TWI776104B - 基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法,詳言之,涉及利用電漿在基板表面執行基板處理的基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法。本發明揭露一種基板處理裝置,包括:製程腔室(100)、氣體噴射部(200)及基板支撐部(300),所述製程腔室(100)形成密封的處理空間(S),所述氣體噴射部(200)設置在所述製程腔室(100)上側並噴射用於基板處理的製程氣體及用於清掃所述製程腔室(100)內部的腔室清掃氣體(CCG),所述基板支撐部(300)設置在所述製程腔室(100)並安裝有一個以上的基板(10)。

Description

基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法
本發明涉及基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法,詳言之,涉及利用電漿在基板表面執行基板處理的基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法。
基板處理裝置包括形成密封的內部空間的真空腔室和設置在所述真空腔室內並安裝有基板的基板支撐部,是一種在內部空間注入處理氣體的同時施加電源來蝕刻或者沉積基板表面的裝置。
由所述基板處理裝置處理的基板有半導體用晶片、LCD面板用玻璃基板、太陽能電池用基板等。
但是,因為在基板處理過程中在基板上面沉積的薄膜層數增加以及向基板施加高熱,按照基板上面的區域施加的壓力可有不同,結果可能出現安裝在基板支撐部的安裝面的基板邊緣位置向上側抬起的翹曲(warpage)現象。
因為基板在基板支撐部向上翹曲,導致在電漿製程中在基板與基板支撐部之間形成的空間出現電弧(Arc),降低了薄膜厚度的均勻度(THK uniformity),因此出現降低基板品質及生產力的問題。
即使在累積的基板上面執行基板處理,也使用靜電夾盤利用靜電力夾住已安裝的基板來防止基板的翹曲現象,但是若使用靜電夾盤,則在基板未安裝在靜電夾盤時(諸如,交換基板時)可能因為殘留於真空腔室內部的氣體而在靜電夾盤的安裝面形成薄膜,據此弱化對於基板的夾持力,存在無法避免基板翹曲現象的問題。
為了解決如上所述的問題,本發明的目的在於提供一種基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法,以對利用靜電力夾持基板的基板支撐部的上面執行清掃,進而可防止因為形成在基板支撐部上面的薄膜而降低夾持力導致基板翹曲。
本發明是為了達到如上所述的本發明的目的而提出的,本發明揭露一種基板處理裝置,包括:一製程腔室,形成密封的一處理空間;一氣體噴射部,設置在所述製程腔室上側並噴射用於基板處理的一製程氣體及用於清掃所述製程腔室內部的一腔室清掃氣體;以及一基板支撐部,設置在所述製程腔室並且安裝有一個以上的基板,其中,所述基板支撐部包括:一基座部,在上面安裝所述基板;複數個凸出部,形成為凸出在所述基座部上面來支撐所述基板;一氣體流道部,貫通所述基座部,以與所述基座部上面和被所述複數個凸出部支撐的基板之間的空間連通;以及一表面清掃氣體供應部,連接於所述氣體流道部,以用於通過所述氣體流道部供應所述表面清掃氣體,以使所述表面清掃氣體流動於所述複數個凸出部之間,其中,所述基板處理裝置包括一控制部,所述控制部進行控制以在一主清掃製程之間通過所述氣體流道部供應所述表面清掃氣體,所述主清掃製程是利用所述腔室清掃氣體清掃所述製程腔室內部。
所述基板支撐部可以是在所述基座部安裝電極以通過靜電力夾持所述基板的一靜電夾盤。
所述基板支撐部還可包括:一凹槽,形成在所述基座部上面,以通過所述基座部的上面與被所述凸出部支撐的所述基板之間的空間擴散通過所述氣體流道部供應的所述吹掃氣體及所述表面清掃氣體的中的至少一種氣體。
所述基板支撐部還可包括一壩部,所述壩部沿著所述基座部的上面邊緣周圍形成相同或者高於所述凸出部的高度。
在所述基座部的上面可形成有與所述氣體流道部連通的複數個氣孔,所述氣體流道部從所述基板支撐部內部分支,以分別與所述複數個氣孔連通。
所述基板支撐部還可包括一吹掃氣體供應部,所述吹掃氣體供應部連接於所述氣體流道部,用於通過所述氣體流道部供應所述吹掃氣體,以使所述吹掃氣體流動於所述複數個凸出部之間,所述控制部進行控制,以在所述基板處理製程中通過所述氣體流道部持續供應所述吹掃氣體。
所述基板處理裝置還可包括一翹曲感應部,用於感應被所述基板支撐部夾持的所述基板的翹曲程度。
所述控制部可進行控制,在所述翹曲程度於已設定的基準以上的情況下,通過所述氣體流道部供應所述表面清掃氣體。
