TWI781488B - 基板處理設備 - Google Patents

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TWI781488B
TWI781488B TW109142714A TW109142714A TWI781488B TW I781488 B TWI781488 B TW I781488B TW 109142714 A TW109142714 A TW 109142714A TW 109142714 A TW109142714 A TW 109142714A TW I781488 B TWI781488 B TW I781488B
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Abstract

本發明概念之實施例提供一種基板處理設備。前述基板處理設備包含：製程處理單元，其提供執行處理前述基板之處理空間；電漿產生單元，其藉由排放製程氣體來產生前述電漿且將前述電漿供應至前述處理空間。前述電漿產生單元提供：電漿腔室，其具有前述電漿之產生空間；天線，其經纏繞以在前述電漿腔室之外包圍前述電漿腔室；第一塗膜，其覆蓋前述電漿腔室之內部壁且包含氟化釔(YF3 )。

Description

基板處理設備
本文中描述的本發明概念之實施例係關於一種基板處理設備，更特定言之，一種使用電漿之基板處理設備。
電漿對應於電離氣體，其包含離子、自由基、電子及類似者。電漿係藉由非常高的溫度、強電場或射頻電磁場(RF電磁場)產生。為了製造半導體元件，使用電漿執行各種製程(諸如，灰化或蝕刻)，以移除基板上之薄膜。基板上之膜係經由與電漿中含有之離子及自由基粒子之實體碰撞或化學反應來灰化或蝕刻。
一般而言，電漿係在一腔室中產生。製程氣體經供應至該腔室內。供應至腔室內之製程氣體藉由在腔室中產生之電磁場激勵為電漿。該電漿與腔室碰撞。該腔室係藉由與電漿碰撞來蝕刻。藉由此蝕刻，如粒子之外來物產生於腔室中。為了使腔室中的外來物最小化，建議一種在腔室之內部壁上形成一塗膜之方法。該塗膜使電漿與腔室之內部壁之間的直接反應最小化。但一般的塗膜可易於受到由具有高溫之電漿及由電漿進行之實體碰撞造成的熱應力損壞。
另一方面，蝕刻腔室之內部壁或在腔室中產生外來物在電感性耦合電漿設備中比在電容性耦合電漿設備中更通常。CCP設備包含一上部電極及一下部電極。且一電場在上部電極與下部電極之間產生。電漿產生於皆具有電場之上部電極與下部電極之間。產生之電漿沿著在上部電極與下部電極之間產生的電場之方向移動。亦即，CCP設備之電漿常與兩個電漿(上部電極及下部電極)碰撞，且不與腔室之內部壁碰撞。但ICP設備具有一電漿反應腔室。該電漿反應 腔室由一天線線圈包圍。一交流電流過該天線線圈且在電漿反應腔室中產生電場。產生之電場產生電漿。電漿反應腔室之電漿朝向天線線圈之一端及一相對端移動。電漿之移動包含朝向腔室之內部壁的移動。亦即，電漿與腔室之內部壁在ICP設備中的碰撞比電漿與腔室之內部壁在CCP設備中的碰撞強。此外，ICP設備中之碰撞比CCP設備頻繁。
本發明概念之實施例提供一種基板處理設備。
此外，本發明概念之實施例提供一種能夠在腔室之內部壁與電漿反應時使外來物之產生最少化之基板處理設備。
此外，本發明概念之實施例提供一種能夠使電漿腔室之使用期限更長之基板處理設備。
本發明概念之實施例提供一種能夠使覆蓋電漿腔室之內部壁的塗膜之損壞最小化且能夠使前述塗膜自前述電漿腔室之前述內部壁的拆開最小化之基板處理設備。
本發明概念可以許多不同形式體現，且不應被解釋為限於本文中闡述之實施例。本發明概念及其實現方法可藉由參考實施例之以下詳細描述及隨附圖式而更易於理解。
本發明概念之實施例提供一種基板處理設備。前述基板處理設備包含：製程處理單元，其提供執行處理前述基板之處理空間；電漿產生單元，其藉由排放製程氣體來產生電漿且將前述電漿供應至前述處理空間。前述電漿產生單元提供：電漿腔室，其具有電漿產生空間；天線，其經纏繞以在前述電漿腔室之外包圍前述電漿腔室多次；第一塗膜，其覆蓋前述電漿腔室之內部壁且包含氟化釔(YF3)。
根據一例示性實施例，可進一步提供覆蓋前述電漿腔室之前述內部壁且包含氧化釔(Y2O3)的第二塗膜。
根據一例示性實施例，前述第二塗膜可提供於前述電漿腔室之前述內部壁上，且前述第一塗膜可提供於前述第二塗膜上。
根據一例示性實施例，當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，當到達前述第一塗膜之厚度時，前述電漿腔室之上部區域及下部區域之厚度比前述電漿腔室之中心區域厚。
根據一例示性實施例，在前述電漿腔室之全部內部壁中，前述第一塗膜與前述第二塗膜之厚度之總和可相同。
根據一例示性實施例，當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述第一塗膜可提供至前述電漿腔室之上部區域、下部區域及中心區域當中的前述上部區域及前述下部區域，且前述第二塗膜可提供至前述中心區域。
