CN117256045A - 基板处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基板处理设备，包括：腔体；在腔体中支撑至少一个基板的基板支撑单元；在基板支撑单元上方朝基板支撑单元喷射第一气体的第一喷射单元；在第一喷射单元上方朝基板支撑单元喷射第二气体的第二喷射单元；以及形成在第一喷射单元与第二喷射单元之间的缓冲单元，其中，第一喷射单元包括多个第一喷射孔，第二喷射单元包括第一供应孔和第二喷射孔，第一供应孔将第一气体供应到缓冲单元，第二喷射孔通过缓冲单元，第一供应孔的入口的中心和出口的中心相对于垂直方向彼此分离，且出口面对多个第一喷射孔之间的空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板处理设备，该在基板上进行例如沉积工艺以及蚀刻工艺的处理工艺。
背景技术
一般来说，为了制造太阳能电池、半导体装置、平板显示设备等，需要在基板上形成薄膜层、薄膜电路图案或是光学图案。为此，会在基板上进行处理工艺，例如，将包括特定材料的薄膜沉积在基板上的沉积工艺、通过使用光感材料使薄膜的一部分曝光的曝光工艺以及移除薄膜中选择性曝光的部分以形成图案的蚀刻工艺等。通过基板处理设备在基板上进行这样的处理工艺。
相关技术的基板处理设备包括支撑基板的基板支撑单元以及朝基板支撑单元喷射气体的气体喷射单元。相关技术的基板处理设备通过使用不同的第一气体和第二气体在基板上进行处理工艺。第一气体和第二气体被供应到气体喷射单元中且沿气体喷射单元中形成的个别气体流动路径移动，并接着从气体喷射单元喷射出来。
气体喷射单元包括朝气体支撑单元喷射气体的第一喷射单元以及设置在第一喷射单元上的第二喷射单元。第一喷射单元包括多个第一供应孔以及多个第二供应孔。第二喷射单元包括多个第一喷射孔以及多个第二喷射孔。第一供应孔和第一喷射孔对应于第一气体流动路径。第二供应孔和第二喷射孔对应于第二气体流动路径。
这里，相较于被供应至其他第一喷射孔的第一气体，第一气体以较高的流速以及较大的压力被供应至垂直设置在第一供应孔的下方的第一喷射孔。因此，在相关技术的基板处理设备中，多个第一喷射孔之间会产生喷射流速以及喷射压力的偏差，且因此会降低在基板上进行的处理工艺的均匀度。
发明内容
技术问题
本发明的目的是解决上述问题并用于提供一种可以减小气体的喷射压力以及流速的偏差的基板处理设备。
技术方案
为了实现上述目的，本发明可以包括以下要素。
根据本发明的基板处理设备可以包括腔体、在腔体中支撑至少一个基板的基板支撑单元、在基板支撑单元上方朝基板支撑单元喷射第一气体的第一喷射单元、在第一喷射单元上方朝基板支撑单元喷射第二气体的第二喷射单元，以及形成在第一喷射单元与第二喷射单元之间的缓冲单元。第一喷射单元可以包括多个第一喷射孔。第二喷射单元可以包括将第一气体供应到缓冲单元的第一供应孔以及通过缓冲单元的第二喷射孔。第一供应孔的入口的中心和出口的中心可以相对于垂直方向彼此分离，且出口可以面对多个第一喷射孔之间的空间。
有益效果
根据本发明，可以实现以下技术效果。
本发明可以导引第一气体而使第一气体在缓冲单元中流动而扩散，进而提升第一气体被供应到多个第一喷射孔的压力以及流速的均匀度。因此，本发明可以减小通过多个第一喷射孔喷射的第一气体的喷射流速以及喷射压力产生的偏差，且因此可以提高基板上进行的处理工艺的均匀度。
附图说明
图1为根据本发明的基板处理设备的示意性框图。
图2至图4为根据本发明的基板处理设备中的气体喷射单元的侧剖示意图。
图5为根据本发明的基板处理设备中的第二喷射单元的平面示意图。
图6至图9为图5中的区域A的局部放大示意图。
图10为根据本发明的基板处理设备包括电极单元的实施例的侧剖示意图。
具体实施方式
以下，将参照相关附图详细说明根据本发明的基板处理设备的实施例。在图4中，形成在第二喷射单元中的第一供应孔和第二喷射孔被省略。