在另一方面,本發明揭露一種基板處理方法,由所述基板處理裝置執行,所述基板處理裝置包括:一製程腔室,形成密封的一處理空間;一氣體噴射部,設置在所述製程腔室上側並噴射用於基板處理的一製程氣體及用於清掃所述製程腔室內部的一腔室清掃氣體;以及一基板支撐部,設置在所述製程腔室並且安裝有一個以上的基板。
所述基板處理方法可包括:一主清掃步驟,在多次執行所述基板處理之後,間隔地反復執行,以通過所述氣體噴射部供應所述腔室清掃氣體以清掃所述製程腔室的整個內部;一基板支撐部清掃步驟,通過所述基板支撐部向所述基板支撐部與被所述基板支撐部支撐的基板之間的空間供應所述表面清掃氣體以清掃所述基板支撐部。
所述基板支撐部清掃步驟可在所述主清掃步驟之間執行或者與所述主清掃步驟一同執行。
所述基板支撐部清掃步驟可在導入所述製程腔室被所述基板支撐部夾持的基板的翹曲程度在提前設定的基準以上的情況下執行。
所述基板支撐部清掃步驟可包括:一虛擬基板導入步驟,向所述製程腔室導入一虛擬基板;一虛擬基板夾持步驟,在所述基板支撐部夾持所述虛擬基板;以及一清掃氣體供應步驟,向所述基板支撐部上面與所述虛擬基板之間的空間供應所述表面清掃氣體。
所述清掃氣體供應步驟可將惰性的所述吹掃氣體和所述表面清掃氣體一同供應到所述基板支撐部的上面與所述虛擬基板之間的空間。
本發明的基板處理裝置及利用該裝置的基板處理方法對利用靜電力夾持基板的基板支撐部上面執行清掃,進而具有可防止因為形成在基板支撐部上面的薄膜而降低夾持力導致基板翹曲的優點。
更詳細地說,本發明通過形成在基板支撐部內部的氣體流道部向基板支撐部的上面與基板之間供應表面清掃氣體,進而可有效去除在基板支撐部上面沉積的薄膜,因此具有將基板支撐部對基板的夾持力保持在預定水準以上的優點。
另外,本發明在製程腔室的主清掃步驟之間還執行對基板支撐部表面的基板支撐部清掃步驟,進而可將執行主清掃步驟的清掃週期最大限度地利用,因此具有可提高基板處理裝置的產量的優點。
另外,本發明可將氣體流道部及氣孔直接靈活利用於表面清掃氣體的供應,所述氣體流道部及氣孔通過基板支撐部將吹掃氣體供應於基板支撐部的上面與基板之間,以防止在基板處理時在基板底面執行基板處理,因此具有無需改變現有的設備即可得到對基板支撐部的清掃效果的優點。
100‧‧‧製程腔室
110‧‧‧腔室主體
111‧‧‧閘門
120‧‧‧上部蓋
200‧‧‧氣體噴射部
300‧‧‧基板支撐部
310‧‧‧基座部
312‧‧‧氣孔
320‧‧‧凸出部
330‧‧‧氣體流道部
340‧‧‧凹槽
340a‧‧‧周邊凹槽
340b‧‧‧第二中心凹槽
340c‧‧‧第一中心凹槽
340d‧‧‧第一連接凹槽
340e‧‧‧第二連接凹槽
350‧‧‧壩部
10‧‧‧基板
H‧‧‧深度
S‧‧‧處理空間
CCG‧‧‧腔室清掃氣體
PG‧‧‧吹掃氣體
SCG‧‧‧表面清掃氣體
D1‧‧‧第一直徑
D2‧‧‧第二直徑
S1‧‧‧第一間距
S2‧‧‧第二間距
W‧‧‧寬度
圖1是顯示本發明一實施例之基板處理裝置的平面剖面圖;
圖2是放大顯示圖1之基板處理裝置的基板支撐部的平面圖;
圖3是圖2之A-A方向的剖面圖;
圖4是放大顯示圖3之一部分的剖面放大圖;
圖5是顯示在圖1的基板支撐部上面與基板之間流動的吹掃氣體的流量的曲線圖;
圖6是顯示在反復的基板處理過程中執行的主清掃及基板支撐部清掃的週期及所需時間的曲線圖;
圖7是顯示在圖3的基板支撐部中沿基板支撐部上面與基板之間的空間流動的吹掃氣體和表面清掃氣體的流動示意圖;
圖8是顯示本發明一實施例之基板處理裝置執行基板處理方法的流程圖;以及
圖9是說明在圖8的基板處理方法中用以清掃基板支撐部的基板支撐部清掃步驟的流程圖。
以下,參照附圖說明本發明的基板處理裝置。
如圖1至圖6所示,本發明的基板處理裝置可包括:形成密封的處理空間S的製程腔室100;設置在製程腔室100上側以噴射用於基板處理的氣體的氣體噴射部200;設置在製程腔室100並安裝有一個以上的基板10的基板支撐部300。
在本文中,基板10可以是任何一種基板,只要作為基板處理物件的基板10是需要執行沉積、蝕刻等製程,諸如半導體用晶片、顯示器面板用玻璃基板、太陽能電池用基板等。
所述基板處理裝置可執行沉積、蝕刻等各種基板處理製程;例如,可以是諸如CVD、ALD等的沉積裝置,執行利用電漿在基板10上形成膜等的沉積製程。
所述製程腔室100為具有用於形成密封的內部空間以進行基板處理的結構,根據基板處理製程可具有各種結構,如圖1所示,可包括腔室主體110及上部蓋120結構,其中所述腔室主體110是上側開口並且形成有一個以上的閘門,所述上部蓋120與腔室主體110相互可拆卸地結合以形成處理空間S。
此時,所述製程腔室100的腔室主體110及上部蓋120中的至少一個可電接地。
