CN117423598A - 支撑单元及包括其的处理基板的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理设备。基板处理设备包括：壳体，其具有处理空间；支撑单元，其经组态以支撑处理空间内的基板；以及等离子体源，其用于通过激发供应至处理空间的气体来产生等离子体，且其中支撑单元包括：卡盘，其具有安装至其顶表面的基板；以及环形构件，其以环形形状围绕卡盘的外侧，且环形构件包括分隔环形构件的切割表面以及定位于切割表面处的保持构件，保持构件保持由切割表面分隔的环形构件的位置。

Description

支撑单元及包括其的处理基板的设备
技术领域
[相关申请案的交互参照]
本申请案根据专利法主张2022年7月18日在韩国申请的韩国专利申请案第10-2022-0088487号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本文所述的发明概念的实施例涉及一种基板处理设备，更具体地，涉及一种使用等离子体来处理基板的设备。
背景技术
等离子体是指由离子、自由基、及电子组成的离子化气体状态。等离子体是由非常高的温度、强电场、或高频电磁场产生的。半导体组件制造工艺包括使用等离子体移除基板上的薄膜的蚀刻工艺或灰化工艺。灰化工艺或蚀刻工艺通过使等离子体中含有的离子颗粒及自由基颗粒与基板上的膜碰撞或反应来执行。
当使用等离子体来处理基板时，在产生等离子体的区中产生高温气氛。因此，相邻于产生等离子体的区定位的构件热膨胀。为了在工艺所需的区中精确地产生等离子体，支撑基板的卡盘的中心与围绕卡盘的外圆周表面的绝缘环的中心必须匹配。为了对准卡盘的中心与绝缘环的中心，应将其定位于两个构件之间的容许范围内。在这一情况下，若产生等离子体来处理基板，则由于等离子体产生区中产生的高温气氛，卡盘及绝缘环分别热膨胀。特别地，若卡盘热膨胀且其体积增加，则在绝缘环上发生损坏，且最终在绝缘环的表面上产生划痕或者绝缘环损坏。即使在绝缘环上发生细微损坏，等离子体的均匀性亦会降低，且因此对基板进行均匀的等离子体处理是不可能的。
当卡盘及绝缘环以一定的容许度设置从而防止损坏上述绝缘环时，卡盘与绝缘环的中心很难彼此匹配。若卡盘与绝缘环的中心不匹配，则卡盘与绝缘环不可避免地具有不对称结构，且因此难以在工艺所需区中精确地产生等离子体。详言之，在仅在基板的边缘区中产生等离子体的所谓斜面蚀刻工艺的情况下，若卡盘与绝缘环的中心不匹配，则难以产生适合于工艺要求的等离子体。为了解决这一问题，可考虑固定绝缘环的位置，同时在卡盘与绝缘环之间置放容许度，但这会导致增加设备的结构复杂性的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于均匀地处理基板的基板处理设备。
本发明的实施例提供一种用于在基板的边缘区产生均匀等离子体的基板处理设备。
本发明的实施例提供一种用于匹配支撑基板的卡盘的中心与围绕卡盘的环形构件的中心的基板处理设备。
本发明的实施例提供一种用于在高温气氛下最小化环形构件的损坏的基板处理设备。
本发明的技术目的不限于上述技术目的，且其他未提及的技术目的将自以下描述内容而对熟习此项技术者变得明显。
本发明提供一种基板处理设备。基板处理设备包括：壳体，其具有处理空间；支撑单元，其经组态以支撑处理空间内的基板；以及等离子体源，其用于通过激发供应至处理空间的气体来产生等离子体，且其中支撑单元包括：卡盘，其具有安装至其顶表面的基板；以及环形构件，其以环形形状围绕卡盘的外侧，且环形构件包括分隔环形构件的切割表面以及定位于切割表面处的保持构件，保持构件保持由切割表面分隔的环形构件的位置。
在实施例中，保持构件插入的沟槽形成于环形构件处。
在实施例中，沟槽形成于环形构件的内侧处，且沟槽的顶部末端定位为低于环形构件的顶部末端，沟槽的底部末端定位为高于环形构件的底部末端。
在实施例中，环形构件相对于切割表面分隔，且保持构件插入沟槽中以限制每一经分隔环形构件在纵向方向上的移动。
在实施例中，切割表面在水平方向上形成至环形构件的切割表面。
在实施例中，在环形构件处，沿着环形构件的圆周方向形成复数个切割表面，且复数个保持构件各自定位于复数个切割表面中的各者处。
在实施例中，基板处理设备进一步包括：介电板，其定位成面对支撑于支撑单元上的基板的顶表面；以及气体供应单元，其经组态以供应气体至基板的边缘区，且其中等离子体源包括：定位于边缘区的上的顶部边缘电极；以及定位于边缘区的下的底部边缘电极。
在实施例中，底部边缘电极以环形形状形成，并围绕环形构件的外侧。
在实施例中，卡盘与环形构件共享同一中心，且环形构件的内侧与卡盘的外侧接触。
在实施例中，卡盘与环形构件具有彼此不同的热膨胀率。
本发明提供一种用于支撑基板的支撑单元。用于支撑基板的支撑单元包括将基板支撑于顶表面上的卡盘；环形构件，以环形形状围绕卡盘的外圆周；以及边缘电极，以环形形状围绕环形构件的外圆周形成，且定位于支撑于卡盘上的基板的边缘区以在边缘区处产生等离子体，且其中环形构件包括分隔环形构件的切割表面以及定位于切割表面处的保持构件，保持构件保持由切割表面分隔的环形构件的位置。
