TW201944523A - 基板支撐設備、包含其的基板處理設備以及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

一種能夠在不考慮反應空間的壓力變化的情況下穩定地裝載基板的基板處理方法。所述方法包含：供應惰性氣體；以及通過依次且反復地供應源氣體、供應反應氣體以及使反應氣體活化來形成薄膜，其中基板的中心部分與基座的中心部分彼此間隔開以形成分隔空間，基板上方的反應空間與分隔空間經由一個或多個通道彼此連通，在惰性氣體的供應期間通過一個或多個通道將惰性氣體引入到分隔空間，且惰性氣體防止在薄膜沉積製程期間分隔空間與反應空間之間的壓力不平衡。

Description

基板支撐設備、包含其的基板處理設備以及基板處理方法
本申請案主張2018年4月9日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請第10-2018-0041247號的權益，所述申請案的公開以全文引用的方式併入本文中。
一個或多個實施例涉及一種基板支撐設備（例如，基座）、一種包含所述基板支撐設備的基板處理設備以及一種基板處理方法，且更特定來說，涉及一種能夠防止在待處理的基板的後表面上的沉積的基板支撐設備、一種包含所述基板支撐設備的基板處理設備以及一種基板處理方法。
當在裝載於半導體設備中的反應空間中的基板上執行例如沉積或蝕刻的基板製程時，歸因於例如顆粒等的污染物的產生，基板的後表面上的薄膜對後續製程造成不良影響，且降低半導體裝置的良率（yield）和裝置特性。為了解決這個問題，已根據現有技術嘗試通過採用靜電卡盤（electrostatic chuck；ESC）基座來提高基板的後表面與基座之間的附著力。然而，當在高溫下執行製程時，基板或支撐基板的基座可能因高溫而變形。接著，處理氣體可能滲透到變形基座與基板之間或變形基板與基座之間的間隙中，進而在基板的後表面上產生非期望薄膜。為了解決這個問題，已根據現有技術引入使基板的邊緣僅接觸基板的邊緣接觸基座（edge contact susceptor；ECS）裝置，但基板可能根據反應器的壓力變化而從設定位置脫離（escape），且接著，薄膜可能設置在基板的後表面上。
一個或多個實施例包含一種能夠防止在薄膜的沉積期間基板因反應器的壓力變化而脫離基板支撐設備以便防止薄膜沉積在基板的後表面上的基板支撐設備、一種包含所述基板支撐設備的基板處理設備，以及一種使用所述基板處理設備的基板處理方法。
另外的方面將部分地在以下描述中得到闡述，並且部分地將從所述描述中顯而易見，或者可以通過對所呈現實施例的實踐而習得。
根據一個或多個實施例，一種基板支撐設備包含：基座主體，包含內部部分、周邊部分以及內部部分與周邊部分之間的凹入部分；以及環型外緣（rim），設置在凹入部分中，其中，當基板安裝在環型外緣上時，環型外緣在基板的邊緣排除區內接觸基板，內部部分的上部表面低於環型外緣的上部表面，以使基板的後表面與內部部分分隔，第一空間在基板的後表面與內部部分之間形成，第二空間在基板上方形成，且一個或多個通道在基座主體和環型外緣中的至少一個中形成，所述一個或多個通道單獨地或彼此一起使第一空間連接到第二空間。
所述一個或多個通道可設置在環型外緣的內壁與外壁之間，且所述一個或多個通道可沿圓周設置，所述圓周與基板支撐設備的中心間隔開第一距離。第一距離可大於基板的半徑。
所述一個或多個通道可圍繞基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。
所述一個或多個通道可包含第一子通道和第二子通道，第一子通道可以是通孔，所述通孔接觸環型外緣的上部表面，且因此與第二空間連通且通過穿透環型外緣來朝向環型外緣的下部部分延伸，且基板可不與第一子通道接觸。所述一個或多個通道的第二子通道可與第一空間連通，且第二子通道可具有朝向第一空間逐漸變窄的結構。所述一個或多個通道的第二子通道可與第一空間連通，且第二子通道可在圓周方向上設置。
基板的邊緣排除區與環型外緣之間的接觸部分可具有沿圓周連續設置的環形，所述圓周與基板支撐設備的中心間隔開預定距離。
所述一個或多個通道與第一空間彼此相接的部分可與基板的後表面間隔開。
根據一個或多個實施例，一種基板處理設備包含：反應器壁；基板支撐設備；加熱器塊；氣體入口；氣體供應單元；以及排氣單元，其中基板支撐設備包含基座主體和環型外緣，基座主體包含內部部分、周邊部分以及內部部分與周邊部分之間的凹入部分，且環型外緣設置在凹入部分上，當基板安裝在環型外緣上時，環型外緣在基板的邊緣排除區內接觸基板，反應器壁和基板支撐設備的周邊部分通過面接觸（face-contact）來形成反應空間，分隔空間在內部部分與基板之間形成，且反應空間與分隔空間通過一個或多個通道彼此連通。
所述一個或多個通道可包含第一子通道和第二子通道，第一子通道可設置在反應器壁的表面或內部部分中以與基板上方的反應空間連通，第二子通道可設置在基座主體和環型外緣中的至少一個的表面或內部部分中以與分隔空間連通，且第一子通道可經由第二子通道與分隔空間連通。第一子通道和第二子通道中的每一個可包含通孔或凹槽。
所述一個或多個通道可包含第一子通道和第二子通道，第一子通道可設置在環型外緣的表面或內部部分中以與反應空間連通，第二子通道可設置在基座主體和環型外緣中的至少一個中以與分隔空間連通，且第一子通道可經由第二子通道與分隔空間連通。第一子通道可包含穿透環型外緣的至少一部分的一個或多個第一通孔，所述一個或多個第一通孔可沿第一圓周彼此間隔開，所述第一圓周在環型外緣的上部表面上具有第一半徑，且第一半徑可大於基板的半徑。
所述一個或多個通道可具有朝向分隔空間逐漸變窄的結構。
可在執行薄膜沉積製程之前通過所述一個或多個通道將惰性氣體從反應空間引入到分隔空間，且在薄膜沉積製程之前引入的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間反應空間與分隔空間之間的壓力不平衡。
根據一個或多個實施例，一種基板處理方法包含：供應惰性氣體；以及通過依次且反復地供應源氣體、供應反應氣體以及使反應氣體活化來沉積薄膜，其中基板的中心部分與基座的中心部分彼此間隔開以形成分隔空間，基板上方的反應空間與分隔空間經由一個或多個通道彼此連通，在惰性氣體的供應期間通過所述一個或多個通道將惰性氣體引入到分隔空間，且引入的惰性氣體防止在薄膜的沉積期間分隔空間與反應空間之間的壓力不平衡。
通過控制引入到分隔空間中的惰性氣體的流動速率來控制在薄膜的沉積期間沉積在基板的後表面上的膜的厚度。
可在薄膜的沉積期間供應吹掃氣體，且可調節在薄膜的沉積期間供應的吹掃氣體的流動速率以使分隔空間中的壓力與反應空間中的壓力彼此相等。
引入的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間將源氣體和反應氣體引入到分隔空間中。
現在將對實施例進行詳細參考，所述實施例的實例在附圖中示出，其中在全文中相似附圖標號指代相似元件。在此方面，本實施例可具有不同形式並且不應被解釋為限於本文中所闡述的描述。因此，這些實施例僅通過參考附圖在下文中描述以解釋本描述的各方面。
在下文中，將參考附圖來詳細描述本發明概念的一個或多個實施例。
