TW202327408A - 電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板處理設備。前述基板處理設備包含提供用於處理基板的處理空間的製程處理單元；及提供於前述製程處理單元上方且由製程氣體產生電漿的電漿產生單元，且其中，前述電漿產生單元包含具有形成於其中的放電空間的電漿腔室；圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過的天線；以及圍繞前述天線的外側的包覆構件，且其中，前述包覆構件是接地的。

Description

電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備
本文所述之本發明實施例關於一種電漿產生單元及用其處理基板的設備，特別是關於使用電漿處理基板的設備。
電漿是指由離子、自由基和電子構成的離子化氣體狀態。電漿是藉由高溫、強電場或高頻RF電磁場產生。半導體裝置製造製程包含使用電漿移除基板上的薄膜的灰化製程或蝕刻製流。灰化製程或蝕刻製程是藉由使包含於電漿中的離子或自由基粒子與基板上的薄膜碰撞或反應而執行。
纏繞有複數個線圈的天線被提供於產生電漿的電漿源。天線包含輸入端，對其施加高頻電源、及接地的終端端子。天線的輸入端具有與天線的終端端子相比相對強的高頻電源的量值，因此，在相鄰於天線的輸入端的區域及相鄰於天線的終端端子的區域之間產生的電磁場強度是不同的。據此，在電漿腔室中產生的電漿是不對稱地形成。這造成了在基板上工作的電漿的不對稱且成為阻礙基板處理製程均勻性的因素。
本發明實施例提供電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備，以有效在基板上實施電漿處理。
本發明實施例提供電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備，以最小化電漿的不對稱性。
本發明實施例提供電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備，以最小化在電漿腔室的外部結構的天線處產生的電磁場的影響。
本發明實施例提供電漿產生單元及以該電漿產生單元處理基板的設備，以最小化由於電漿的產生而造成電漿腔室的熱量。
本發明的技術標的並不局限於上述標的，其他未被提及的技術標的對於本領域的技術人員來說，能從以下描述中可以知悉。
本發明提供一種基板處理設備。基板處理設備包括製程處理單元，前述製程處理單元提供用於處理基板的處理空間；以及電漿產生單元，前述電漿產生單元提供於前述製程處理單元上方且由製程氣體產生電漿，其中，前述電漿產生單元包含：電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間；天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；及包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側，且其中，前述包覆構件是接地的。
在一實施例中，前述包覆構件具有槽孔，前述槽孔從前述包覆構件的頂端延伸至前述包覆構件的底端。
在一實施例中，前述槽孔以複數個提供，複數個前述槽孔在圍繞前述天線的方向上彼此間隔開安裝。
在一實施例中，前述包覆構件的縱向方向的長度等於或大於前述天線的縱向方向的長度。
在一實施例中，前述電漿產生單元進一步包括風扇單元，前述風扇單元供應氣流至前述包覆構件及前述電漿腔室之間的空間。
在一實施例中，前述風扇單元設置於前述包覆構件處且在不與前述槽孔重疊的位置。
在一實施例中，前述天線包含線圈部，前述線圈部以複數個匝數圍繞前述電漿腔室，且前述線圈部具有用以接地的接地端子、及用以供應高頻電源(high frequency power)的電源端子。
在一實施例中，前述線圈部包含複數個線圈，並且複數個線圈中的每一個獨立地連接至前述電源端子及前述接地端子。
在一實施例中，前述電漿產生單元進一步包含屏蔽構件，其定位於前述天線及前述電漿腔室之間且是接地的。
在一實施例中，前述包覆構件當由上方看時具有圓盤形狀。
在一實施例中，前述包覆構件當由上方看時具有多邊形形狀。
本發明提供一種電漿產生單元，其提供於使用電漿的基板處理設備中。前述電漿產生單元包括電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間；天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；以及包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側，且其中，前述包覆構件經接地以產生與前述高頻電流的方向為相反的感應電流。
在一實施例中，前述包覆構件具有槽孔，前述槽孔沿著前述屏蔽構件的縱軸方向延伸。
在一實施例中，前述槽孔提供有複數個，複數個槽孔在圍繞前述天線的方向上彼此間隔開安裝。
