包括能够旋转的静电夹盘的等离子基板处理装置及利用其的基板处理方法与流程

本发明涉及一种等离子基板处理装置。

背景技术：

等离子基板处理装置是对安放于夹盘的基板进行等离子处理的装置。

此时，等离子处理可以意指蚀刻或蒸镀。

此外，基板可以意指晶圆或安装有晶圆的托盘。

通常，就这种等离子基板处理装置而言，安放基板的夹盘位于腔室的下部，供应工程气体的气体供应部和天线线圈位于腔室的上部。

另外，通过天线线圈向工程气体供应高频电源而产生的等离子对基板进行等离子处理。

然而，这种等离子基板处理装置所存在的问题是，会产生副产物，而这种副产物降落至基板的表面，从而发生不良。

为解决这种问题，可以使夹盘位于腔室上部，并使供应工程气体的气体供应部和天线线圈位于下部来防止副产物降落至基板的表面。

然而，就这种解决问题的方法而言，需要用夹具将基板固定于夹盘，而由于夹具支撑着基板的一部分，等离子与夹具碰撞，因而存在基板的夹具周围区域无法被等离子处理，或与夹具碰撞而导致等离子处理集中于基板的其他区域，从而基板被不均匀地等离子处理的问题。

此外，当用夹具固定大面积基板或多个基板时，所存在的问题是，因荷重，基板的中央部从夹盘的表面悬浮，从而导致基板被不均匀地等离子处理的问题。

上述作为背景技术说明的事项仅用于增进对本发明的背景的理解，不应视为认可其相当于已公知于本领域技术人员的现有技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献0001：韩国注册专利第10-1209298号。

技术实现要素：

技术问题

如上所述的现有技术存在如前所述的问题，而旨在解决这样的问题即是本发明的课题。

本发明的目的在于，提供一种静电夹盘能够被旋转的等离子基板处理装置及利用其的基板处理方法。

技术方案

用于达成这种目的的本发明的包括能够旋转的静电夹盘的等离子基板处理装置包括：腔室，其供用于进行等离子处理的基板搬入；旋转轴，其贯通所述腔室一的侧而设置；静电夹盘，其以能够与所述旋转轴的旋转联动而旋转的方式结合于所述旋转轴的一端而位于所述腔室的内部空间，且被施加偏置电源以使所述基板能够贴附；气体供应部，其以位于所述静电夹盘的下部的方式设置而向腔室内部供应工程气体；以及天线线圈，其以位于所述静电夹盘的下部的方式设置而向所述工程气体供应高频电源来产生等离子。

所述静电夹盘形成为半球形状，在所述腔室内部形成有空的空间，以使所述夹盘能够旋转，且包括净化气体供应部，其以位于所述静电夹盘的上部的方式设置，且向腔室内部供应净化气体。

所述腔室包括：第一腔室，其在一侧贯通有所述旋转轴，在另一侧设置有能够搬入或搬出所述基板的通道口；以及第二腔室，其供所述基板被等离子处理，并且所述等离子基板处理装置包括流入防止罩，该流入防止罩位于所述第一腔室与第二腔室之间，且以能够限制等离子流入所述第一腔室的方式形成有所述静电夹盘部分地插入的孔。

所述腔室包括：第一腔室，其在一侧贯通有所述旋转轴，在另一侧设置有能够搬入或搬出所述基板的通道口；以及第二腔室，其供所述基板被等离子处理，所述第一腔室通过开闭隔壁和固定隔壁被密闭或开放。

在所述第一腔室，所述开闭隔壁的下端面和所述固定隔壁的上端面倾斜地形成，所述开闭隔壁的下端面和所述固定隔壁的上端面相接触或分离而开闭，所述旋转轴贯通所述开闭隔壁的一侧，所述通道口设置于所述固定隔壁的另一侧。

所述等离子基板处理装置包括：高频电极，其突出形成于所述旋转轴的一侧；缸体，其向所述高频电极方向伸长；以及插头，其设置于所述缸体的一端而选择性地连接所述高频电极。

所述插头包括：绝缘体，其结合于所述缸体的一端；以及一对弹力部，其以能够夹紧所述高频电极的方式在所述绝缘体的一侧面的上端和下端相互隔开规定间距地结合于绝缘体的一端。