然而，本案的實施例可以許多不同形式體現並且不應被解釋為限於本文中所闡述的示例性實施例。相反地，提供這些實施例使得本案將透徹並且完整，並且將充分地向本領域的普通技術人員傳達本案的範圍。
本說明書中所使用的術語僅用於描述特定實施例且並不意欲限制本案。除非在上下文中具有明顯不同的意義，否則以單數形式使用的表述涵蓋多數的表述。在本說明書中，應理解，例如「包含」、「具有」以及「包括」的術語意欲指示在說明書中公開的特徵、數目、步驟、動作、元件、部件或其組合的存在，且並不意欲排除可存在或可添加一個或多個其它特徵、數目、步驟、動作、元件、部件或其組合的可能性。如本文中所使用，術語「和/或」包含相關聯的所列專案中的一個或多個的任何和所有組合。
應理解，雖然本文中使用術語「第一」和「第二」來描述各種構件、區域和/或部分，但這些構件、區域和/或部分不應受這些術語限制。術語不意味著特定次序、上下或優越性，且僅用於區別一個構件、元件、區域、層或部分與另一構件、元件、區域、層或部分。因此，在不脫離本案的範圍的情況下，將被描述的第一構件、元件、區域、層或部分也可指代第二構件、元件、區域、層或部分。
在下文中，將參考示意性地示出本案的實施例的附圖來描述本案的示例性實施例。在所述圖中，例如根據製造技術和/或容限，可預期所示出形狀的變化。因此，本案的示例性實施例不應解譯為受所述圖中所示出的特定形狀的限制，且所述實施例包含例如在製造期間發生的形狀的改變。
圖1A是根據實施例的基板支撐設備的示意圖。圖1B是沿圖1A的線A-A'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
參考圖1A和圖1B，基板支撐設備可包含基座主體13。基座主體13包含內部部分1、周邊部分3以及設置在內部部分1與周邊部分3之間的凹入部分2。如稍後描述，環型外緣可設置在凹入部分2上。
內部部分1和凹入部分2形成第一階梯形部分10。第一階梯形部分10可設置在內部部分1與凹入部分2之間。周邊部分3和凹入部分2形成第二階梯形部分20。第二階梯形部分20可設置在周邊部分3與凹入部分2之間。環型外緣可設置在第一階梯形部分10與第二階梯形部分20之間。
在一個實施例中，基座主體13包含一個連續元件，且可大體上具有圓形和圓盤形狀。然而，基座主體13的形狀不限於此，且基座主體13的形狀可對應於待處理的基板的形狀。舉例來說，當待處理的基板是具有正方形形狀的顯示器基板時，基座主體13可具有正方形形狀以便容納正方形基板。
基座主體13可調節且配置成能夠容納具有任意直徑的半導體基板的大小，所述半導體基板例如150毫米、200毫米以及300毫米直徑的基板。此外，基座主體13可包含例如鋁或合金的金屬材料，或具有高熱導率的材料，以便將熱從支撐基座主體13的加熱器塊（未示出）充分傳遞到基板。
內部部分1可包含用於裝載和支撐基板的至少一個基板支撐銷孔22。此外，內部部分1可包含至少一個基座主體固定銷孔23以便將基座主體13固定到加熱器塊（未示出）。
周邊部分3可具有平坦表面以便通過與反應器的反應器壁的面接觸和面密封（face-sealing）來形成反應空間。內部部分1可具有平坦表面以便將熱從加熱器塊（未示出）均勻地傳遞到基板。
另外，基座主體13的結構不限於圖1A和圖1B中示出的實例。舉例來說，凹入部分2示出成具有平坦表面，但凹入部分2可具有圓形表面。此外，內部部分1可具有凹入表面。當通過高溫製程使待處理的基板變形時，待處理的基板可具有預定曲率，且接著，內部部分1中的凹入表面的曲率可對應於通過高溫製程變形的基板的曲率。因此，熱可均勻地傳遞到基板。
圖2A是示出根據實施例的基座主體13與環型外緣4彼此分隔的狀態的示意圖。圖2B是示出圖2A的基座主體13和環型外緣4的耦合狀態的簡圖。圖2C是沿圖2B的線B-B'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。圖2D是根據實施例的安裝在環型外緣4上的基板的簡圖。圖2E是根據實施例的環型外緣4的簡圖。
參考圖2A到圖2C，根據本案的實施例的基板支撐設備可包含用於支撐基板的基座主體13和環型外緣4。如圖2B和圖2C中所示出，環型外緣4可安裝在凹入部分2上。待處理的基板可安裝在環型外緣4上。
環型外緣4可設置在基座主體13的內部部分1與周邊部分3之間。環型外緣4可與內部部分1間隔開，使得即使當內部部分1或環型外緣4在高溫下在水平方向上熱膨脹時，基座主體13也可維持其形狀。舉例來說，如圖2C中所示出，第一階梯形部分10與環型外緣4可彼此分隔距離W。
基座主體13和環型外緣4可彼此包含不同材料。舉例來說，基座主體13可包含例如鋁或合金的金屬材料，或具有高熱導率的材料，以便將熱充分傳遞到基板。環型外緣4可包含絕緣體。詳細地說，環型外緣4可包含具有低熱膨脹速率的材料（例如，陶瓷）以便即使在高溫下也穩定地支撐基板。
環型外緣4可以是具有矩形橫截面的圓環形狀，但不限於此。舉例來說，當凹入部分2具有圓形凹入表面時，環型外緣4可具有凸出底部表面。
根據另一實施例，如圖2E中所示出，環型外緣4可具有在環型外緣4的上部表面的內部側上朝向內部部分1形成的第三階梯形部分S。在這種情況下，基板5可安裝在第三階梯形部分S的內部側上。在實施例中，第三階梯形部分S可進一步包含襯墊P，且基板5可安裝在襯墊P上。基板5的邊緣部分（例如，邊緣排除區（圖4的邊緣排除區Z））可安裝在襯墊P上。第三階梯形部分S可防止當裝載基板5時基板5滑動或脫離。
基座主體13和/或環型外緣4可調節且配置成能夠容納具有任意直徑的半導體基板的大小，所述半導體基板例如150毫米、200毫米以及300毫米直徑的基板。
環型外緣4可以是可從基座主體13拆卸的。更詳細地說，環型外緣4的外圓周表面與基座主體13中的凹入部分的內圓周表面（例如，經由外圓周表面與內圓周表面之間的摩擦力）機械地彼此耦合，且接著，環型外緣4可裝載在基座主體13上。根據另一實施例，環型外緣4可由具有不同寬度和/或不同高度的另一環型外緣代替。圖2A到圖2C示出基座主體13與環型外緣4是可分隔的，但可整體地設置。
根據實施例，內部部分1的高度（即，第一階梯形部分10的高度a）可小於環型外緣4的高度b。即，內部部分1的上部表面可低於環型外緣4的上部表面。以上結構使當基板5安裝在環型外緣4上時基板5的後表面與內部部分1彼此間隔開，如圖2D中所示出。
基板5與內部部分1之間的距離（b-a）可以是例如0.1毫米到0.5毫米，使得可充分執行從加熱器塊32（見圖3）到基板5的熱輻射。在實例實施例中，距離（b-a）可以是約0.3毫米。
此外，基座主體13的周邊部分3的高度，即，第二階梯形部分20的高度c，可小於環型外緣4的高度b。因此，可防止當處理氣體滲透到反應器壁39（見圖3）與周邊部分3之間的接觸表面中時產生的污染源（例如，污染顆粒）或殘留在接觸表面上的顆粒回流到反應空間（圖3的附圖標號R）中。
圖4是包含邊緣排除區Z的基板5的示意圖。
圖2E中的基板5可包含其邊緣處的邊緣排除區Z，且邊緣排除區Z可區別於基板5的其它區域，區別之處在於因為邊緣排除區Z不用作晶粒（die）（裝置形成區域），所以均勻沉積不是必需的。一般來說，邊緣排除區Z設置在離基板的邊緣2毫米到3毫米內。在本案中，假定基板5的邊緣排除區Z具有寬度M。
圖2D示出圖4的基板5根據實施例安裝在環型外緣4上。