在一實施例中，電漿產生單元進一步包含風扇單元，前述風扇單元供應氣流至前述包覆構件及前述電漿腔室之間的空間，以冷卻前述電漿腔室。
在一實施例中，前述天線包含線圈部，前述線圈部圍繞前述電漿腔室多次，且前述線圈部具有用以接地的接地端子、及用以供應高頻電源的電源端子。
在一實施例中，前述線圈部包含複數個線圈，並且複數個前述線圈中的每一個獨立地連接至前述電源端子及前述接地端子。
在一實施例中，前述包覆構件的縱向方向的長度等於或大於前述天線的縱向方向的長度。
在一實施例中，當由上方看時，前述包覆構件具有多邊形形狀。
本發明提供一種基板處理設備。該基板處理設備包括製程處理單元，前述製程處理單元用於處理基板；以及電漿產生單元，前述電漿產生單元定位於前述製程處理單元上方，用於藉由激活氣體而產生電漿，且其中，前述製程處理單元包含：殼體，前述殼體具有處理空間；及支撐單元，前述支撐單元安裝於前述處理空間中且支撐基板，其中，前述電漿產生單元包含：電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間；天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；及包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側且是接地的，且其中，前述包覆構件具有至少一個槽孔從前述包覆構件的頂端延伸至前述包覆構件的底端。
根據本發明一實施例，可以執行有效處理基板的電漿處理。
根據本發明一實施例，可以最小化電漿的不對稱性。
根據本發明一實施例，可以最小化在天線處產生的影響電漿腔室的外部結構的電磁場。
根據本發明一實施例，可以最小化由於電漿的產生而造成對電漿腔室的加熱。
本發明的效果不限於上述效果，未被提及的效果將由本領域中具有通常知識者從本說明書和隨附圖式中清楚地瞭解。
本發明可以進行各種修改並具有各種形式，並且將在圖式中示出且詳細描述其具體實施例。然而，根據本發明的實施例並不旨在限制具體公開的形式，且應當理解為本發明包含在本發明的精神和技術範圍中的所有轉換、相同和取代的概念。在本發明的描述中，當相關已知技術的詳細描述可能使本發明構思的本質不清楚時，可以省略其詳細描述。
本文所使用的術語僅出於描述特定實施例的目的，而非旨在限定本發明。如本文所使用的單數形式的術語“一個”和“該/所述”還包含複數形式，除非上下文清楚指出並非如此。還應當理解的是，本文所使用的術語“包含”、“包括”是指存在所述的特徵、整體、步驟、操作、元件、和/或元件，但是不排除存在或附加一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、元件、和/或以上的組合。如本文所使用的術語“和/或”包括所列出的相關項目中的任意一個或多個、或者它們的所有組合。此外，術語“示例性”旨在指代示例或說明。
應當理解，雖然術語“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可用於描述各種元件、組件、區域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元素、組件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開來。因此，在不背離本發明的教示情況下，下面討論的第一元件、組件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區域、層或部分。
於此，將參考圖1至圖10詳細描述本發明一實施例。
圖1是根據本發明實施例的基板處理設備的示意圖。參閱圖1，基板處理設備1包含裝備前端模組(EFFM)20及處理模組30。裝備前端模組20及處理模組30是排列設置。於此，裝備前端模組20及處理模組30排列設置的方向定義為第一方向11。此外，垂直於第一方向11的方向定義為第二方向12，並且垂直於第一方向11及第二方向12的方向定義為第三方向13。
裝備前端模組20具有裝載埠21及輸送框23。裝載埠21設置於第一方向11在裝備前端模組20之前。裝載埠21具有支撐單元22。可提供複數個支撐單元22。各個支撐單元22可被排列在第二方向12。在支撐單元22中，載體C（如卡匣、FOUP等）是坐落在將被提供於製程中的基板W及在完成處理被儲存的基板W中。
輸送框23是設置於裝載埠21及處理模組30之間。輸送框23可具有內部空間。裝載埠21及第一轉運機器人25可在裝載埠21及處理模組30之間輸送基板W。第一轉運機器人25可沿著提供在第二方向12中的輸送軌道27移動，以在載體C及處理模組30之間輸送基板W。
處理模組30可包含裝載鎖定腔室40、輸送腔室50及製程腔室60。
裝載鎖定腔室40鄰近於輸送框架23設置。例如，裝載鎖定腔室40可設置於輸送腔室50及裝備前端模組20之間。在將被提供於製程中的基板W輸送至製程腔室60之前，或在完成處理的基板W輸送至裝備前端模組20之前，裝載鎖定腔室40提供備用的空間。
