TWI665727B - 批次式電漿基板處理裝置 - Google Patents

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趙政熙
Hong Won Lee
李弘源
Sung Ho Kang
姜盛晧
Chang Dol KIM
金蒼乭
Gyu Ho Choi
崔圭鎬
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Eugene Technology Co., Ltd.
南韓商尤金科技有限公司
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Abstract

一種根據示範性實施例的基板處理裝置，包含：第一管件，配置成提供在其中處理多個基板的處理空間；基板支撐部件，配置成在處理空間中的第一方向上負載多個基板；多個氣體供應部件，設置有用於供應處理基板的過程所需的處理氣體的供應埠；排氣部件，配置成與第一管件連通且將處理空間內部的處理殘餘物排出到外部；以及電漿反應部件，設置於第一管件外部，且配置成利用電漿來分解由氣體供應部件供應的處理氣體並將分解的處理氣體提供到處理空間。

Description

批次式電漿基板處理裝置
本公開涉及一種批次式電漿基板處理裝置，且更確切地說涉及一種在其中將外部分解的處理氣體供應到內部處理空間中的批次式電漿基板處理裝置。
一般來說，基板處理裝置是一種設備，其中待處理的基板位於處理空間中，且接著，借助於化學氣相沉積方法、原子層沉積方法等等將包含於噴射到處理空間中的處理氣體中的反應粒子沉積於基板上。基板處理裝置包含能夠在一個基板上執行基板處理製程的單晶片型和能夠在多個基板上同時執行基板處理製程的批量型。
在普通基板處理裝置的情況下，設置加熱構件以使得噴射到處理空間中的處理氣體的反應粒子沉積在基板上，但由於高溫和高溫下的長時間處理，因此出現問題。確切地說，在批量型的情況下，由於多個基板容納於處理空間內部，因此整個基板不能均 勻地加熱，且因此存在的問題在於產生溫度梯度且需要長的反應時間。因此，為了緩和溫度梯度且促進處理氣體的離子化或化學反應進而降低溫度和減少在處理空間中的反應時間，電漿形成於處理空間內部的空間中。
同時，一般來說，在批量型基板處理裝置中，利用環繞處理空間的熱壁型加熱構件來升高處理空間的壁表面以及基板的溫度，且因此在處理氣體沉積於處理空間內部的壁表面上時形成非所需的薄膜。然而，當如電漿的處理環境形成於處理空間中時，存在的問題在於在基板處理製程期間沉積於內壁上的薄膜在借助於形成於電漿產生空間中的磁場或電場分離為粒子時充當污染物質。因此，不僅存在基板上的薄膜的品質的問題，且還存在基板上的處理製程的效率降低的問題。
(現有技術文獻)
[專利文獻1]韓國專利第10-1396602號
本公開提供一種在其中將於外部利用電漿分解的處理氣體供應到處理空間中的批次式電漿基板處理裝置。
根據示範性實施例，基板處理裝置包含：第一管件，配置成提供在其中處理多個基板的處理空間；基板支撐部件，配置成在處理空間中的第一方向上負載多個基板；多個氣體供應部件，設置有供應處理基板的過程所需的處理氣體的供應埠；排氣部件，配置 成與第一管件連通且將處理空間內部的處理殘餘物排出到外部；以及電漿反應部件，設置於第一管件外部，且配置成利用電漿分解由氣體供應部件供應的處理氣體並將分解的處理氣體提供到處理空間。
基板處理裝置可進一步包含第二管件，所述第二管件配置成與第一管件間隔開且環繞第一管件的外部，以使得在第二管件與第一管件之間形成分離空間，其中電漿反應部件設置於分離空間中。
電漿反應部件可包含：多個電源電極部件，在第一方向上延伸；以及接地電極部件，設置於多個電源電極部件之間且在第一方向上延伸。
電漿反應部件可容納多個電極部件和接地電極部件，且進一步包含阻隔壁，所述阻隔壁配置成定義在其中形成電漿的內部空間。
基板處理裝置可進一步包含可變電源部件，所述可變電源部件配置成控制應用於每一個多個電源電極部件的RF功率的大小或比率進而供應RF功率。
可變電源部件可包含：電源部件，配置成將RF功率供應到多個電源電極部件；以及多個可變電容器，分別設置於電源部件與多個電源電極部件之間。
可變電源部件可進一步包含探測杆，所述探測杆分別設置於多個電源電極部件與接地電極部件之間的空間中且配置成測 量電漿的放電特性值，其中可根據由探測杆測量的放電特性值來調整RF功率的大小和比率。
基板處理裝置可進一步包含陶瓷管件，所述陶瓷管件配置成環繞多個電源電極部件和接地電極部件的外部週邊表面。
多個電源電極部件和接地電極部件可安置成在第一管件的週邊方向上彼此間隔開，且多個氣體供應部件可在第一方向上延伸且分別設置於電源電極部件外部。