在本實施例中，基座主體13（見圖2A）和環型外緣4分別包含彼此具有不同熱傳導速率的材料，且基板5與內部部分1彼此間隔開。因此，基板5在接觸環型外緣4的部分處和不接觸環型外緣4的部分處可具有不同溫度。由於沉積製程通常對基板5的溫度敏感，所以溫度的不均勻性會影響沉積製程。因此，如圖2D中所示出，當基板5安裝在環型外緣4上時，環型外緣4可僅在邊緣排除區Z內接觸基板5。因此，除邊緣排除區Z以外，可確保基板5的整個面積內的溫度均勻度。
韓國專利申請第10-2017-0066979號公開了包含基座主體13和環型外緣4的邊緣接觸基座（ECS）的詳細實施例。
圖3是根據實施例的包含基板支撐設備的基板處理設備的示意性橫截面視圖。
參考本實施例所描述的基板處理設備的實例可包含半導體或顯示器基板沉積設備，但不限於此。基板處理設備可以是對用於形成薄膜的材料執行沉積所必需的任何種類的設備，或可以是用於均勻地供應原料以供蝕刻或研磨材料的設備。在下文中，將假定基板處理設備是半導體沉積設備而提供描述。
根據實施例的基板處理設備包含：反應器38；反應器壁39；基板支撐設備，包含基座主體13和環型外緣4；加熱器塊32；氣體入口33；氣體供應單元34和氣體供應單元35；以及排氣部分31。
參考圖3，基板支撐設備設置在反應器38中。在實施例中，基板支撐設備可以是例如參考圖2A到圖2D所示出的基板支撐設備。基座主體13包含內部部分1、周邊部分3以及設置在內部部分1與周邊部分3之間的凹入部分2，且環型外緣4設置在凹入部分2上。如圖3中所示出，內部部分1的上部表面低於環型外緣4的上部表面，且因此，基板5的後表面與內部部分1間隔開。因此，分隔空間G設置在基板5的後表面與內部部分1之間。
反應器38是在其中執行原子層沉積（atomic layer deposition；ALD）或化學氣相沉積（chemical vapor deposition；CVD）製程或類似製程的反應器。反應器壁39和基板支撐設備的周邊部分3通過面接觸和面密封形成反應空間R。環型外緣4的高度可大於周邊部分3的高度，以便防止當處理氣體滲透到反應器壁39與周邊部分3之間的接觸表面中時產生的污染源回流到反應空間R中。
基座主體13和加熱器塊32可配置成連接到設置在加熱器塊32的一側處的裝置（未示出），以便一起移動用於裝載/卸載基板5。舉例來說，基座主體13和加熱器塊32可連接到能夠升高/降低基座主體13和加熱器塊32的裝置，且接著，可在反應器壁39與基座主體13之間產生進口，可通過所述進口裝載或卸載基板5。在圖3中，基板5裝載在環型外緣4上。根據實施例，反應器38可具有朝上排氣結構，但不限於此。
加熱器塊32包含熱線（hot wire）或熱元件，且將熱供應到基座主體13和基板5。氣體供應單元（34、35）可包含氣體通道34、氣體供應板35以及氣體流動通道36。氣體流動通道36可設置在氣體通道34與氣體供應板35之間。通過氣體入口33引入的處理氣體可經由氣體流動通道36和氣體供應板35供應到反應空間R和基板5。氣體供應板35可以是噴頭，且噴頭的基底可包含設置以（例如，在豎直方向上）供應處理氣體的多個氣體供應孔。供應到基板5上的處理氣體可與基板5或與氣體進行化學反應，且接著，可在基板5上形成薄膜或可蝕刻薄膜。
排氣部分可包含排氣通道31和排氣口37。在反應空間R中，與基板5進行化學反應之後殘留的氣體或未反應氣體可通過設置在反應器壁39中的排氣通道31、排氣口37以及排氣泵（未示出）排放到外部。排氣通道31可在反應器壁39中沿反應器壁39連續設置。排氣通道31的上部部分可部分連接到排氣口37。
氣體通道34和氣體供應板35可由金屬材料製成，且所述氣體通道與所述氣體供應板在電漿製程期間經由例如螺釘的耦合單元機械地彼此連接以起到電極的作用。在電漿製程期間，射頻（radio frequency；RF）電源可電性連接到噴頭以充當一個電極。詳細地說，連接到RF電源的RF負載40可穿透反應器壁39來連接到氣體通道34。在這種情況下，基座主體13可充當對置電極（opposite electrode）。在一些實施例中，例如，為了防止在電漿製程期間施加的電漿電源放電，可將絕緣體（未示出）插入在RF負載40與反應器壁39之間和/或氣體通道34與反應器壁39之間來形成堆疊結構，且因此，可防止電漿電源漏電且提高電漿製程的效率。
韓國專利申請第10-2016-0152239號詳細公開了反應器的氣體入口和氣體出口的詳細實施例。
這裡，經由氣體供應板35引入到反應空間R中的氣體具有根據基板處理操作的階段而波動的流動速率，且因此壓力不同。舉例來說，在原子層沉積製程的情況下，由於氣體頻繁交換，所以在基板處理操作期間基於基板5而在反應空間R與分隔空間G之間產生約3托到約10托的壓力差。歸因於壓力差，基板5可能在製程期間從基板支撐設備卸載或可從初始位置脫位（dislocated）。因此，可在基板5與環型外緣4之間產生間隙，且處理氣體滲透到間隙中且在基板5的後表面上產生非期望薄膜。在基板5的後表面上形成的膜可能不僅相當於反應器中的污染源，且還在後製程中污染設備。因此，會降低半導體裝置的良率和裝置特性。因此，需要消除反應空間R與分隔空間G之間的壓力差的方法。
為了解決以上問題，本案引入將反應空間與分隔空間彼此連接的通道。以上這種通道可設置在基座主體13、環型外緣4或反應器壁39中的至少一個中，或所述基座主體、所述環型外緣或所述反應器壁中的至少一個的表面上。在下文中，將在下文參考圖5A到圖9描述根據本案的實施例的基板支撐設備和基板處理設備。此外，將在下文描述能夠通過將惰性氣體注入到分隔空間中來維持分隔空間中的恒定壓力的基板支撐設備和基板處理方法。
圖5A是根據實施例的包含一個或多個凹槽的環型外緣4的簡圖。
一個或多個通道可設置在環型外緣4的表面上和/或環型外緣4的內壁WI與外壁WO之間。所述一個或多個通道可包含第一子通道50和第二子通道51。在圖5A中，第一子通道50是凹槽。第一凹槽50可設置在環型外緣4的外壁WO中。第一凹槽50可在環型外緣4的外壁WO中從環型外緣4的上部表面U延伸到下部表面L。多個第一凹槽50可被設置成沿環型外緣4的外壁WO的圓周方向彼此間隔開。所述多個第一凹槽50可圍繞環型外緣4的中心軸線或基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。
此外，第二子通道51可設置在接觸基座主體的凹入部分的表面（即，環型外緣4的下部表面L）上。在圖5A中，第二子通道51是凹槽。第二凹槽51可在環型外緣4的下部表面L中從環型外緣4的外壁WO延伸到內壁WI。多個第二凹槽51可被設置成沿環型外緣4的下部表面L的圓周方向彼此間隔開。所述多個第二凹槽51可圍繞環型外緣4的中心軸線或基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。由於對稱設置，所以可經由第一凹槽50和第二凹槽51將反應空間R中的氣體均勻地引入到分隔空間G，如稍後將描述。第一凹槽50與第二凹槽51可接合以彼此連接。
圖5B是沿圖5A的線C-C'截取的裝載在基座主體13中的圖5A的環型外緣4的橫截面視圖。
參考圖5B，根據實施例的基板支撐設備可包含用於支撐基板5的基座主體13和環型外緣4。環型外緣4可安裝在凹入部分中。基板5可安裝在環型外緣4上。內部部分1的上部表面可低於環型外緣4的上部表面。以上結構使當基板5安裝在環型外緣4上時基板5的後表面與內部部分1間隔開。因此，在基板5的後表面與內部部分1之間產生第一空間G1。在基板5的上部部分上產生第二空間R1。