根據一例示性實施例，天線為ICP天線，前述天線之一端可連接至將電力施加至前述天線之電源，且前述天線之相對端可接地。
根據一例示性實施例，當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述天線之前述一端及前述相對端之每一高度對應於前述電漿腔室之分別前述上部區域及前述下部區域。
根據一例示性實施例，前述電漿產生單元包含將製程氣體供應至前述電漿產生空間之氣體供應單元，且前述製程氣體可包含氟及/或氫。
根據一例示性實施例，前述電漿腔室可由包含氧化鋁(Al2O3)之材料形成。
根據一例示性實施例，前述電漿產生單元配置於前述電漿腔室下方，且可進一步包含具有用於擴散在前述電漿腔室中產生之前述電漿之擴散空間的擴散腔室。
此外，本發明概念提供一種用於使用電漿處理基板之設備。用於使用前述電漿處理前述基板之前述設備包含腔室；氣體供應單元，其將製程氣體供應至前述腔室內；電漿源，其在前述腔室中產生前述電漿；第一塗膜，其 覆蓋前述腔室之前述內部壁；及第二塗膜，其覆蓋前述腔室之前述內部壁且係以與前述第一塗膜不同之材料提供。
根據一例示性實施例，前述第二塗膜可提供於前述腔室之前述內部壁上，且前述第一塗膜可提供於前述第二塗膜上。
根據一例示性實施例，當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，當到達前述第一塗膜之厚度時，前述電漿腔室之前述上部區域及前述下部區域之厚度比前述電漿腔室之前述中心區域厚。
根據一例示性實施例，在前述腔室之前述全部內部壁中，前述第一塗膜與前述第二塗膜之厚度之總和可相同。
根據一例示性實施例，當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述第一塗膜可提供至前述電漿腔室之上部區域、下部區域及中心區域當中的前述上部區域及前述下部區域，且前述第二塗膜可提供至前述中心區域。
根據一例示性實施例，前述腔室為用於產生前述電漿之電漿腔室，且在前述電漿腔室之外，前述天線多次纏繞於前述電漿腔室上。
根據一例示性實施例，前述天線為ICP天線，前述天線之一端可連接至將電力施加至前述天線之電源，且前述天線之相對端可接地。
根據一例示性實施例，前述第一塗膜包含氟化釔(YF3)，且前述第二塗膜包含氧化釔(Y2O3)。
根據一例示性實施例，前述腔室可由包含氧化鋁(Al2O3)之材料形成。
根據一例示性實施例，前述製程氣體包含氟及/或氫。
根據一例示性實施例，本發明概念提供一種能夠高效處理基板之基板處理設備。
此外，根據一例示性實施例，本發明概念可使當腔室之內部壁與電漿反應時產生的外來物最少化。
此外，根據一例示性實施例，本發明概念可延長前述電漿腔室之使用期限。
此外，根據一例示性實施例，本發明概念可使覆蓋電漿腔室之內部壁的塗膜之損壞最小化，或使塗膜自前述電漿腔室之前述內部壁的拆開最小化。
本發明概念及其實現方法可藉由參考實施例之以下詳細描述及隨附圖式而更易於理解。然而，本發明概念可以許多不同形式體現，且不應被解釋為限於本文中闡述之實施例。相反地，提供此等實施例使得本發明概念將透切且完整，且將向所屬領域的技術人員充分傳達本發明之概念，且本發明概念將僅由所附申請專利範圍定義。
1:基板處理設備
4:載體
6:支撐部分
10:載入埠
11:第一方向
12:第二方向
20:裝備前端模組
21:轉移框架
25:第一轉移機器人
27:轉移軌道
30:處理模組
40:負載鎖定腔室
50:轉移腔室
53:第二轉移機器人
60:製程腔室
200:製程處理單元
210:外殼
212:處理空間
214:排氣孔
230:支撐單元
232:支撐板
234:支撐軸桿
250:擋板
252:孔
400:電漿產生單元
410:電漿腔室
412:電漿產生空間
414:氣體供應埠
420:氣體供應單元
430:電力供應單元
432:天線
434:電源
440:擴散腔室
442:擴散空間
600:排氣單元
602:排氣管線
604:解壓部件
1000:基板處理設備
C1:第一塗膜
C2:第二塗膜
P:電漿
W:基板
自參看下列圖之以下描述，以上及其他目標及特徵將變得顯而易見，其中貫穿各種圖，相似參考數字指代相似部分，除非另有指定。
圖1示意性顯示本發明概念之一基板處理設備。
圖2顯示執行圖1之製程腔室之電漿處理製程之一基板處理設備。
圖3顯示根據本發明概念之一實施例的一電漿腔室。
圖4顯示自圖3之電漿腔室產生之電漿流。
圖5顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。
圖6顯示自圖5之電漿腔室產生之電漿流。
圖7顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。
圖8顯示自圖7之電漿腔室產生之電漿流。