所述腔室包括：第三腔室；排气部，其以位于所述第三腔室的方式设置，且排出废气；升降板，其位于所述第三腔室与所述排气部之间，控制所述第三腔室与排气部之间的气体流动，且具有大于所述排气部的大小的直径；以及升降缸体，其结合于所述升降板而升降所述升降板。

此外，本发明还提供一种利用包括能够旋转的静电夹盘的等离子基板处理装置的基板处理方法，所述包括能够旋转的静电夹盘的等离子基板处理装置包括：腔室，其供用于进行等离子处理的基板搬入；旋转轴，其贯通所述腔室的一侧而设置；静电夹盘，其以能够与所述旋转轴的旋转联动而旋转的方式结合于所述旋转轴的一端而位于所述腔室的内部空间，且被施加偏置电源以使所述基板能够贴附；气体供应部，其以位于所述静电夹盘的下部的方式设置而向腔室内部供应工程气体；以及天线线圈，其以位于所述静电夹盘的下部的方式设置而向所述工程气体供应高频电源来产生等离子，所述基板处理方法包括：(1)将基板安放于静电夹盘的步骤；(2)向所述静电夹盘施加偏置电源来将所述基板固定于所述静电夹盘的步骤；(3)在所述基板固定于所述静电夹盘的状态下，所述旋转轴旋转，使固定于所述静电夹盘的所述基板表面朝向所述腔室的下部的步骤；(4)对所述基板进行等离子处理的步骤；(5)所述旋转轴旋转，使固定于所述静电夹盘的所述基板朝向所述腔室的上部的步骤；以及(6)解除向所述静电夹盘施加的偏置电源的步骤。

在所述静电夹盘的上部设置有向腔室内部供应净化气体的净化气体供应部，在所述第(4)步骤与第(5)步骤之间的步骤，包括：从所述净化气体供应部向所述腔室供应净化气体来去除残留于所述腔室的残留气体的步骤。

发明的效果

本发明具有如下优点，即，在基板表面朝向腔室的上部的状态下将基板固定于静电夹盘，在旋转静电夹盘，使基板的表面朝向腔室的下部的状态下对基板进行等离子处理，因而不需要夹具，且由于以基板荷重朝向下部的状态固定于静电夹盘，因而防止基板的中央部悬浮。

附图说明

图1是示出本发明的等离子基板处理装置的结构的图。

图2是示出本发明的等离子基板处理装置的被密闭的状态的图。

图3是示出本发明的等离子基板处理装置被开放的状态的图。

图4是示出解除作为本发明的一主要部分的高频电极和插头的结合的状态的图。

图5是示出作为本发明的一主要部分的高频电极和插头被结合的状态的图。

图6是示出本发明中搬入基板的过程的图。

图7是示出本发明中基板被等离子处理的过程的图。

图8是示出本发明中搬出基板的过程的图。

符号说明

10：基板，100：腔室，110：第一腔室，111：通道口，112：开闭隔壁，113：固定隔壁，114：连接机构，120：第二腔室，130：第三腔室，131：排气部，132：挡板，133：升降板，134：升降缸体，200：静电夹盘，210：旋转轴，211：旋转轴密封部件，212：高频电极，213：缸体，214：插头，215：绝缘体，216：一对弹力部，220：偏置电源，310：工程气体供应部，311：工程气体储存部，312：流入防止罩，320：天线线圈，321：第一高频电源，331：电介质板，332：喷淋板，410：净化气体供应部，411：净化气体储存部，500：第二高频电源。

