挡板、等离子体处理设备、基板处理设备和处理基板方法与流程

本申请要求于2015年12月4日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0172658号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。

发明构思的实施例涉及一种挡板(baffleplate)、一种使用该挡板的等离子体处理设备、一种基板处理设备和一种处理基板的方法。更具体地说，发明构思的实施例涉及一种挡板、一种等离子体处理设备以及一种通过防止或减少电弧(arc)的产生来减少颗粒污染的处理基板的方法。

背景技术：

随着半导体装置的尺寸减小，半导体装置的某些区域的电阻会减小。然而，由于在半导体装置的制造工艺期间可以出现的晶体缺陷，会导致半导体装置的某些区域的电阻不能减小到期望的值。这些缺陷可以通过使用氢等离子体的退火处理来处理。然而，当使用氢等离子体在等离子体处理设备中执行退火处理时，频繁地产生电弧，这会导致颗粒污染。

技术实现要素：

根据发明构思的示例性实施例，一种等离子体处理设备包括基座、容纳基座并且包围反应空间的室外壳以及环形地围绕基座的环形挡板。挡板包括具有导电材料的第一层和具有非导电材料的第二层，并且第二层比第一层接近于反应空间。

根据发明构思的示例性实施例，一种基板处理设备包括基座、容纳基座并且包围反应空间的室外壳以及围绕基座的环形挡板。挡板包括导电材料并且接地。

根据发明构思的示例性实施例，一种处理基板的方法包括：将基板放置在基板处理设备的室外壳中的基座上，其中，室外壳包围反应空间并且容纳围绕基座的环形挡板，所述挡板包括具有导电材料的第一层和具有非导电材料的第二层，并且第二层比第一层接近于反应空间；将处理气体供应到反应空间中；将电力施加至结合到室外壳的等离子体产生器，以使处理气体形成等离子体。

根据发明构思的示例性实施例，一种用于等离子体处理设备的挡板包括：第一层，包括导电材料；第二层，包括非导电材料。挡板具有环形形状。

根据发明构思的示例性实施例，一种处理基板的方法包括：将基板放置在基板处理设备的室外壳中的基座上，其中，室外壳包围反应空间并且容纳环形地围绕基座的环形挡板，所述挡板包括导电材料并且接地；将处理气体供应到反应空间中；将电力施加至结合到室外壳的等离子体产生器，以使处理气体形成等离子体。

附图说明

图1是示出根据发明构思的示例性实施例的基板处理设备的平面图。

图2是示出根据发明构思的示例性实施例的等离子体处理设备的剖视图。

图3是示出根据发明构思的示例性实施例的挡板的透视图。

图4a至图4g分别示出根据发明构思的示例性实施例的挡板并且分别示出沿着图3的线iv-iv’截取的横截面。

图5a和图5b示出当挡板的第一层和第二层分别具有5mm的厚度时在反应空间中的电场分布。

图6a和图6b示出当挡板的第一层具有17mm的厚度并且挡板的第二层具有5mm的厚度时在反应空间中的电场分布。

图7至图9示出根据发明构思的示例性实施例的包括各种材料的堆叠结构的挡板的横截面。

图10是示出根据发明构思的示例性实施例的处理基板的方法的流程图。

图11是示出根据发明构思的示例性实施例的将要在等离子体设备中处理的基板上的结构的透视图。

具体实施方式

这里，当将两个或更多个元件描述为基本彼此相同或大致彼此相同时，要理解的是，正如本领域普通技术人员将理解的，这些元件是彼此相同或等同的、彼此不能区分的、或者彼此可区分但是功能上彼此相同的。

图1是示出根据发明构思的示例性实施例的基板处理设备的平面图。

参照图1，根据实施例的基板处理设备1包括索引模块10和处理模块20。索引模块10包括装载端口12和传送框14。在一些实施例中，装载端口12、传送框14和处理模块20顺序地布置在一行中。

根据示例性实施例，容纳有基板的载体18位于装载端口12上。前端开口片盒(foup)可以用作载体18。可以存在多个装载端口12。装载端口12的数量可以根据处理模块20的处理效率或印迹条件而增大或减小。多个槽可以限定在载体18中以容纳基板。槽保持基板平行于地。