参照图1，根据本发明的基板处理设备1在基板S上进行处理工艺。基板S可以为硅基板、玻璃基板、金属基板等。根据本发明的基板处理设备1可以进行将薄膜沉积在基板S上的沉积工艺以及移除沉积在基板S上的薄膜的部分的蚀刻工艺。以下，将主要描述进行沉积工艺的根据本发明的基板处理设备1的实施例，并且基于此，本领域具通常知识者能明显推导出进行例如蚀刻工艺的另一个处理工艺的根据本发明的基板处理设备1的实施例。
根据本发明的基板处理设备1可以包括腔体2、基板支撑单元3以及气体喷射单元4。
<腔体>
参照图1，腔体2提供处理空间100。可以在处理空间100中在基板S上进行例如沉积工艺以及蚀刻工艺的处理工艺。处理空间100可以设置在腔体2中。从处理空间100排放气体的出口(未图示)可以联接于到腔体2。基板支撑单元3和气体喷射单元4可以设置在腔体2中。
<基板支撑单元>
参照图1，基板支撑单元3支撑基板S。基板支撑单元3可以支撑一个基板S，或可以支撑多个基板S。在有多个基板S受基板支撑单元3支撑的情况下，处理工艺可以一次性地在多个基板S上进行。基板支撑单元3可以联接于到腔体2。基板支撑单元3可以设置在腔体2中。
<气体喷射单元>
参照图1，气体喷射单元4朝基板支撑单元3喷射气体。气体喷射单元4可以连接到气体储存单元40。在这种情况下，气体喷射单元4可以将从气体储存单元40供应来的气体朝基板支撑单元3喷射。气体喷射单元4可以被设置为相对在基板支撑单元3。气体喷射单元4可以相对于垂直方向(Z轴方向)设置在基板支撑单元3上。垂直方向(Z轴方向)为平行于气体喷射单元4与基板支撑单元3的分离方向的轴向方向。处理空间100可以设置在气体喷射单元4以及基板支撑单元3之间。气体喷射单元4可以联接于到盖子(未图示)。盖子可以联接于到腔体2以覆盖腔体2的顶部。
气体喷射单元4可以包括第一气体流动路径4a和第二气体流动路径4b。
第一气体流动路径4a用于喷射第一气体。第一气体流动路径4a可以通过流管、软管(hose)等在其一侧连接到气体储存单元40。第一气体流动路径4a的另一侧可以与处理空间100连通。因此，从气体储存单元40供应来的第一气体可以沿第一气体流动路径4a流动，且接着可以通过第一气体流动路径4a被喷射到处理空间100中。第一气体流动路径4a可以作为用于使第一气体能流动的流动路径，且可以作为用于喷射第一气体的入口。
第二气体流动路径4b用于喷射第二气体。第二气体和第一气体可以为不同的气体。举例来说，当第一气体为反应气体时，第二气体可以为来源气体。第二气体流动路径4b可以通过流管、软管等在其一侧连接到气体储存单元40。第二气体流动路径4b的另一侧可以与处理空间100连通。因此，从气体储存单元40供应来的第二气体可以沿第二气体流动路径4b流动，且接着可以通过第二气体流动路径4b被喷射到处理空间100中。第二气体流动路径4b可以作为用于使第二气体能流动的流动路径，并可以作为用于喷射第二气体的入口。
第二气体流动路径4b和第一气体流动路径4a可以被设置为在空间上彼此分离。因此，从气体储存单元40供应至第二气体流动路径4b的第二气体可以在没有通过第一气体流动路径4a的情况下被喷射到处理空间100中。从气体储存单元40供应到第一气体流动路径4a的第一气体可以在没有通过第二气体流动路径4b的情况下被喷射到处理空间100中。第二气体流动路径4b和第一气体流动路径4a可以朝处理空间100中不同的部分喷射气体。
参照图1和图2，气体喷射单元4可以包括第一喷射单元41和第二喷射单元42。
第一喷射单元41在基板支撑单元3上方朝基板支撑单元3喷射第一气体。第一喷射单元41可以设置在第二喷射单元42的下方。第一喷射单元41可以包括多个第一喷射孔411。