具体实施方式

如图1所图示，本发明包括腔室100、静电夹盘200、工程气体供应部310以及天线线圈320。

以腔室100为基准，静电夹盘200位于上部，工程气体供应部310和天线线圈320位于下部。

腔室100是供基板10搬入，且用于用等离子处理基板10的空间。

此时，等离子处理可以意指蚀刻或蒸镀。

此外，基板10可以意指晶圆或安装晶圆的托盘。

静电夹盘200以能够与旋转轴210的旋转联动而旋转的方式结合于贯通腔室100的一侧而设置的旋转轴210的一端而位于腔室内部空间。

此时，在旋转轴210与旋转轴210所贯通的腔室100的一侧之间，可以为了维持腔室的内压而设置有旋转轴密封部件211。

另外，静电夹盘200被施加偏置电源220，以使基板10能够固定于静电夹盘200。

工程气体供应部310和高频感应线圈320是产生用于处理基板10的等离子的结构。

工程气体供应部310位于静电夹盘200的下部。

另外，工程气体供应部310连接于工程气体储存部311而向腔室内部供应工程气体。

此时，在工程气体供应部310与工程气体储存部311之间可以设置有调节工程气体的排出量的工程气体调节阀。

天线线圈320位于静电夹盘200的下部。

另外，天线线圈320连接至第一高频电源321而向工程气体供应高频电源来产生等离子。

在气体供应部310和天线线圈320的上部可以设置有防止工程气体的流入，并放出高频电源的电介质板331。

此外，在电介质板上部可以设置有喷淋板332，该喷淋板332形成有多个孔以均匀地喷射工程气体。

这种结构在基板10表面朝向腔室100的上部的状态下将基板10固定于静电夹盘200，并旋转静电夹盘200，在使基板10的表面朝向腔室100的下部的状态下使基板10被等离子处理。

如此，由于在基板10表面朝向腔室100的上部的状态下将基板10固定于静电夹盘200，且旋转静电夹盘200，在使基板10的表面朝向腔室100的下部的状态下使基板10被等离子处理，因而具有不需要夹具的优点，且由于以基板10荷重朝向下部的状态固定于静电夹盘200，因而具有防止基板10的中央部悬浮的优点。

若在空间上区分腔室100，则可以被区分为作为沿高度方向依次形成且相互内通的空间的第一腔室110、第二腔室120以及第三腔室130。

第一腔室110是在一侧贯通有旋转轴210，在另一侧设置有搬入或搬出基板10的通道口111的空间。

第二腔室120是沿高度方向形成于第一腔室110的下部，用等离子处理基板10的空间。

第三腔室130是形成于第二腔室120的下部，通过排气部131排出废气的空间。

静电夹盘200形成为半球形状。

另外，在第一腔室内部形成有规定的空的空间，以使静电夹盘200在原位不受其他结构的干扰，能够沿正方向或反方向旋转180°。

此时，也可以考虑夹盘300的旋转半径，使空的空间形成为半球形状、圆筒形状等水平截面为圆形的形状。

如此，若将静电夹盘200形成为半球形状，则使静电夹盘200在原位沿正方向或反方向旋转180°的轨迹最小化，因而不但能够使与其他结构的干扰最小化，而且还具有能够更有效地利用腔室100的内部空间的优点。

在静电夹盘200的上部设置有净化气体供应部410，该净化气体供应部410与净化气体储存部411连接而向腔室100内部供应净化气体的。

净化气体用于在将基板10搬入或搬出腔室100之前去除等离子处理后残留的残留气体。

此时，残留气体可以意指等离子基板10处理之后残留于腔室100的工程气体、废气以及工程副产物。

若从净化气体供应部410向腔室100内供应净化气体，则残留气体通过净化气体的压力而通过排气部131排出。

如此，净化气体供应部410使去除工程气体和废气变得容易，从而防止残留气体向腔室100外部流出，并防止残留气体残留于腔室100内而固化来延长腔室100的清理(clearing)周期。

所述等离子基板处理装置可以包括流入防止罩312，其以位于第一腔室110与第二腔室120之间的方式设置，且以能够限制等离子流入第一腔室110的方式形成有静电夹盘200部分地插入的孔。