在所述腔室主體110的一側面可形成供基板10出入的閘門111。
在所述製程腔室100可設置用於執行真空處理製程的裝置,諸如氣體噴射部200及基板支撐部300、排氣系統等,所述氣體噴射部200從氣體供應裝置(未顯示)接收處理氣體向處理空間S噴射,基板支撐部300安裝基板10,所述排氣系統用於調節處理空間S內的壓力及排氣。
所述氣體噴射部200是設置在處理空間S的上側並且噴射用於執行基板處理的氣體的結構,根據噴射的氣體的種類、次數等可具有各種結構。
舉一示例,所述氣體噴射部200可噴射用於基板處理的製程氣體和用於清掃製程腔室100內部的腔室清掃氣體CCG。
另一方面,所述氣體噴射部200設置在上部蓋120,並通過絕緣體121與上部蓋120絕緣,可施加RF電源。此時,後述的基板支撐部300可接地。
相反地,雖然未顯示,但所述氣體噴射部200可與上部蓋120一同電性接地,此時後述的基板支撐部300在與製程腔室100絕緣的狀態下可施加一個或者兩個RF電源。
所述基板支撐部300的結構用以安裝並支撐一個以上的基板10,可具有各種結構。
在一實施例中,所述基板支撐部300可包括:基座部310,在上面安裝基板10;複數個凸出部320,在基座部310上面形成為凸出以支撐基板10;氣體流道部330,形成為貫通基座部310,以與基座部310上面和被複數個凸出部320支撐的基板10之間的空間連通;表面清掃氣體供應部,連接於氣體流道部330,用於通過氣體流道部330供應表面清掃氣體SCG,以使表面清掃氣體SCG流動於複數個凸出部320之間。
所述基座部310是用以在上面安裝基板10的結構,可具有各種結構。
此時,所述基座部310內可安裝加熱器,以製程溫度加熱安裝的基板10,其中所述製程溫度取決於基板處理種類。
在所述基座部310下側可結合軸部,所述軸部貫通製程腔室100的腔室壁並與基板上下驅動部(未顯示)結合進行上下移動。
此時,所述基座部310能夠以軸部為中心進行旋轉。
另外,在所述基座部310可上下移動地設置一個以上的升降銷(圖中未顯示),所述一個以上的升降銷用於上下移動基板10,進而可導入或者排出基板10。
所述複數個凸出部320是形成為凸出在基座部310上面以支撐基板10的結構,可具有各種結構。
例如,所述基板支撐部300可由通過靜電力夾持基板10的靜電夾盤(ESC)構成。
此時,在所述基座部310內可安裝電極,用於通過靜電力夾持基板10,以夾持安裝在上面的基板10。
所述電極是吸附電極,以通過靜電力將基板10吸附並保持在基座部310上面,可具有各種結構。
此時,所述基座部310由陶瓷燒結體形成,可設置在製程腔室100的內部空間,以通過靜電力夾持並保持基板10。
此時,所述複數個凸出部320為陶瓷材料,可通過各種方法形成,舉例說明,可通過對基座部310上面噴塗電漿等塗敷陶瓷而成。
所述複數個凸出部320形成在基座部310上面來支撐基板10,具有各種凸出圖案,並且可形成間隔提前設定的間距。
由所述複數個凸出部320支撐的基板10通過凸出圖案可在基板10的底面與基座部310上面之間形成可使氣體流動的空間。
更詳細地說,如圖2所示,所述複數個凸出部320可包括複數個第一壓花及複數個第二壓花;所述複數個第一壓花是在基座部310上面以具有第一直徑D1的圓筒形狀間隔第一間距S1地形成中心區域的凸出圖案,以可在基座部310的中心區域支撐基板10;所述複數個第二壓花在基座部310上面配置成圍繞複數個第一壓花的形狀,並且形成具有第二直徑D2的圓筒形狀以間隔第二間距S2,以可在基座部310的周邊區域支撐基板10。
此時,所述第二壓花比第一壓花形成得更加緊密,可使複數個第二壓花三維間距寬度小於複數個第一壓花的間距寬度;第一壓花的第一直徑D1和第二壓花的第二直徑D2形成相同的尺寸,而第二壓花的第二間距S2可小於第一壓花的第一間距。
更詳細地說,所述複數個第一壓花在基座部310上面的中心區域具有19mm至20mm的第一間距S1,可配置成三角形或者網格形狀。
另外,所述第二壓花以基座部310的中心為基準形成放射狀,並以5度左右的第二間距S2等角配置,可配置成圍繞複數個第一壓花的環形狀。
另外,根據通過本發明的另一實施例,為使所述第二壓花比第一壓花形成得更加緊密,可使複數個第二壓花的間距寬度小於複數個第一壓花的間距寬度,第一壓花的第一間距S1和第二壓花的第二間距S2可形成相同的間距,並且第一壓花的第一直徑D1也可小於第二壓花的第二直徑D2
更詳細地說,所述第一壓花形成第一直徑D1為2.5mm至2.6mm的圓筒形狀,第二壓花可形成第二直徑D2為2.95mm至3.05mm的圓筒形狀。 據此,相比於比複數個第一壓花,以更加緊密的間距配置複數個第二壓花可形成周邊區域。
