基板处理装置及基板处理方法

基板处理装置及基板处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种基板处理装置及基板处理方法，其分离设置等离子空间与源气体喷射空间，以提高薄膜物质的均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质。本发明的基板处理装置可以包括：工艺腔室；基板支撑部，其可旋转地设置于所述工艺腔室，以支撑多个基板；以及电极部，其设置于所述基板支撑部的上部并具有分离形成的用于向所述基板上喷出等离子的等离子形成空间及用于向所述基板上喷射源气体(Source?gas)的源气体喷射空间。
【专利说明】基板处理装置及基板处理方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基板处理装置，尤其涉及分离设置等离子空间和源气体喷射空 间，以提高薄膜物质的均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质的基板处理装置及基板处理 方法。

【背景技术】
[0002] 通常，制造太阳能电池 （Solar Cell)、半导体元件、平板显示器等，需要在基板表 面上形成预定的薄膜层、薄膜电路图案或光学图案，为此需要进行向基板上沉积特定物质 的薄膜沉积工艺、使用感光性物质选择性地露出薄膜的光刻工艺、通过去除选择性地露出 的部分的薄膜形成图案的蚀刻工艺等半导体制造工艺。
[0003] 这种半导体制造工艺在为相关工艺设计成最佳环境的基板处理装置内部进行，最 近普遍利用通过等离子执行沉积或蚀刻工艺的基板处理装置。
[0004] 利用等离子的基板处理装置有利用等离子形成薄膜的等离子增强化学汽相沉积 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ;PECVD)装置、蚀刻薄膜使得图案化的等 离子蚀刻装置等。
[0005] 图1为简要说明普通的基板处理装置的示意图。
[0006] 参考图1，一般的基板处理装置具有腔室10、等离子电极20、基座30及气体喷射工 具40。
[0007] 腔室10为基板处理工艺提供反应空间。此处，腔室10的一侧底面与用于排出反 应空间气体的排气口 12连通。
[0008] 等离子电极20设置于腔室10的上部密闭反应空间。
[0009] 等离子电极20的一侧通过匹配构件22电连接于射频（Radio Frequency ;RF)电 源24。此时，RF功率源24生成40MHz的RF功率供给等离子电极20。
[0010] 另外，等离子电极20的中央部分与基板处理工艺中用于供给源气体的气体供给 管26连通。
[0011] 匹配构件22连接于等离子电极20与RF功率源24之间，对RF功率源24供给等 离子电极20的RF功率的负载阻抗和源阻抗相进行匹配。
[0012] 基座30设置在腔室10的内部，支撑从外部上载的多个基板W。这种基座30是与 等离子电极20相对的对电极，从而通过用于升降基座30的升降轴32接地。升降轴32通 过升降装置（未图示）以上下方向升降。此时升降轴32被封闭升降轴32和腔室10底面 的波纹管34包围。
[0013] 气体喷射工具40与基座30相对地设置在等离子电极20的下端。此时，气体喷射 工具40和等离子电极20之间形成有贯通等离子电极20的气体扩散空间42,用于气体供给 管26供给的源气体扩散。这种气体喷射工具40通过连通到气体扩散空间42的多个气体 喷射孔44,将源气体均匀地喷射到整个反应空间。
[0014] 如上所述，一般的基板处理装置将基板W上载到基座30后，向腔室10的反应空间 喷射给定源气体，同时向等离子电极20供给RF功率使得反应空间形成电磁场，利用通过所 述电磁场形成于基板W上的等离子形成基板W上的预定薄膜。
[0015] 但对于普通的基板处理装置而言，由于源气体喷射空间和等离子空间相同，因此 反应空间形成的等离子密度的均匀度决定沉积到基板W的薄膜物质的均匀度，因此难以控 制薄膜物质的膜质。