氣體供應部件的供應埠可形成為面對與電源電極部件相反的方向。
多個氣體供應部件可在第一方向上延伸且設置於連接電源電極部件與接地電極部件的直線外部，且氣體供應部件的每一個供應埠可設置成面對電源電極部件與接地電極部件之間的空間。
第一管件可包含在第一方向上對應於電源電極部件安置的多個噴射埠，且噴射埠和供應埠可設置成相對於從第一管件的中心軸到供應埠的徑向方向上彼此對準錯位。
氣體供應部件可包含：反應氣體供應部件，配置成將反應氣體供應到電漿反應部件；以及源氣體供應部件，配置成將源氣體供應到處理空間，其中電漿反應部件可利用電漿來分解反應氣體。
110‧‧‧第一管件
111‧‧‧噴射埠
120‧‧‧第二管件
130‧‧‧電漿反應部件
131‧‧‧接地電極部件
132‧‧‧電源電極部件
133‧‧‧阻隔壁
140‧‧‧基板支撐部件
150‧‧‧排氣部件
151‧‧‧排氣構件
152‧‧‧排氣管線
153‧‧‧排氣埠
160‧‧‧氣體供應部件/氣體供應管
161‧‧‧供應埠
170‧‧‧陶瓷管件
180‧‧‧可變電源部件
181‧‧‧可變電容器
182‧‧‧電源部件
190‧‧‧源氣體供應部件
A-A'、B-B'‧‧‧線
S‧‧‧基板
圖1是說明根據示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖。
圖2是說明根據另一示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖。
圖3的(a)是沿圖2中的平面視圖的截線A-A’截取的橫截面圖。
圖3的(b)是沿圖2中的平面視圖的截線B-B’截取的橫截面圖。
圖4是說明根據又一示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖。
圖5是說明根據示範性實施例的氣體供應部件的平面視圖。
圖6是說明根據示範性實施例的可變電源部件的電路圖。
在下文中，將參考附圖詳細地描述特定實施例。然而，本公開可以不同形式實施，且不應解釋為限於本文中所闡述的實施例。實際上，提供這些實施例以使得本公開將是透徹且完整的，且將向所屬領域的技術人員充分傳達本公開的範圍。為描述本公開，可放大圖式，且在圖式中，相同附圖標號是指相同元件。
圖1是說明根據示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖，圖2是說明根據另一示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖，圖3的(a)是沿圖2中的平面視圖的截線A-A’截取的橫截面圖，且圖3的(b)是沿圖2中的平面視圖的截線B-B’截取的橫截面圖。
參看圖1到圖3，根據示範性實施例的基板處理裝置可包 含：第一管件110，提供在其中處理多個基板S的處理空間；基板支撐部件140，在其上於處理空間中的第一方向上負載多個基板S；多個供應部件160，各自設置有用於提供處理基板S的過程中所需的處理氣體的供應埠161；排氣部件150，與第一管件110連通以將處理空間中的處理殘餘物排出到外部；以及電漿反應部件130，設置於第一管件110外部，且利用電漿來分解從氣體供應部件160接收的處理氣體進而將分解的處理氣體供應到處理空間。
首先，根據佈置對其執行處理製程的基板S的方法，基板處理裝置分類成單晶片型方法和批量型方法，在所述單晶片型方法中可在一個基板S上執行基板處理製程，在所述批量型方法中可同時在多個基板S上執行基板處理製程。然而，在本公開中，將僅描述其中在豎直方向(第一方向)上負載多個基板S的批量型方法。
根據示範性實施例的基板處理裝置可具有一種結構，其中第一管件110和容納第一管件110的第二管件120彼此間隔開地形成，從而維持與彼此的預定距離，且第一管件110和第二管件120可由如石英或陶瓷的耐熱性材料形成。
第一管件110可形成為具有打開的下部部分的圓柱形形狀，且在其中提供處理空間，在所述處理空間中容納和處理多個基板S。第一管件110的處理空間是其中在基板支撐部件140上執行實際處理製程的區域，多個基板S堆疊於所述基板支撐部件上。
基板支撐部件140是用於支撐基板S的配置，可形成以 在第一方向上(即在豎直方向上)負載多個基板S，且可具有形成於其中且在其中分別處理多個基板S的多個單元處理空間。也就是說，基板支撐部件140可具有多個層以在第一方向上負載基板S，且一個基板S可負載於一個層(或單元處理空間)上。因此，用於基板S的單元處理空間個別地形成於基板支撐部件140的每一層上，且因此可防止發生單元處理空間之間的干擾。