圖9顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。
圖10顯示自圖9之電漿腔室產生之電漿流。
下文，本發明概念及其實現方法可藉由參考實施例之以下詳細描 述及隨附圖式而更易於理解。然而，本發明概念可以許多不同形式體現，且不應被解釋為限於本文中闡述之實施例。相反地，提供此等實施例使得本發明概念將透切且完整，且將向所屬領域的技術人員充分傳達本發明之概念，且本發明概念將僅由所附申請專利範圍定義。
除非另有定義，否則本文中使用之所有術語(包括技術或科學術語)具有通常由一般熟習本發明屬於之此項技術者所理解相同的意義。諸如在常用詞典中定義之術語的術語應被解釋為具有與其在相關技術之情境中之意義一致的意義，且不應按理想化或過度形式化之涵義來解釋，除非本文中明確地如此定義。本文中使用之術語描述本揭露內容之實施例，且不限於本揭露內容。
如本文中所使用，單數形式「一(a及an)」及「該」意欲亦包括複數個提及物，除非上下文另有清晰指示。應進一步理解，術語「包含(comprise)」及/或此動詞之各種動詞變化形式(諸如，「comprisal」、「comprising」、「comprised」)不排除一或多個其他構造、組件、裝置、步驟、動作之存在或添加。
在本描述中之術語「及/或」指配置中之每一者或指其各種組合。
處理至少一個功能或操作的本文中使用之術語「部分」例如可意謂軟體裝置及硬體裝置，諸如，FPGA或ASIC。然而，「部分」不受到軟體或硬體限制。「部分」可由可定址儲存媒體或執行其之一或多個處理器構成。根據本發明概念之一個例示性實施例，「部分」可包括裝置(諸如，軟體裝置、目標導向式軟體裝置、類別裝置)及處理程序、函式、屬性、程序、子程式、程式碼之段、驅動程式、韌體、微碼、電路、資料、資料庫、資料結構、表、陣列及變數。來自裝置及「部分」之功能可由複數個裝置及「部分」分開來執行，且或與額外裝置組合。
下文，參看圖1至圖10描述本發明概念之實施例。
圖1示意性顯示本發明概念之一基板處理設備。參看圖1，一基板處理設備1具有一裝備前端模組(equipment front end module；EFEM)20及一 處理模組30。EFEM 20及處理模組30在一方向上配置。
EFEM 20具有一載入埠10及一轉移框架21。載入埠10沿著一第一方向11在EFEM 20之前方配置。載入埠10具有複數個支撐部分6。每一支撐部分6沿著一第二方向12平行地配置，且安裝一載體4(例如，卡式放影機，FOUP)。載體收納待處理之一基板「W」及一經處理之基板「W」。轉移框架21配置於載入埠10與處理模組30之間。轉移框架21包含一第一轉移機器人25，該第一轉移機器人配置於轉移框架21內部，且在載入埠10與處理模組30之間轉移基板「W」。第一轉移機器人25沿著一轉移軌道27移動，該轉移軌道沿著第二方向12裝設，且第一轉移機器人25在載體4與處理模組30之間轉移基板「W」。
處理模組30包含一負載鎖定腔室40、一轉移腔室50及一製程腔室60。
負載鎖定腔室40經鄰近轉移框架21配置。在一個實例中，負載鎖定腔室40配置於轉移腔室50與EFEM 20之間。在將待處理之基板「W」轉移至製程腔室60或將經處理之基板「W」轉移至EFEM 20前，負載鎖定腔室40提供基板「W」待用之一空間。
轉移腔室50經鄰近負載鎖定腔室40配置。當自上方檢視時，轉移腔室50為多邊形。參看圖1，當自上方檢視時，轉移腔室50為五邊形。在轉移腔室50之外部，負載鎖定腔室40及複數個製程腔室60沿著轉移腔室50之周邊配置。基板「W」經引入及抽出之一通道(未圖示)形成於轉移腔室50之每一側壁處，且該通道(未圖示)連接轉移腔室50與負載鎖定腔室40或連接製程腔室60。每一通道具有一門(未圖示)，其打開及關閉通道以密封轉移腔室之內部。一第二轉移機器人53配置於轉移腔室50之內部。第二轉移機器人53在負載鎖定腔室40與製程腔室60之間轉移基板「W」。第二轉移機器人53將在負載鎖定腔室40中待用之一未處理基板「W」轉移至製程腔室60，或將一經處理之基板 「W」轉移至負載鎖定腔室40。且第二轉移機器人53在製程腔室60間轉移基板「W」以用於將基板「W」依序提供至複數個製程腔室60。如圖1，當轉移腔室50為五邊形時，負載鎖定腔室40配置於轉移腔室50之鄰近EFEM 20的側壁處，且製程腔室60依序配置於另一壁處。轉移腔室50可具有根據製程模組之要求的各種形狀，而非以上形狀。
製程腔室60經沿著轉移腔室50之周邊配置。可提供該等製程腔室60中之複數個。在每一製程腔室60中，執行基板「W」之製程處理。在製程腔室60中，藉由自第二轉移機器人53收納來處理基板「W」，且將經處理之基板「W」提供至第二轉移機器人53。每一製程腔室60之製程處理可不同。下文，將描述執行電漿處理製程之一基板處理設備1000。
圖2顯示執行圖1之製程腔室之電漿處理製程之一基板處理設備。參看圖2，基板處理設備1000使用電漿對基板「W」執行一預定製程。舉例而言，基板處理設備1000可蝕刻或灰化在基板「W」上之薄膜。該薄膜可包含多晶矽膜、氧化矽膜及氮化矽膜。此外，薄膜可為原生氧化膜或化學產生之氧化膜。