一個或多個通道可設置在環型外緣4的表面上。所述一個或多個通道可單獨地或彼此一起使第一空間G1連接到第二空間R1。
更詳細地說，所述一個或多個通道可包含第一子通道50和第二子通道51。第一子通道50可在環型外緣4的外壁WO中從環型外緣4的上部表面延伸到下部表面，且可與第二空間R1連通。第二子通道51在環型外緣4的下部表面中從環型外緣4的外壁WO延伸到內壁WI，且可與第一空間G1連通。第一子通道50可與第二子通道51連通。第一子通道50可經由第二子通道51與第一空間G1連通。因此，第一子通道50與第二子通道51一起使第一空間G1連接到第二空間R1。
通過調節第一子通道50和第二子通道51的數目和/或每一通道的寬度，可調節從第二空間R1引入到第一空間G1的氣體的流動速率。
第一子通道50的寬度h1和第二子通道51的寬度h2可小於基板5與內部部分1之間的間隔。因此，通過第一子通道50和第二子通道51從第二空間R1引入到第一空間G1中的氣體難以通過以上第一子通道50和第二子通道51再次排出到第二空間R1。因此，如稍後將參考圖10和圖11所描述，通過以上第一子通道50和第二子通道51將在薄膜沉積製程之前供應的惰性氣體引入到第一空間G1中，且第一空間G1中的惰性氣體大體上不排出到第二空間R1，而是殘留在第一空間G1中。殘留的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間第一空間G1與第二空間R1之間的壓力不平衡。
圖5C是包含圖5A和圖5B的基板支撐設備的基板處理設備的部分放大視圖。
參考圖5C，基板支撐設備的反應器壁39和周邊部分3通過面接觸和面密封產生反應空間R。裝載在基板支撐設備的環型外緣4上的基板5的後表面與內部部分1間隔開，且因此，在基板5的後表面與內部部分1之間產生分隔空間G。
一個或多個通道可設置在環型外緣4與基座主體13之間和環型外緣4與反應器壁39之間。所述一個或多個通道使分隔空間G連接到反應空間R。在本實施例中，所述一個或多個通道可以是凹槽。
所述一個或多個通道可包含第一子通道50和第二子通道51。第一子通道50可設置在環型外緣4與反應器壁39之間，且可與反應空間R連通。第二子通道51可設置在環型外緣4與基座主體13之間，且可與分隔空間G連通。反應空間R可經由第一子通道50和第二子通道51與分隔空間G連通。
圖6A是根據實施例的包含一個或多個凹槽的基板支撐設備的簡圖。根據實施例的基板支撐設備可以是根據上述實施例的基板支撐設備的經修改實例。在下文中，將省略關於上文所描述的元件的描述。圖6B是沿圖6A的線D-D'截取的基板支撐設備的橫截面視圖，且在圖6B中，基板安裝在環型外緣上。
不同於參考圖5A到圖5C所示出的基板支撐設備，在圖6A和圖6B中，連接第一空間G1與第二空間R1的一個或多個通道可設置在基座主體13中。所述一個或多個通道可包含第一子通道60和第二子通道61。在圖6A和圖6B中，第一子通道60和第二子通道61是凹槽。第一子通道60可設置在基座主體13中的周邊部分3的內壁中，即，環型外緣4與周邊部分3之間。第一子通道60可沿周邊部分3的內壁從周邊部分3的上部表面延伸到凹入部分2的上部表面。第一子通道60可與第二空間R1連通。多個第一子通道60可被設置成沿圓周方向在周邊部分3的內壁中彼此間隔開。第一子通道60可圍繞基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。
第二子通道61可設置在基座主體的凹入部分2的上部表面上，即，環型外緣4與凹入部分2之間。第二子通道61可在凹入部分2的上部表面上從周邊部分3的內壁（也就是第二階梯形部分20）延伸到第一階梯形部分10。多個第二子通道61可被設置成沿圓周方向在凹入部分2的上部表面上彼此間隔開。第二子通道61可圍繞基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。第二子通道61可與第一空間G1連通。
第一子通道60與第二子通道61可彼此接合。第一子通道60可經由第二子通道61與第一空間G1連通。因此，第一子通道60與第二子通道61一起使第一空間G1連接到第二空間R1。
第一子通道60的寬度h3和第二子通道61的寬度h4可比基板5與內部部分1之間的間隔小得多。因此，如上文所描述，通過第一子通道60和第二子通道61從第二空間R1引入到第一空間G1中的氣體難以通過以上第一子通道60和第二子通道61再次排出到第二空間R1。因此，如稍後將參考圖10和圖11所描述，在基板處理製程之前引入第一空間G1中的惰性氣體可防止在薄膜製程期間第一空間G1與第二空間R1之間的壓力不平衡。
圖6C是包含圖6A和圖6B的基板支撐設備的基板處理設備的部分放大視圖。
參考圖6C，基板支撐設備的反應器壁39和周邊部分3通過面接觸和面密封產生反應空間R。裝載在基板支撐設備的環型外緣4上的基板5的後表面與內部部分1間隔開，且因此，在基板5的後表面與內部部分1之間產生分隔空間G。
一個或多個通道可設置在環型外緣4與基座主體13之間和環型外緣4與反應器壁39之間。所述一個或多個通道使分隔空間G連接到反應空間R。在本實施例中，所述一個或多個通道可以是凹槽。
詳細地說，如上文參考圖6A和圖6B所描述，第一子通道60和第二子通道61可設置在環型外緣4與基座主體13之間。第二子通道61可與分隔空間G連通，且也可與第一子通道60連通。另外，第三子通道62可設置在環型外緣4與反應器壁39之間。特定來說，第三子通道62可以是在反應器壁39的表面上形成的凹槽。第三子通道62可與反應空間R和第一子通道60連通。因此，第一子通道60、第二子通道61以及第三子通道62可將反應空間R與分隔空間G彼此連接。在本實施例中，第一子通道60、第二子通道61以及第三子通道62是凹槽。
圖7A到圖7E是根據實施例的包含通孔的基板支撐設備的簡圖。根據實施例的基板支撐設備可以是根據上述實施例的基板支撐設備的經修改實例。在下文中，將省略關於上文所描述的元件的描述。圖7A是包含通道的環型外緣4的頂視圖。圖7B到圖7E是圖7A的基板支撐設備的經修改實例的簡圖。在圖7B到圖7E中，基板5安裝在環型外緣4上。
參考圖7A，使第一空間G1連接到第二空間R1的一個或多個通道可設置在環型外緣4的內壁WI與外壁WO之間。所述多個通道可被設置成沿圓周在環型外緣4的上部表面上彼此間隔開，所述圓周遠離基板支撐設備的中心第一距離（在這種情況下是第一距離D1）。第一距離D1可大於基板5的半徑。因此，當基板5安裝在環型外緣上時，基板5可不接觸通道。所述一個或多個通道可圍繞基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。不同于上文所描述的基板支撐設備，在圖7A的實例中，所述一個或多個通道是穿透環型外緣4的至少一部分的通孔。
圖7B示出圖7A的基板支撐設備的實例，即，沿圖7A的線E-E'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