輸送腔室50鄰近於裝載鎖定腔室40設置。輸送腔室50當由上方看時可具有多邊形主體。例如，輸送腔室50當由上方看時可具有五邊形主體。在主體外側，裝載鎖定腔室40及複數個製程腔室60可沿著主體的周圍設置。基板W進入及離開通過的通道（未圖示）可形成於主體的各個側壁。通道（未圖示）可將輸送腔室50連接至裝載鎖定腔室40或製程腔室60。開啟及關閉通道（未圖示）以封閉其中的門（未圖示）可提供於各個通道（未圖示）。
用於裝載鎖定腔室40及製程腔室60之間輸送基板W的第二轉運機器人55設置於輸送腔室50的內部空間中。第二轉運機器人55可將未被處理且於裝載鎖定腔室40中等待的基板W輸送至製程腔室60。第二轉運機器人55可輸送已完成處理的基板W至裝載鎖定腔室40。此外，第二轉運機器人55可於複數個製程腔室60之間輸送基板W，以連續地將基板W提供至複數個製程腔室60。
在一實施例中，當輸送腔室50具有如圖1所示的五邊形主體，裝載鎖定腔室40可各自被設置於鄰近於裝備前端模組20的側壁上，並且製程腔室60可被連續地設置於其他側壁上。然而，本發明不限於前述實例，且輸送腔室50的形狀不限於此，並且可依據需要的製程模組以各種形式修改和提供。
製程腔室60係沿著輸送腔室50的周邊設置。可提供複數個製程腔室60。在每個製程腔室60中，對基板W執行製程處理。製程腔室60接收並處理來自第二轉運機器人55的基板W，並將已完成製程處理的基板W提供至第二轉運機器人55。
在每個製程腔室60中執行的製程處理可彼此不同。由製程腔室60所執行的製程可以是使用基板W製造半導體裝置或顯示器面板的製程中的一者。被基板處理設備1處理的基板W是一個綜合的概念，包含所有半導體裝置、平板顯示器（FPD）及用於製造其上形成有薄膜電路圖案的物體的其他基板W。例如，基板W可以是矽晶圓、玻璃基板或有機基板。
圖2示意性示出在圖1的基板處理設備的製程腔室中執行電漿處理的製程腔室的實施例。於此，在製程腔室60中使用電漿處理基板W的製程將以一個例子來描述。
參閱圖2所示，製程腔室60可使用電漿於基板W上執行預定製程。例如，製程腔室60可蝕刻或灰化基板W上的薄膜。薄膜可以是各種形式的薄膜，例如多晶矽膜、氧化膜或氮化矽膜。視需要地，薄膜可以為天然氧化膜或化學反應產生的氧化膜。
處理腔室60可包含製程處理單元100、排出單元200、電漿產生單元300和擴散單元400。
製程處理單元100提供處理空間101，在其中放置基板W且執行基板W的處理。於後續描述的電漿產生單元300排出製程氣體以產生電漿，且將所產生的電漿供應至製程處理單元100的處理空間101。於處理基板W的製程中產生且保留於製程處理單元100中的製程氣體及/或反應副產物會經由後續描述的排出單元200排出於製程腔室60之外。據此，製程處理單元100的內部壓力可被維持於設定壓力。
製程處理單元100可包含殼體110、支撐單元120、擋板130及排出擋板140。
殼體110具有在其中處理基板W的處理空間。殼體110的外壁可被提供為導體。在一實施例中，殼體110的外壁可由包含鋁的金屬材料所構成。根據一實施例，殼體110可為接地的。殼體110的頂部可能是開啟的。殼體110的開啟頂部可被連接至後續描述的擴散腔室410中。開口（未圖示）可被連接於殼體110的側壁。開口（未圖示）可被開啟構件及關閉構件，如門（未圖示）所開啟或關閉。基板經由形成於殼體110的側壁的開口（未圖示）進入及離開殼體110。
此外，排出孔112可被形成於殼體110的底面。排出孔112可將流經處理空間101的製程氣體及/或反應副產物排出至處理空間101外。排出孔112可被連接至包含於後續介紹的排出單元200的組件。
支撐單元120位於處理空間101內側。支撐單元120支撐於處理空間101中的基板W。支撐單元120可包含支撐板122及支撐軸124。
支撐板122可固定及/或支撐物體。支撐板122可固定及/或支撐基板W。當由上方看時，支撐板122可以實質上為圓盤形狀提供。支撐板122被支撐軸124所支撐。支撐板122可被連接至外部電源（未圖示）。支撐板122可藉由外部電源（未圖示）提供的電力產生靜電。產生的靜電的靜電力可將基板W固定於支撐板122的頂面。然而，本發明不受限於此，並且支撐板122可以物理方式，例如機械夾持或真空吸引分方法固定及/或支撐基板W。
支撐軸124可移動物體。支撐軸124可於上下方向移動基板W。例如，支撐軸124可耦接於支撐板122並且可藉由抬升及降低支撐板122以移動位於支撐板122的頂面的基板W。
擋板130可一致地輸送於電漿產生單元300產生的電漿至後續描述的處理空間101。擋板130可一致地分配產生於電漿產生單元300且於擴散單元400流動的電漿至處理空間101。
擋板130可設置於製程處理單元100及電漿產生單元300之間。擋板130可設置於支撐單元120及擴散單元400之間。例如，擋板130可設置於支撐板122上。
擋板130可具有板狀外形。當從上方看時，擋板130可具有實質上圓盤外形。當從上方看時，擋板130可設置成與支撐板122的頂面重疊。
擋板孔132形成於擋板130中。可提供複數個擋板孔132。擋板孔132可彼此間隔開提供。例如，擋板孔132可以彼此間隔開預定間隔來形成在擋板130的同心圓的周圍上，以供應一致的電漿（或自由基）。複數個擋板孔132可由頂端貫穿至擋板130的底端。複數個擋板孔132可作用在電漿產生單元330中產生的電漿流至處理空間101的通道。