第一喷射孔411可以形成为穿过第一喷射单元41。第一喷射孔411可以作为用于使第一气体能流动的流动路径，且可以作为用于喷射第二气体的入口。在这种情况下，第一喷射孔411可以被提供到第一气体流动路径4a中。第一气体可以流动而通过第一喷射孔411且可以朝基板S被喷射。第一喷射孔411可以形成在彼此分离的多个位置以穿过第一喷射单元41。
第二喷射单元42在第一喷射单元41上方朝基板支撑单元3喷射第二气体。第二喷射单元42可以设置在第一喷射单元41上。第一喷射单元41可以包括多个第一喷射孔411。第二喷射单元42可以将第一气体供应至缓冲单元43。缓冲单元43被提供到第一喷射单元41和第二喷射单元42之间。从第二喷射单元42供应到缓冲单元43的第一气体可以通过第一喷射孔411朝基板支撑单元3被喷射。
第二喷射单元42可以包括第一供应孔421和第二喷射孔422。
第一供应孔421将第一气体供应至缓冲单元43。第一供应孔421可以形成为穿过第二喷射单元42。第一供应孔421可以作为用于使第一气体能流动的流动路径。第一供应孔421可以被提供到第一气体流动路径4a中。第一供应孔421、缓冲单元43和第一喷射孔411可以被提供到第一气体流动路径4a中。第二喷射单元42可以包括多个第一供应孔421。多个第一供应孔421可以形成在彼此分离的多个位置以穿过第二喷射单元42。多个第一供应孔421可以连接到气体储存单元40。第二喷射单元42可以包括多个第一供应孔421。多个第一供应孔421可以形成在彼此分离的多个位置以穿过第二喷射单元42。
第二喷射孔422喷射第二气体。第二喷射孔422可以形成为穿过缓冲单元43。第二喷射孔422可以作为用于使第二气体能流动的流动路径，且可以作为用于喷射第二气体的入口。在这种情况下，第二喷射孔422可以被提供到第二气体流动路径4b中。
第二喷射孔422可以形成为穿过包括在第二喷射单元42中的所有的喷射体423以及连接单元424。喷射体423设置在第一喷射单元41的上方且与第一喷射单元41分离。第一供应孔421可以形成在喷射体423中。连接单元424从喷射体423凸出。连接单元424的一侧可以从喷射体423的底面凸出，且连接单元424的另一侧可以插设于第一喷射单元41中。第一喷射单元41以及连接单元424的另一侧之间的区域可以被密封。所述连接单元424的一侧以及连接单元424的另一侧可以设置在缓冲单元43中。因此，缓冲单元43可以在空间上被分成连接单元424的内部空间以及连接单元424的外部空间。因此，第二喷射单元42可以通过使用连接单元424划分缓冲单元43而使得第一气体流动路径4a在空间上与第二气体流动路径4b分离。
可以通过使用位于缓冲单元43的连接单元424的外部空间来实施第一气体流动路径4a。在这种情况下，被提供到第一气体流动路径4a中的缓冲单元43可以具有扩散第一气体的缓冲功能。第一气体可以依序通过第一供应孔421、缓冲单元43和第一喷射孔411，且因此可以朝基板支撑单元3被喷射。
可以通过使用位于缓冲单元43的连接单元424的内部空间来实施第二气体流动路径4b。在这种情况下，连接单元424的内部空间可以对应于第二喷射孔422的一部分。第二气体可以通过第二喷射孔422，且因此可以朝基板支撑单元3被喷射。
第二喷射单元42可以包括多个第二喷射孔422。多个第二喷射孔422可以形成为在彼此分离的多个位置穿过第二喷射单元42。在这种情况下，第二喷射单元42可以包括多个连接单元424。多个第二喷射孔422可以形成为分别穿过多个连接单元424。
这里，在第一供应孔421和第一喷射孔411形成为在平行垂直方向上(Z方向)延伸的情况下，相较于被供应到其他第一喷射孔411的第一气体来说，第一气体可以较高的流速以及较高的压力通过被设置为面对第一供应孔421的第一喷射孔411被供应。这是因为从第一供应孔421供应来的第一气体朝被设置为面对第一供应孔421的第一喷射孔411被喷射。因此，由于第一气体的喷射流速以及喷射压力在多个第一喷射孔411之间产生偏差，所以基板S上的处理工艺的均匀度可能会降低。为了解决这样的问题，在根据本发明的基板处理设备1中，可以用以下的方式实施气体喷射单元4。