在实施例中，卡盘与环形构件共享同一中心，环形构件的内侧表面接触卡盘的外侧。
在实施例中，卡盘的热膨胀率与环形构件的热膨胀率彼此不同。
在实施例中，卡盘的热膨胀率高于环形构件的热膨胀率。
在实施例中，插入保持构件的沟槽形成于环形构件处，沟槽形成于环形构件的内侧处，且沟槽的顶部末端定位为低于环形构件的顶部末端，而沟槽的底部末端定位为高于环形构件的底部末端。
在实施例中，环形构件相对于切割表面分隔，且保持构件插入沟槽中以限制每一经分隔环形构件在纵向方向上的移动。
在实施例中，在环形构件处，沿着环形构件的圆周方向形成复数个切割表面，且复数个保持构件各自定位于复数个切割表面中的各者处。
本发明提供一种基板处理设备。基板处理设备包括：壳体，其具有处理空间；支撑单元，其经组态以支撑处理空间内的基板；介电板，其定位成面对支撑于支撑单元上的基板的顶表面；气体供应单元，其经组态以供应气体至基板的边缘区；顶部边缘电极，其定位于边缘区上的上；以及底部边缘电极，其定位于边缘区之下，且其中支撑单元包括：卡盘，其具有安装至其顶表面的基板；以及环形构件，其以环形围绕卡盘的外侧，且环形构件包括：分隔环形构件的切割表面；沟槽，其形成于对应于切割表面的位置处；以及保持构件，其插入沟槽中以限制由切割表面分隔的环形构件在纵向方向上的移动。
在实施例中，卡盘与环形构件共享同一中心，环形构件的内侧与卡盘的外侧接触，且沟槽形成于环形构件的顶部末端与环形构件的底部末端之间的内侧处。
在实施例中，卡盘与环形构件具有彼此不同的热膨胀率。
根据本发明的实施例，可均匀地处理基板。
根据本发明的实施例，支撑基板的卡盘的中心与围绕卡盘的环形构件的中心可匹配，从而在基板的边缘区处产生均匀等离子体。
根据本发明的实施例，可最小化高温环境下环形构件的损坏。
本发明的效果不限于上述效果，其他未提及的效果将自以下描述内容而对熟习此项技术者变得明显。
附图说明
上述及其他对象及特征自参考以下诸图的以下描述内容变得明显，其中除非另有规定，否则类似参考数字贯穿诸图是指类似部分。
图1是图示根据本发明的实施例的基板处理设备的示意图。
图2是图示根据图1的实施例的工艺腔室的示意图。
图3是图示根据图2的实施例的插入环形构件中的保持构件的透视图。
图4是图示根据图2的实施例的自环形构件取出的保持构件的透视图。
图5示意性地图示根据图2的实施例的执行等离子体处理工艺的工艺腔室。
图6是示意性地图示根据图2的实施例的在工艺腔室中执行等离子体处理工艺时的卡盘热膨胀的透视图。
图7示意性地图示图6的部分A的放大视图。
图8是图示根据图2的另一实施例的环形构件的透视图。
【符号说明】
1：基板处理设备
4：容器
6：支撑部分
10：负载端口
11：第一方向
12：第二方向
13：第三方向
20：装备前端模块
21：转移框架
25：第一转移机器人
27：返回轨道
30：处理模块
40：负载锁定腔室
50：转移腔室
53：第二转移机器人
60：工艺腔室
100：壳体
102：处理空间
106：排气孔
108：排气线
200：支撑单元
210：卡盘
212：加热器
220：电力构件
222：电源
224：匹配装置
226：电力线
230：环形构件
232：切割表面
234：沟槽
240：保持构件
250：底部边缘电极
260：升降销
270：驱动构件
300：介电单元
310：介电板
320：第一基座
500：顶电极单元
510：顶部边缘电极
520：第二基座
700：气体供应单元
720：第一气体供应单元
722：第一气体供应源
724：第一气体供应线
726：第一阀
740：第二气体供应单元
742：第二气体供应源
744：第二气体供应线
746：第二阀
A：部分
P：等离子体
W：基板
具体实施方式
现在将参考所附说明书附图更全面地描述实例实施例。提供示例实施例使得本发明将是彻底的且其范围将完全传达给熟习此项技术者。提出许多具体细节，诸如特定组件、装置、及方法的实例，以提供对本发明实的施例的彻底理解。对熟习此项技术者而言显而易见的是，不需要采用具体的细节，实例实施例可以许多不同形式体现，且两者均不应解译为限制本发明的范围。在一些实例实施例中，不详细描述公知的工艺、公知的装置结构、以及公知的技术。
本文使用的术语仅用于描述特定实例实施例，而非意欲为限制性的。如本文所用，单数形式「一(a)」、「一(an)」、及「该(the)」亦可旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、及「包括(including)」包括在内，因此规定所述特征、整数、步骤、操作、组件、及/或组件的存在，但不排除其一或多个其他特征、整数，步骤、操作，组件、组件、及/或群组的存在或添加。本文所描述的方法步骤、工艺、及操作不应解译为必须要求其以所讨论或图示的特定次序来执行，除非明确标识为执行次序。应进一步理解，可采用额外的或替代的步骤。