擋板130的表面可以由氧化鋁材料製成。擋板130可以與殼體110的頂壁電性連接。視需要地，擋板130可獨立接地。當擋板130接地時，包含於電漿且穿過擋板孔132的離子可能被捕捉。例如，包含於電漿的帶電粒子如電子或離子可能被擋板130所困住，並且沒有帶電的中性粒子，如包含於電漿的自由基，可能穿過擋板孔132且被供應至處理空間101。
如上所述，依據本發明一實施例的擋板130已被描述作為一實例，其提供為具有厚度的圓盤形狀，但本發明不受限於此。例如，當從上方看時，擋板130可具有大致圓形形狀，但是，當從橫截面看時，可以具有其頂表面的高度從邊緣區域向中心區域增加的形狀。在一實施例中，當從橫截面看時，擋板130可具有其頂表面從邊緣區域朝向中心區域向上傾斜的形狀。據此，從電漿產生單元330產生的電漿可能沿著擋板130的傾斜截面流向處理空間101的邊緣區域。
排出擋板140一致地將於處理空間101流動的電漿排出至各個區域。此外，排出擋板140可調整電漿於處理空間101中流動的剩餘時間。當從上方看時，排出擋板140具有環狀外形。排出擋板140可位於殼體110的內壁及處理空間中的支撐單元120之間。
複數個排出孔142形成於排出擋板140中。複數個排出孔142提供為穿過排出擋板140的頂面及底面的穿孔。排出孔142可被提供為朝向上/下方向。排出孔142可沿著排出擋板140的圓周方向彼此間隔開排列。穿過排出擋板140的反應副產物被排出至製程腔室60外側，經由形成於殼體110底面的排出孔及後續描述的排出管線210。
排出單元200將不純物，例如處理空間101的製程氣體及/或反應副產物排出。排出單元200可將處理基板W的製程中產生的不純物及粒子排出至製程腔室60外側。排出單元200可能包含排出管線210及減壓構件220。
排出管線210用作通道，留在處理空間101中的反應副產物經由該通道被排出至製程腔室60外。排出管線210的一端與形成在殼體110的底面上的排出孔112連通。排出管線210的另一端連接到提供負壓的減壓構件220。
減壓構件220向處理空間101提供負壓。減壓構件220可將殘留在處理空間101中的反應副產物、處理氣體、電漿等排放到殼體110外側。此外，減壓構件220可調節處理空間101的壓力，使得處理空間101的壓力保持在預設壓力。減壓構件220可以提供為泵。然而，本發明不受限於此，並且減壓構件220可進行各種修改並作為用於提供負壓的習知裝置來提供。
電漿產生單元300可位於製程處理單元100上方。此外，電漿產生單元300可位於後續描述的擴散單元400上方。製程處理單元100、擴散單元400及電漿產生單元300可沿著第三方向13從地面依序設置。電漿產生單元300可與殼體110及擴散單元400分離。密封構件（未圖示）可被提供在電漿產生單元300及擴散單元400耦接的位置。
電漿產生單元300可包括電漿腔室310、氣體供應單元320、及電漿產生單元330。
電漿腔室310於其中具有放電空間301。放電空間301用作為藉由激活處理氣體以形成電漿的空間，該處理氣體是從後續描述的氣體供應單元320所供應。電漿腔室310可具有頂面及底面為開放的形狀。在一實施例中，電漿腔室310可具有圓柱形狀，其具有開放的上表面及開放的下表面。電漿腔室310可由陶瓷材料或包含氧化鋁(Al 2O 3)的材料所構成。電漿腔室310的頂端被氣體供應埠315所密封。氣體供應埠315連接至後續描述的氣體供應管322。電漿腔室310的底端可連接至後續描述的擴散腔室410的頂端。
氣體供應單元320供應製程氣體至氣體供應埠315。氣體供應單元320經由氣體供應埠315供應製程氣體至放電空間301。被供應至放電空間301的製程氣體可被一致地經由後續描述的擴散空間401及擋板孔132分配至處理空間101。
氣體供應單元320可包含氣體供應管322及氣體供應源324。氣體供應管322的一端連接至氣體供應埠315，並且氣體供應管322的另一端連接氣體供應源324。氣體供應源324作為儲存及/或供應製程氣體的來源。被氣體供應源324儲存及/或供應的製程氣體可能是用來產生電漿的氣體。例如，製程氣體可能包含二氟甲烷（CH 2F 2）、氮氣（N 2）及/或氧氣（O 2）。可選地，製程氣體可能進一步包含四氟甲烷（CF 4）、氟及/或氫。
電漿產生單元330藉由激活從氣體供應單元320供應的製程氣體以在放電空間301中產生電漿。電漿產生單元330藉由供應高頻電源至放電空間301以激活供應至放電空間301的製程氣體。電漿產生單元330可包含天線340、電源模組350、包覆構件360及屏蔽構件370。天線340及電源模組350可用作為在放電空間301產生電漿的電漿來源。
天線340可為電感耦合電漿(ICP)天線。天線340可包含纏繞電漿腔室310外側多次的線圈部342。線圈部342可圍繞電漿腔室310外側。線圈部342可以螺旋纏繞電漿腔室310外側多次。線圈部342可對應於放電空間301的區域纏繞電漿腔室310。