根据示例性实施例，处理模块20包括缓冲单元22、传送室24和处理室26。处理室26设置在传送室24的两侧处。处理室26可以关于传送室24对称地布置。

根据示例性实施例，多个处理室26设置在传送室24的至少一侧上。处理室26中的一些可以沿着传送室24的长度方向设置。处理室26中的一些可以彼此堆叠。处理室26可以按“a×b”矩阵来设置在传送室24的一侧上。这里，“a”表示沿着x方向布置在一行中的处理室26的个数，“b”表示沿着y方向布置在一行中的处理室26的个数。当4个或6个处理室26布置在传送室24的相应侧上时，处理室26可以按“2×2”或“3×2”矩阵来布置。处理室26的数量可以增大或减小。在一些实施例中，处理室26仅设置在传送室24的一侧上。在其他实施例中，处理室26以单层设置在传送室24的一侧或两侧上。

根据示例性实施例，缓冲单元22设置在传送框14和传送室24之间。在处理室26与载体18之间传送基板之前，缓冲单元22提供用于临时存储基板的空间。传送框14在缓冲单元22与载体18之间传送位于装载端口12上的基板。

根据示例性实施例，传送室24在缓冲单元22与处理室26之间以及在处理室26之间传送基板。执行等离子体处理的等离子体处理设备30(诸如，执行氢等离子体处理的设备)设置在处理室26中。

在下文中，将描述等离子体处理设备30。图2是示出根据发明构思的示例性实施例的作为等离子体处理设备30的示例的氢等离子体退火处理设备100的剖视图。

参照图2，根据实施例的氢等离子体退火处理设备100包括下室110。下气环112、上气环114和圆顶板118在下室110的上方顺序地结合。圆顶141设置为反应空间182的天花板(ceiling)。下室110、下气环112、上气环114、圆顶板118和圆顶141构成室外壳180，即，反应室。室外壳180在其中具有反应空间182。

根据示例性实施例，基座120设置在下室110的底部处作为其上放置基板w的支撑构件，即，基座120设置为支撑基板w。基座120被容纳(例如，包含)在室外壳180中。基座120可以具有圆柱形状。基座120可以由无机材料(诸如石英或aln)或金属(诸如al)形成。

根据示例性实施例，静电吸盘121设置在基座120上。静电吸盘121被构造为使电极122插入到绝缘构件中的结构。电极122连接到安装在下室110外部的直流电源123。基板w因通过直流电源123在基座120的表面上产生的库仑力而静电粘附到基座120。

根据示例性实施例，加热器/冷却器126设置在基座120内部。加热器/冷却器126连接到温度控制器127以控制加热/冷却强度。温度控制器127可以控制基座120的温度，从而将基板w以期望的温度保持在基座120上。

根据示例性实施例，基座引导件128设置在基座120的周围以引导基座120。基座引导件128由绝缘材料(诸如陶瓷或石英)形成。

根据示例性实施例，提升销(liftpin)嵌入基座120的内部，以支撑和提升基板w。提升销可以通过形成在基座120中的穿透孔而竖直地移动且可以从基座120的顶表面突出。可以设置三个或更多个提升销以支撑基板w。

根据示例性实施例，排气空间130设置在基座120的周围以环状地围绕基座120。形成有多个排气孔的环状挡板131设置在排气空间130的顶侧处或上部中。挡板131可以使气相材料从氢等离子体退火处理设备100均匀地排出。挡板131环状地围绕基座120。挡板131包括第一层131a和在第一层131a上的第二层131b。第二层131b定位为比第一层131a更接近反应空间182。以下将更详细地描述挡板131。

根据示例性实施例，排气线路132在排气空间130的底侧连接到排气空间130。排气空间130的底侧对应于氢等离子体退火处理设备100的底表面。排气线路132的数量可以任意地设置。例如，多条排气线路132可以大致沿着排气空间130的周边而设置。例如，排气线路132可以连接到包括真空泵的排气设备133。排气设备133可以将氢等离子体退火处理设备100的内部气氛排空至预定的真空压强。