參考圖7B，圖7A的通道可設置在環型外緣4的內壁WI與外壁WO之間。所述一個或多個通道可包含第一子通道70和第二子通道71。在本實施例中，第一子通道70和第二子通道71是通孔。第一子通道70可設置在環型外緣4的內壁WI與外壁WO之間。詳細地說，第一子通道70與第二空間R1連通，同時接觸環型外緣4的上部表面，且可通過穿透環型外緣4朝下延伸。多個第一子通道70可沿與基板支撐設備的中心間隔開第一距離D1的圓周來設置。第一子通道70可圍繞基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。
第一距離D1可大於基板的半徑，且因此，當基板5安裝在環型外緣4上時基板5可不接觸第一子通道70。在基板5接觸第一子通道70的情況下，經由第一子通道70從反應空間R1引入的氣體可直接沉積在基板5的後表面上。一般來說，當基板5安裝在環型外緣4上時，環型外緣4可僅在基板5的邊緣排除區Z內接觸基板5。因此，為了使基板5不接觸第一子通道70，如圖7B中所示出，從環型外緣4的內壁WI到第一子通道70的第二距離d1大於邊緣排除區Z的寬度M。
在另外的實施例中，為了防止反應空間R1中的處理氣體滲透到基板5的後部中，基板5可不接觸第一子通道70。此外，為了防止反應空間R1中的處理氣體直接滲透到基板5的後表面，可連續設置基板5的邊緣排除區與環型外緣4之間的接觸部分。詳細地說，基板5的邊緣排除區與環型外緣4之間的接觸部分可沿圓周連續形成，所述圓周遠離基板支撐設備的中心預定距離。接觸部分將沿環型外緣4的上部表面配置具有預定寬度的環形的接觸表面。接觸表面可充當壁來防止反應空間R1中的處理氣體直接滲透到基板5的後表面。
第二子通道71可與第一子通道70連通，且可朝向第一空間G1在環型外緣4的側向方向上延伸。詳細地說，第二子通道71從環型外緣4的內壁WI與第一空間G1連通，且可通過穿透環型外緣4在環型外緣4的側向方向上延伸。第一子通道70可經由第二子通道71與第一空間G1連通。多個第二子通道71可沿與基板支撐設備的中心間隔開的圓周來設置。在經修改實例中，第二子通道71可沿與基板支撐設備的中心間隔開的圓周在圓周方向上連續設置。因此，可經由第一子通道70和第二子通道71將氣體均勻地引入到第一空間G1中。
在圖7B的實例中，第二子通道71沿環型外緣4的下部表面延伸。因此，第二子通道71可在環型外緣4的最下部部分處接觸第一空間G1。在經修改實例中，如圖7C中所示出，第二子通道71可與環型外緣4的下部表面分隔設置。在這種情況下，第一子通道70可穿透環型外緣4的至少一部分。第二子通道71與第一空間G1彼此相接的部分（圖7C的部分X1）可與基板5的後表面分隔，使得第二子通道71不接觸基板5。通道可具有較長長度和/或具有複雜結構，且因此，通過通道引入到第一空間G1的氣體可以不通過通道排出到第二空間R1。因此，可廣泛使用比圖7C的基板支撐設備具有更長通道的圖7B的基板支撐設備。在另外的經修改實例中，如圖7D中所示出，第二子通道71可具有朝向第一空間G1逐漸變窄的結構（圖7D的部分X2），使得通過通道引入到第一空間G1中的氣體可以不再次引入到通道。
第一子通道70的寬度h5和第二子通道71的寬度h6可以比基板5與內部部分1之間的分隔距離小得多。因此，如上文所描述，通過第一子通道70和第二子通道71從第二空間R1引入到第一空間G1中的氣體難以通過以上第一子通道70和第二子通道71再次排出到第二空間R1。因此，如稍後將參考圖10和圖11所描述，在基板處理製程之前引入第一空間G1中的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間第一空間G1與第二空間R1之間的壓力不平衡。
在本實施例中，第一子通道70和第二子通道71示出為穿透環型外緣4的通孔，但第一子通道70和/或第二子通道71可具有不同形狀。舉例來說，第一子通道70可以是穿透環型外緣4的通孔，且第二子通道71可以是在環型外緣4的下部表面中形成的凹槽。
圖7E示出圖7A的基板支撐設備的實例，即，沿圖7A的線E-E'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
參考圖7E，連接第一空間G1與第二空間R1的通道可包含第一子通道72和第二子通道73。在本實施例中，第一子通道72和第二子通道73是通孔。第一子通道72可設置在環型外緣4的內壁WI與外壁WO之間。詳細地說，第一子通道72接觸環型外緣4的上部表面且因此與第二空間R1連通，且可通過穿透環型外緣4延伸到環型外緣4的下部表面。
第二子通道73可以是通過穿透基座主體的凹入部分來與第一子通道72連通且與第一空間G1連通的通孔。如上文所描述，環型外緣4可與第一階梯形部分10分隔距離W。在這種情況下，凹入部分2可包含接觸環型外緣4的部分X4和不接觸環型外緣4的部分X5。不接觸環型外緣4的部分X5可接觸第一空間G1。第二子通道73在接觸環型外緣4的部分X4處與第一子通道72連通，且可通過穿透基座主體的凹入部分2延伸到不接觸環型外緣4的部分X5以與第一空間G1連通。第一子通道72和第二子通道73可將第一空間G1與第二空間R1一起連接。
如上文所描述，通道可具有較長長度和/或具有複雜結構，且因此，通過通道引入到第一空間G1的氣體可以不通過通道排出到第二空間R1。因此，可廣泛使用比圖7B和圖7C中示出的基板支撐設備具有更長通道和更複雜通道結構的圖7E的基板支撐設備。
圖8是根據實施例的包含通孔的基板支撐設備和反應器壁39的簡圖。根據實施例的基板支撐設備和基板處理設備可以是根據上述實施例的基板支撐設備和基板處理設備的經修改實例。在下文中，將省略關於上文所描述的元件的描述。
為了使反應空間R連接到分隔空間G，一個或多個通道可設置在基座主體13和反應器壁39的表面上和/或內部部分中。所述一個或多個通道可以是凹槽和通孔。
在本實施例中，所述一個或多個通道可包含第一子通道80和第二子通道81。第一子通道80可設置在反應器壁39中。反應器壁39可包含接觸環型外緣4的部分X6和不接觸環型外緣4的部分X7。不接觸環型外緣4的部分X7位於環型外緣4的上部部分上。第一子通道80通過在高於環型外緣4的上部表面的位置（即，不接觸環型外緣4的部分X7）處在側向方向上穿透反應器壁39來與反應空間R連通，且可通過朝下穿透反應器壁39來延伸到周邊部分3的上部表面。
第二子通道81可設置在基座主體13中。在本實施例中，第二子通道81是設置在基座主體13的周邊部分3和凹入部分2中的通孔。詳細地說，第二子通道81在周邊部分3的上部表面處與第一子通道80連通。此外，第二子通道81可通過穿透基座主體13的周邊部分3和凹入部分2來延伸到凹入部分2的部分X3（其中部分X3不接觸環型外緣4），且可與分隔空間G連通。反應空間R可經由第一子通道80和第二子通道81與分隔空間G連通。
如上文所描述，通道可具有較長長度和/或具有複雜結構，且因此，通過通道引入到第一空間G1的氣體可以不通過通道排出到第二空間R1。因此，可廣泛使用比參考以上實施例所描述的基板處理設備具有更長通道和更複雜通道結構的圖8的基板處理設備。
在本實施例中，第一子通道80和第二子通道81示出為穿透反應器壁39和基座主體13的通孔，但第一子通道80和/或第二子通道81可具有不同形狀。舉例來說，第一子通道80可以是穿透反應器壁39的通孔，且第二子通道81可以是設置在基座主體13的表面中的凹槽。
圖9是根據實施例的基板支撐設備的簡圖。根據實施例的基板支撐設備和基板處理設備可以是根據上述實施例的基板支撐設備和基板處理設備的經修改實例。在下文中，將省略關於上文所描述的元件的描述。