如图2所示，第一供应孔421可以包括入口421a和出口421b。入口421a可以穿过第二喷射单元42的顶面。出口421b可以穿过第二喷射单元42的底面。入口421a的中心和出口421b的中心可以相对于垂直方向(Z方向)彼此分离。也就是说，入口421a的中心和出口421b的中心可以被设置为交错的。因此，从出口421b喷射的第一气体可以被喷射到多个第一喷射孔411之间的空间中。在这种情况下，第一供应孔421可以朝设置在多个第一喷射孔411之间的第一喷射单元41的顶面喷射第一气体。
因此，根据本发明的基板处理设备1可以导引第一气体，而使从第一供应孔421喷射的第一气体沿第一喷射单元41的顶面流动以在缓冲单元43中扩散，进而提升将第一气体供应至第一喷射孔411的压力以及流速的均匀度。因此，根据本发明的基板处理设备1可以减小通过多个第一喷射孔411喷射的第一气体的喷射流速以及喷射压力产生的偏差，且因此可以提高基板S上进行的处理工艺的均匀度。
当入口421a的中心与出口421b的中心被设置为交错时，连接单元424可以设置在与从第一供应孔421喷射的第一气体的流动路径(在图2中以虚线箭头图示)相分离的位置。因此，可以防止从第一供应孔421喷射的第一气体碰撞连接单元424时产生的涡流(eddy)停止。因此，根据本发明的基板处理设备1可以进一步增加从第一供应孔421喷射的第一气体的扩散程度。
第一供应孔421可以包括倾斜路径4211。
倾斜路径4211设置在入口421a和出口421b之间。倾斜路径4211可以用对角线的形式形成在入口421a和出口421b之间。在这种情况下，倾斜路径4211可以形成为随着倾斜路径4211朝下延伸而沿远离入口421a的方向倾斜。基于倾斜路径4211，第一供应孔421中包括的入口421a的中心与出口421b的中心可以被设置为交错的。倾斜路径4211可以形成为相对于垂直方向(Z轴方向)以特定角度倾斜的外形。倾斜路径4211可以连接到出口421b。通过倾斜路径4211从出口421b喷射的第一气体可以相对于作为第一喷射单元41的顶面的平面以倾斜的角度接触第一喷射单元41的顶面。因此，根据本发明的基板处理设备1可以导引第一气体而使第一气体顺畅地在缓冲单元43中扩散，且因此可以进一步增加第一气体的扩散程度。倾斜路径4211可以连接到出口421b和入口421a中的每一者。
如图3所示，第一供应孔421的倾斜路径4211可以形成为多个。多个倾斜路径4211可以形成为沿不同的方向延伸。因此，根据本发明的基板处理设备1可以通过使用多个倾斜路径4211而沿不同的方向喷射第一气体，且因此可以进一步扩散第一气体。因此，根据本发明的基板处理设备1可以进一步增加第一气体扩散的程度，且因此可以进一步提升使用第一气体的处理工艺的均匀度。举例来说，第一供应孔421可以包括第一倾斜路径4211a和第二倾斜路径4211b。第一倾斜路径4211a和第二倾斜路径4211b可以形成为沿不同的方向倾斜。在图3中，第一供应孔421被图示为包括两个倾斜路径4211，但并不以此为限，且第一供应孔421可以包括三个以上的倾斜路径4211。
如图4所示，第一供应孔421可以包括垂直路径4212。
垂直路径4212从入口421a(如图2所示)沿垂直方向(Z轴方向)垂直延伸。垂直路径4212可以连接到入口421a(如图2所示)。在这种情况下，倾斜路径4211可以连接到垂直路径4212和出口421b(如图2所示)中的每一者。垂直路径4212可以形成为相对于入口421a(如图2所示)的中心朝下直线地延伸。也就是说，垂直路径4212可以形成为平行于垂直方向(Z轴方向)。在这种情况下，倾斜路径4211可以形成为随着倾斜路径4211从垂直路径4212向下延伸而沿远离垂直路径4212的方向倾斜。