根据示例性实施例，提供微波辐射以产生等离子体的射频(rf)天线设备140设置在圆顶141的顶侧上。rf天线设备140包括槽板142、慢波片(slow-waveplate)143和遮挡盖(shieldlid)144。

根据示例性实施例，圆顶141由对微波透明的绝缘材料(诸如石英、al2o3、aln或y2o3)形成。圆顶141可以使用密封构件(诸如o型环)附着于圆顶板118。

根据示例性实施例，槽板142放置在圆顶141的与基座120相对的顶侧上。槽板142包括形成在其中的多个槽，并且可以起天线的作用。槽板142由导电材料或金属(诸如，铜、铝或镍)形成。

根据示例性实施例，慢波片143设置在槽板142上，并且可以减小微波的波长。慢波片143由绝缘材料或低损耗介电材料形成，例如，由石英、al2o3、aln或y2o3形成。

根据示例性实施例，遮挡盖144设置在慢波片143上，以覆盖槽板142和慢波片143。多个循环式冷却液流路径145设置在遮挡盖144中。圆顶141、慢波片143和遮挡盖144被控制为通过流经冷却液流路径的冷却剂来维持预定温度。

根据示例性实施例，同轴波导150连接到遮挡盖144的中心部分。同轴波导150包括内导体151和外导体152。内导体151连接到槽板142。内导体151邻近于槽板142具有圆锥形状，并且可以有效地将微波传输到槽板142。

根据示例性实施例，同轴波导150顺序地连接到将微波转换为预定振荡模式的模式转换器153、矩形波导154和微波产生器155。微波产生器155可以产生预定频率(诸如2.45ghz)的微波。约2000w的功率可以施加到微波产生器155。在一些实施例中，超过约2000w的功率可以施加到微波产生器155。例如，约3000w至约3500w的功率可以施加到微波产生器155。

在氢等离子体退火处理设备100中产生等离子体的方法可以是电容式或电感式。可选择地，氢等离子体退火处理设备100可以连接到诸如等离子体管的远程等离子体产生器。

通过这样的构造，由微波产生器155产生的微波可以顺序地通过矩形波导154、模式转换器153和同轴波导150传播到rf天线设备140中。微波通过慢波片143被压缩为短波，并且在被槽板142圆偏振之后，从槽板142通过圆顶141传播到反应空间182中。在反应空间182中，微波使处理空气形成等离子体，以对基板w执行等离子体处理。

根据示例性实施例，这里，rf天线设备140、同轴波导150、模式转换器153、矩形波导154和微波产生器155构成等离子体产生器。

根据示例性实施例，供应气体的第一气体供应线路160设置在rf天线设备140的中心部分中。第一气体供应线路160穿过rf天线设备140。第一气体供应线路160具有穿过圆顶141的敞口的第一端部。第一气体供应线路160穿过同轴波导150的内导体并且穿过模式转换器153，并且具有连接到第一气体供应源161的第二端部。第一气体供应源161可以包括处理气体，诸如氢(h2)气。在一些实施例中，第一气体供应源161还可以包含三甲硅烷基氨(tsa)气体、n2气、h2气或ar气作为处理气体。此外，控制气流的第一供应控制构件162(诸如阀或流速控制器)安装在第一气体供应线路160中。第一气体供应线路160、第一气体供应源161和第一供应控制构件162构成第一气体供应单元。

根据示例性实施例，在室外壳180的侧壁处，如图2中所示，第二气体供应线路170设置为用于供应气体。多条第二气体供应线路170可以分别安装在室外壳180的周边侧壁处。第二气体供应线路170的示例性非限制数目为24。多条第二气体供应线路170分隔开相同的距离。第二气体供应线路170具有与反应空间182连通的敞口的第一端部以及连接到缓冲构件171的第二端部。