此時,較佳為,第一壓花及第二壓花和基板10底面的接觸面可以是基板10整體面積的20%至24%,以有效縮小基座部310上面和基板10底面的接觸面積,進而可防止顆粒等的污染物或者製程氣體的殘留物污染基板10底面。
所述氣體流道部330是貫通基座部310以形成與基座部310上面和被凸出部320支撐的基板10之間的空間連通的流道,可具有各種結構。
此時,在所述基座部310上面可形成與氣體流道部330連通的一個以上的氣孔312。
此時,所述氣孔312可形成在不與凸出部320重疊的區域,較佳地形成在基座部310的中心區域。
另一方面,若在所述基座部310上面形成複數個氣孔312,則所述氣體流道部330可具有從基板支撐部300內部分支的分支結構,或者與各個氣孔312相對應的相互獨立的流道結構,以分別與複數個氣孔312連通。
所述表面清掃氣體供應部是連接於氣體流道部330,以通過氣體流道部330供應表面清掃氣體SCG,使表面清掃氣體SCG流動於複數個凸出部320之間的結構,可具有各種結構。
通過所述表面清掃氣體供應部供應到氣體流道部330的表面清掃氣體SCG通過氣孔312可從基座部310的上面噴射,從氣孔312噴射的表面清掃氣體SCG通過複數個凸出部320之間可擴散於基座部310上面與基板10底面之間。
如圖7所示,在基座部310上面與基板10底面之間擴散的表面清掃氣體SCG可通過基板10的邊緣向外側排放。
據此,由通過氣孔312噴射的表面清掃氣體SCG有效地去除基座部310上面的沉積物,因此可達到對基板支撐部300的清掃。
此時,所述基板支撐部300還可包括吹掃氣體供應部,所述吹掃氣體供應部連接於氣體流道部330,通過氣體流道部330供應吹掃氣體PG,以使吹掃氣體PG流動於複數個凸出部320之間。
通過所述吹掃氣體供應部供應到氣體流道部330的吹掃氣體PG可通過氣孔312從基座部310上面噴射,從氣孔312噴射的吹掃氣體PG通過複數個凸出部320之間可擴散在基座部310上面與基板10底面之間。
如圖7所示,在基座部310上面與基板10底面之間擴散的吹掃氣體PG可通過基板10的邊緣排放到外側。
據此,通過氣孔312噴射的吹掃氣體PG可防止製程氣體流入基座部310上面與基板10底面之間,可防止殘留製程氣體流入基座部310上面與基板10底面之間產生顆粒。
據此,可防止顆粒附著於基板10底面而污染基板10,或者基座部310夾持基板10的靜電力降低。
另一方面,從氣孔312噴射的吹掃氣體PG及表面清掃氣體SCG彼此相同,不僅如此當然也可實現通過分別不同的氣孔312噴射的示例。
另外,表面清掃氣體SCG可在與惰性載氣混合的狀態下供應,若從一個氣孔312一同噴射吹掃氣體PG和表面清掃氣體SCG,則吹掃氣體PG可產生表面清掃氣體SCG的載氣的功能。
另一方面,為了控制通過所述氣孔312供應吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG,所述基板支撐部300還可包括吹掃氣體閥門和表面清掃氣體閥門,所述吹掃氣體閥門設置在氣體流道部330與吹掃氣體供應部之間,所述表面清掃氣體閥門設置在氣體流道部330與表面清掃氣體供應部之間。
此時,所述基板處理裝置還可包括控制部,所述控制部控制通過氣體流道部330供應表面清掃氣體SCG。
所述控制部當然也可控制通過氣體流道部330一同供應表面清掃氣體SCG和吹掃氣體PG。
舉一示例,所述控制部控制吹掃氣體閥門及表面清掃氣體閥門的開關動作,可控制通過氣孔312噴射的吹掃氣體PG及表面清掃氣體SCG的供應。
更詳細地說,所述控制部可在利用所述腔室清掃氣體CCG清掃所述製程腔室100內部的主清掃製程之間,控制通過所述氣體流道部330供應所述表面清掃氣體SCG。
為了通過所述控制部控制吹掃氣體PG及表面清掃氣體SCG的供應,所述基板處理裝置還可包括翹曲感應部,用於感應被基板支撐部300夾持的基板10的翹曲(warpage)程度。
所述翹曲感應部作為用於感應被基板支撐部300夾持的基板10的翹曲(warpage)程度的感測器,可具有各種結構。
舉一示例,所述翹曲感應部作為測量基板支撐部300夾持基板10的夾持力的感測器,若在基板10的邊緣區域測量的夾持力低於正常範圍,則可判斷基板10的邊緣是向上側翹曲狀態,能夠以測量到的夾持力為基準判斷基板10的翹曲程度。
若翹曲程度超出提前設定的基準,則所述控制部判斷需要對基板支撐部300進行清掃,因此可進行控制通過氣體流道部330供應表面清掃氣體SCG。
對於所述控制部的動作,將與後述的基板處理方法一同進行說明。
另一方面,所述基板支撐部300還可包括凹槽340,所述凹槽340形成在基座部310上面,以使通過氣體流道部330供應的吹掃氣體PG及表面清掃氣體SCG中的至少一種氣體通過基座部310上面與被凸出部320支撐的基板10之間的空間擴散。