不同于上文所描述的基板支撐設備和基板處理設備，在圖9中示出的基板支撐設備不包含用於使第一空間G1連接到第二空間R2的通道。實情為，為了防止基板5的後表面上的沉積和/或為了將氣體（例如，惰性氣體）供應到第一空間G1用於平衡與第二空間R1的壓力，可設置氣體供應單元90。氣體供應通道92穿透基座主體的內部部分1來設置，且可連接到氣體供應單元90，所述氣體供應通道是用於將氣體從氣體供應單元90供應到第一空間G1的路徑。氣體供應通道92可圍繞內部部分1的中心來設置以便將氣體均勻地供應到第一空間G1。此外，用於排放第一空間G1中的氣體的排氣通道93可依序設置，以防止基板的後表面上的沉積和/或平衡第一空間G1與第二空間R1之間的壓力。排氣通道93可設置在基座主體中以與第一空間G1連通。在本實施例中，排氣通道93可穿透基座主體的內部部分1來連接到排氣單元91。氣體供應單元90和排氣單元91可調節第一空間G1中的氣體量，以便維持第一空間G1與第二空間R1的壓力之間的平衡。為了做到這一點，可在氣體供應單元90與氣體供應通道92之間和排氣單元91與排氣通道93之間分別添加流動控制器（未示出），且流動控制器可控制供應到第一空間G1的氣體的流動速率和第一空間G1中的壓力，同時與連接到第二空間R1的壓力計即時通訊。
以上公開提供基板支撐設備（例如，基座）和基板處理設備的多個實例實施例和多個代表性優點。出於簡要描述的目的，這裡僅描述相關特性的有限數目的組合。然而，本領域的普通技術人員將瞭解，任意實例的特性可與另一實例的特性組合。此外，本領域的普通技術人員將瞭解，優點是非限制性的，且某一優點可以不是或可以不需要是某一實施例的特性。
圖10是用於描述根據實施例的通過使用基板處理設備的基板處理方法的示意圖。根據實施例的基板處理方法可通過使用根據上述實施例的基板支撐設備和基板處理設備來執行。特定來說，在反應空間與分隔空間經由至少一個通道彼此連接的狀態下執行基板處理方法。在下文中，將省略關於上文所描述的元件的描述。在下文中，為描述方便起見，將描述使用圖5C的基板處理設備的實例。
參考圖10，基板處理方法可包含基板裝載製程（操作1000）、惰性氣體供應製程（操作1010）、源氣體供應製程（操作1020）、反應氣體供應製程（操作1040）、反應氣體活化製程（操作1050）以及基板卸載製程（操作1080）。依次且反復地執行源氣體供應製程（操作1020）、反應氣體供應製程（操作1040）以及反應氣體活化製程（操作1050）以沉積所需厚度的薄膜。
詳細地說，在操作1000中，通過使用基板傳送臂（未示出）將基板5裝載到反應器中的基板支撐設備上。詳細地說，基板5的邊緣排除區Z（見圖4）安裝在環型外緣4上，且基板的中心部分與基座主體的內部部分1彼此間隔開以形成分隔空間G。可通過設置在基板支撐設備的一側處的升高裝置（未示出）使基板支撐設備朝下移動以用於裝載基板5，且進口可設置在反應器壁39與基板支撐設備之間，可通過所述進口裝載或卸載基板5。基板5可通過進口運送到基板處理設備中。當完成基板的裝載時，基板支撐設備通過升高裝置朝上移動，且可表面接觸反應器壁39以形成反應空間R。
操作1010是在薄膜沉積製程之前執行的預處理，且將惰性氣體供應到反應空間R中。舉例來說，惰性氣體可以是Ar或N2 。可經由至少一個通道（在這種情況下是第一凹槽50和第二凹槽51）將供應到反應空間R中的惰性氣體引入到分隔空間G，所述分隔空間是基板5的下部空間。這裡，可充分引入惰性氣體直到分隔空間G中的壓力到達所期望程度為止。舉例來說，可增大/減小惰性氣體的流動速率，或可增加/減少用於供應惰性氣體的時間。舉例來說，用於供應惰性氣體的時間可以是60秒。通過控制供應到反應空間R的惰性氣體的流動速率和/或通過改變使反應空間R連接到分隔空間G的通道的數目、長度以及形狀，可控制引入到分隔空間G中的惰性氣體的量，且因此，可控制在薄膜的沉積期間沉積在基板5的後表面上的膜的厚度。如稍後將描述，引入的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間分隔空間G與反應空間R之間的壓力不平衡，且可防止在薄膜的沉積期間將源氣體和反應氣體引入到分隔空間。此外，在操作1010中，還可對基板執行預加熱，使得基板5的溫度在薄膜沉積製程之前到達處理溫度。
在操作1020中，可將源氣體供應到反應空間R。可通過運載氣體（例如，Ar）將源氣體供應到反應器中。在本實施例中，Si源含有矽烷基團。舉例來說，Si源可以是下述中的至少一種：TSA（(SiH3 )3 N）；DSO（(SiH3 )2 ）；DSMA（(SiH3 )2 NMe）；DSEA（(SiH3 )2 NEt）；DSIPA（(SiH3 )2 N(iPr) ）；DSTBA（(SiH3 )2 N(tBu) ）；DEAS（SiH3 NEt2 ）；DIPAS（SiH3 N(iPr)2 ）；DTBAS（SiH3 N(tBu)2 ）；BDEAS（SiH2 (NEt2 )2 ）；BDMAS（SiH2 (NMe2 )2 ）；BTBAS（SiH2 (NHtBu)2 ）；BITS（SiH2 (NHSiMe3 )2 ）；以及BEMAS（SiH2 [N(Et)(Me)]2 ）。源氣體的流動速率可根據所需薄膜均勻度適當地調節。另外，可在操作1020中供應吹掃氣體。在操作1020中，可通過在操作1020期間調節源氣體和/或所供應的吹掃氣體的流動速率來平衡反應空間R和分隔空間G中的壓力。
在操作1040中，可經由氣體入口33以及氣體供應單元34和氣體供應單元35將反應氣體供應到反應空間R。反應氣體可包含氧，且可以是O2 、N2 O以及NO2 中的至少一種，或其混合物。另外，可在操作1040中供應吹掃氣體。在操作1040中，可通過在操作1040期間調節反應氣體和/或所供應的吹掃氣體的流動速率來平衡反應空間R和分隔空間G中的壓力。
在另外的實施例中，基板處理方法可進一步包含源氣體供應製程（操作1020與反應氣體供應製程（操作1040）之間的吹掃製程（操作1030）以吹掃源氣體。此外，基板處理方法可進一步包含反應氣體活化製程（操作1050）之後的吹掃製程（操作1060），以便吹掃殘留的氣體。即，為了使原料（源氣體和反應氣體）不以氣相彼此相遇，一旦供應一種原料，那麼將殘留的原料從反應器完全清除，且接著，將另一原料供應到反應器。
可在操作1030和/或操作1060中將吹掃氣體臨時供應到反應空間R（見圖5C）。在替代性實施例中，可在源氣體供應製程（操作1020）、反應氣體供應製程（操作1040）以及反應氣體活化製程（操作1050）期間將吹掃氣體連續供應到反應空間R。可調節供應到反應空間R的吹掃氣體的流動速率，使得分隔空間G（見圖5C）中的壓力與反應空間R中的壓力可彼此相等。因此，可減小在製程期間基板5上方空間中與基板5下方空間中的壓力之間的差，可防止反應空間R中的基板5脫位，且可減少基板5的後表面上的沉積。
在反應氣體活化製程（操作1050）中，可供應電漿。當供應電漿時，可獲得具有高密度的薄膜，提高源當中的反應性且增大選擇源的範圍，且可改善薄膜的性質使得可在低溫下獲得薄膜。