参照图1至图5，在根据本发明的实施例的基板处理设备1中，第一供应孔421可以设置在中心区域CA中(如图5所示)。中心区域CA为从第二喷射单元42的中心沿第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)具有特定面积的区域。第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)为垂直于垂直方向(Z轴方向)且彼此正交的轴方向。中心区域CA可以从外围区域OA朝内设置(如图5所示)。外围区域OA可以被设置以在中心区域CA的外部环绕中心区域CA。在这种情况下，多个第二喷射孔422可以设置在所有的中心区域CA和外围区域OA中。虽然未图示，但第一供应孔421可以设置在外围区域OA中。
这里，可以基于设置在第二喷射单元42中的多个第一供应孔421的位置，来决定多个倾斜路径4211延伸的方向。在这种情况下，倾斜路径4211可以形成为沿使通过第一供应孔421喷射的第一气体能够均匀地在缓冲单元43中扩散的方向延伸(如图2所示)。
举例来说，如图6所示，包括在各个第一供应孔421中的倾斜路径4211a、4211b可以形成为沿彼此相反的方向延伸。因此，第一供应孔421可以通过倾斜路径4211a、4211b的使用提升沿彼此相反的方向喷射的第一气体的流速以及压力的均匀度。
举例来说，如图7所示，包括在各个第一供应孔421中的倾斜路径4211a、4211b、4211c可以形成为沿对应于相同角度的倾斜角IA的方向延伸。举例来说，倾斜路径4211a、4211b、4211c可以形成为沿对应于120度的倾斜角IA的方向延伸。因此，各个第一供应孔421可以提升沿不同方向喷射的第一气体的流速以及压力的均匀度。在图7中，图示了三个倾斜路径4211a、4211b、4211c形成为沿对应于相同角度的倾斜角IA的方向延伸的实施例，但并不以此为限，且可以设置二个或四个以上的倾斜路径4211(如图4所示)沿对应于相同角度的倾斜角IA的方向延伸的实施例。如图8所示，倾斜路径4211a、4211b可以形成为沿对应于90度的倾斜角IA的方向延伸。在这种情况下，第一供应孔421的倾斜路径4211a、4211b可以形成为沿彼此正交的方向延伸。
举例来说，如图8所示，包括在各个第一供应孔421中的倾斜路径4211a、4211b可以形成为沿除了面对相邻的第一供应孔421的方向以外的其他不同的方向延伸。在这种情况下，第一供应孔421的倾斜路径4211(如图4所示)与相邻的第一供应孔421的倾斜路径4211(如图4所示)可以形成为沿不同的方向延伸。因此，多个第一供应孔421可以通过倾斜路径4211a、4211b沿不同的方向喷射第一气体。因此，根据本发明的实施例的基板处理设备1可以进一步将第一气体扩散至设置有第一供应孔421的区域的外部，并且因此可以提升第一气体的流速以及压力的均匀度。
举例来说，如图9所示，包括在各个第一供应孔421中的倾斜路径4211的第一倾斜路径4211a可以形成为沿面对相邻的第一供应孔421的方向延伸，且第二倾斜路径4211b可以形成为沿除了面对相邻的第一供应孔421的方向以外的其他不同的方向延伸。因此，根据本发明的实施例的基板处理设备1可以被实施以进一步将第一气体扩散至设置有第一供应孔421的区域的外部，且因此在设置有第一供应孔421的区域中进一步扩散第一气体。在这种情况下，第一供应孔421的倾斜路径4211(如图4所示)可以形成为沿不同于相邻的第一供应孔421的至少一个倾斜路径4211(如图4所示)的方向延伸。
参照图10，在根据本发明的实施例的基板处理设备1中，第一喷射单元41或第二喷射单元42可以被实施以连接到射频(radio frequency，RF)电源(未图示)。在这种情况下，当第一喷射单元41接地且射频功率被施加到第二喷射单元42时，可以产生等离子体。因此，气体喷射单元4可以通过使用等离子体激发第一气体和第二气体中的至少一者，且可以将激发的气体喷射到处理空间100中。第二喷射单元42可以接地且射频功率可以被施加至第一喷射单元41。