所述凹槽340是形成在基座部310上面的槽,以有效控制通過氣孔312噴射而流動於基座部310上面與基板10底面之間的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG的流動,所述凹槽340可形成各種形狀。
舉一示例,所述凹槽340以凹陷的流道形狀形成在基座部310上面,用以引導通過氣孔312供應的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以預定的流量從基座部310的中心區域均勻地擴散到周邊區域,以防止製程氣體流入基座部310上面與基板10底面之間。
更詳細地說,如圖2所示,所述凹槽340以圓弧形狀或者環形狀形成在基座部310上面的中心區域,可包括第一中心凹槽340c、第二中心凹槽340b及周邊凹槽340a,所述第一中心凹槽340c連接氣孔312和第一連接凹槽340d,所述第二中心凹槽340b在基座部310上面的中心區域形成圍繞第一中心 凹槽340c的環形狀,所述周邊凹槽340a在基座部310上面的周邊區域形成圍繞第二中心凹槽340b的環形狀。
再者,為了引導從形成在基座部310中心部的氣孔312通過第一連接凹槽340d進入第一中心凹槽340c的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以基座部310的中心為基準以放射狀均勻地以第二中心凹槽340b方向擴散,所述凹槽340可包括複數個第二連接凹槽340e,所述複數個第二連接凹槽340e以基座部310的中心為基準以放射狀等角配置來連接第一中心凹槽340c和第二中心凹槽340b。
例如,通過所述氣孔312供應到基座部310中心的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以第一流量通過第一連接凹槽340d及基座部310上面的第一壓花之間的空間向第一中心凹槽340c擴散,向第一中心凹槽340c擴散的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以第二流量通過第二連接凹槽340e及基座部310上面的第一壓花之間的空間向第二中心凹槽340b擴散,向第二中心凹槽340b擴散的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以第三流量通過基座部310上面的第一壓花之間的空間可向周邊凹槽340a擴散。
此時,對於吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG,因為如上所述的凹槽340結構,第一流量、第二流量及第三流量具有相同的流量值,進而可引導吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以預定的流量以放射狀從基座部310的中心區域向周邊區域均勻地擴散。
再者,為了使吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以基座部310的中心為基準以放射狀均勻地擴散,以基座部310中心為基準以放射狀等角配置的複數個第二連接凹槽340e的間隔α較佳可以是30度至60度。
另外,如圖4所示,較佳為,包括第一中心凹槽340c、第二中心凹槽340b、周邊凹槽340a的凹槽340的橫截面寬度W為2mm至4mm,深度H為50μm至100μm。
圖5是顯示在圖2及圖3的基板支撐部300的基座部310上面與被凸出部320支撐的基板10底面之間的空間流動的氣體(吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG)的流量的曲線圖。
如圖5的(a)及(b)所示,參照第一個設計,顯示了若通過氣孔312供應的氣體通過連接通道直接向周邊區域的周邊凹槽340a擴散,則從基座部310 的中心向周邊區域流動的氣體的流量因為基座部310的位置而發生很大的偏差。
另外,參照第三個設計,若第一中心凹槽340c和第二中心凹槽340b由以基座部310的中心為基準以放射狀等角配置的複數個第二連接凹槽340e連接,以及第二中心凹槽340b和周邊凹槽340a也由以基座部310的中心為基準以放射狀等角配置的複數個第二連接凹槽340e連接,則與第一個設計相同,顯示從基座部310的中心向周邊區域流動的氣體流量因為基座部310的位置而發生偏差。
然而,參照與本發明一實施例的基板支撐部300類似的第二個設計和第四個設計,若第一中心凹槽340c和第二中心凹槽340b由以基座部310的中心為基準以放射狀等角配置複數個第二連接凹槽340e連接,而周邊凹槽340a未用另外的連接凹槽連接,則顯示與基座部310的位置無關地從基座部310的中心向周邊區域流動的氣體的流量都非常恒定。