歸因於預處理（操作1010），在執行操作1020到操作1060的薄膜沉積製程時，基板5下方的分隔空間G可填充有惰性氣體（例如，Ar）。因此，即使當基板5上方的反應空間R中的壓力取決於源氣體和/或反應氣體的供應/排放和交換而變化時，也可減小反應空間R與分隔空間G之間的壓力差，且可防止因壓力差導致基板5從基板支撐設備脫位。因此，可減少基板5的後表面上的沉積。此外，由於在執行薄膜沉積製程時基板5下方的分隔空間G填充有惰性氣體，所以很少源氣體和/或反應氣體可通過通道引入到分隔空間G中，而是可僅供應到基板5上方的反應空間R。即，引入分隔空間G中的惰性氣體可防止在薄膜的沉積期間將源氣體和反應氣體引入到分隔空間G中。因此，可減少基板5的後表面上的沉積。
為了減小反應空間R與分隔空間G之間的壓力差，當執行薄膜沉積製程（即，操作1020到操作1060）時，分隔空間G可填充有惰性氣體。為了做到這一點，可執行預處理，如上文所描述。另外，通道的長度可較大和/或可具有複雜結構。由於通道長度增加和/或通道具有複雜結構，所以引入分隔空間G中的氣體難以排出回到反應空間R。此外，通道可具有朝向分隔空間G逐漸變窄的結構（圖7D的部分X2），使得通過通道引入分隔空間G中的氣體可以不再次引入回到反應空間R中。
當未獲得具有所需厚度的薄膜（操作1070，「否」）時，反復地執行操作1020到操作1060，且當獲得了具有所需厚度的薄膜（操作1070，「是」）時，終止薄膜沉積製程，且在操作1080中，從基板支撐設備卸載基板5。當在操作1080中卸載基板時，基板支撐設備通過升高裝置下降，且基板傳送臂（未示出）可通過在反應器壁39與基板支撐設備之間形成的間隙或進口來從反應器卸載基板5。
在根據實施例的基板處理方法中，執行預處理以通過ECS的一個或多個通道（例如，凹槽或通孔）將惰性氣體填充在基板5的後表面下方的空間中，且可減小在製程期間基板5上方空間與下方空間之間的壓力差。因此，可在不考慮反應空間的壓力變化的情況下對裝載在基板支撐設備上的基板進行穩定的裝載，且可減少基板的後表面上的沉積。
圖11示出當通過使用圖5A到圖5C的基板處理設備（在存在使反應空間連接到分隔空間的凹槽的情況下）來執行圖10的基板處理方法時和當通過使用根據現有技術的基板處理設備（在不存在使反應空間連接到分隔空間的通道的情況下）來執行圖10的基板處理方法時因滲透到基板的後表面的處理氣體而在基板的後表面上形成的SiO2 層的厚度之間的比較。在本實施例中，測量沉積在區域Z1上的薄膜的厚度，所述區域在圖12的後表面上從邊緣到朝內1毫米。
在圖11中，橫向軸線指示是否存在凹槽。「有凹槽」指示使用圖5A到圖5C的基板處理設備的情況。「無凹槽」指示使用根據現有技術的基板處理設備的情況。圖表的縱向軸線指示在基板的後表面上形成的薄膜的厚度。
參考圖11，當使用根據現有技術的基板處理設備時，在測量區域（圖12的區域Z1）處形成具有555埃厚度的薄膜，但當使用根據實施例的基板處理設備時，形成具有166埃厚度的薄膜。從以上比較結果可知，當使用根據本案的基板處理設備時，與使用根據現有技術的基板處理設備的情況相比，後表面上的沉積大大減少了（在這種情況下，減小了約70%）。這是因為在基板的後表面下方的空間中填充了惰性氣體以在製程期間減小基板上方空間與下方空間之間的壓力差，且因此防止基板從反應空間脫位。
在本說明書中，將標準矽晶圓描述為實例，但根據本案的基板支撐設備可用來支撐其它種類的基板，例如經受處理的玻璃基板，所述處理例如CVD、物理氣相沉積（physical vapor deposition；PVD）、蝕刻、退火、雜質分散、光微影等。
前述內容說明示例性實施例，且不應理解為其限制。雖然已經描述幾個示例性實施例，但本領域的技術人員將容易瞭解，在不實質上脫離本案的新穎教示的情況下，在示例性實施例中的許多修改是可能的。
已示例性地描述本案的各種示例性實施例，且涉及本案的本領域的技術人員可在不脫離本案的範圍和精神的情況下作出各種改變和修改。
根據實施例，基板支撐設備的內部部分與基板彼此間隔開預定距離以形成分隔空間，且在薄膜沉積製程之前將惰性氣體引入到分隔空間。因此，可減小反應空間與分隔空間之間的壓力差以穩定地執行製程。此外，根據本案，減小了反應空間與分隔空間之間的壓力不平衡，且因此，基板可穩定地裝載在基板支撐設備上，且可防止因處理氣體滲透而導致的基板的後表面上的沉積。
應理解，應僅按描述性意義且非出於限制的目的來考慮本文中所描述的實施例。每一實施例內的特徵或方面的描述通常應被認為是可用於其它實施例中的其它類似特徵或方面。
儘管已參考附圖描述一個或多個實施例，但本領域普通技術人員應瞭解，在不脫離由申請專利範圍定義的本案的精神和範圍的情況下，可以在其中對形式和細節作出各種改變。
1‧‧‧內部部分
2‧‧‧凹入部分
3‧‧‧周邊部分
4‧‧‧環型外緣
5‧‧‧基板
10‧‧‧第一階梯形部分
13‧‧‧基座主體
20‧‧‧第二階梯形部分
22‧‧‧基板支撐銷孔
23‧‧‧基座主體固定銷孔
31‧‧‧排氣部分
32‧‧‧加熱器塊
33‧‧‧氣體入口
34、35、90‧‧‧氣體供應單元
36‧‧‧氣流通道
37‧‧‧排氣口
38‧‧‧反應器
39‧‧‧反應器壁
40‧‧‧射頻負載
50、60、70、72、80‧‧‧第一子通道
51、61、71、73、81‧‧‧第二子通道
62‧‧‧第三子通道
91‧‧‧排氣單元
92‧‧‧氣體供應通道
93‧‧‧排氣通道
1000、1010、1020、1030、1040、1050、1060、1070、1080‧‧‧操作
a、b、b-a、c‧‧‧高度
d1‧‧‧第二距離
h1、h2、h3、h4、h5、h6、M‧‧‧寬度
A-A'、B-B'、C-C'、D-D'、E-E'‧‧‧線
D1‧‧‧第一距離
G‧‧‧分隔空間
G1‧‧‧第一空間
L‧‧‧下部表面
P‧‧‧襯墊
R‧‧‧反應空間
R1‧‧‧第二空間
S‧‧‧第三階梯形部分
U‧‧‧上部表面
W‧‧‧距離
WI‧‧‧內壁
WO‧‧‧外壁
X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7‧‧‧部分
Z‧‧‧邊緣排除區
Z1‧‧‧區域
圖1A是根據實施例的基板支撐設備（例如，基座主體）的示意圖。
圖1B是沿圖1A的線A-A'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
圖2A是示出根據實施例的基座主體與環型外緣分離的狀態的示意圖。
圖2B是示出圖2A的基座主體和環型外緣的耦合狀態的簡圖。
圖2C是沿圖2B的線B-B'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
圖2D是根據實施例的安裝在環型外緣上的基板的簡圖。
圖2E是根據實施例的環型外緣的簡圖。
圖3是根據實施例的包含基板支撐設備的基板處理設備的示意性橫截面視圖。
圖4是包含邊緣排除區的基板的示意圖。
圖5A是根據實施例的包含一個或多個凹槽的環型外緣的簡圖。
圖5B是沿圖5A的線C-C'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
圖5C是包含圖5A和圖5B的基板支撐設備的基板處理設備的部分放大視圖。
圖6A是根據實施例的包含一個或多個凹槽的基板支撐設備的簡圖。
圖6B是沿圖6A的線D-D'截取的基板支撐設備的橫截面視圖。
圖6C是包含圖6A和圖6B的基板支撐設備的基板處理設備的部分放大視圖。