当组件或层称为「在」另一组件或层「上」、「接合至」、「连接至」、或「耦接至」另一组件或层时，其可直接在其他组件或层上、接合、连接、或耦接至其他组件或层，或者可存在介入组件或层。相反，当组件称为「直接在」另一组件或层「上」、「直接接合至」、「直接连接至」、或「直接耦接至」另一组件或层时，可能不存在介入组件或层。用于描述组件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，「在……之间」与「直接在……之间」、「相邻于」与「直接相邻于」等)。如本文所用，术语「及/或」包括相关联列出项目中的一或多者的任意及所有组合。
尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种组件、组件、区、层及/或部分，但这些组件、组件，区、层及/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语可仅用于将一个组件、组件、区、层或部分与另一区、层或部分区分开来。除非上下文明确指出，否则诸如「第一」、「第二」的术语以及其他数字术语在本文中使用时并不暗示顺序或次序。因此，在不偏离实例实施例的教导的情况下，所讨论的第一组件、组件、区、层或部分可称为第二组件、组件、区、层或部分。
为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语，诸如「内部」、「外部」、「在……下方」、「在……的下」、「下部」、「在……的上」、「上部」、及类似者，来描述诸图中图标的一个组件或特征与另一(多个)组件或特征的关系。空间相对术语意欲涵盖除了诸图中所描绘的定向以外的装置在使用或操作时的不同定向。举例而言，若在诸图中装置经翻转，则描述为「在」其他组件或特征「的下」或「在」其他组件或特征「下方」的组件接着将定向为「在」其他组件或特征「的上」。因此，实例术语「在……的下」可涵盖的上及的下的定向两者。装置可以其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对描述符可类似地加以相应解释。
当在示例实施例的描述内容中使用术语「相同、同一」或「一致」时，应理解可能存在一些不精确性。因此，当一个元素或值称为与另一元素或值相同时，应理解为元素或值在制造或操作容许范围内(例如，±10％)与其他元素或值是相同的。
当术语「约」或「实质上」与数值结合使用时，应理解相关联数值包括围绕所述数值的制造或操作容许度(例如，±10％)。此外，当词语「一般地」及「实质上」与几何形状结合使用时，应理解几何形状的精度并非必需的，但形状的纬度在本发明的范围内。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术及科学术语)具有与实例实施例所属领域的一般技艺人士通常理解的相同含义。将进一步理解，术语，包括在常用词典中定义的术语，应解释为具有与其在相关技术的上下文中含义一致的含义，且除非在本文中明确定义，否则不会以理想化或过于正式的意义来解释。
下文将参考图1至图8来详细描述本发明的实施例。
图1是示意性地图示根据本发明的实施例的基板处理设备的视图。参考图1，基板处理设备1具有装备前端模块(Equipment Front End Module；EFEM)20及处理模块30。装备前端模块20与处理模块30设置于一方向上。
下文将装备前端模块20及处理模块30设置的方向界定为第一方向11。此外，将自的上看时垂直于第一方向11的方向界定为第二方向12。此外，将垂直于包括第一方向11及第二方向12的平面的方向界定为第三方向13。举例而言，第三方向13可为垂直于地面的方向。
装备前端模块20具有负载端口10及转移框架21。负载端口10具有复数个支撑部分6。复数个支撑部分6可沿着第二方向12配置成一列。容器4可安置于每一支撑部分6上。根据实施例的容器4可包括盒、FOUP、或类似者。容器4可容纳待在工艺中使用的基板以及已对其完成工艺的基板。
转移框架21设置于负载端口10与处理模块30之间。转移框架21具有内部空间。转移框架21的内部空间可维持在大气压力气氛中。第一转移机器人25设置于转移框架21内部。第一转移机器人25可沿着设置于第二方向12上的返回轨道27移动，以在容器4与处理模块30之间转移基板。
根据实施例，处理模块30可通过接收存储于置放在负载端口10中的容器4中的基板来执行移除基板的边缘区中的薄膜的处理工艺。处理模块30可包括负载锁定腔室40、转移腔室50、及工艺腔室60。
负载锁定腔室40相邻于装备前端模块20设置。举例而言，负载锁定腔室40可设置于转移框架21与转移腔室50之间。负载锁定腔室40具有内部空间，待在工艺中使用的基板在转移至工艺腔室60的前或者将已对其完成工艺的基板转移至装备前端模块20的前在内部空间备用。负载锁定腔室40的内部空间可在大气压力气氛与真空压力气氛之间切换。
转移腔室50转移基板。根据实施例，转移腔室50可在负载锁定腔室40与工艺腔室60之间转移基板。转移腔室50相邻于负载锁定腔室40设置。转移腔室50在自的上看时可具有多边形主体。负载锁定腔室40及复数个工艺腔室60可沿着主体的圆周设置于主体外部。
