间501中生成的电场的密度(或强度)进行各种改变，从而可以更均匀地调整基板“W”的区域的蚀刻速率。
图10是示意性地图示图8的密度调整构件的修改的视图。
参照图10，可以提供根据实施例的多个中间垫930。例如，中间垫930可以包括第一至第八中间垫931至938。
当从顶部看时，中间垫931至938可以组合成具有大致环形形状。中间垫931至938可以具有相同的形状和相同的横截面积。例如，当从顶部看时，中间垫931至938可以具有基本上扇形形状。然而，本发明构思不受限制，并且中间垫931至938可以具有不同的形状和横截面积。不同于图5的图示，中间垫的数量可以根据工艺的要求条件或用户的要求条件而进行各种改变。
根据本发明构思的实施例，可以均匀地处理基板。
根据本发明构思的实施例，可以有效地调整针对处理空间的区域生成的电场的强度。
根据本发明构思的实施例，可以通过调整在处理空间中生成的电场的强度来用具有均匀密度的等离子体处理基板。
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可以从说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。
上面的详细描述举例说明了本发明构思。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用于各种其他组合、改变和环境。也就是说，在不脱离说明书中公开的本公开的范围、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，可以对本公开进行修改和更正。书面实施例描述了实施本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具体应用领域和目的所需的各种改变。因此，本发明构思的详细描述不是旨在将本发明构思限制在所公开的实施例状态中。此外，应当理解，所附权利要求包括其他实施例。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，其包括：
壳体，其具有处理空间，在所述处理空间中处理基板；
支撑单元，其被配置为支撑所述处理空间中的所述基板；
喷淋板，其具有通孔，加工气体通过所述通孔流向所述处理空间；
等离子体源，其被配置为通过激发供应到所述处理空间的所述加工气体来激发等离子体；以及
密度调整构件，其被配置为通过改变电介质介电常数来调整在所述处理空间中生成的所述等离子体的密度，
其中，所述密度调整构件位于所述喷淋板上。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述等离子体源包括位于所述喷淋板的上侧上的电极板，并且
其中，所述密度调整构件设置在所述喷淋板和所述电极板之间。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述密度调整构件包括多个电介质垫，并且
其中，所述多个电介质垫彼此间隔开，同时具有不同的介电常数。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述通孔位于所述多个间隔开的电介质垫之间的空间中。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述电介质垫包括中心垫和边缘垫，
其中，所述中心垫具有第一电介质介电常数，并且位于包括所述喷淋板的中心的圆形中心区域中，并且
其中，所述边缘垫具有第二电介质介电常数，并且位于围绕所述中心区域的环形边缘区域中。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，所述第一电介质介电常数高于所述第二电介质介电常数。
7.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，所述第一电介质介电常数低于或等于所述第二电介质介电常数。
8.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，所述电介质垫包括多个中心垫和多个边缘垫，
其中，所述多个中心垫与所述中心区域间隔开，并且
其中，所述多个边缘垫与所述边缘区域间隔开。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，所述多个中心垫具有不同的电介质介电常数，并且
其中，所述多个边缘垫具有不同的电介质介电常数。
10.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述电介质垫位于以下区域中的任一个区域中：包括所述喷淋板的中心的中心区域、围绕所述中心区域的中间区域、以及围绕所述中间区域的边缘区域。
11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述密度调整构件接触所述喷淋板的上部区域。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的基板处理装置，其中，所述电极板接地或向所述电极板施加高频电功率。
13.一种基板处理装置，其包括：
壳体，其限定处理空间，在所述处理空间中处理基板；
支撑单元，其被配置为支撑所述处理空间中的所述基板；
气体供应单元，其被配置为供应加工气体；
等离子体源，其被配置为通过在所述处理空间中生成电场来激发供应到所述处理空间中的所述加工气体；以及
密度调整构件，其被配置为通过屏蔽在所述处理空间中生成的所述电场，根据所述处理空间的区域不同地调整通过激发所述加工气体而生成的等离子体的密度。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，所述密度调整构件包括至少一个电介质垫，并且
其中，当从顶部看时，所述电介质垫屏蔽在以下区域中的至少任一个区域中生成的所述电场：包括所述处理空间的中心的中心区域、围绕所述中心区域的中间区域、以及围绕所述中间区域的边缘区域。
15.根据权利要求14所述的基板处理装置，其中，所述电介质垫包括中心垫、中间垫和边缘垫，
其中，所述中心垫具有第一电介质介电常数，并且屏蔽所述中心区域的电场，
其中，所述中间垫具有第二电介质介电常数，并且屏蔽所述中间区域的电场，并且
其中，所述边缘垫具有第三电介质介电常数，并且屏蔽所述边缘区域的电场。
16.根据权利要求15所述的基板处理装置，其中，所述第一电介质介电常数、所述第二电介质介电常数和所述第三电介质介电常数不同。
17.根据权利要求16所述的基板处理装置，其中，所述第一电介质介电常数高于所述第二电介质介电常数以及所述第三电介质介电常数，并且
其中，所述第二电介质介电常数高于所述第三电介质介电常数。
18.根据权利要求15所述的基板处理装置，其中，多个中心垫设置在所述中心区域中，
其中，多个中间垫设置在所述中间区域中，
其中，多个边缘垫设置在所述边缘区域中，并且
其中，所述中心垫、所述中间垫或所述边缘垫具有不同的电介质介电常数。
19.一种基板处理装置，其包括：
壳体，其具有处理空间，在所述处理空间中处理基板；
支撑单元，其被配置为支撑所述处理空间中的所述基板；
气体供应单元，其被配置为供应加工气体；
喷淋板，其具有通孔，加工气体通过所述通孔流向所述处理空间；
电极板，其设置在所述喷淋板的上侧上，并且所述电极板接地或向所述电极板施加高频电功率；
下电极，其设置在所述支撑单元的内部，并且所述下电极接地或向所述下电极施加所述高频电功率；以及
密度调整构件，其位于所述喷淋板和所述电极板之间，并且被配置为通过屏蔽由所述电极板和所述下电极在所述处理空间中生成的电场来调整在所述处理空间中生成的等离子体的密度，
其中，所述密度调整构件包括多个电介质垫，
其中，所述多个电介质垫具有不同的电介质介电常数，并且在所述喷淋板的所述上侧间隔开，并且
其中，所述通孔位于所述多个间隔开的电介质垫之间的空间中。
20.根据权利要求19所述的基板处理装置，其中，所述电介质垫包括至少一个中心垫及至少一个边缘垫，
其中，所述中心垫具有第一电介质介电常数，并且位于包括所述喷淋板的中心的圆形中心区域中，
其中，所述边缘垫具有第二电介质介电常数，并且位于围绕所述中心区域的环形边缘区域中，并且
其中，所述第一电介质介电常数高于所述第二电介质介电常数。
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