亦即,本發明通過氣孔312將吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG供應於由基座部310上面與由凸出部320支撐的基板10底面之間,並且形成凹槽340及凸出部320,以用於在基座部310上面將吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG以預定的流量均勻地擴散到基座部310周邊區域,進而可防止在周邊區域沉積金屬薄膜,並且可防止在基板交換時或者製程之間殘留氣體沉積在基座部310上面。
因此,在累積的基板處理中保持基座部310整體均勻且良好的夾持力能夠穩定地夾持基板10,並且防止因為基板10翹曲(Warpage)導致在基板10底面出現電弧,進而可具有減少基板處理缺陷發生的效果。
另外,所述基板支撐部300還可包括壩部350,所述壩部350沿基座部310上面的邊緣周圍形成相同或者高於凸出部320的高度。
所述壩部350作為圍繞基座部310的邊緣周圍的環形狀的壁體,在基板處理時產生防止製程氣體流入基座部310上面與基板10底面之間的作用,同時可產生引導供應到氣孔312的吹掃氣體PG或者表面清掃氣體SCG停留在基座部310上面與基板10底面之間的空間的作用。
以下,參照圖8及圖9,詳細說明由包括上述結構的基板處理裝置執行的基板處理方法。
所述基板處理方法可包括:主清掃步驟,間隔地反復執行,以通過氣體噴射部200供應腔室清掃氣體CCG清掃製程腔室100整個內部;基板支撐部清掃步驟,通過基板支撐部300向基板支撐部300與被基板支撐部300支撐的基板10之間的空間供應表面清掃氣體SCG來清掃基板支撐部300。
所述主清掃步驟是多次反復執行基板處理,之後可通過氣體噴射部200供應腔室清掃氣體CCG,以清掃製程腔室100整個內部。
所述腔室清掃氣體CCG以被遠程電漿啟動的活性物種狀態供應到製程腔室100,或者在製程腔室100內部以原位(In-situ)方式啟動以清掃製程腔室100整個內部。
如圖6所示,所述主清掃步驟間隔預定數量地反復執行,每當累積的基板處理數量達到已設定值時執行。舉一示例,在每次累積執行6000個的基板處理時可執行一次所述主清掃步驟。
通過所述主清掃步驟,在累積的基板處理過程中可清除在製程腔室100內部的氣體噴射部200或者腔室內側壁、基板支撐部300沉積之不必要的沉積物質。
若完成所述主清掃步驟,則可多次執行基板10的基板處理。
在基板處理步驟中,所述控制部可控制氣體供應,以在基板處理製程中通過氣體流道部330持續供應吹掃氣體PG。
所述基板支撐部清掃步驟通過基板支撐部300向基板支撐部300與被基板支撐部300支撐的基板10之間的空間供應表面清掃氣體SCG以清掃基板支撐部300。
所述基板支撐部清掃步驟在主清掃步驟之間執行,或者可與主清掃步驟一同執行。
舉一示例,如圖6及圖8所示,所述基板支撐部清掃步驟可在主清掃步驟之間執行,也可間隔數量地反復執行。
圖6至圖8顯示了基板支撐部清掃步驟在主清掃步驟之間間隔地執行多次的實施例,但是當然也可以實現基板支撐部清掃步驟與主清掃步驟同時執行的實施例。
所述基板支撐部清掃步驟在導入製程腔室100被基板支撐部300夾持的基板10翹曲(wargage)程度於已設定的基準以上的情況下執行,或者可在 每個在已設定的基板處理累積數量時(例如,每次累積2000個的基板處理時)執行。
在未執行所述主清掃步驟或者基板支撐部清掃步驟時,在製程腔室100中進行基板處理的基板處理步驟可累積反復執行。
在所述基板處理步驟中,上述的控制部可控制吹掃氣體閥門及清掃氣體閥門的動作,以使吹掃氣體PG通過氣孔312供應到基座部310與基板10之間的空間,進而在基板處理中不在基板10底面進行基板處理。
在基板10未安裝基座部310時,諸如基板處理步驟之間交換基板10時,殘留於製程腔室100內的反應性氣體沉積在基座部310上面,隨著這種基板處理步驟反復執行,基座部310的夾持力變弱,需要清掃以去除基板支撐部300(尤其是基座部310)上面的薄膜。
若到需要執行清掃基板支撐部的時間點,例如因為基座部310的夾持力變弱,基板10導入製程腔室100被基板支撐部300夾持的基板10的翹曲(wargage)程度在已設定的基準以上等,則可執行基板支撐部清掃步驟。
所述基板支撐部清掃步驟中,控制部可控制吹掃氣體閥門及表面清掃氣體閥門的動作,以通過氣孔312使表面清掃氣體SCG或者表面清掃氣體SCG和惰性的吹掃氣體PG一同供應到基座部310與基板10之間的空間。
更詳細地說,所述基板支撐部清掃步驟可包括:向製程腔室100導入虛擬基板的虛擬基板導入步驟S901;基板支撐部300夾持虛擬基板的虛擬基板夾持步驟S902;向基板支撐部300上面與虛擬基板之間的空間供應表面清掃氣體SCG的清掃氣體供應步驟S903。