根据示例性实施例，缓冲构件171环状地设置在室外壳180的侧壁中，并且连接到多条第二气体供应线路170的每条。缓冲构件171经由供应线路172连接到第二气体供应源173。第二气体供应源173可以包含三甲硅烷基氨(tsa)气体、n2气、h2气或ar气作为处理气体。此外，控制气流的第二供应控制构件174(诸如阀或流速控制器)安装在供应线路172中。如图2中所示，从第二气体供应源173供应的气体经由供应线路172而引入到缓冲构件171中，并且在缓冲构件171中的气体的流速或压强被控制为沿着周边方向一致之后，所述气体经由第二气体供应线路170被供应到室外壳180中。第二气体供应线路170、缓冲构件171、供应线路172、第二气体供应源173和第二供应控制构件174构成第二气体供应单元。

图3是示出根据发明构思的示例性实施例的挡板的透视图。

参照图3，根据示例性实施例，挡板131包括第一层131a和第二层131b。第一层131a和第二层131b具有中心轴cl。此外，第一层131a和第二层131b包括可以容纳图2的基座120的中心开口。

根据示例性实施例，如图3中所示，第一层131a和第二层131b具有圆形形状，中心开口也具有圆形形状。这里，令从同心轴cl至第一层131a和第二层131b的圆周的长度定义为外半径re。此外，令从同心轴cl至中心开口的圆周的长度定义为内半径ri。

在一些实施例中，第一层131a的外半径re和第二层131b的外半径re不必彼此相等。在一些实施例中，第一层131a的外半径re和第二层131b的外半径re相同。

在一些实施例中，第一层131a的内半径ri和第二层131b的内半径ri不必彼此相等。在一些实施例中，第一层131a的内半径ri和第二层131b的内半径ri相同。

根据示例性实施例，挡板131包括穿过第一层131a和第二层131b的多个外围开口131h。每个外围开口131h在相同的位置处穿透第一层131a和第二层131b。外围开口131h可以用作通道，通过该通道，使用的气体或副产物可以从图2的反应空间182流到图2的排气空间130中。

根据示例性实施例，第一层131a由导电材料制成。第一层131a可以由诸如铝(al)、铜(cu)、不锈钢和钛(ti)中的至少一者的金属制成，但是实施例不限于此。在一些实施例中，第一层131a由铝(al)制成。

根据示例性实施例，第二层131b由非导电材料制成。第二层131b可以由石英、al2o3、aln和y2o3的至少一者制成，但是实施例不限于此。在一些实施例中，第二层131b由石英制成。

第一层131a和第二层131b可以具有相同的厚度或不同的厚度。

图4a至图4g分别示出根据发明构思的示例性实施例的挡板并且分别示出沿着图3的线iv-iv’截取的横截面。

参照图4a，根据示例性实施例，第一层131a和第二层131b具有基本相同的外半径re和基本相同的内半径ri。在第一层131a中，外半径re和内半径ri沿着同心轴cl(即，在平行于同心轴cl的厚度方向上)是恒定的。在第二层131b中，外半径re和内半径ri沿着同心轴cl是恒定的。第一层131a在径向方向上的横截面具有四角形形状。例如，第一层131a的径向横截面具有矩形形状。

根据示例性实施例，第一层131a的厚度ha等于第二层131b的厚度hb。第一层131a的厚度ha和第二层131b的厚度hb在约10mm至约50mm的范围内。

同样地，根据示例性实施例，由于挡板131具有由第一层131a和第二层131b形成的双层结构，所以降低了在图2的反应空间182中产生电弧的可能性。当在图2的反应空间182中产生电弧时，可以产生可以污染基板w的许多颗粒，这可以降低产品收益率。传统的挡板由诸如石英的非导电材料制成。通过比较，当使用除了包括非导电第二层131b以外还包括导电第一层131a的挡板131，并且使导电第一层131a适当地接地时，在反应空间中产生的电弧减少。

参照图4b，根据示例性实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re和相同的内半径ri。在第二层131b中，外半径re和内半径ri沿着同心轴cl是恒定的。在第一层131a中，外半径re沿着同心轴cl是恒定的。