例如，線圈部342可具有在上/下方向的長度，上/下方向是對應於電漿腔室310的頂端至底端。例如，當從電漿腔室310的前端面看時，線圈部342的一端可提供在對應於電漿腔室的頂部區域的高度處。此外，當從電漿腔室310的前端面看時，線圈部342的另一端可提供在對應於電漿腔室310的底部區域的高度處。
電源端子345及接地端子346可形成於線圈部342中。後續描述的電源351可連接至電源端子345。電源351供應的高頻電源可經由電源端子345被供應至線圈部342。接地端子346可連接至接地線。接地端子346可使線圈部342接地。儘管未示出，電容器（未圖示）可安裝在連接至接地端子346的接地線上。。安裝在接地線上的電容器（未圖示）可以是可變裝置。安裝在接地線上的電容器（未圖示）可提供為具有可變電容的可變電容器。視需要地，安裝在接地線上的電容器（未圖示）可提供為具有固定電容的固定電容器。
電源端子345可形成於對應於線圈部342的總長度的一半的位置。此外，接地端子346可形成於線圈部342的一端及另一端。然而，本發明不受限於此，並且電源端子345及接地端子346可由改變到線圈部的多個位置來形成。例如，形成在線圈部342中的電源端子345可形成於線圈部342的一端，並且形成於線圈部342中的接地端子346可形成於線圈部342的另一端。
在上述實例中，為了描述方便，線圈部342用單個線圈圍繞於電漿腔室310外側，並且電源端子345和接地端子346形成在線圈部分342中，但本發明不限於此。
例如，根據本發明一實施例的線圈部342可包含第一線圈部343及第二線圈部344。第一線圈部343及第二線圈部344中的每一個可經提供以螺旋外形圍繞電漿腔室310外。第一線圈部343及第二線圈部344可經提供以橫穿且圍繞電漿腔室310外側。此外，電源端子345及接地端子346可分別獨立地形成於第一線圈部343及第二線圈部344。供應至第一線圈部343及第二線圈部344的高頻電源的量值可以不同。據此，可以不同地提供電漿腔室310鄰近於第一線圈部343的區域及電漿腔室310鄰近第二線圈部344的另一區域的電漿尺寸。
電源模組350可包括電源351、電源開關(未圖示)和匹配器352。電源351向天線340供應電源。電源351可將高頻電源供應至天線340。可根據電源開關(未圖示)的開/關向天線340供應電源。供應至天線340的高頻電源在線圈部342中產生高頻電流。供應至天線340的高頻電流可在放電空間301中形成感應電場。供應至放電空間301的製程氣體可藉由從感應電場獲得電離所需的能量而在電漿狀態下被激發。
匹配器352可對從電源351施加到天線340的高頻電源執行匹配。匹配器352可以連接到電源351的輸出端以匹配電源351的輸出阻抗和輸入阻抗。
儘管本發明一實施例中的前述電源模組350包含電源351、電源開關（未圖示）及匹配器352，但本發明不受限於此。根據本發明一實施例的電源模組350可進一步包含電容器（未圖示）。電容器（未圖示）可為可變裝置。電容器（未圖示）可被提供為電容改變的可變電容器。視需要地，電容器（未圖示）可被提供為具有固定電容的固定電容器。
圖3是根據圖2的實施例的包覆構件的俯視示意圖。圖4是根據圖2的實施例的包覆構件的立體示意圖。
於此，本發明一實施例中的包覆構件360將參閱圖2至圖4做詳細描述。參閱圖2至圖4，包覆構件360可被設置於電漿腔室360外側。包覆構件360可經形成以圍繞天線340外側。包覆構件360在垂直方向的長度可對應於天線340在垂直方向的長度。視需要地，從包覆構件360的頂端至底端的長度可被提供為大於天線340從頂端至底端的長度。例如，包覆構件360的頂端可位於高於天線340頂端的位置。此外，包覆構件360的底端可位在低於天線340底端的位置。
包覆構件360可由金屬材料所構成。包覆構件360是接地的。當包覆構件360接地，感應電流可以相反於流自天線340的高頻電流（如順時鐘）的方向（如逆時鐘）形成於包覆構件360中。據此，藉由包覆構件360流自天線340的高頻電流產生的電磁場能被防止流出包覆構件360。例如，天線340產生的電磁場僅流進電漿腔室310的放電空間301並且不會流出包覆構件360。據此，可以最小化電磁場對存在於包覆構件360外部的元件和基板處理設備1的元件的損壞。
包覆構件360可具有多邊形形狀。在一實施例中，當從前截面看時，包覆構件360可具有八邊形形狀。槽孔362形成於包覆構件360的側壁。槽孔362可形成於其中從包覆構件360的側壁的縱向方向對應於包覆構件360的縱向方向的方向的方向中。例如，槽孔362可形成於上/下方向。槽孔362可從包覆構件360的頂端延伸至底端。
可形成至少一個槽孔362。例如，複數個槽孔362可形成於包覆構件360的側壁。例如，如圖3所示，兩個槽孔362形成於包覆構件360的側壁。與圖3不同，根據製程需要，槽孔362可以3個或更多整數個形成於包覆構件360的側壁。複數個槽孔可彼此間隔地設置於包覆構件360的圓周方向。例如，多個槽孔362可以圍繞天線340的方向彼此間隔開。