所述虛擬基板結構與上述的基板10相同,可以是在基板支撐部清掃步驟中使用的清掃用基板。
亦即,所述基板支撐部清掃步驟可在基板支撐部300夾持虛擬基板10的狀態下執行,以使基板支撐部300上面與虛擬基板之間的空間中的表面清掃氣體SCG可有效地從基板支撐部300的中央向外側擴散。
所述清掃氣體供應步驟可將惰性的吹掃氣體PG與表面清掃氣體SCG一同供應到基板支撐部300上面,更詳細地說可供應到基座部310上面與虛擬基板之間的空間。
向所述基座部310上面與虛擬基板之間的空間供應的表面清掃氣體SCG在去除基座部310上面的薄膜之後與副產物一同向製程腔室100外側排放,而虛擬基板從製程腔室100排出S904,進而可完成基板支撐部清掃步驟。
所述基板支撐部清掃步驟只對與基板支撐部300上面相對應的非常小的區域執行清掃,因此如圖6所示,與需要一天左右的時間的主清掃步驟不同,只執行30分鐘左右的非常短的時間也可得到充分的效果。
本發明在除了清掃整個製程腔室100的主清掃步驟以外,在主清掃步驟之間將在短時間的時間間隔期間去除沉積在基板支撐部300上面的薄膜的基板支撐部清掃步驟執行一次以上,進而即使有增加累積的基板處理次數,也能夠持續保持基板支撐部300對基板10的良好的夾持力,因此具有可防止引起電弧或者基板處理缺陷的基板翹曲現象(Warpage)的優點。
另外,本發明在製程腔室100的主清掃步驟之間還針對基板支撐部300表面執行基板支撐部清掃步驟,進而也具有可將對執行主清掃步驟的清掃週期的利用最大化的優點。
例如,假設在以往對400個的基板10反復執行基板處理之後定期進行主清掃時,由於本發明包括基板支撐部清掃步驟,因此即使定期執行400個以上(例如,600個)的基板處理,也可得到充分的清掃效果。
亦即,本發明對執行所需時間長的主清掃的利用最大化,進而可提高基板處理裝置的產量。
以上僅是說明了可由本發明實現的較佳實施例的一部分,眾所周知本發明的範圍不被上述的實施例限定地解釋,以上說明的本發明的技術思想及其根本的技術思想應全部包括在本發明的範圍內。
300‧‧‧基板支撐部
312‧‧‧氣孔
320‧‧‧凸出部
330‧‧‧氣體流道部
340‧‧‧凹槽
340a‧‧‧周邊凹槽
340b‧‧‧第二中心凹槽
340c‧‧‧第一中心凹槽
340d‧‧‧第一連接凹槽
350‧‧‧壩部
10‧‧‧基板
PG‧‧‧吹掃氣體
SCG‧‧‧表面清掃氣體

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置,包括:一製程腔室(100),形成密封的一處理空間(S);一氣體噴射部(200),設置在所述製程腔室(100)上側並噴射用於基板處理的一製程氣體及用於清掃所述製程腔室(100)內部的一腔室清掃氣體(CCG);以及一基板支撐部(300),設置在所述製程腔室(100)並安裝有一個以上的基板(10),其中,所述基板支撐部(300)包括:一基座部(310),在上面安裝所述基板(10);複數個凸出部(320),形成為凸出在所述基座部(310)上面以支撐所述基板(10);一氣體流道部(330),貫通所述基座部(310),以與所述基座部(310)上面和被所述複數個凸出部(320)支撐的所述基板(10)之間的空間連通;以及一表面清掃氣體供應部,連接於所述氣體流道部(330),以用於通過所述氣體流道部(330)供應所述表面清掃氣體(SCG),以使所述表面清掃氣體(SCG)流動於所述複數個凸出部(320)之間,其中,所述基板處理裝置包括一控制部,所述控制部用於通過在一主清掃製程之間控制通過所述氣體流道部(330)的所述表面清掃氣體(SCG)的供應來執行一基板支撐部清掃製程,所述主清掃製程是利用所述腔室清掃氣體(CCG)清掃所述製程腔室(100)內部,以及其中,為了在未執行所述主清掃製程及所述基板支撐部清掃製程時,根據在所述製程腔室(100)內反復執行的基板處理去除沉積在所述基座部(310)上面的沉積物,所述控制部進行控制以通過所述氣體流道部(330)向所述基板支撐部(300)和被所述基板支撐部(300)支撐的所述基板(10)之間的空間供應所述表面清掃氣體(SCG)。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置,其中,所述基板支撐部(300)是在所述基座部(310)安裝電極以通過靜電力夾持所述基板(10)的一靜電夾盤。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置,其中,所述基板支撐部(300)還包括:一凹槽(340),形成在所述基座部(310)上面,以通過所述基座部(310)的上面和被所述凸出部(320)支撐的所述基板(10)之間的空間擴散通過所述氣體流道部(330)供應的吹掃氣體(PG)及所述表面清掃氣體(SCG)的中的至少一種氣體。