基板處理設備1000具有一製程處理單元200、一電漿產生單元400及一排氣單元600。
製程處理單元200提供置放基板「W」之一處理空間212，且處理空間212處理基板「W」。電漿產生單元400排放製程氣體以產生電漿，且將電漿供應至製程處理單元200之處理空間212。排氣單元600將製程處理單元200中剩餘之製程氣體及/或在基板處理製程中產生之反應副產物排放至外部，且排氣單元600將製程處理單元200中之壓力維持在一設定壓力下。
製程處理單元200可包含一外殼210、一支撐單元230及一擋板250。
外殼210可在其中具有執行基板處理製程之處理空間212。外殼 210之一上部部分打開，且一開口(未圖示)可形成於外殼210之側壁上。基板「W」經由該開口(未圖示)進入至外殼210內。為一種打開與關閉部件之門(未圖示)可打開及關閉該開口(未圖示)。此外，一排氣孔214形成於外殼210之底表面上。處理空間212中之製程氣體及/或副產物可經由排氣孔214排出至外部。排氣孔214可連接至排氣單元600之配置，下文將描述該配置。
支撐單元230支撐處理空間212中之基板「W」。支撐單元230可包含一支撐板232及一支撐軸桿234。支撐板232支撐處理空間212中之基板「W」。支撐板232由支撐軸桿234支撐。支撐板232連接至一外部電源，且藉由施加之電力產生靜電。靜電之靜電力可將基板「W」固定至支撐單元230。
支撐軸桿234可移動物件。舉例而言，支撐軸桿234可上下移動基板「W」。舉例而言，支撐軸桿234可耦接至支撐板232，且可上下移動支撐板232以移動基板「W」。
擋板250定位於支撐單元230上方以面向支撐單元230。擋板250可配置於支撐單元230與電漿產生單元400之間。自電漿產生單元400產生之電漿可穿過形成於擋板250中之複數個孔252。
擋板250允許電漿進入處理空間212以均勻地供應至基板「W」。形成於擋板250中之孔252係以自擋板250之上表面至下表面提供的通孔來提供，且孔252可均勻地形成於擋板250之各區域中。
電漿產生單元400可定位於外殼210之上部部分處。電漿產生單元400藉由排放製程氣體產生電漿，且將產生之電漿供應至處理空間212。電漿產生單元400可包含一電漿腔室410、一氣體供應單元420、一電力供應單元430及一擴散腔室440。
電漿腔室410之上表面及下表面可打開。電漿腔室410可為具有打開的上表面及下表面之容器。電漿腔室410可為具有打開的上表面及下表面之圓柱形容器。電漿腔室410可具有一電漿產生空間412。此外，電漿腔室410 之材料可包含氧化鋁(Al2O3)。電漿腔室410之上表面可由一氣體供應埠414密封。氣體供應埠414可連接至氣體供應單元420。製程氣體可經由氣體供應埠414供應至電漿產生空間412。供應至電漿產生空間412之氣體可經由擋板250引入至處理空間212內。
氣體供應單元420可供應製程氣體。氣體供應單元420可連接至氣體供應埠414。由氣體供應單元420供應之製程氣體可包含氟及/或氫。
電力供應單元430將RF電力施加至電漿產生空間412。電力供應單元430可為激勵電漿產生空間412中之製程氣體產生電漿的電漿源。電力供應單元430可包含一天線432及一電源434。
天線432可為電感性耦合電漿(inductively coupled plasma；ICP)天線。天線432可按一線圈形狀提供。天線432可在電漿腔室410外多次纏繞於電漿腔室410上。天線432可在電漿腔室410外按螺旋形狀多次纏繞於電漿腔室410上。天線432可在對應於電漿產生空間412之一區域中纏繞於電漿腔室410上。當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，天線432之一端的高度可對應於電漿腔室410之上部部分。當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，天線432之一相對端的高度可對應於電漿腔室410之下部部分。
電源434可將電力施加至天線432。電源434可將高頻交流電施加至天線432。施加至天線432之高頻交流電可在電漿產生空間412中形成一電感性電場。可藉由自電感性電場獲得電離需要之能量來將供應至電漿產生空間412內之製程氣體轉換至電漿狀態。又，電源434亦可連接至天線432之一端。電源434可連接至天線432之一端，天線432之高度對應於電漿腔室410之上部部分。此外，天線432之相對端可接地。天線432之相對端可接地，天線432之高度對應於電漿腔室410之下部部分。然而，電源434可連接至天線432之相對端，且天線432之一端可接地。