返回參考圖2，屏蔽構件370可提供為法拉第屏蔽。屏蔽構件370可安裝於電漿腔室310外側。屏蔽構件370可位於電漿腔室310及天線340之間。屏蔽構件370可安裝於電漿腔室310的外側壁。屏蔽構件370可形成為環形形狀。屏蔽構件370於上/下方向的長度可相同於天線340的長度或可大於天線340於上/下方向的長度。屏蔽構件370可以接地。屏蔽構件370可由包含金屬的材料所構成。屏蔽構件370可最小化施加到天線340的高頻電源直接暴露於放電空間301中產生的電漿。
擴散單元400可將電漿產生單元300產生的電漿擴散進處理空間101。擴散單元400可包含擴散腔室410。擴散腔室410中具有擴散空間。擴散空間可擴散放電空間301產生的電漿。擴散空間401將處理空間101及放電空間301彼此連接且作為產生於放電空間301的電漿流至處理空間101的通道。
擴散腔室410可一般提供為倒漏斗形。擴散腔室410可具有直徑從頂端增加至底端的形狀。擴散腔室410的內圓周表面可由非導體形成。例如，擴散腔室410的內圓周表面可以由包含石英的材料構成。
擴散腔室410位於殼體110及電漿腔室310之間。擴散腔室410的頂端可連接於電漿腔室310的底端。密封構件（未圖示）可被提供於擴散腔室410的頂端及電漿腔室310的底端。
圖5是根據圖2的實施例說明電流於天線及包覆構件中流動的狀態的示意圖。圖6是形成於圖2的製程腔室中的電漿的示意圖。於此，根據本發明一實施例，根據包覆構件360及天線340產生於電漿腔室310的電漿流將會參考圖5及圖6做詳細說明
於此，為了方便描述，第一槽孔363及第二槽孔364形成於包覆構件360中，第一槽孔363設置於鄰近電源端子345的位置，並且第二槽孔364設置於鄰近接地端子346的位置。此外，放電空間301中鄰近於第一槽孔363形成的區域定義為區域A，並且放電空間301以順時鐘方向依序被分為區域A、區域B、區域C及區域D。
參閱圖5，來自高頻電源的高頻電流流經天線340，高頻電源是供應自電源351。例如，如圖5所示，流經天線340的高頻電流可能以順時鐘方向流動。此外，由於包覆構件360是接地的，感應電流是以相反於高頻電流流經天線340的方向於包覆構件360中流動。例如，如圖5所示，感應電流是以逆時鐘方向流於包覆構件360內。
形成於包覆構件360內的感應電流可能不會在槽孔362形成的區域內流動。據此，因為在形成槽孔362的部分處包覆構件360的感應電流不會在流過天線340的高頻電流中發生干擾，與其中沒有形成槽孔362的天線340產生的電磁場的強度相比，從其中形成有槽孔362的天線340產生到放電空間301的電磁場的強度可以相對強。例如，天線340對應於第一槽孔363形成的部分產生的電磁場的強度，是相對強於天線340對應於第一槽孔363沒有形成的部分產生的電磁場的強度。
例如，如圖5及圖6所示，放電空間301的區域A中對應於第一槽孔363形成的部分產生的電磁場強度，是相對強於槽孔362未形成於其中的放電空間301的區域B及區域D中產生的電磁場強度。因此，鄰近於第一槽孔363形成的區域的放電空間301的區域A中產生的電漿強度是相對高於區域B及區域D中形成的電漿強度。
此外，如圖5及圖6所示，對應於第二槽孔364形成的部分的放電空間301的區域C中產生的電磁場強度，是相對強於槽孔362沒有形成的放電空間301的區域B及區域D中產生的電磁場強度。據此，鄰近於第二槽孔364形成的部分的放電空間301的區域C中產生的電漿強度是相對高於區域B及區域D中產生的電漿強度。
一般來說，天線340被提供有供應到高頻電源的輸入端子（如電源端子345）及要被接地的終端端子（如接地端子346）。天線340的輸入端子具有相對於天線340的終端端子較強的高頻電源的磁場。據此，作用於鄰近於天線340的輸入端子的放電空間301的電磁場強度，是相對強於作用於鄰近於天線340的終端端子的放電空間301的電磁場強度。據此，在放電空間301中的電漿強度是有差異的。這導致電漿以不同大小作用在基板W上，並且成為阻礙基板處理製程一致性的因素。
根據本發明的上述實施例，可以防止由於包覆構件360而從天線流動的高頻電流產生的電磁場流出包覆構件360。進一步來說，藉由於包覆構件360中形成槽孔362，可調節在鄰近於形成有槽孔362的部分的區域及在鄰近於沒有形成槽孔362的部分的區域中產生的電磁場強度。也就是說，在鄰近於形成有槽孔362的部分的放電空間301中，可相對強地控制電磁場的強度，並且在鄰近於沒有形成槽孔362的部分的放電空間301中，可相對弱地控制電磁場的強度。據此，可最小化由於天線340的輸入端子及終端端子的結構限制導致的電漿產生在放電空間301中的不一致性。據此，可以藉由使電漿一致地影響基板W來改善基板處理製程的一致性。
根據上述本發明一實施例的包覆構件360例如具有八邊形形狀。然而，本發明不受限於此，根據實施例的包覆構件360可藉由修改為多種多邊形形狀(諸如四邊形或六邊形)而形成。
進一步來說，儘管根據上述本發明一實施例的電漿產生單元330包含屏蔽構件370，本發明不受限於此。例如，根據一實施例，屏蔽構件370可以不被提供至電漿產生單元330。