转移腔室50的内部一般地可维持在真空压力气氛中。在转移腔室50内部，第二转移机器人53置放于负载锁定腔室40与工艺腔室60之间以转移基板。第二转移机器人53可将在负载锁定腔室40中等待的未处理基板转移至工艺腔室60，或者将已完成预定制工艺的基板自工艺腔室60转移至负载锁定腔室40。此外，第二转移机器人53可在复数个工艺腔室60之间转移基板。
工艺腔室60相邻于转移腔室50设置。可提供复数个工艺腔室60。复数个工艺腔室60可沿着转移腔室50的圆周设置。在工艺腔室60中的各者中，对基板执行预定制工艺。工艺腔室60可自第二转移机器人53接收基板，对基板执行预定制工艺，并将已对其完成工艺处理的基板移交至第二转移机器人53。在每一工艺腔室60中执行的工艺处理可彼此不同。
下文将以工艺腔室60中执行等离子体处理工艺的工艺腔室60为例进行描述。根据实施例，执行等离子体处理工艺的工艺腔室60可蚀刻或灰化基板上的膜。膜可包括各种类型的膜，诸如多晶硅膜、氧化物膜、及氮化硅膜。选择性地，膜可为天然氧化物膜或化学生产的氧化物膜。膜可为在处理基板的工艺中产生的异物。选择性地，膜可为附着至及/或残留于基板的顶表面及底表面上的异物。
此外，执行下述等离子体处理工艺的工艺腔室60可为经组态以执行斜面蚀刻工艺的腔室，斜面蚀刻工艺移除基板处理设备1的工艺腔室60中的基板的边缘区上的膜。然而并不限于此，以下描述的基板处理设备1的工艺腔室60可等同地或类似地应用于执行用于处理基板的各种工艺的腔室。此外，以下描述的工艺腔室60可等同地或类似地应用于在其中对基板执行等离子体处理工艺的各种腔室。
图2示意性地图示根据图1的实施例的工艺腔室。参考图2，根据实施例的工艺腔室60可使用等离子体来执行移除形成于基板W上的膜的工艺。举例而言，工艺腔室60可供应气体并使用通过激发所供应气体而产生的等离子体来处理基板W的边缘区。
工艺腔室60可包括壳体100、支撑单元200、介电单元300、顶电极单元500、及气体供应单元700。
壳体100可为一腔室。根据实施例，壳体100可为真空腔室。壳体100中具有处理空间102。处理空间102用作在其中处理基板W的空间。开口(未图示)形成于壳体100的侧壁上。基板W可经由开口(未图示)带入处理空间102中，或者可带出处理空间102。尽管未图标，但开口(未图示)可通过门组件(未图标)选择性地打开及闭合。
排气孔106形成于壳体100的底表面上。排气孔106可连接至排气线108。排气线108可连接至施加负压的减压构件(未图示)。
支撑单元200定位于处理空间102中。支撑单元200在处理空间102中支撑基板W。支撑单元200可包括卡盘210、电力构件220、环形构件230、保持构件240、及底部边缘电极250。
卡盘210在处理空间102中支撑基板W。卡盘210在自的上看时可具有实质上圆形形状。根据实施例，卡盘210的顶表面可具有比基板W的直径更小的直径。因此，由卡盘210支撑的基板W的中心区安置于卡盘210的顶表面上，且基板W的边缘区可不接触卡盘210的顶表面。亦即，在基板W的中心区安置于卡盘210上的状态下，基板W的边缘区可定位于卡盘210的外部区上。
升降销260可定位于卡盘210内。升降销260可提升及降低基板W。此外，驱动构件270可耦接至卡盘210。驱动构件270可提升及降低卡盘210。
加热器212可设置于卡盘210内。举例而言，加热器212可埋入卡盘210中。加热器212对卡盘210进行加热。加热器212可电连接至未图标的电力模块。加热器212可通过抵抗自电力模块(未图标)供应的电流来产生热量。举例而言，加热器212可为螺旋线圈。由加热器212产生的热量经由卡盘210转移至基板W。因此，安置于卡盘210上的基板W可通过加热器212产生的热量而维持在预定温度下。
未显示的冷却流体信道可形成于卡盘210内。冷却流体可在冷却流体信道(未图标)内流动。冷却流体在冷却流体信道(未图标)内流动的同时冷却卡盘210，从而控制由卡盘210支撑的基板W的温度。用于冷却卡盘210的组态不限于用于供应冷却流体的组态，并可修改为能够冷却卡盘210的各种组态(例如，冷却板等)。
卡盘210的材料可包括金属。举例而言，卡盘210的材料可包括铝(Al)。此外，卡盘210的表面可涂布有不同于卡盘210的材料的材料。卡盘210可在高温气氛中热膨胀。举例而言，卡盘210可具有第一热膨胀率。
电力构件220供应电力至卡盘210。电力构件220可包括电源222、匹配装置224、及电力线226。根据实施例的电源222可为偏置电源。此外，电源222可为RF电源。电源222可经由电力线226连接至卡盘210。匹配装置224可安装于电力线226上以执行阻抗匹配。
环形构件230可具有环形形状。环形构件230可设置于卡盘210与以下将描述的底部边缘电极250之间。环形构件230可沿着卡盘210的圆周设置。环形构件230可设置成在自的上看时围绕卡盘210的外圆周表面。举例而言，环形构件230的内圆周表面可与卡盘210的外圆周表面接触。此外，环形构件230可具有与卡盘210的中心一致的中心。根据实施例，环形构件230可与卡盘210共享其中心。