擴散腔室440可擴散在電漿腔室410中產生之電漿。擴散腔室440 可配置在電漿腔室410下方。擴散腔室440之上部部分及下部部分可打開。擴散腔室440可為倒漏斗形狀。擴散腔室440之上部部分可具有對應於電漿腔室410之一直徑。擴散腔室440之下部部分可具有比擴散腔室440之上部部分大的一直徑。擴散腔室440之下部部分直徑可大於上部部分直徑。又，擴散腔室440可具有一擴散空間442。在電漿產生空間412中產生之電漿可經由擴散空間442擴散。引入至擴散空間442內之電漿可經由擋板250引入至處理空間212內。
排氣單元600可將製程氣體及副產物自製程處理單元200排出至外部。排氣單元600可將在處理基板「W」之製程中產生的副產物排出至基板處理設備1000之外部。排氣單元600可將供應至處理空間212內之製程氣體排出至外部。排氣單元600可包含一排氣管線602及一解壓部件604。排氣管線602可連接至形成於外殼210之底表面上的排氣孔214。又，排氣管線602可連接至提供解壓縮之一解壓部件604。因此，解壓部件604可對處理空間212提供解壓縮。解壓部件604可為泵。解壓部件604可將處理空間212中剩餘之電漿及副產物排放至外殼210之外部。此外，解壓部件604可提供解壓縮以將處理空間212之壓力維持在一預定壓力下。
圖3顯示根據本發明概念之一實施例的一電漿腔室。參看圖3，第一塗膜C1可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第一塗膜C1可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可在電漿腔室410之全部內部壁上具備相同厚度。第一塗膜C1可包含氟化釔(YF3)。可藉由大氣電漿噴塗(atmospheric plasma spray；APS)之方法將第一塗膜C1塗佈於電漿腔室410之內部壁上。然而，可藉由氣溶膠或冷噴塗之方法將第一塗膜C1塗佈於電漿腔室410之內部壁上。
圖4顯示自圖3之電漿腔室產生之電漿流。參看圖4，電漿P可產生於電漿腔室410之電漿產生空間412中。具體言之，可將製程氣體供應至電漿產生空間412。供應至電漿產生空間412之製程氣體可藉由天線432形成之電 場以電漿P之一狀態來激勵。當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，電漿P可在側向方向上移動。此外，電漿P可相對地移動至電漿腔室410之上部區域及/或下部區域。此係因為天線432之一端具備對應於電漿腔室410之上部區域的一高度，且天線432之一相對端具備對應於電漿腔室410之下部區域的一高度。具體言之，電源434連接至天線432之一端。天線432之相對端接地。因此，天線432之一端及/或相對端具有比天線432之其他區域大的電位值。因此，電漿產生空間412中剩餘之電漿P在朝向電漿腔室410之上部及下部區域而非電漿腔室410之中心區域的一方向上移動。
在用於使用多次纏繞於電漿腔室410上之天線432產生電漿P的電感性耦合電漿設備之情況中，產生之電漿P在朝向電漿腔室410之內部壁的一方向上移動。因此，電漿腔室410藉由與電漿腔室410碰撞的電漿P之實體力以及與電漿P之化學反應蝕刻。亦即，腔室藉由電漿P蝕刻之問題在電感性耦合電漿設備中比在電容性耦合電漿設備中頻繁地出現。通常，為了使此問題最小化，已使用在腔室之內部壁上塗佈氧化釔(Y2O3)之方法。然而，當施加包含氟之製程氣體時，氧化釔(Y2O3)塗佈產生粒子，因為塗膜經蝕刻。換言之，氧化釔(Y2O3)塗膜具有抑制粒子之產生的能力。
然而，根據本發明概念之一實施例，包含氟化釔(YF3)之第一塗膜C1提供於電漿腔室410之內部壁上。與氧化釔(Y2O3)相比，氟化釔(YF3)具有用於抑制粒子之產生的高能力。因此，粒子之產生可在電漿腔室410中最小化。針對如上所述之相同原因，抑制粒子之產生的效應在電感性耦合電漿設備中較大。
圖5顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。參看圖5，第一塗膜C1及第二塗膜C2可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1與第二塗膜C2可分別由不同材料形成。第一塗膜C1可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第二塗膜C2可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第二塗膜C2可提供於電漿 腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可提供於第二塗膜C2上。第一塗膜C1與第二塗膜C2之厚度的總和在電漿腔室410之內部壁的全部區域中可為相同的。此外，第一塗膜C1與第二塗膜C2之結合能力可比第一塗膜C1與電漿腔室410之結合能力大。此外，第二塗膜C2之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差可比第二塗膜C2之熱膨脹係數與第一塗膜C1之熱膨脹係數之間的差小。第一塗膜C1可包含氟化釔(YF3)。第二塗膜C2可包含氧化釔(Y2O3)。可藉由大氣電漿噴塗(APS)之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。可藉由氣溶膠或冷噴塗之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。