當負載所有多個基板S時，基板支撐部件140可移動穿過第一管件110的下部部分(或入口)，且只要具有可在其上安裝和支撐多個基板S的形狀，那麼基板支撐部件140可具有不受特定限制的各種形狀和結構。
另外，噴射由電漿反應部件130所分解的處理氣體的多個噴射埠111(稍後待描述)可形成於以上所提到的第一管件110中。多個噴射埠111可彼此以對應於基板支撐部件140的相應單元處理空間的不同高度而形成，從而分別向多個基板S供應由電漿反應部件130分解的處理氣體。
排氣部件150可安置於處理空間內部且用以將處理空間中的處理殘餘物排出到外部。排氣部件150可由以下配置：排氣構件151，在第一方向上延伸；排氣管線152，連接到排氣構件151；以及排氣泵(未繪示)。由於排氣構件151設置有多個排氣埠153，所述多個排氣埠153相對於第一管件110的噴射埠111且彼此以對應於相應單元處理空間在第一方向上以不同的高度形成，因此通過以上所提到的第一管件110的噴射埠111供應到多個基板S 的分解氣體可通過基板S且抽吸到排氣埠153。
如此，第一管件110的噴射埠111和排氣部件150的排氣埠153在與第一方向交叉的第二方向(例如平行於基板的表面的方向)上對應於彼此地位於同一條直線上，其中在所述第一方向上負載基板S。因此，從噴射埠111噴射的分解氣體可在引入至排氣埠153中時形成層流。也就是說，由於在接觸基板S的表面後沿基板S移動時可將分解氣體引入至排氣埠153中，因此分解氣體可在平行於基板S的表面的方向上流動且因此均勻地供應到基板S的上部表面。
氣體供應部件160可供應基板處理製程中所需的處理氣體。氣體供應部件160可配置成包含：氣體供應管160，設置有用於供應處理氣體的供應埠161；以及氣體供應源(未繪示)，連接到氣體供應管160且從外部供應基板處理製程所需的處理氣體。
在普通基板處理裝置的情況下，設置加熱構件以使得噴射到處理空間中的處理氣體的反應粒子沉積在基板上，但由於高溫和高溫下的長時間處理，因此存在問題。確切地說，在批量型的情況下，由於多個基板容納於處理空間的內部，因此整個基板不能均勻地加熱，且因此存在的問題在於產生溫度梯度且需要長的反應時間。因此，為了緩和溫度梯度且促進處理氣體的離子化或化學反應進而降低溫度和減少在處理空間中的反應時間，電漿形成於處理空間內部的空間中。然而，處理空間的壁表面以及基板由環繞處理空間的熱壁型加熱構件加熱，且因此在處理氣體沉積於處理 空間內部的壁表面上時形成非所需薄膜。然而，當如電漿的處理環境形成於處理空間中時，存在的問題在於在基板處理製程期間薄膜在借助於在電漿產生空間中產生的磁場或電場分離為粒子時充當污染物質。因此，不僅存在基板上的薄膜的品質的問題，且還存在基板上的處理製程的效率降低的問題。
在示範性實施例中，為了防止從處理空間的內壁分離出粒子的問題和改進基板處理製程的效率，電漿反應部件130設置於第一管件110的外部以將分解的處理氣體供應到第一管件110的處理空間中。電漿反應部件130是元件(所述元件分解從氣體供應部件160接收的處理氣體並將分解的處理氣體提供到處理空間中)，沿第一管件110外部豎直地負載多個基板S的方向(第一方向)安置，且可用作將處理氣體活化成電漿的活化機構。此時，設置於第一管件110外部的電漿反應部件130還可安置從而與排氣部件150彼此面對，但其位置不受特定限制。
根據示範性實施例，由於在第一管件110外部供應電漿反應部件130且進而在外部處分解處理氣體並將其供應到處理空間中，因此可降低用於分解供應到處理空間中的處理氣體且將處理氣體沉積在基板S上的溫度，即加熱構件的加熱溫度。因此，可降低整個溫度，所述溫度包含處理表面的壁表面的溫度，且因此可緩和處理空間的內壁上的非所需薄膜的分解問題。另外，由於電漿並不形成於處理空間內部但形成於第一管件110外部(即處理空間外部)，因此可防止借助於在將處理氣體供應到處理空間後在處 理空間的內部空間中由電漿的形成產生的磁場或電場來剝離形成於處理空間的內壁上的薄膜的問題。
此外，電漿反應部件130並不安置於處理空間內部但安置於第一管件110外部，且因此，第一管件110可限制在其中處理相應基板S的單元處理空間。因此，使由電漿反應部件130分解的所有分解氣體是經由第一管件110中對應於相應單元處理空間的噴射埠111所噴射的，且因此，可在將分解氣體引入至位於同一條直線上的排氣埠153中時形成理想層流。
更具體地說，當根據示範性實施例的電漿反應部件130設置於第一管件110外部時，第一管件110可限制形成於處理空間中且在其中負載多個基板S的單元處理空間。另外，由於相應層上負載的基板S的單元處理空間由處理空間的內壁表面限制且彼此分開地設置，因此從對應於單元處理空間的相應噴射埠111噴射的分解氣體可均勻地和有效地供應到基板的上部表面上而不存在浪費的問題，且形成層流。也就是說，由於第一管件110的大部分處理空間可通過設置於第一管件110外部的電漿反應部件130由單元處理空間配置，因此由電漿反應部件130分解的所有處理氣體可在流入對應於噴射埠111的相應單元處理空間中時形成層流，且因此基板處理製程的效率可得到改進。