然而，根据示例性实施例，第一层131a包括内半径ri沿着同心轴cl而变化的部分。第一层131a的内表面包括平行于同心轴cl延伸的部分131a_v。此外，第一层131a的内表面包括相对于同心轴cl有斜度地倾斜的部分131a_s。第一层131a的底表面具有在垂直于同心轴cl的方向上延伸的部分131a_h。

令第一层131a的厚度ha定义为其在平行于同心轴cl的方向上的最大厚度。根据示例性实施例，第一层131a的厚度ha在约10mm至约50mm的范围内。第一层131a的厚度ha越接近第二层131b的内侧壁或内表面131b_i越减小。

如果第一层131a的厚度ha太大，则因挡板与安装有挡板的设备之间的机械干扰而会无法安装挡板131。如果第一层131a的厚度ha太小，则第一层131a的使电场均匀分布在反应空间中的能力退化。

当第一层131a的厚度ha增大时，反应空间中的电场分布变得更均匀。当第一层131a的厚度ha在约3mm至约7mm的范围内时，如参照图4a所述第一层131a可以减少电弧产生，但是电场不均匀地分布在反应空间中。然而，当第一层131a的厚度ha在约10mm或更大的范围内时，第一层131a可以减少电弧产生并且可以使电场均匀地分布在反应空间中。当反应空间中的电场分布更均匀时，可以对图2的基板w的整个表面更均匀地执行表面处理、材料沉积、材料蚀刻等。

图5a和图5b示出当第一层131a和第二层131b分别具有5mm的厚度时在反应空间中的电场分布。图6a和图6b示出当第一层131a具有17mm的厚度并且第二层131b具有5mm的厚度时在反应空间中的电场分布。根据实施例，第一层131a由铝制成，第二层131b由石英制成。

在图5a和图6a中，亮度表示电场强度。在图5b和图6b中，水平轴表示在基板上沿径向方向的位置，竖直轴表示电场强度。

当比较图5a和图6a时，在图6a中的暗区域与浅色区域之间的强度差小于图5a中的强度差。因此，在反应空间中的电场强度在第一层131a具有17mm的厚度时比在第一层131a具有5mm的厚度时更均匀。

图5b的(b-1)曲线图和图6b的(b-1)曲线图表示在图5a和图6a中的位置①处沿着基板的径向方向的电场强度，图5b的(b-2)曲线图和图6b的(b-2)曲线图表示在图5a和图6a中的位置②处沿着基板的径向方向的电场强度。

当比较图5b和图6b时，在图6b中的波的振幅比图5b中的波的振幅小得多。结果，在反应空间中的电场分布在第一层131a较厚(诸如，17mm)时较为均匀。

再次参照图4b，根据实施例，第二层131b具有宽度wt。第一层131a在径向方向上也具有最大宽度wt，同时垂直于同心轴cl延伸的部分131a_h具有宽度w1。横截面在径向方向上具有五边形形状。

参照图4c，根据实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re和相同的内半径ri。在第二层131b中，外半径re和内半径ri沿着同心轴cl是恒定的。在第一层131a中，外半径re沿着同心轴cl是恒定的。

然而，根据实施例，第一层131a具有内半径ri沿着同心轴cl而变化的部分。第一层131a的内表面具有相对于同心轴cl有斜度地倾斜的部分131a_s，而没有平行于同心轴cl的部分。换言之，随着第一层131a在平行于同心轴cl的方向上越接近于第二层131b而倾斜，第一层131a的内表面的部分131a_s的内半径ri减小。第一层131a的底表面也具有在垂直于同心轴cl的方向上延伸的部分131a_h。

根据实施例，第一层131a的厚度ha在约10mm至约50mm的范围内。第一层131a的厚度ha越接近第二层131b的内侧壁或内表面131b_i越减小。

根据实施例，第二层131b具有宽度wt。第一层131a在径向方向上具有最大宽度wt。第一层131a的部分131a_h在径向方向上具有宽度w2。第一层131a在径向方向上的横截面具有四边形形状，诸如梯形形状。

参照图4d，根据实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re。然而，第一层131a的内半径ri1不同于第二层131b的内半径ri2。在一些实施例中，第一层131a的内半径ri1大于第二层131b的内半径ri2。