根据实施例，环形构件230可包括绝缘材料。环形构件230的材料可包括陶瓷。环形构件230可在高温气氛中热膨胀。举例而言，环形构件230可具有第二热膨胀率。第二热膨胀率可小于第一热膨胀率。举例而言，第二热膨胀率可比第一热膨胀率小大约三倍。亦即，环形构件230的热膨胀率可相对小于卡盘210的热膨胀率。因此，上述卡盘210在高温气氛中可比环形构件230膨胀得相对更多。
根据实施例，环形构件230的顶表面可为阶梯形的。举例而言，环形构件230的内部部分的顶表面可具有比外部部分的顶表面更高的高度。根据实施例，环形构件230的内部部分的顶表面可定位于对应于卡盘210的顶表面的高度处。此外，环形构件230的外部部分的顶表面可定位于低于卡盘210的顶表面的高度处。因此，安置于卡盘210的顶表面上的基板W的边缘区可支撑于环形构件230的内部部分的顶表面上。亦即，环形构件230的内部部分的顶表面可支撑基板W的边缘区的底表面。然而，本发明不限于此，且环形构件230的顶表面一般可为平坦的。
图3是图示根据图2的实施例的插入环形构件中的保持构件的透视图。图4是图示根据图2的实施例的自环形构件取出的保持构件的透视图。
下文将参考图2至图4详细描述根据本发明的实施例的环形构件以及插入环形构件中的保持构件。
环形构件230可包括切割表面232、沟槽234、及保持构件240。环形构件230的至少一部分可经切割。举例而言，环形构件230可在纵向方向上经切割。亦即，环形构件230可切割成C形。因此，环形构件230可具有切割表面232。切割表面232可在平行于环形构件230的纵向截面的方向上形成。环形构件230可基于切割表面232来分隔。根据实施例，环形构件230可基于切割表面232来分隔。
沟槽234可形成于环形构件230中。沟槽234可形成于与形成切割表面232的区相邻的区中。根据实施例，具有「U」形横截面的沟槽可形成于环形构件230的相对于切割表面232的一末端处。此外，相对于切割表面232，具有「U」形横截面的沟槽可形成于面对环形构件230的末端的另一末端处。形成于环形构件230的末端处的沟槽与形成于环形构件230的另一末端处的沟槽可相对于切割表面232对称。根据本发明的实施例，形成于切割环形构件230的末端处与另一末端处的沟槽可彼此组合以形成沟槽234。亦即，在自的上看时，沟槽234的纵向截面的至少一部分可与切割表面232重叠。根据实施例，沟槽234可具有具有实质上曲率的长方体形状。然而，本发明不限于此，并可修改成各种形状以形成于环形构件230中。
根据实施例的沟槽234可形成于环形构件230的内表面上。根据实施例，沟槽234可穿透环形构件230的内表面但可不穿透环形构件230的外表面。此外，沟槽234可形成于环形构件230的顶部末端与环形构件230的底部末端之间。具体地，沟槽234可形成于环形构件230的内部部分的顶部末端与内部部分的底部末端之间。此外，沟槽234可形成于环形构件230的外部部分的顶部末端与外部部分的底部末端之间。亦即，沟槽234的顶部末端可定位成低于环形构件230的顶部末端。此外，沟槽234的底部末端可定位成高于环形构件230的底部末端。
保持构件240可具有对应于沟槽234的形状的形状。此外，保持构件240可具有对应于沟槽234的高度。此外，保持构件240可具有对应于沟槽234的宽度的宽度。根据实施例的保持构件240可形成为具有实质上曲率的长方体形状。然而，本发明不限于此，且保持构件240可形成为对应于沟槽234的形状的形状。举例而言，当沟槽234的横截面为圆形时，保持构件240的横截面亦可形成为圆形形状。此外，保持构件240的材料可与环形构件230的材料相同或相似。举例而言，保持构件240的材料可包括陶瓷。
根据实施例的保持构件240可插入沟槽234中。此外，保持构件240可自沟槽234取出。因此，保持构件240可插入沟槽234中并定位于切割表面232上。保持构件240可插入沟槽234中以维持经分隔环形构件230的位置。保持构件240可维持基于切割表面232分隔的环形构件230的一末端及环形构件230的另一末端的位置。根据实施例，保持构件240可插入沟槽234中以限制基于切割表面232分隔的环形构件230的纵向移动。
返回参考图2，底部边缘电极250可以环形形状形成。当自的上看时，底部边缘电极250可提供为围绕环形构件230的外圆周表面。当自的上看时，底部边缘电极250可设置于由卡盘210支撑的基板W的边缘区中。根据实施例，底部边缘电极250可设置于基板W的边缘区之下。
底部边缘电极250可用作等离子体源。底部边缘电极250可用作通过激发与稍后描述的顶部边缘电极510一起供应至处理空间102的气体而在基板W的边缘区中产生等离子体的等离子体源。
底部边缘电极250设置为面对顶部边缘电极510。底部边缘电极250可设置于顶部边缘电极510之下。底部边缘电极250可接地。底部边缘电极250可通过感应施加至卡盘210的偏置电力的耦接来增加在处理空间102中产生的等离子体密度。因此，可提高基板W的边缘区的处理效率。