相反地，當電漿反應部件130並不設置於第一管件110外部但設置於用於基板S的處理空間內部時，由於空間部分地由電漿反應部件130佔據且單元處理空間與其它自由空間連通，因此 相應單元處理空間不能由第一管件110的內壁限制。因此，存在的問題在於由電漿反應部件130供應的分解氣體不在基板S的表面上流動，但流入處理空間內部的自由空間，且因此，難以形成理想層流。因此，在示範性實施例中，電漿反應部件130設置於第一管件130外部。
根據示範性實施例的基板處理裝置進一步包含第二管件120，所述第二管件環繞第一管件110外部同時與第一管件110間隔開以使得在第一管件110與第二管件120之間形成分離空間，且電漿反應部件130可設置於分離空間中。
在示範性實施例中，安置環繞第一管件110外部同時與第一管件間隔開的第二管件120，從而進一步促進對電漿反應部件130的環境的控制，且形成與大氣壓狀態下的外部環境隔離且形成於第一管件110(即內管)的外壁與第二管件120(即外管)的內壁之間的分離空間，且電漿反應部件130安置於分離空間中。
在其中處理基板S的處理空間處於真空狀態下，且電漿反應部件130的外部處於大氣壓狀態下。由於第一管件110的處理空間和設置於第一管件110外部的電漿反應部件130的外部空間和電漿反應部件130中的每個空間彼此分別形成於不同的環境中，因此對適合於形成電漿的環境的控制(即電漿反應部件130的如壓力和溫度的環境)可極為重要。因此，在示範性實施例中，為了易於控制適合於通過分離電漿反應部件130與真空狀態下的處理空間來產生電漿的環境，且更有效地使電漿反應部件130與大 氣壓狀態下的外部空間隔離，將從第一管件110外部環繞第一管件的第二管件120安置以形成第一管件110與第二管件120之間的分離空間(或緩衝空間)，且電漿反應部件設置於與真空狀態下的處理空間和大氣壓狀態下的外部環境隔離的獨立空間中，即處於分離空間中。
另外，可設置加熱構件以從外部環繞處理空間，但當電漿反應部件130設置於作為第一管件110與第二管件120之間的空間的分離空間中時，可更容易地安裝環繞作為外管的第二管件120外部的加熱構件。也就是說，由於電漿反應部件130並不形成為從第二管件120外部突出但形成於分離空間內部，因此可安裝加熱構件而不由電漿反應部件130控制。此處，如圖1到圖3中所示，說明雖然將處理氣體提供到電漿反應部件130的多個氣體供應部件160為突出到第二管件120的外部，但是只要其位置可設置於連接電源電極部件132和接地電極部件131的直線外部。稍後將提供關於氣體供應部件160的位置的詳細描述。
同時，為了利用電漿活化處理氣體，一個RF功率源通常應用於兩個電極，但當應用一個RF功率源時，出現的問題在於在穩定地形成電漿的功率增大時產生粒子。也就是說，當應用一個RF功率源時，由於通過用於形成電漿的大功率離子化的粒子具有高能量，因此引起用於保護電極的管件170的損壞或對分離阻隔壁133、第一管件110以及第二管件120的損壞，且因此產生粒子。因此，在示範性實施例中，在處理空間外部的而不是理空間中 分解處理氣體後，為了將處理氣體提供到處理空間中，設置電漿反應部件130，且電漿反應部件130設置有多個電源電極部件132和在多個電源電極部件132之間的接地電極部件131以降低產生電漿所需的功率，且因此防止因高RF功率所致的粒子產生。
電漿反應部件130可包含：多個電源電極部件132，在第一方向上延伸；以及接地電極部件131，設置於多個電源電極部件132之間且在第一方向上延伸。另外，電漿反應部件130可進一步包含阻隔壁133，所述阻隔壁容納多個電源電極部件132和接地電極部件131且定義在其中形成電漿的內部空間。
電源電極部件132可接收從可變電源部件180分別應用於在負載基板S的第一方向上延伸的電極上的RF功率，且稍後將提供關於將RF功率應用到每一個電源電極部件132上的可變電源部件180的詳細描述。
接地電極部件131可以是與電源電極部件132一樣的在基板S的負載方向上延伸的電極，且安裝成在多個電源電極部件132之間遠離電源電極部件132平行地間隔開一定距離以使得多個電漿產生空間形成於電源電極部件132與接地電極部件131之間。