於此，將詳細描述根據本發明另一實施例的包覆構件360。以下描述的包覆構件360以相似於以上描述的大部分包覆構件且另外解釋除外的方式提供。據此，為了避免內容重複，重複元件的描述會被忽略。
圖7是根據圖2的另一實施例的包覆構件的立體示意圖。根據本發明一實施例，槽孔362可形成於包覆構件360中。槽孔362可形成於包覆構件360的側表面。槽孔362可形成於包覆構件360的頂端及底端。槽孔362的縱向方向可沿著包覆構件360的縱向方向形成。槽孔362的頂端可形成在對應於天線340頂端的高度。槽孔362的底端可能形成在對應於天線340底端的高度。
此外，可提供至少一個槽孔362。例如，可提供複數個槽孔362。複數個槽孔362可以包覆構件360的圓周方向彼此間隔開設置。複數個槽孔362可形成於包覆構件360的側表面，其對應於在放電空間301中形成的電漿的強度係根據於放電空間301中形成的電漿的移動而相對較弱的區域。
圖8至圖10是根據圖2的另一實施例的包覆構件的俯視示意圖。參閱圖8所示，根據本發明一實施例的包覆構件360可進一步包含風扇單元380。風扇單元380可安裝於包覆構件360。風扇單元380可安裝於包覆構件360的側表面上。
可提供至少一個風扇單元380。例如，可提供複數個風扇單元380。風扇單元380形成於不與形成於包覆構件360中的槽孔362重疊的區域。例如，風扇單元可能不會安裝於其中形成有槽孔362的包覆構件360的側壁。此外，槽孔352可能不會安裝於安裝有風扇單元380的包覆構件360的側壁。
風扇單元380可以朝向電漿腔室310的方向提供氣流。例如，風扇單元380可提供氣流至電漿腔室310及包覆構件360之間的空間。風扇單元380可提供有調節的溫度及調節的溼度的氣流至之間的空間。
風扇單元380可防止中間空間的溫度劇烈地被提升。風扇單元380可作為防止中間空間的溫度劇烈地被提升的冷卻器。例如，風扇單元380可冷卻在天線340內產生的熱量，其源自供應自天線340的高頻電流。據此，可以最小化從天線340至電漿腔室310的熱傳遞。
參閱圖9所示，複數個槽孔362可形成於在天線340的電源端子345及接地端子346間隔開的位置處。例如，槽孔362可能不會形成於連接電源端子345及接地端子346的虛擬直線上。此外，複數個風扇單元380可安裝於沒有槽孔362形成的包覆構件360的側壁。
參閱圖10所示，當從上方看時，包覆構件360可形成為圓形形狀。例如，包覆構件360可提供為實質上圓柱形狀。圓柱狀的包覆構件360可設置於天線340外側繞電漿腔室310外側。
本發明概念的效果不限於上述效果，未提及的效果可由本發明所屬技術領域技術人員從說明書和圖式中清楚了解。
儘管已經說明和描述了本發明的較佳實施例，但本發明並不限於上述的具體實施例，並且注意到本發明所屬技術領域技術人員可以在不背離說明書中所要求的本發明本質情況下，不同程度地實施本發明，並且不應脫離本發明的技術精神或前景來單獨解釋這些修改。
100:製程處理單元 101:處理空間 11:第一方向 110:殼體 112:排出孔 12:第二方向 120:支撐單元 13:第三方向 130:擋板 132:擋板孔 140:排出擋板 142:排出孔 20:裝備前端模組 200:排出單元 21:裝載埠 210:排出管線 22:支撐單元 220:減壓構件 23:輸送框 25:第一轉運機器人 27:輸送軌道 30:處理模組 300:電漿產生單元 301:放電空間 310:電漿腔室 315:氣體供應埠 320:氣體供應單元 322:氣體供應管 324:氣體供應源 330:電漿產生單元 340:天線 345:電源端子 346:接地端子 350:電源模組 351:電源 360:包覆構件 362:槽孔 363:第一槽孔 364:第二槽孔 370:屏蔽構件 380:風扇單元 40:裝載鎖定腔室 400:擴散單元 401:擴散空間 50:輸送腔室 55:第二轉運機器人 60:製程腔室 C:載體 W:基板
通過參考以下圖式的以下描述，上述和其他目的和特徵將變得顯而易見，其中除非另有說明，否則相同的附圖標記在各個圖式中指代表相同的部分。
圖1是根據本發明實施例的基板處理設備的示意圖。
圖2是根據本發明實施例製程腔室在圖1中的基板處理設備的電漿腔室中實施電漿處理製程的示意圖。
圖3是根據圖2的實施例的包覆構件的俯視示意圖。
圖4是根據圖2的實施例的包覆構件的立體示意圖。
圖5是根據圖2的實施例說明電流於天線及包覆構件中流動的狀態的示意圖。
圖6是形成於圖2的製程腔室內的電漿的俯視圖。
圖7是根據圖2的另一實施例的包覆構件的立體示意圖。
圖8至圖10是根據圖2的另一實施例的包覆構件的俯視示意圖。
60:製程腔室
100:製程處理單元
101:處理空間
110:殼體
112:排出孔
120:支撐單元
130:擋板
132:擋板孔
140:排出擋板
142:排出孔
200:排出單元
210:排出管線
220:減壓構件
300:電漿產生單元
301:放電空間
310:電漿腔室
315:氣體供應埠
320:氣體供應單元
322:氣體供應管
324:氣體供應源