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置,其中,所述基板支撐部(300)還包括一壩部(350),所述壩部(350)沿著所述基座部(310)的上面邊緣周圍形成相同或者高於所述凸出部(320)的高度。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置,其中,在所述基座部(310)的上面形成有與所述氣體流道部(330)連通的複數個氣孔(312),所述氣體流道部(330)從所述基板支撐部(300)內部分支,以分別與所述複數個氣孔(312)連通。
  6. 根據申請專利範圍第1項至第5項中任意一項所述的基板處理裝置,其中,所述基板支撐部(300)還包括一吹掃氣體供應部,所述吹掃氣體供應部連接於所述氣體流道部(330),用於通過所述氣體流道部(330)供應所述吹掃氣體(PG),以使所述吹掃氣體(PG)流動於所述複數個凸出部(320)之間,所述控制部進行控制,以在所述基板處理製程中通過所述氣體流道部(330)持續供應所述吹掃氣體(PG)。
  7. 一種基板處理裝置,包括:一製程腔室(100),形成密封的一處理空間(S);一氣體噴射部(200),設置在所述製程腔室(100)上側並噴射用於基板處理的製程氣體及用於清掃所述製程腔室(100)內部的腔室清掃氣體(CCG);以及一基板支撐部(300),設置在所述製程腔室(100)並且安裝有一個以上的基板(10),其中,所述基板支撐部(300)包括:一基座部(310),在上面安裝所述基板(10);複數個凸出部(320),形成為凸出在所述基座部(310)上面以支撐所述基板(10); 一氣體流道部(330),貫通所述基座部(310),以與所述基座部(310)上面和被所述複數個凸出部(320)支撐的所述基板(10)之間的空間連通;以及一表面清掃氣體供應部,連接於所述氣體流道部(330),以用於通過所述氣體流道部(330)供應所述表面清掃氣體(SCG),以使所述表面清掃氣體(SCG)流動於所述複數個凸出部(320)之間;其中,所述基板處理裝置還包括:一控制部,所述控制部進行控制以在一主清掃製程之間通過所述氣體流道部(330)供應所述表面清掃氣體(SCG),所述主清掃製程是利用所述腔室清掃氣體(CCG)清掃所述製程腔室(100)內部;以及一翹曲感應部,用於感應被所述基板支撐部(300)夾持的所述基板(10)的翹曲程度,所述控制部進行控制,在所述翹曲程度於設定的基準以上的情況下,通過所述氣體流道部330供應所述表面清掃氣體(SCG)。
  8. 一種基板處理方法,由申請專利範圍第1項至第5項中任意一項所述的基板處理裝置執行,其中,該方法包括:一主清掃步驟,在多次執行所述基板處理之後,間隔地反復執行,以通過所述氣體噴射部(200)供應所述腔室清掃氣體(CCG)以清掃所述製程腔室(100)的整個內部;以及一基板支撐部清掃步驟,通過所述基板支撐部(300)向所述基板支撐部(300)和被所述基板支撐部(300)支撐的所述基板(10)之間的空間供應所述表面清掃氣體(SCG)以清掃所述基板支撐部(300)。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的基板處理方法,其中,所述基板支撐部清掃步驟在所述主清掃步驟之間執行或者與所述主清掃步驟一同執行。
  10. 根據申請專利範圍第8項所述的基板處理方法,其中,所述基板支撐部清掃步驟在導入所述製程腔室(100)被所述基板支撐部(300)夾持的基板(10)的翹曲程度於提前設定的基準以上的情況下執行。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述的基板處理方法,其中,所述基板支撐部清掃步驟包括:一虛擬基板導入步驟,向所述製程腔室(100)導入一虛擬基板; 一虛擬基板夾持步驟,在所述基板支撐部(300)夾持所述虛擬基板;以及一清掃氣體供應步驟,向所述基板支撐部(300)上面與所述虛擬基板之間的空間供應所述表面清掃氣體(SCG)。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述的基板處理方法,其中,所述清掃氣體供應步驟將惰性的所述吹掃氣體(PG)和所述表面清掃氣體(SCG)一同供應到所述基板支撐部(300)的上面與所述虛擬基板之間的空間。
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