介电单元300可包括介电板310及第一基座320。介电板310的底表面可设置成面对卡盘210的顶表面。介电板310的顶表面可形成为阶梯状，使得中心区的高度相对高于边缘区的高度。介电板310的底表面可形成为实质上平坦的形状。
连接至稍后将描述的第一气体供应单元720的气体流体通道可形成于介电板310中。当自的上看时，气体流体通道的排出末端可设置于与由卡盘210支撑的基板W的中心区相对应的位置处。举例而言，经由气体流体通道的排放末端排放的第一气体可供应至由卡盘210支撑的基板W的中心区。
第一基座320可设置于介电板310与壳体100的顶壁之间。第一基座320的直径可自顶部至底部逐渐增大。第一基座320的顶表面的直径可相对小于介电板310的底表面的直径。第一基座320的底表面的直径可对应于介电板310的顶表面的直径。第一基座320的顶表面可具有平坦的形状。此外，第一基座320的底表面可具有对应于介电板310的顶表面的形状。
顶电极单元500可包括顶部边缘电极510及第二基座520。当自的上看时，顶部边缘电极510可设置为与由卡盘210支撑的基板W的边缘区重叠。当自前方看时，顶部边缘电极510可设置于基板W之上。
顶部边缘电极510可接地。如上所述，顶部边缘电极510接地并与底部边缘电极250一起用作等离子体源。举例而言，顶部边缘电极510可为通过激发供应至基板W的边缘区的气体来产生等离子体的等离子体源。
顶部边缘电极510可以环形形状形成。当自的上看时，顶部边缘电极510可具有围绕介电板310的形状。顶部边缘电极510可设置为与介电板310间隔开预定距离。可在顶部边缘电极510与介电板310之间形成分离空间。分离空间可用作气体经由其流动的通道。举例而言，分离空间可用作自稍后描述的第二气体供应单元740供应的第二气体经由的气体通道的一部分。当自的上看时，分离空间的排出末端可设置于与由卡盘210支撑的基板W的边缘区相对应的位置处。举例而言，经由分离空间的排放末端排放的气体可供应至由卡盘210支撑的基板W的边缘区。
第二基座520可设置于卡盘210之上。第二基座520可固定顶部边缘电极510的位置。第二基座520可设置于顶部边缘电极510与壳体100的顶壁之间。第二基座520可具有环形形状。第二基座520可设置为与第一基座320间隔开。第二基座520可与第一基座320间隔开以形成分离空间。分离空间可用作气体流动穿过的信道。举例而言，分离空间可用作自稍后描述的第二气体供应单元740供应的第二气体经由的气体通道的一部分。
通过组合顶部边缘电极510与介电板310形成的分离空间与通过组合第二基座520与第一基座320形成的分离空间可彼此流体连通以用作气体通道。自第二气体供应单元740供应的第二气体可经由气体通道供应至基板W的边缘区。
气体供应单元700供应工艺气体至处理空间102。气体供应单元700可包括第一气体供应单元720及第二气体供应单元740。
第一气体供应单元720可将第一气体供应至处理空间102。举例而言，第一气体可为包括氮的惰性气体。第一气体供应单元720可将第一气体供应至由卡盘210支撑的基板W的中心区。第一气体供应单元720可包括第一气体供应源722、第一气体供应线724、及第一阀726。
第一气体供应源722可存储第一气体。第一气体供应线724的一末端可连接至第一气体供应源722，且其另一末端可连接至形成于介电板310中的流体通道。第一阀726安装于第一气体供应线724中。第一阀726可为开/关阀或流动速率控制阀。第一气体可经由形成于介电板310中的流体通道供应至基板W的中心区。
第二气体供应单元740供应第二气体至处理空间102。第二气体供应单元740可包括第二气体供应源742、第二气体供应线744、及第二阀746。
第二气体供应源742可存储第二气体。根据实施例，第二气体可为在等离子体状态下激发的气体。第二气体供应线744的一末端可连接至第二气体供应源742，且其另一末端可连接至上述气体通道。因此，第二气体供应线744可供应第二气体至气体通道。第二阀746安装于第二气体供应线744中。第二阀746可设置为开关阀或流量控制阀。如上所述，第二气体可经由通过组合顶部边缘电极510、介电板310、第二基座520、及第一基座320而形成的气体通道供应至基板W的边缘区。
在上述实施例中，卡盘210在垂直方向上移动，介电板310及顶部边缘电极510的位置固定，但本发明不限于此。举例而言，卡盘210的位置可固定，而介电板310可经组态以在垂直方向上可移动。此外，卡盘210及介电板310两者均可经组态以在垂直方向上可移动。
此外，在上述实施例中，以底部边缘电极250及顶部边缘电极510分别接地为例来描述，但本发明不限于此。底部边缘电极250及顶部边缘电极510中的任意者可接地，而另一者可连接至RF电源。此外，底部边缘电极250及顶部边缘电极510均可连接至RF电源。
图5示意性地图示根据图2的实施例的执行等离子体处理工艺的工艺腔室。
参考图5，根据本发明的实施例的工艺腔室60可通过在基板W的边缘区中产生等离子体P来处理基板W的边缘区。举例而言，工艺腔室60可执行处理基板W的边缘区的斜面蚀刻工艺。