當從可變電源部件180將RF功率應用於電源電極部件132時，電場產生於電源電極部件132與接地電極部件131之間且出現電漿的產生。如在示範性實施例中，當設置其中電源電極部件132分別安裝於接地電極部件131外部的電極結構時，產生用於分 解處理氣體(亦即，獲得所需量的自由基)的電漿所需的RF功率可減小到所需功率的一半。因此，可防止引起對管件170、阻隔壁133、第一管件110、第二管件120等等的損壞和進而產生粒子的問題。也就是說，當利用充足能量分解處理氣體所需的RF功率是例如大致100瓦，且設置其中接地電極部件131安裝於多個電源電極部件132之間的結構時，功率低於大致100瓦，例如大致50瓦的功率可供應到電源電極部件132中的每一個以產生電漿。因此，即使供應低於所需功率的功率，最後可類似於在供應大致100瓦功率的情況下，利用充足能量較有效地分解處理氣體而不產生粒子。
此時，電源電極部件132和接地電極部件131並不電性連接且以彼此間隔開的方式安置，且可使用電容耦合電漿(capacitive coupling plasma；CCP)方法，其中通過將RF功率應用到每一個電源電極部件132中由產生於電源電極部件132與接地電極部件131之間的電場產生電漿。
在描述用於示範性實施例中的CCP方法前，首先將ICP方法分類成根據電漿密度或所應用功率的E模式和H模式，在所述ICP方法中當由流過天線的電流產生的磁場隨時間改變時由磁場周圍的電場產生電漿。一般來說，在ICP方法中，電漿由E模式的方式產生，且在借助於H模式轉換時產生高密度電漿。為了實現從通常具有低密度電漿的E模式到維持高密度電漿的H模式的模式轉換，應維持大功率。然而，在大功率的情況下，即當增大輸入功率時，由於高電子溫度產生不參與反應的粒子和大量自由 基。因此，存在的問題在於難以獲得品質良好的薄膜，且難以根據通過天線形成的電場來產生均勻電漿。
相反地，在示範性實施例中，使用CCP方法，其中借助於形成於並不彼此連接但彼此間隔開的電源電極部件132與接地電極部件131之間的電場發生電子加速且進而產生電漿。因此，如在ICP方法中，並不需要用於維持電漿的大功率，從而降低電子溫度，產生參與反應的大量自由基，且因此，可較有效地獲得品質良好的薄膜。另外，在使用單一電極的CCP方法的情況下，由於根據感應功率影響參與反應的自由基，因此可僅通過應用大功率獲得所需量的自由基。然而，在使用多個電極(其中接地電極部件131安裝於多個電源電極部件132之間的結構)的CCP方法中，如上文所說明，由於功率可分開供應到各電極，因此甚至在功率低於供應到單一電極的功率的情況下可獲得相同量的自由基。
根據示範性實施例的基板處理裝置可進一步包含環繞多個電源電極部件132和接地電極部件131的外部週邊表面的陶瓷管件170。
在由從其上部部分到下部部分保護每一個電極部件的陶瓷管件170環繞的狀態下，可保護多個電源電極部件132和接地電極部件131中的每一個，且多個電源電極部件132和接地電極部件131可由柔性編織金屬絲配置。
一般來說，根據RF的使用，導電可受金屬的趨膚深度影響，所述趨膚深度是電流流過的深度。當網型網狀電極用於在其中 將RF功率應用於產生電漿的電漿反應部件中時，由於自由空間佔據的區域是寬的，因此存在的問題在於因小的表面面積所致的大阻力對應用RF功率來說是低效的。此外，在高溫和低溫下反復地執行基板處理製程。當電極形成於網狀類型中時，網狀電極的形狀根據不同溫度而不規則地改變，在維持形狀的方面中變得不利，且阻力根據改變的形狀而改變。因此，當應用RF功率時，存在出現不均勻電漿的問題。
相反地，根據示範性實施例的多個電源電極部件132和接地電極部件131使自由空間最小化以及插入到陶瓷管件170中，且可形成於柔性編織類型(編織金屬絲)中以便防止以上所提到的問題。在一實施例中，為了進一步減小自由空間，塗布每一個電極部件的表面的方法。
另外，為了在第一方向上延伸柔性編織型電源電極部件132和接地電極部件131且維持在固定狀態下，根據示範性實施例的基板處理裝置可進一步包含固定和支撐相應電極部件的兩端以便不允許兩端移動的彈簧部件(未繪示)。柔性電源電極部件132和接地電極部件131可各自固定在第一方向上且進而維持在細長的杆形狀下。
陶瓷管件170環繞電源電極部件132和接地電極部件131的外部週邊表面，以使得陶瓷管件170可使每一個電極部件電絕緣且保護暴露於電漿環境的電極。因此，可安全地保護電極部件免於由電漿產生的污染或粒子。陶瓷管件170由類似於第一管件110 和第二管件120的如石英或陶瓷的抗熱材料組成，且可進而與第一管件110和第二管件120一體地製造。
由陶瓷管件170環繞的多個電源電極部件132和接地電極部件131可容納於定義在其中形成電漿的內部空間的阻隔壁133內部。通過分別形成定義分離空間內的內部空間的阻隔壁133，可減少處理氣體均勻地擴散到電漿反應部件130內部的時間，且可進而改進供應到阻隔壁133中的處理氣體的電漿分解速度。因此，可提高基板S的處理製程的效率。