圖6顯示自圖5之電漿腔室產生之電漿流。參看圖6，針對如上所述之相同或類似原因，電漿產生空間412中之電漿P可在側向方向上移動。此外，當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，電漿產生空間412中之電漿P可在朝向電漿腔室410之上部區域及/或下部區域的一方向上移動。第一塗膜C1可提供於第二塗膜C2上。第一塗膜C1可包含具有高粒子抑制能力之氟化釔(YF3)。亦即，第一塗膜C1直接與電漿產生空間412之電漿P碰撞。然而，由於如上所述，第一塗膜C1具有優越之粒子抑制能力，因此第一塗膜C1可使電漿產生空間412中的粒子之產生最少化。
又，當第一塗膜C1提供於電漿腔室410上時，第一塗膜C1可在產生電漿P之製程中受到損壞，或第一塗膜C1可自電漿腔室410拆開。舉例而言，當電漿腔室410係以包含氧化鋁(Al2O3)之材料提供且第一塗膜C1係以包含氟化釔(YF3)之材料提供時，第一塗膜C1之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差大。當在電漿產生空間412中產生電漿P時，產生熱量。藉由此熱量，第一塗膜C1及電漿腔室410經熱變形。當第一塗膜C1與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差大時，第一塗膜C1的熱變形之程度與電漿腔室410的熱變形之程度不同。因此，第一塗膜C1可藉由熱變形而自電漿腔室410拆開。
然而，在本發明概念之另一實例中，第二塗膜C2提供於電漿腔室410上。此外，第一塗膜C1提供於第二塗膜C2上。此外，第二塗膜C2之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差比第二塗膜C2之熱膨脹係數與第一塗膜C1之熱膨脹係數之間的差小。舉例而言，當第一塗膜C1包含氟化釔(YF3)、第二塗膜C2包含氧化釔(Y2O3)且電漿腔室410之材料包含氧化鋁(Al2O3)時，第二塗膜C2之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差比第二塗膜C2之熱膨脹係數與第一塗膜C1之熱膨脹係數之間的差小。第二塗膜C2之熱膨脹係數可與電漿腔室410之熱膨脹係數相同或類似。亦即，第二塗膜C2的熱變形之程度與電漿腔室410的熱變形之程度相同或類似。因此，歸因於熱變形自電漿腔室410拆開第二塗膜C2可最小化。
此外，第一塗膜C1與第二塗膜C2之間的結合能力可比第一塗膜C1與電漿腔室410之間的結合能力大。舉例而言，當第一塗膜C1包含氟化釔(YF3)、第二塗膜C2包含氧化釔(Y2O3)且電漿腔室410之材料包含氧化鋁(Al2O3)時，第一塗膜C1與第二塗膜C2之間的結合能力可比第一塗膜C1與電漿腔室410之間的結合能力大。因此，即使第一塗膜C1與第二塗膜C2的熱變形之程度不同，亦可使自第二塗膜C2拆開第一塗膜C1最小化。
圖7顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。參看圖7，第一塗膜C1及第二塗膜C2可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第二塗膜C2可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第二塗膜C2可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可提供於第二塗膜C2上。
此外，當自電漿腔室之前橫截面檢視時，當到達第一塗膜C1之厚度時，電漿腔室410之上部區域及下部區域之厚度比電漿腔室410之中心區域厚。第一塗膜C1與第二塗膜C2之厚度的總和在電漿腔室410之內部壁的全部區域中可為相同的。此外，第一塗膜C1與第二塗膜C2之間的結合能力可比第 一塗膜C1與電漿腔室410之間的結合能力大。此外，第二塗膜C2之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差可比第二塗膜C2之熱膨脹係數與第一塗膜C1之熱膨脹係數之間的差小。第一塗膜C1可包含氟化釔(YF3)。第二塗膜C2可包含氧化釔(Y2O3)。可藉由大氣電漿噴塗(APS)之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。可藉由氣溶膠或冷噴塗之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。