当基板W安装于卡盘210的顶表面上时，气体供应单元700供应气体至基板W的中心区及基板W的边缘区。经由气体通道供应的第二气体可在等离子体P状态下激发以处理基板W的边缘区。举例而言，形成于基板W的边缘区中的膜可通过等离子体P来蚀刻。
图6是示意性地图示根据图2的实施例的在工艺腔室中执行等离子体处理工艺时的卡盘热膨胀的透视图。图7示意性地图示图6的部分A的放大视图。
根据本发明的实施例，当在工艺腔室60中执行等离子体处理工艺时，卡盘210可能会热膨胀。具体地，当在处理空间102中产生等离子体时，处理空间102的温度升高。亦即，在使用等离子体来处理基板的同时，在处理空间102中产生高温气氛。若处理空间102的温度升高，则卡盘210可能会热膨胀，如图6中所示。此外，环形构件230可能会热膨胀。
如上所述，卡盘210的材料可包括铝，而环形构件230的材料可包括陶瓷。亦即，由于卡盘210由金属材料制成，故与环形构件230相比，卡盘210由于热而膨胀得相对更多。根据本发明的实施例，卡盘210与环形构件230共享其中心以在基板的边缘区中产生均匀且精确的等离子体，且卡盘210的外侧与环形构件230的内侧定位成彼此接触。在这一结构中，若卡盘210由于热而比环形构件230膨胀得相对更多，则卡盘210可能会损坏环形构件230。举例而言，若在处理空间102中产生等离子体且在处理空间102中产生高温气氛，则卡盘210可在径向方向上热膨胀，从而将由于热膨胀引起的力传递至环形构件230。此外，若定位于卡盘210内部的加热器212在处理基板时产生热量，则卡盘210的温度升高，从而卡盘210可在径向方向上热膨胀。
根据本发明的实施例的环形构件230包括切割表面232。通过在环形构件230上形成切割表面232，环形构件230的位置可在径向方向上稍微改变。因此，环形构件230可响应于由卡盘210在径向方向上的膨胀所传递的力而在径向方向上改变。亦即，通过形成于环形构件230上的切割表面232，可最小化自卡盘210传递的力对环形构件230的损坏。亦即，根据本发明的实施例，即使自卡盘210传递由热膨胀引起的力，这种力亦可减轻。此外，由于施加于环形构件230与卡盘210之间的力减轻，故可最小化环形构件230对卡盘210的外表面的损坏。
此外，由于环形构件230先发制人地释放自卡盘210传递的力，故可预先阻止环形构件230随后可能施加至底部边缘电极250的损坏。亦即，根据实施例的环形构件230可用作所谓的缓冲器，用于减轻由于热膨胀引起的力。因此，在基板的边缘区中产生均匀且精确的等离子体是可能的。
此外，根据本发明的实施例，可切割保持构件240以维持经分隔环形构件230的位置。具体地，保持构件240可插入沟槽234中以限制经分隔环形构件230相对于切割表面232的纵向移动。即使卡盘210在径向方向上热膨胀并推动环形构件230，环形构件230的经分隔部分由保持构件240在纵向方向上扭曲的现象亦得以抑制。因此，由于环形构件230的顶表面的高度不改变，故在环形构件230中不会产生阶梯，且等离子体可在基板的边缘区中均匀地产生。
图8是图示根据图2的另一实施例的环形构件的透视图。下文将参考图8描述根据本发明的另一实施例的环形构件。除以下额外描述的情况以外，环形构件的组态的大部分与上述环形构件的组态相同或相似，且将省略对重叠内容的描述。
参考图8，根据本发明的实施例，环形构件230中可形成复数个切割表面232。举例而言，如图8中所示，可在环形构件230中形成四个切割表面232。因此，环形构件230可分隔成四个部分。然而，本发明不限于此，且复数个切割表面232(两个或两个以上的自然数)可形成于环形构件230中。
此外，可在环形构件230中形成复数个沟槽234。复数个沟槽234可提供为与形成于环形构件230中的切割表面232相同的数目。复数个沟槽234中的各者可形成于与复数个切割表面232中的各者相对应的位置处。此外，复数个保持构件240可插入复数个沟槽234中的各者中。
若处理空间102的温度非常高，或者若定位于卡盘210内的加热器212在处理基板时在高温下产生热量，则卡盘210的热量引起的膨胀会进一步增加。由于根据上述发明概念的另一实施例的环形构件230包括复数个切割表面232、复数个沟槽234、及复数个保持构件240，故环形构件230的位置可在径向方向上更平滑地改变。因此，尽管由于卡盘210的高热而产生膨胀率，但可最小化施加至环形构件230的损坏。此外，即使根据实施例的卡盘210包括具有比铝更大热膨胀率的材料，亦可最小化由于卡盘210的热膨胀而对环形构件230造成的损坏。
本发明的效果不限于上述效果，且熟习此项技术者可自说明书及所附说明书附图清楚地理解未提及的效果。
尽管到目前为止已说明及描述本发明的优选实施例，但本发明不限于上述特定实施例，并指出，本领域的一般技艺人士可在不背离权利要求中所主张的本发明的本质的情况下，以各种方式实施本发明，且不应将这些修改与本发明的技术构思或前景分开解译。

Claims (20)

1.一种基板处理设备，其包含：
壳体，其具有处理空间；
支撑单元，其经组态以支撑前述处理空间内的基板；及