根据实施例，第一层131a具有宽度w3，第二层131b具有宽度wt。宽度wt大于宽度w3。第一层131a在径向方向上的横截面具有四边形形状，诸如矩形形状。

根据实施例，第一层131a具有约10mm至约50mm的厚度ha。

参照图4e，根据实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re。然而，第一层131a的内半径ri1不同于第二层131b的内半径ri2。在一些实施例中，第一层131a的内半径ri1大于第二层131b的内半径ri2。

根据实施例，第一层131a的内表面具有内半径ri1随着与同心轴cl的距离而变化的部分131a_s。第一层131a的内表面的部分131a_s相对于同心轴cl有斜度地倾斜。第一层131a的内表面具有平行于同心轴cl而延伸的部分131a_v。随着第一层131a的内表面的部分131a_s在平行于同心轴cl的方向上越接近于第二层131b而倾斜，这部分131a_s的内半径ri1减小。

根据实施例，第一层131a具有宽度w4，第二层131b具有宽度wt。宽度wt大于宽度w4。第一层131a在径向方向上的横截面可以具有四边形形状，例如梯形形状。

根据实施例，第一层131a的厚度在约10mm至约50mm的范围内。第一层131a的厚度ha越接近第二层131b的内侧壁或内表面131b_i越减小。

参照图4f，根据实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re。然而，第一层131a的内半径ri1不同于第二层131b的内半径ri2。在一些实施例中，第一层131a的内半径ri1大于第二层131b的内半径ri2。

根据实施例，第一层131a的内表面具有内半径ri1根据与同心轴cl的距离而变化的部分131a_s。第一层131a的内表面的部分131a_s相对于同心轴cl而倾斜。随着内表面131a_s在平行于同心轴cl的方向上越接近于第二层131b而倾斜，第一层131a的内表面131a_s的内半径ri1减小。换言之，第一层131a相对于同心轴cl的内半径ri1随着越接近于第二层131b而减小。

根据实施例，第一层131a具有宽度w5，第二层131b具有宽度wt。宽度wt大于宽度w5。第一层131a在径向方向上的横截面可以具有三角形形状。

根据实施例，第一层131a的厚度在约10mm至约50mm的范围内。第一层131a的厚度ha越接近第二层131b的内侧壁或内表面131b_i越减小。

参照图4g，根据实施例，第一层131a和第二层131b具有相同的外半径re。然而，第一层131a的内半径ri1不同于第二层131b的内半径ri2。在一些实施例中，第一层131a的内半径ri1大于第二层131b的内半径ri2。

根据实施例，第一层131a的内表面具有内半径ri1沿着同心轴cl而变化的部分131a_c。第一层131a的内表面131a_c是凹圆的。第一层131a的内表面131a_c是朝着第二层131b弯曲的表面。第一层131a的内表面131a_c的内半径ri1在平行于同心轴cl的方向上越接近第二层131b越减小。在第一层131a的内表面131a_c中的任意点处的切面形成相对于同心轴cl有斜度地倾斜的角度。

根据实施例，第一层131a具有宽度w6，第二层131b具有宽度wt。宽度wt大于宽度w6。第一层131a具有约10mm至约50mm的厚度。第一层131a的厚度ha越接近第二层131b的内侧壁或内表面131b_i越减小。

本领域普通技术人员将理解，参照图4a至图4g描述的实施例可以彼此组合或修改，以构成其他实施例。作为示例，图4c的倾斜的部分131a_s可以被修改为朝向第二层131b弯曲。作为另一个示例，图4b中所示的第一层131a的内侧壁(诸如部分131a_v)可以修改为被切掉，使得第一层131a的内侧壁(即，部分131a_v)更远离图4e中所示的同心轴。

根据实施例，挡板131包括由各种材料形成的堆叠结构。图7至图9示出根据发明构思的示例性实施例的包括各种材料的堆叠结构的挡板的横截面。

参照图7，根据实施例，挡板131的第一层131a包括两个或更多个金属层。例如，第一层131a包括第一金属层131aa和第二金属层131ab。第一金属层131aa和第二金属层131ab由不同的材料制成。第一金属层131aa和第二金属层131ab分别包括铝(al)、铜(cu)、不锈钢或钛(ti)中的至少一者。