第一喷射单元41可以包括多个开口412。多个开口412可以形成为在不同的位置穿过第一喷射单元41。在这种情况下，第一喷射单元41的一部分可以被插设于各个开口412中。第一喷射单元41的多个连接单元424可以分别插设于多个开口412中。在图10中，图示了多个连接单元424的底面相较第一喷射单元41的底面来说设置在较高处，但本发明并不以此为限，且多个连接单元424的底面和第一喷射单元41的底面可以被实施在相同的高度。多个连接单元424的底面可以相较第一喷射单元41的底面设置在较低处。在这种情况下，连接单元424可以相对于第一喷射单元41朝下凸出。
在设置有开口412的情况下，第一气体可以通过第一供应孔421被供应至缓冲单元43，且接着在缓冲单元43中扩散，并可以通过各个第一喷射孔411以及开口412朝基板支撑单元3被喷射。
上述描述的本发明并不以上述实施例以及相关附图为限，且本领域具通常知识者将清楚认识到在不脱离本发明的精神以及范围的前提下，当可以进行各种修改、变形以及替换。
Claims (9)
1.一种基板处理设备，包括：
腔体；
基板支撑单元，在所述腔体中支撑至少一个基板；
第一喷射单元，在所述基板支撑单元上方朝所述基板支撑单元喷射第一气体；
第二喷射单元，在所述第一喷射单元上方朝所述基板支撑单元喷射第二气体；以及
缓冲单元，形成在所述第一喷射单元与所述第二喷射单元之间，
其中，所述第一喷射单元包括多个第一喷射孔，
所述第二喷射单元包括将所述第一气体供应至所述缓冲单元的第一供应孔以及形成为穿过所述缓冲单元的第二喷射孔，
所述第一供应孔的入口的中心和出口的中心相对于垂直方向设置为彼此分离，并且
所述出口形成为面对所述多个第一喷射孔之间的空间。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔包括设置在所述入口与所述出口之间的倾斜路径，并且
所述倾斜路径以对角线的形式形成在所述入口与所述出口之间。
3.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔还包括从所述入口沿所述垂直方向垂直延伸的垂直路径。
4.如权利要求2或3所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔的所述倾斜路径形成为多个，并且
多个所述倾斜路径形成为沿不同的方向延伸。
5.如权利要求4所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔的多个所述倾斜路径形成为沿彼此相反的方向延伸。
6.如权利要求4所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔的多个所述倾斜路径形成为沿彼此垂直的方向延伸。
7.如权利要求4所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔形成为多个，并且
其中，一个第一供应孔的一个倾斜路径与另一个相邻的所述第一供应孔的至少一个所述倾斜路径形成为沿不同的方向延伸。
8.如权利要求2或3所述的基板处理设备，其中，所述第一供应孔形成为多个，并且
其中，一个第一供应孔的倾斜路径与另一个相邻的第一供应孔的倾斜路径形成为沿不同的方向延伸。
9.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述第一喷射单元或所述第二喷射单元连接到射频电源，即，RF电源。
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