等离子体源，其用于通过激发供应至前述处理空间的气体来产生等离子体，
其中，前述支撑单元包括：
卡盘，其具有安装至其顶表面的前述基板；及
环形构件，其以环形形状围绕前述卡盘的外侧，且
前述环形构件包括分隔前述环形构件的切割表面以及定位于前述切割表面处的保持构件，前述保持构件保持由前述切割表面分隔的前述环形构件的位置。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，
沟槽形成于前述环形构件处，前述保持构件插入前述沟槽处。
3.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，
前述沟槽形成于前述环形构件的内侧处，且
前述沟槽的顶部末端定位为低于前述环形构件的顶部末端，且前述沟槽的底部末端定位为高于前述环形构件的底部末端。
4.如权利要求2所述的基板处理设备，其中，
前述环形构件相对于前述切割表面分隔，且
前述保持构件插入前述沟槽中以限制每一经分隔环形构件在纵向方向上的移动。
5.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，
前述切割表面在水平方向上形成至前述环形构件的前述切割表面。
6.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，
在前述环形构件处，沿着前述环形构件的圆周方向形成复数个前述切割表面，且
复数个前述保持构件各自定位于复数个前述切割表面中的各者处。
7.如权利要求1所述的基板处理设备，其进一步包含：
介电板，其定位成面对支撑于前述支撑单元上的前述基板的顶表面；及
气体供应单元，其经组态以供应气体至前述基板的边缘区，
其中，前述等离子体源包括：
顶部边缘电极，其定位于前述边缘区的上；及
底部边缘电极，其定位于前述边缘区之下。
8.如权利要求7所述的基板处理设备，其中，
前述底部边缘电极以环形形状形成，并围绕前述环形构件的外侧。
9.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，
前述卡盘与前述环形构件共享同一中心，且前述环形构件的内侧接触前述卡盘的前述外侧。
10.如权利要求1所述的基板处理设备，其中，
前述卡盘与前述环形构件具有彼此不同的热膨胀率。
11.一种用于支撑基板的支撑单元，其包含：
卡盘，其将前述基板支撑于顶表面上；
环形构件，其以环形形状围绕前述卡盘的外圆周；及
边缘电极，其以环形形状围绕前述环形构件的外圆周形成，且其定位于支撑于前述卡盘上的前述基板的边缘区处，以在前述边缘区处产生等离子体，
其中，前述环形构件包括分隔前述环形构件的切割表面以及定位于前述切割表面处的保持构件，前述保持构件保持由前述切割表面分隔的前述环形构件的位置。
12.如权利要求11所述的支撑单元，其中，
前述卡盘与前述环形构件共享同一中心，且前述环形构件的内侧表面接触前述卡盘的外侧。
13.如权利要求12所述的支撑单元，其中，
前述卡盘的热膨胀率与前述环形构件的热膨胀率彼此不同。
14.如权利要求13所述的支撑单元，其中，
前述卡盘的前述热膨胀率高于前述环形构件的前述热膨胀率。
15.如权利要求11所述的支撑单元，其中，
沟槽形成于前述环形构件处，前述保持构件插入前述沟槽处，
前述沟槽形成于前述环形构件的内侧处，且
前述沟槽的顶部末端定位为低于前述环形构件的顶部末端，且前述沟槽的底部末端定位为高于前述环形构件的底部末端。
16.如权利要求15所述的支撑单元，其中，
前述环形构件相对于前述切割表面分隔，且
前述保持构件插入前述沟槽中以限制每一经分隔环形构件在纵向方向上的移动。
17.如权利要求16所述的支撑单元，其中，
在前述环形构件处，沿着前述环形构件的圆周方向形成复数个前述切割表面，且
复数个前述保持构件各自定位于复数个前述切割表面中的各者处。
18.一种基板处理设备，其包含：
壳体，其具有处理空间；
支撑单元，其经组态以支撑前述处理空间内的基板；
介电板，其定位成面对支撑于前述支撑单元上的前述基板的顶表面；
气体供应单元，其经组态以供应气体至前述基板的边缘区；
顶部边缘电极，其定位于前述边缘区的上；及
底部边缘电极，其定位于前述边缘区之下，
其中，前述支撑单元包括：
卡盘，其具有安装至其顶表面的前述基板；及
环形构件，其以环形形状围绕前述卡盘的外侧，且
前述环形构件包括：
切割表面，其分隔前述环形构件；
沟槽，其形成于与前述切割表面相对应的位置处；及
保持构件，其插入前述沟槽中以限制由前述切割表面分隔的前述环形构件在纵向方向上的移动。
19.如权利要求18所述的基板处理设备，其中，
前述卡盘与前述环形构件共享同一中心，且前述环形构件的内侧接触前述卡盘的前述外侧，且前述沟槽形成于前述环形组件的顶部末端与前述环形构件的底部末端之间的前述内侧处。
20.如权利要求18所述的基板处理设备，其中，
前述卡盘与前述环形构件具有彼此不同的热膨胀率。
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