再次參看圖1和圖2，多個氣體供應部件160在第一方向上延伸且設置於連接電源電極部件132和接地電極部件131的直線外部，且氣體供應部件160的供應埠161可設置成指向電源電極部件132與接地電極部件131之間的相應空間。
氣體供應部件160可將處理氣體供應到電漿反應部件130中以使得在電漿反應部件130中分解處理基板S的過程所需的處理氣體。當電漿反應部件130的內部填充有從多個氣體供應部件160接收的處理氣體時，將預定RF功率應用於電源電極部件132中的每一個，且電漿可進而產生於彼此面對的電源電極部件132與接地電極部件131之間。可將激發處於電漿狀態下且分解的處理氣體供應到處理空間中，且可進而執行基板處理製程。
當多個氣體供應部件160設置於連接電源電極部件132和接地電極部件131的直線外部時，且當氣體供應部件160的供應埠161設置於指向電源電極部件132與接地電極部件131之間 的相應空間時，氣體供應部件160的供應埠161可面對電源電極部件132與接地電極部件131之間的空間，且因此，可提高電漿的分解速率。也就是說，由於通過氣體供應部件160的供應埠161供應的處理氣體可直接供應到電源電極部件132與接地電極部件131之間的電漿產生空間，因此可減少用於分解的處理氣體擴散到電漿產生空間中的時間。因此，可改進處理氣體的分解速度，且因此，還可改進電漿分解速率。
另外，多個氣體供應部件160設置於連接電源電極部件132和接地電極部件131的直線外部，且氣體供應部件160的供應埠161設置成面對電源電極部件132與接地電極部件131之間的相應空間。因此，可減小由阻隔壁133環繞的電漿反應部件130的空間的大小。因此，可減少將處理氣體供應到電漿反應部件130以均勻地擴散的時間，且因此，還可減少在進行電漿分解後將處理氣體供應到處理空間的時間。如圖1和圖2中所說明，多個氣體供應部件160說明為從第二管件120的外部表面突出且分別設置於電源電極部件132與接地電極部件131之間。然而，只要位置可設置於電源電極部件132與接地電極部件131之間且設置於電源電極部件132和接地電極部件131的延伸直線外部，那麼位置不受特定限制。
噴射埠111和供應埠161可設置成不在從第一管件110的中心軸到供應埠161的徑向方向上與彼此對準。
以上所提到的第一管件110的噴射埠111可對應於基板 支撐部件140的相應單元處理空間在第一方向上以彼此不同的高度形成且安置於對應於在第一方向上延伸的電源電極部件132的位置處，且氣體供應部件160的供應埠161可設置成面對電源電極部件132與接地電極部件131之間的相應空間。因此，噴射埠111和供應埠161可不在從第一管件110的中心軸到供應部件161的徑向方向上與彼此對準。當噴射埠111和供應埠的位置不彼此對應，但如圖1和圖2中所示不與彼此對準時，通過供應埠161供應的處理氣體並不通過第一管件110的噴射埠111逸出，但在電漿分解的時間容限後分解且通過噴射埠111逸出。因此，可進一步改進電漿分解效率。
圖4是說明根據又一示範性實施例的基板處理裝置的平面視圖。
參看圖4，在又一示範性實施例中，多個電源電極部件132和接地電極部件131安置成在第一管件110的週邊方向上彼此間隔開，且多個氣體供應部件160在第一方向上延伸且可進而分別設置於電源電極部件132外部。
與多個電源電極部件132和接地電極部件131一樣在第一方向上延伸的氣體供應部件160設置於在第一管件110的週邊方向上彼此間隔開地安置的電源電極部件132外部的阻隔壁133中以使得處理基板S的過程所需的處理氣體可在電漿反應部件130中分解。因此，氣體供應部件160可將處理氣體供應到電漿反應部件130中。
當電漿反應部件130的內部填充有由多個氣體供應部件160供應的處理氣體時，可通過將預定RF功率應用到相應電源電極部件132來利用電漿分解處理氣體，且可將分解的處理氣體供應到處理空間中，且因此，可執行基板處理製程。
此處，氣體供應部件160的供應埠161可形成為面對與電源電極部件132相反的方向。
當設置於相應電源電極部件132外部的氣體供應部件160的供應埠161設置成面對阻隔壁133時，由供應部件161供應的處理氣體可從面對供應埠161的阻隔壁133逐漸擴散到電漿反應部件130的中心區域。因此，處理氣體可均勻地分佈在電漿反應部件130內部的整個空間中，且可進而利用電漿分解全部處理氣體並提供到處理空間。
不同於示範性實施例，當分別設置於電源電極部件132外部的氣體供應部件160的供應埠161並不形成於面對阻隔壁133的位置處，但相反地形成於面對電源電極部件132的位置處時，處理氣體擴散到電漿反應部件130中且可通過第一管件110的噴射埠111逸出到處理空間而無用於利用電漿進行分解的時間容限。因此，不僅處理氣體可能被浪費，且進而處理效率還可能被降低。