参照图8，根据实施例，挡板131的第二层131b包括两个或更多个绝缘层。例如，第二层131b包括第一绝缘层131ba和第二绝缘层131bb。第一绝缘层131ba和第二绝缘层131bb由不同的绝缘材料形成。第一绝缘层131ba和第二绝缘层131bb分别包括石英、al2o3、aln或y2o3中的至少一者。

参照图9，根据实施例，挡板131包括与第一层131a相邻且与第二层131b相对的第三层131c，使得第一层131a置于第二层和第三层之间。第三层131c包括非导电材料。每个外围开口131h也在与第一层131a和第二层131b相同的位置处穿透第三层131c。

再次参照图2，根据实施例，挡板131电连接到由导电金属制成的下室110。挡板131可以通过地构件111接地。在这种情况下，挡板131可以因与下室110的电连接而用作接地路径。

根据实施例，侧壁衬里184设置在室外壳180的反应空间182的内侧壁上，以保护下室110、下气环112、上气环114免受等离子体影响。侧壁衬里184由诸如石英、al2o3、aln或y2o3的绝缘材料形成。此外，闸阀(gatevalve)113设置为穿透下室110和侧壁衬里184。闸阀113提供到下室110中的入口。

根据实施例，侧壁衬里184连同下室100的暴露侧壁一起覆盖上气环114的暴露区域。因此，可以完全保护下室110、下气环和上气环免受等离子体的影响。

在下文中，将描述使用氢等离子体退火处理设备100来处理基板的方法。

图10是示出根据发明构思的示例性实施例的处理基板的方法的流程图。

参照图2和图10，可以通过闸阀113将基板w运送到反应空间182中(s10)。根据实施例，基板w是形成有用于制造半导体装置的结构的半导体基板(或基底)。图11是示出这种结构200f的透视图。

参照图11，根据实施例，提供在其上形成鳍式有源区fa的半导体基底210。

半导体基底210可以包括诸如si或ge的半导体材料或者诸如sige、sic、gaas、inas或inp的半导体化合物。在一些实施例中，半导体基底210包括iii-v族半导体材料和iv族半导体材料。iii-v族半导体材料可以包括二元化合物、三元化合物或四元化合物，每一种化合物包含至少一个iii族元素和至少一个v族元素。iii-v族半导体化合物包括iii族元素(诸如in、ga和al中的至少一种)和v族元素(诸如as、p和sb中的至少一种)。例如，iii-v族半导体材料包括inp、inzga1-zas(0≤z≤1)或alzga1-zas(0≤z≤1)。例如，二元化合物包括inp、gaas、inas、insb或gasb中的任意一种。例如，三元化合物包括ingap、ingaas、alinas、ingasb、gaassb或gaasp中的任意一种。iv族半导体材料包括例如si或ge。然而，iii-v族或iv族半导体材料不限于此。iii-v族半导体材料和iv族半导体材料(诸如ge)可以用作沟道材料以实现低功率、高速度的晶体管。可以使用iii-v族半导体基底或iii-v族半导体材料(例如，包括具有比硅基底高的电子迁移率的gaas)以及iv族半导体材料(例如，包括具有比硅基底高的空穴迁移率的ge)来形成高性能晶体管，诸如高性能cmos晶体管。

在一些实施例中，当在半导体基底210上形成nmos晶体管时，半导体基底210可以包括如上描述的iii-v族半导体材料的任意一种。在一些实施例中，当在半导体基底210上形成pmos晶体管时，半导体基底210的至少一部分包括ge。在一些实施例中，半导体基底210包括绝缘体上硅(soi)基底。半导体基底210可以包括导电区域，诸如掺杂有掺杂剂的阱，或掺杂有掺杂剂的结构。