圖7A到圖7E是根據實施例的包含通孔的基板支撐設備的簡圖。
圖8是根據實施例的包含通孔的基板支撐設備和反應器壁的簡圖。
圖9是根據實施例的基板支撐設備的簡圖。
圖10是用於描述根據實施例的使用基板處理設備的基板處理方法的示意圖。
圖11是示出當通過使用圖5A到圖5C的基板支撐設備來執行製程時基板的後表面上的SiO2 層的厚度的簡圖。
圖12是在圖11中示出的製程中使用的基板的示意圖。

Claims (20)

  1. 一種基板支撐設備，包括： 基座主體，包括內部部分、周邊部分以及所述內部部分與所述周邊部分之間的凹入部分；以及 環型外緣，設置在所述凹入部分中， 其中，當基板安裝在所述環型外緣上時，所述環型外緣在所述基板的邊緣排除區內接觸所述基板， 所述內部部分的上部表面低於所述環型外緣的上部表面，以使所述基板的後表面與所述內部部分間隔開， 第一空間在所述基板的後表面與所述內部部分之間形成， 第二空間在所述基板上方形成，且 一個或多個通道在所述基座主體以及所述環型外緣中的至少一個中形成，所述一個或多個通道單獨地或彼此一起使所述第一空間連接到所述第二空間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道設置在所述環型外緣的內壁與外壁之間，且所述一個或多個通道沿圓周設置，所述圓周與所述基板支撐設備的中心分隔第一距離。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的基板支撐設備，其中所述第一距離大於所述基板的半徑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道圍繞所述基板支撐設備的中心軸線對稱地設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道包括第一子通道以及第二子通道， 所述第一子通道是通孔，所述通孔接觸所述環型外緣的上部表面，且因此與所述第二空間連通且通過穿透所述環型外緣來朝向所述環型外緣的下部部分延伸，且 所述基板不與所述第一子通道接觸。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道的所述第二子通道與所述第一空間連通，且所述第二子通道具有朝向所述第一空間逐漸變窄的結構。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道的所述第二子通道與所述第一空間連通，且所述第二子通道在圓周方向上設置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的基板支撐設備，其中所述基板的所述邊緣排除區與所述環型外緣之間的接觸部分具有沿圓周連續設置的環形，所述圓周與所述基板支撐設備的中心間隔開預定距離。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的基板支撐設備，其中所述一個或多個通道與所述第一空間彼此相接的部分與所述基板的後表面間隔開。
  10. 一種基板處理設備，包括： 反應器壁； 基板支撐設備； 加熱器塊； 氣體入口； 氣體供應單元；以及 排氣單元， 其中所述基板支撐設備包括基座主體以及環型外緣， 所述基座主體包括內部部分、周邊部分以及所述內部部分與所述周邊部分之間的凹入部分，且所述環型外緣設置在所述凹入部分上， 當基板安裝在所述環型外緣上時，所述環型外緣在所述基板的邊緣排除區內接觸所述基板， 所述反應器壁以及所述基板支撐設備的所述周邊部分通過面接觸來形成反應空間， 分隔空間在所述內部部分與所述基板之間形成，且 所述反應空間與所述分隔空間通過一個或多個通道彼此連通。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的基板處理設備，其中所述一個或多個通道包括第一子通道以及第二子通道， 所述第一子通道設置在所述反應器壁的表面或內部部分上以與所述基板上方的所述反應空間連通， 所述第二子通道設置在所述基座主體以及所述環型外緣中的至少一個的表面或內部部分上以與所述分隔空間連通，且 所述第一子通道經由所述第二子通道與所述分隔空間連通。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的基板處理設備，其中所述第一子通道以及所述第二子通道中的每一個包括通孔或凹槽。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的基板處理設備，其中所述一個或多個通道包括第一子通道以及第二子通道， 所述第一子通道設置在所述環型外緣的表面或內部部分上以與所述反應空間連通， 所述第二子通道設置在所述基座主體以及所述環型外緣中的至少一個中以與所述分隔空間連通，且 所述第一子通道經由所述第二子通道與所述分隔空間連通。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的基板處理設備，其中所述一個或多個通道具有朝向所述分隔空間逐漸變窄的結構。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的基板處理設備，其中所述第一子通道包括穿透所述環型外緣的至少一部分的一個或多個第一通孔， 所述一個或多個第一通孔沿第一圓周彼此間隔開，所述第一圓周在所述環型外緣的上部表面上具有第一半徑，且 所述第一半徑大於所述基板的半徑。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的基板處理設備，其中在執行薄膜沉積製程之前通過所述一個或多個通道將惰性氣體從所述反應空間引入到所述分隔空間，且 在所述薄膜沉積製程之前引入的所述惰性氣體防止在薄膜的沉積期間所述反應空間與所述分隔空間之間的壓力不平衡。
  17. 一種基板處理方法，包括： 供應惰性氣體；以及 通過依次且反復地供應源氣體、供應反應氣體以及使所述反應氣體活化來沉積薄膜， 其中基板的中心部分與基座的中心部分彼此間隔開以形成分隔空間， 所述基板上方的反應空間與所述分隔空間經由一個或多個通道彼此連通， 在所述惰性氣體的供應期間通過所述一個或多個通道將所述惰性氣體引入到所述分隔空間，且 所述引入的惰性氣體防止在所述薄膜的沉積期間所述分隔空間與所述反應空間之間的壓力不平衡。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理方法，其中通過控制引入到所述分隔空間中的所述惰性氣體的流動速率來控制在所述薄膜的沉積期間沉積在所述基板的後表面上的膜的厚度。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理方法，其中在所述薄膜的沉積期間供應吹掃氣體，且調節在所述薄膜的沉積期間供應的所述吹掃氣體的流動速率以使所述分隔空間中的壓力與所述反應空間中的壓力彼此相等。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的基板處理方法，其中引入的所述惰性氣體防止在所述薄膜的沉積期間將所述源氣體以及所述反應氣體引入到所述分隔空間中。
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