此时，可以在流入防止罩312实施异物附着防止涂层以使颗粒的附着最小化。

如此，防止等离子流入第一腔室110，从而具有防止第一腔室110被等离子损伤的优点。

可以包括挡板132，其以位于第二腔室120与第三腔室130之间的方式设置，且形成有多个孔。

此时，挡板132可以调节形成于挡板132的孔的大小和个数来控制第二腔室120与第三腔室130之间的气体流动。

可以包括升降板133，其以位于第三腔室130与排气部131之间的方式设置，且具有大于排气部131的大小的直径。

此时，升降板133可以与升降缸体134连接而通过升降调节第三腔室130与排气部131之间的气体流动。

如图2和图3所图示，第一腔室110包括开闭隔壁112和固定隔壁113。

开闭隔壁112在清理腔室100内部时从固定隔壁113分离，使得第一腔室110的上部被开放。

此时，开闭隔壁112可以与固定隔壁113通过铰链、缸体等的连接机构114连接而分离。

第一腔室110通过开闭隔壁112的下端面和固定隔壁113的上端面相互接触或分离而开闭。

此时，在开闭隔壁112的下端面与固定隔壁113的上端面之间可以设置用于提高密闭率的隔壁密封部件。

开闭隔壁112的下端面和固定隔壁113的上端面倾斜地形成，在开闭隔壁112的一侧贯通有旋转轴210，在固定隔壁113的另一侧形成有通道口111。

通常，可以为了将由工程气体供应部310和天线线圈320产生的等离子引导至静电夹盘200而向静电夹盘200施加高频电源。

另外，一直连接有用于从第二高频电源500向静电夹盘200供应高频电源的高频电缆。

然而，当一直连接有高频电缆时，存在根据需要沿正方向或反方向旋转180°的静电夹盘200的动作受限制的问题。

此外，就高频电缆而言，由于其复杂的结构，当旋转产生的应力累积时，可能会发生断线、泄露等问题。

如图4和图5所图示，本发明包括高频电极212、缸体213以及插头214。

高频电极212突出形成于旋转轴210的一侧。

此时，高频电极212的另一侧可以由高频电极212延伸而连接至静电夹盘200，或通过高频电缆等媒介机构连接至静电夹盘200。

缸体213使用空气、液压、电机等向高频电极212方向伸长或向高频电极212的反方向被压缩。

插头214被施加来自第二高频电源500的高频电源，且设置于缸体213的一端而通过缸体213的伸长或压缩选择性地连接高频电极212。

当用等离子处理基板10时，若缸体213伸长而连接设置于缸体213的另一端的插头214与高频电极212，则向静电夹盘200施加高频电源。

当静电夹盘200旋转时，若缸体213压缩而解除设置于缸体另一端的插头214与高频电极212的接触，则解除向静电夹盘200施加的高频电源。

插头214包括绝缘体215和一对弹力部216，以能够夹紧高频电极212。

绝缘体215设置于缸体213的一端。

一对弹力部216相互隔开规定间距而设置于绝缘体215的一端。

若缸体213伸长，使得高频电极212插入于一对弹力部216之间，则弹力沿一对弹力部216相互对置的方向施加作用，从而能够坚固地固定高频电极212。

此时，一对弹力部216可以各自分离，或分别在单一躯体延伸而形成。

此外，可以通过形成为使一对相互对置的一对弹力部216之间的间距小于高频电极212的厚度来更坚固地固定高频电极212。

如此，当静电夹盘200旋转时，插头214与高频电极212之间的连接被解除，因而具有不会发生断线、泄露等问题的优点。

如图6至图8所图示，用本发明的等离子处理基板的工程顺序如下。

首先，将基板10搬入腔室100内部。

之后，将基板10安放于静电夹盘200。

之后，向静电夹盘200施加偏置电源来将基板10固定于静电夹盘200。

之后，在基板10固定于静电夹盘200的状态下，旋转轴210沿正方向旋转180°，使固定于静电夹盘200的基板10的表面朝向腔室100的下部。

之后，对基板10进行等离子处理。

之后，从净化气体供应部410向第一腔室110供应净化气体来去除残留于第一腔室110的残留气体。

之后，旋转轴210沿反方向旋转180°，以使固定于静电夹盘200的基板10朝向腔室100的上部。

之后，解除向静电夹盘200施加的偏置电源。

之后，将基板10搬出至腔室100的外部。