相反地，在示範性實施例中，由於氣體供應部件160的供應埠161形成於面對阻隔壁133的位置處，因此處理氣體並不通過噴射埠111逸出到處理空間，但從電漿反應部件130的週邊區域(即面對供應部件161的阻隔壁133)均勻地擴散和填充到中心 區域中。因此，在此期間處理氣體可保持在電漿反應部件130內部的時間容限增大，且可改進處理氣體的電漿分解效率。
圖5是說明根據示範性實施例的氣體供應部件的平面視圖。
參看圖5，氣體供應部件160可包含：反應氣體供應部件160，向電漿反應部件130供應反應氣體；以及源氣體供應部件190，向處理空間供應源氣體，其中電漿反應部件130可利用電漿分解反應氣體。
處理氣體可包含一或多種類型的氣體，即反應氣體和源氣體，且源氣體供應部件190可將源氣體直接供應到處理空間。源氣體可由含有如矽樹脂的薄膜材料的氣體(二氯矽烷(SiH2Cl2，縮寫：DCS等)組成，所述薄膜材料包含待沉積於基板S上的薄膜材料。
不同於將源氣體直接供應到處理空間的源氣體供應部件190，反應氣體供應部件160可將反應氣體首先供應到電漿反應部件130中，且反應氣體可由電漿活化且提供到處理空間中。這類反應氣體可由通過與源氣體反應形成薄膜層的如NH3、N2O以及NO的包含氮的氣體(含氮氣體)組成。
根據示範性實施例，將具有高於在低溫下分解的源氣體的氣體分解溫度的如NH3、N2O以及NO的反應氣體供應到電漿反應部件130，以使得可通過電漿反應部件130有效地分解反應氣體且提供到處理空間。由於利用電漿分解反應氣體的特徵與參考 圖1到圖4所描述的特徵相同，因此將不在此提供其上的詳細描述。
圖6是說明根據示範性實施例的可變電源部件的電路圖。
參看圖6，根據示範性實施例的基板處理裝置可進一步包含可變電源部件180，所述可變電源部件控制應用於多個電源電極部件132中的每一個的RF功率的大小或比率。
電漿產生空間是分別形成於多個電源電極部件與接地電極部件131之間的空間，且電漿產生空間的形狀、寬度等等在電漿產生和密度確定中發揮重要作用。然而，雖然分別形成於多個電源電極部件132與接地電極部件131之間電漿產生空間的寬度形成為具有相同寬度，但是存在的問題在於電漿的產生可由於各種外部因素而變得不均勻。也就是說，雖然多個電源電極部件132和接地電極部件131安置成遠離彼此間隔開某一距離且形成具有相同寬度的多個電漿產生空間，但是並不使得電漿產生期間的電漿密度分佈準確地成為1：1，且因此，出現的問題在於密度分佈變得不均勻。
在示範性實施例中，可通過使用可變電源部件180來調整應用於電源電極部件132中的每一個的RF功率的大小或比率以使得均勻電漿產生於每一個電漿產生空間中。
可變電源部件180可包含：電源部件182，將RF功率供應到多個電源電極部件132；以及多個可變電容器181，分別設置於電源部件182與多個電源電極部件132之間。
在一示範性實施例中，將RF功率供應到電源電極部件132中的每一個的電源部件182可電性連接到電源電極部件132中的每一個且獨立地供應應用於電源電極部件132的RF功率，如圖6的(b)中所說明。在另一個例示性實施例中，如圖6的(a)中所說明，從一個電源部件182輸出的RF功率是分散式的到且還可供應到多個可變電容器181和電源電極部件132。
可變電容器181可設置有多個，且分別對應於多個電源電極部件132安置，且多個可變電容器181可分別連接於從電源部件182的輸出部分供應RF功率處的配線點與多個電源電極部件132之間。另外，可變電容器181可調整由電性連接到可變電容器的電源部件182供應的RF功率的大小或比率。
可變電源部件180可進一步包含探測杆，所述探測杆分別設置於多個電源電極部件132與接地電極部件131之間的空間中且配置成測量電漿的放電特性值，其中可通過使用由探測杆測量的放電特性值來調整RF功率的大小和比率。
探測杆可設置於多個電源電極部件132與接地電極部件131之間的相應空間以使得可變電容器181調整RF功率的比率的大小，且由探測杆測量形成於電漿產生空間中的電漿的放電特性值，即放電電流、放電電壓、相位等等，且可調整RF功率的大小或比率。
根據示範性實施例，控制分別應用於電源電極部件132的RF功率的大小或比率且可可變地調整基板處理製程所需的自由基 的沉積。因此，可解決電漿密度分佈變得不均勻的問題。
在一示範性實施例中，電漿反應部件設置於第一管件外部，且因此，由氣體供應部件供應的處理氣體可在電漿反應部件中進行分解且接著供應到處理空間中。也就是說，由於在供應到處理空間中後並不利用電漿分解處理氣體，但將外部中利用電漿分解的處理氣體供應到處理空間中，因此不僅可防止粒子與處理空間的內壁分離的問題，且還可改進基板處理製程的效率。