330:電漿產生單元
340:天線
350:電源模組
351:電源
360:包覆構件
362:槽孔
370:屏蔽構件
400:擴散單元
401:擴散空間
W:基板

Claims (20)

  1. 一種基板處理設備，其包括： 製程處理單元，前述製程處理單元提供用於處理基板的處理空間；及 電漿產生單元，前述電漿產生單元提供於前述製程處理單元上方且由製程氣體產生電漿， 其中，前述電漿產生單元包含： 電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間； 天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；及 包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側，且 其中，前述包覆構件是接地的。
  2. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述包覆構件具有槽孔，前述槽孔由前述包覆構件的頂端延伸至前述包覆構件的底端。
  3. 如請求項2所述之基板處理設備，其中，前述槽孔以複數個提供，且複數個前述槽孔在圍繞前述天線的方向上彼此間隔開安裝。
  4. 如請求項3所述之基板處理設備，其中，前述包覆構件的縱向方向的長度等於或大於前述天線的縱向方向的長度。
  5. 如請求項2所述之基板處理設備，其中，前述電漿產生單元進一步包含風扇單元，前述風扇單元供應氣流至前述包覆構件及前述電漿腔室之間的空間。
  6. 如請求項5所述之基板處理設備，其中，前述風扇單元設置於前述包覆構件處且在不與前述槽孔重疊的位置。
  7. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述天線包含線圈部，前述線圈部以複數個匝數圍繞前述電漿腔室，且前述線圈部具有用以接地的接地端子、及用以供應高頻電源的電源端子。
  8. 如請求項7所述之基板處理設備，其中，前述線圈部包含複數個線圈，且複數個前述線圈中的每一個獨立地連接至前述電源端子及前述接地端子。
  9. 如請求項1所述之基板處理設備，其中，前述電漿產生單元進一步包含屏蔽構件，其位於前述天線及前述電漿腔室之間且是接地的。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之基板處理設備，其中，當由上方看時，前述包覆構件具有圓盤形狀。
  11. 如請求項1至9中任一項所述之基板處理設備，其中，當由上方看時，前述包覆構件具有多邊形形狀。
  12. 一種電漿產生單元，其提供於使用電漿的基板處理設備中，前述電漿產生單元包括： 電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間； 天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；及 包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側， 其中，前述包覆構件經接地以產生與前述高頻電流的方向為相反的感應電流。
  13. 如請求項12所述之電漿產生單元，其中，前述包覆構件具有槽孔，前述槽孔沿屏蔽構件的縱軸方向延伸。
  14. 如請求項13所述之電漿產生單元，其中，前述槽孔以複數個提供，且複數個前述槽孔在圍繞前述天線的方向上彼此間隔開安裝。
  15. 如請求項12所述之電漿產生單元，其進一步包含風扇單元，前述風扇單元供應氣流至前述包覆構件及前述電漿腔室之間的空間，以冷卻前述電漿腔室。
  16. 如請求項12所述之電漿產生單元，其中，前述天線包含線圈部，前述線圈部以複數個匝數圍繞前述電漿腔室，且前述線圈部具有用以接地的接地端子、及用以供應高頻電源的電源端子。
  17. 如請求項16所述之電漿產生單元，其中，前述線圈部包含複數個線圈，且複數個前述線圈中的每一個獨立地連接至前述電源端子及前述接地端子。
  18. 如請求項12所述之電漿產生單元，其中，前述包覆構件的縱向方向的長度等於或大於前述天線的縱向方向的長度。
  19. 如請求項12至18中任一項所述之電漿產生單元，其中，當由上方看時，前述包覆構件具有多邊形形狀。
  20. 一種基板處理設備，其包括： 製程處理單元，前述製程處理單元用於處理基板；及 電漿產生單元，前述電漿產生單元位於前述製程處理單元上方，用於藉由激活氣體而產生電漿， 其中，前述製程處理單元包含： 殼體，前述殼體具有處理空間；及 支撐單元，前述支撐單元安裝於前述處理空間中且支撐前述基板， 其中，前述電漿產生單元包含： 電漿腔室，前述電漿腔室具有形成於其中的放電空間； 天線，前述天線圍繞前述電漿腔室的外側且使高頻電流從其間流過；及 包覆構件，前述包覆構件圍繞前述天線的外側且是接地的，且 其中，前述包覆構件具有至少一槽孔由前述包覆構件的頂端延伸至前述包覆構件的底端。
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