圖8顯示自圖7之電漿腔室產生之電漿流。參看圖8，針對如上所述之相同或類似原因，電漿產生空間412中之電漿P可在側向方向上移動。此外，當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，電漿產生空間412中之電漿P可在朝向電漿腔室410之上部區域及/或下部區域的一方向上移動。因此，藉由電漿P蝕刻第一塗膜C1可在電漿腔室410之上部區域及下部區域中比在電漿腔室410之中心區域中執行得多。
若第一塗膜C1與第二塗膜C2之厚度相同且提供至電漿腔室410之上部區域及下部區域的第一塗膜C1經蝕刻，則應替換該電漿腔室410或應重新塗佈電漿腔室410之塗膜。然而，根據本發明概念之另一實施例，提供至電漿腔室410之上部及下部區域的第一塗膜C1之厚度較厚。換言之，藉由產生具有抑制在與電漿P頻繁碰撞的電漿腔室410之上部及下部區域中的粒子之高能力的第一塗膜C1之較高厚度，電漿腔室410之有用壽命可增加。在圖7及圖8中描述的本發明概念之其他實施例與上述實施例相同或類似，且因此將省略其詳細描述。
圖9顯示根據本發明概念之另一實施例的一電漿腔室。參看圖9，第一塗膜C1及第二塗膜C2可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第二塗膜C2可覆蓋電漿腔室410之內部壁。第一塗膜C1可提供於電漿腔室410之內部壁上。第二塗膜C2可提供於電漿腔室410之內部壁上。第一塗膜C1可在電漿腔室410之全部內部壁上具備相同厚度。 第二塗膜C2可在電漿腔室410之全部內部壁上具備相同厚度。第一塗膜C1與第二塗膜C2之厚度可類似。當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，可將第一塗膜C1提供至電漿腔室410之上部及下部區域。當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，可將第二塗膜C2提供至電漿腔室410之中心區域。
此外，第二塗膜C2之熱膨脹係數與電漿腔室410之熱膨脹係數之間的差可比第二塗膜C2之熱膨脹係數與第一塗膜C1之熱膨脹係數之間的差小。第一塗膜C1可包含氟化釔(YF3)。第二塗膜C2可包含氧化釔(Y2O3)。可藉由大氣電漿噴塗(APS)之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。可藉由氣溶膠或冷噴塗之方法將第一塗膜C1及第二塗膜C2塗佈於電漿腔室410之內部壁上。
圖10顯示自圖9之電漿腔室產生之電漿流。參看圖10，針對如上所述之相同或類似原因，電漿產生空間412中之電漿P可在側向方向上移動。此外，當自電漿腔室410之前橫截面檢視時，電漿產生空間412中之電漿P可在朝向電漿腔室410之上部區域及/或下部區域的一方向上移動。此外，電漿產生空間412之溫度可比電漿腔室410之上部區域及/或下部區域高。根據本發明概念之另一實施例，第一塗膜C1提供於電漿腔室410之上部及下部區域上。此外，第二塗膜C2提供於電漿腔室410之中心區域上。亦即，由於電漿腔室410之上部區域及/或下部區域在與電漿P之碰撞頻繁的一區域中，因此第一塗膜C1可提供於電漿腔室410之上部區域及下部區域上，由此最大化地抑制粒子之產生。此外，由於電漿腔室410之中心區域為最高溫度區域，因此具有與電漿腔室410類似之熱膨脹係數的第二塗膜C2提供於電漿腔室410之中心區域上。因此，即使第二塗膜C2經熱變形，自電漿腔室410拆開第二塗膜C2亦可最小化。在圖9及圖10中描述的本發明概念之其他實施例之其他效應與上述實施例相同或類似，且因此將省略其詳細描述。
以上描述之實施例可不同地應用於使用電漿之基板處理設備。舉 例而言，以上描述之實施例可應用於執行灰化製程、沈積製程、蝕刻製程或使用電漿之清潔製程的各種設備。
此外，在以上描述之實施例中，第一塗膜C1包含氟化釔(YF3)，且第二塗膜C2包含氧化釔(Y2O3)，但此等不受此處限制。舉例而言，第一塗膜C1可包含氟化釔、氧化釔及氟氧化釔(YOF)中之任一者，且第二塗膜C2可包含氟化釔、氧化釔及氟氧化釔(YOF)中之任一者。
已為了說明性目的而進行以上描述。此外，以上提到之內容描述本發明概念之例示性實施例，且可在各種其他組合、改變及環境中使用本發明概念。亦即，在不脫離本說明書中揭露的本發明概念之範疇、書面揭露內容之等效範疇及/或熟習此項技術者之技術或知識範圍之情況下，可修改及校正本發明概念。書面實施例描述用於實施本發明概念之技術精神的最佳狀態，且可進行在本發明概念之詳細描述領域及用途中需要之各種改變。因此，本發明概念之詳細描述並不意欲將本發明概念限於揭露之實施例。此外，應解釋，所附申請專利範圍包括其他實施例。
200:製程處理單元
210:外殼