另外，通過設置有多個電源電極部件和接地電極部件來減少穩定地產生電漿所需的電源，且因此可防止因高RF功率源所致的粒子的產生。
此外，通過使用可變電源部件來調整應用於電源電極部件中的每一個的RF功率的大小或比率，且因此電漿可均勻地產生於每一個電漿產生空間中。
到目前為止，在本公開的詳細描述中，已經描述了具體示範性實施例，但是可在不脫離本公開的精神和範圍的情況下對實施例進行各種修改。因此，本發明的範圍不由本發明的詳細描述界定，但由所附請求項書界定，且範圍內的所有差異將解釋為包含於本發明中。

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置，包括：第一管件，配置成提供在其中處理多個基板的處理空間；第二管件，所述第二管件配置成與所述第一管件間隔開且環繞所述第一管件的外部，以使得在所述第二管件與所述第一管件之間形成分離空間；基板支撐部件，配置成在所述處理空間中的第一方向上負載所述多個基板；多個氣體供應部件，設置有用於供應處理所述基板的過程所需的處理氣體的供應埠；排氣部件，配置成與所述第一管件連通且將所述處理空間內部的處理殘餘物排出到外部；以及電漿反應部件，設置於所述第一管件外部，且配置成利用電漿來分解由所述氣體供應部件供應的所述處理氣體且將分解的處理氣體提供到所述處理空間中，其中所述電漿反應部件設置於所述分離空間中。
  2. 根據請求項1所述的基板處理裝置，其中所述氣體供應部件包括：反應氣體供應部件，配置成將反應氣體供應到所述電漿反應部件；以及源氣體供應部件，配置成將源氣體供應到所述處理空間，其中所述電漿反應部件利用電漿來分解所述反應氣體。
  3. 一種基板處理裝置，包括：第一管件，配置成提供在其中處理多個基板的處理空間；基板支撐部件，配置成在所述處理空間中的第一方向上負載所述多個基板；多個氣體供應部件，設置有用於供應處理所述基板的過程所需的處理氣體的供應埠；排氣部件，配置成與所述第一管件連通且將所述處理空間內部的處理殘餘物排出到外部；以及電漿反應部件，設置於所述第一管件外部，且配置成利用電漿來分解由所述氣體供應部件供應的所述處理氣體且將分解的處理氣體提供到所述處理空間中，其中所述電漿反應部件包括：多個電源電極部件，在所述第一方向上延伸；以及接地電極部件，設置於所述多個電源電極部件之間且在所述第一方向上延伸。
  4. 根據請求項3所述的基板處理裝置，其中所述電漿反應部件容納所述多個電源電極部件以及所述接地電極部件，且進一步包括阻隔壁，所述阻隔壁配置成定義在其中形成所述電漿的內部空間。
  5. 根據請求項3所述的基板處理裝置，進一步包括可變電源部件，所述可變電源部件配置成控制應用於每一個所述多個電源電極部件的RF功率的大小或比率進而供應所述RF功率。
  6. 根據請求項5所述的基板處理裝置，其中所述可變電源部件包括：電源部件，配置成將所述RF功率供應到所述多個電源電極部件；以及多個可變電容器，分別設置於所述電源部件與所述多個電源電極部件之間。
  7. 根據請求項5所述的基板處理裝置，其中所述可變電源部件進一步包括探測杆，所述探測杆分別設置於所述多個電源電極部件與所述接地電極部件之間的空間中，且配置成測量所述電漿的放電特性值，其中根據由所述探測杆測量的所述放電特性值來調整所述RF功率的所述大小以及比率。
  8. 根據請求項3所述的基板處理裝置，進一步包括陶瓷管件，所述陶瓷管件配置成環繞所述多個電源電極部件以及所述接地電極部件的外部週邊表面。
  9. 根據請求項3所述的基板處理裝置，其中所述多個電源電極部件以及所述接地電極部件安置成在所述第一管件的週邊方向上彼此間隔開，以及所述多個氣體供應部件在所述第一方向上延伸，且分別設置於所述電源電極部件的外部。
  10. 根據請求項3所述的基板處理裝置，其中所述氣體供應部件的所述供應埠形成為面對與所述電源電極部件相反的方向。
  11. 根據請求項3所述的基板處理裝置，其中所述多個氣體供應部件在所述第一方向上延伸，且設置於連接所述電源電極部件與所述接地電極部件的直線外部，以及所述氣體供應部件的每一個所述供應埠設置為面對所述電源電極部件與所述接地電極部件之間的所述空間。
  12. 根據請求項3所述的基板處理裝置，其中所述第一管件包括在所述第一方向上對應於所述電源電極部件安置的多個噴射埠，以及所述噴射埠以及所述供應埠設置為相對於從所述第一管件的中心軸到所述供應埠的徑向方向上彼此錯位。
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