根据实施例，在鳍式有源区fa的侧壁上设置隔离鳍式有源区fa的器件隔离层212。在一些实施例中，器件隔离层212可以包括氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、碳氮化硅层、聚硅层或其组合。器件隔离层212可以通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)工艺、高密度等离子体化学气相沉积(hdpcvd)工艺、电感耦合等离子体化学气相沉积(icpcvd)工艺、电容耦合等离子体化学气相沉积(ccpcvd)工艺、可流动的化学气相沉积(fcvd)工艺或旋涂工艺来形成，但是实施例不限于此。例如，器件隔离层212可以由氟硅酸盐玻璃(fsg)、未掺杂的硅酸盐玻璃(usg)、硼磷硅酸盐玻璃(bpsg)、磷硅酸盐玻璃(psg)、可流动的氧化物(fox)、等离子体增强四乙氧基硅烷(peteos)或tonen硅氮烷(tosz)形成，但是实施例不限于此。

在将鳍式有源区fa图案化之后，粗糙和晶体无序会存在于鳍式有源区fa的表面上。结果，载流子迁移率会因粗糙和晶体无序而减小。

再次参照图2和图10，根据实施例，通过提升销将基板w(诸如具有图11的结构200f的基底210)安装在基座120上。此时，通过接通直流电源123将直流施加到静电吸盘121的电极122，使得基板w可以通过库仑力而静电地粘附于静电吸盘121。在关闭闸阀113以不透气地遮挡反应空间182之后，使排气设备133操作以将反应空间182抽空至预定压强，诸如10mtorr至500mtorr的压强。利用基座120中的加热器/冷却器126将基板w的温度升高到约450℃至约650℃。

根据实施例，将处理气体供应到反应空间182中(s20)。例如，通过第一气体供应线路160将第一处理气体供应到反应空间182中，并且通过第二气体供应线路170将第二处理气体供应到反应空间182中。以约100sccm的流速供应氩(ar)气作为第一处理气体。以约750sccm的流速供应氢(h2)气作为第二处理气体。

根据实施例，通过将电力施加到等离子体产生器来执行等离子体处理(s30)。例如，当供应氩气和氢气时，微波产生器155工作而以例如2.45ghz的频率产生预定功率的微波。微波通过矩形波导154、模式转换器153、同轴波导150和rf天线设备140传播到反应空间182中。诸如ar和h2的气体在反应空间182中被微波等离子激发，并且分离为等离子以产生活性物种，利用该活性物种来处理基板w。换言之，对基板w执行等离子体处理。

此外，将约3000w至约3500w的功率施加到微波产生器155。在传统的等离子体处理设备中，因电弧的产生而不能施加超过2700w的功率。然而，由于使用了根据发明构思的示例性实施例的挡板131，所以可以减少或防止电弧产生。因此，减少了颗粒污染，并且可以使用更宽或更高范围的功率来处理基板。

在对基板w执行等离子体处理的同时，可以选择性地施加高频电源而以例如13.56mhz的频率输出更高频率的预定功率。

尽管以上描述了使用微波的等离子体处理(诸如等离子体退火处理)，但是发明构思的示例性实施例不限于此。例如，使用高频功率的等离子体处理(诸如等离子体退火处理)可以利用发明构思的示例性实施例使用。

此外，尽管发明构思的示例性实施例用于针对等离子体退火处理的等离子体处理，但是发明构思的示例性实施例可以用于除了等离子体退火处理之外的基板处理工艺，诸如用于蚀刻工艺、溅射工艺或沉积工艺的等离子体处理。在一些实施例中，将要被等离子体处理来处理的基板包括例如蓝宝石基板、玻璃基板、有机电致发光(el)基板、或用于平板显示器(fpd)的基板。

根据实施例，在图案化工艺中产生的基板w的粗糙度或无序可以通过等离子体处理(诸如氢等离子体退火处理)来去除或处置。

根据实施例，在执行等离子处理之后，从反应空间182卸载基板w。

上述主题被认为是说明性的，而不是限制性的，所附权利要求旨在覆盖落在发明构思的真实精神和范围内的所有这种修改、改进和其他实施例。因此，在法律允许的最大程度的基础上，所述范围将由权利要求及其等同物的最宽允许解释来确定，并且不应受限或限于上面的详细描述。