212:處理空間
214:排氣孔
230:支撐單元
232:支撐板
234:支撐軸桿
250:擋板
252:孔
400:電漿產生單元
410:電漿腔室
412:電漿產生空間
414:氣體供應埠
420:氣體供應單元
430:電力供應單元
432:天線
434:電源
440:擴散腔室
442:擴散空間
600:排氣單元
602:排氣管線
604:壓縮部件
1000:基板處理設備
W:基板

Claims (15)

  1. 一種基板處理設備，前述基板處理設備包含：製程處理單元，其提供執行處理前述基板之處理空間；及電漿產生單元，其藉由排放製程氣體來產生電漿且將前述電漿供應至前述處理空間，其中前述電漿產生單元包括：電漿腔室，其具有電漿產生空間；天線，其經纏繞以在前述電漿腔室之外包圍前述電漿腔室；第一塗膜，其覆蓋前述電漿腔室之內部壁且包含氟化釔(YF3)；及第二塗膜，其包含覆蓋前述電漿腔室之前述內部壁的氧化釔(Y2O3)，其中前述第二塗膜提供於前述電漿腔室之前述內部壁上，前述第一塗膜提供於前述第二塗膜上，且當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，當到達前述第一塗膜之厚度時，前述電漿腔室之上部區域及下部區域之前述第一塗膜之厚度比前述電漿腔室之中心區域之前述第一塗膜之厚度厚。
  2. 如請求項1所述之基板處理設備，其中根據前述電漿腔室之全部內部壁，前述第一塗膜與前述第二塗膜之厚度之總和可相同。
  3. 如請求項1所述之基板處理設備，其中當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述第一塗膜提供至前述電漿腔室之上部區域、下部區域及中心區域中之前述上部區域及前述下部區域，其中前述第一塗膜及前述第二塗膜經提供至前述中心區域。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之基板處理設備，其中前述天線為ICP天線，其中將電力施加至前述天線之電源連接至前述天線之一端，且前述天線之相對端接地。
  5. 如請求項4所述之基板處理設備，其中當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述天線之前述一端及前述相對端按對應於前述電漿腔室之上部區域及下部區域之高度提供。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之基板處理設備，其中，前述電漿產生單元進一步包含：氣體供應單元，其將製程氣體供應至前述電漿產生空間，其中前述製程氣體包含氟及/或氫。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之基板處理設備，其中前述電漿腔室由包含氧化鋁(Al2O3)之材料形成。
  8. 如請求項1至3中任一項所述之基板處理設備，其中前述電漿產生單元進一步包含具有用於擴散自前述電漿腔室產生之前述電漿之擴散空間的擴散腔室。
  9. 一種使用電漿之基板處理設備，前述基板處理設備包含：電漿腔室；氣體供應單元，其將製程氣體供應至前述電漿腔室；電漿源，其在前述電漿腔室中產生前述電漿；第一塗膜，其覆蓋前述電漿腔室之內部壁且包含氟化釔(YF3)；及第二塗膜，其覆蓋前述電漿腔室之前述內部壁且包含氧化釔(Y2O3)，其中前述第二塗膜提供於前述電漿腔室之前述內部壁上，前述第一塗膜提供於前述第二塗膜上，且當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，當到達前述第一塗膜之厚度時，前述電漿腔室之上部區域及下部區域之前述第一塗膜之厚度比前述電漿腔室之中心區域之前述第一塗膜之厚度厚。
  10. 如請求項9所述之基板處理設備，其中根據前述電漿腔室之全部內部壁，前述第一塗膜與前述第二塗膜之厚度之總和相同。
  11. 如請求項9所述之基板處理設備，其中當自前述電漿腔室之前橫截面檢視時，前述第一塗膜提供至前述電漿腔室之上部區域、下部區域及中心區域中之前述上部區域及前述下部區域，其中前述第一塗膜及前述第二塗膜經提供至前述中心區域。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之基板處理設備，其中前述電漿腔室為產生前述電漿之電漿腔室，其中在前述電漿腔室之外，天線多次纏繞於前述電漿腔室上。
  13. 如請求項12所述之基板處理設備，其中前述天線為ICP天線，其中將電力施加至前述天線之電源連接至前述天線之一端，且前述天線之相對端接地。
  14. 如請求項9至11中任一項所述之基板處理設備，其中前述電漿腔室由包含氧化鋁(Al2O3)之材料形成。
  15. 如請求項9至11中任一項所述之基板處理設備，其中前述製程氣體包含氟及/或氫。
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