【发明内容】

[0016] 技术问题
[0017] 为解决上述问题，本发明的目的为提供一种分离设置等离子空间和源气体喷射空 间，以提高薄膜物质的均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质的基板处理装置及基板处理 方法。
[0018] 技术方案
[0019] 为达成所述目的，本发明提供的基板处理装置可以包括：工艺腔室；基板支撑部， 其可旋转地设置在所述工艺腔室，以支撑多个基板；以及电极部，其设置于所述基板支撑部 的上部，并具有分离形成的用于向所述基板上喷出等离子的等离子形成空间及用于向所述 基板上喷射源气体（Source Gas)的源气体喷射空间。
[0020] 所述等离子形成空间可以形成有多个，所述源气体喷射空间可以形成有多个，所 述源气体喷射空间可以以空间分离方式分别形成于多个等离子形成空间之间。
[0021] 所述电极部可以包括：接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上 部，具有与多个所述等离子形成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔与第二 气体供给孔，以及与多个所述源气体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔；多个空间 形成构件，其从所述接地支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定高度，以形成 多个所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间；多个绝缘构件，其分别插入到多个所述 插入孔；多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所述等离 子形成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部；反应气体供给构件，其将所述反应气体 供给部供给的反应气体分别供给到多个所述第一气体供给孔及第二气体供给孔；以及源气 体供给构件，其将所述源气体供给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体供给孔。
[0022] 所述电极部可以包括：接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上 部，具有与多个所述等离子形成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔和第二 气体供给孔，以及与多个所述源气体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔；多个空间 形成构件，其从所述接地支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定高度，以形成 多个所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间；多个绝缘构件，其分别插入到多个所述 插入孔；多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所述等离 子形成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部；反应气体供给构件，其将所述反应气体 供给部供给的反应气体供给所述第一气体供给孔及第二气体供给孔中的至少一个气体供 给孔；以及吹扫气体供给构件，其将所述吹扫气体供给部供给的吹扫气体供给所述第一供 给孔及第二气体供给孔中剩余一个气体供给孔；以及源气体供给构件，其将所述源气体供 给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体供给孔。
[0023] 所述电极部还可以包括：用于向所述基板上喷射吹扫气体（Purge Gas)的多个吹 扫气体喷射空间，其中多个所述吹扫气体喷射空间分别以空间分离方式形成于设置在相邻 的一对源气体喷射空间之间的一对等离子形成空间之间，或者以空间分离方式形成于所述 等离子形成空间和所述源气体喷射空间之间。
[0024] 所述电极部可以包括：接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上 部，具有与多个所述等离子形成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔与第二 气体供给孔、与多个所述源气体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔，以及与多个所 述吹扫气体喷射空间重叠形成的多个第四气体供给孔；多个空间形成构件，其从所述接地 支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定高度，以形成多个所述等离子形成空间 和所述源气体喷射空间以及多个所述吹扫气体喷射空间；多个绝缘构件，其分别插入到多 个所述插入孔；多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所 述等离子形成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部；反应气体供给构件，其将所述 反应气体供给部供给的反应气体分别供给到多个所述第一气体供给孔及第二气体供给孔； 源气体供给构件，其将所述源气体供给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体供给 孔；以及吹扫气体供给构件，其将所述吹扫气体供给部供给的吹扫气体分别供给到多个所 述第四气体供给孔。
[0025] 为了解决上述技术问题，本发明的基板处理方法可以包括：向以可旋转方式设置 在工艺腔室的基板支撑部上放置多个基板的步骤A ;旋转放置有多个所述基板的基板支撑 部的步骤B;在电接地的电极部中以空间分离方式设置的等离子形成空间和源气体喷射空 间中，向所述源气体喷射空间供给源气体（Source Gas)，以向基板上喷射所述源气体的步 骤C;以及在所述等离子形成空间形成等离子并喷出到所述基板上的步骤D。
[0026] 所述步骤D可以包括：向所述等离子形成空间供给反应气体的步骤；以及向所述 等离子形成空间供给等离子体电源的步骤。
[0027] 所述步骤D还可以包括：向所述等离子体形成空间供给吹扫气体（Purge Gas)的 步骤。
[0028] 所述步骤C和步骤D可以同时执行进行，也可以按顺序执行进行。
[0029] 所述基板处理方法还可以包括：中断所述步骤D后向所述等离子形成空间供给吹 扫气体，以向基板上喷射所述吹扫气体的步骤。
[0030] 所述基板处理方法还可以包括：向吹扫气体喷射空间供给吹扫气体，以向基板上 喷射所述吹扫气体的步骤E，其中吹扫气体喷射空间以分别与所述等离子形成空间和所述 源气体喷射空间空间分离的方式设置于所述电极部。
[0031] 所述步骤C、所述步骤D及所述步骤E可以同时执行进行，也可以按顺序执行进行。
[0032] 技术效果
[0033] 根据上述技术方案，本发明的基板处理装置和利用该装置的基板处理方法通过空 间上分离设置等离子形成空间和源气体喷射空间，使得容易控制薄膜物质的膜质，同时可 以提高薄膜物质的覆盖范围，并且可以防止或者最小化薄膜物质沉积到等离子形成空间的 周边和/或等离子电极构件上，以提高源气体的使用效率及薄膜物质的均匀度。
[0034] 另外，本发明的基板处理装置和利用该装置的基板处理方法利用吹扫气体吹扫没 有沉积在基板上的源气体和/或没有与源气体发生反应的残余反应气体，因此可以更加容 易地控制薄膜物质的均匀度及薄膜物质的膜质。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 图1为简要说明普通基板处理装置的示意图；
[0036] 图2为简要显示本发明的第一实施例的基板处理装置的示意图；
[0037] 图3为简要显示图2所示的电极部的立体图；
[0038] 图4为简要显示图3所示的电极部的分解立体图；
[0039] 图5及图6为说明利用本发明的第一实施例的基板处理装置的基板处理方法的示 意图；
[0040] 图7为简要显示本发明的第二实施例的基板处理装置的示意图；
[0041] 图8为简要显示图7所示的电极部的一部分的剖面图；
[0042] 图9为说明本发明的第二实施例的基板处理装置的变形实例的示意图；
[0043] 图10为简要显示图9所示的电极部的一部分的剖面图；
[0044] 图11为简要显示本发明的第三实施例的基板处理装置的示意图；
[0045] 图12为简要显示图11所示的电极部的一部分的剖面图；
[0046] 图13为简要显示本发明的第四实施例的基板处理装置的示意图；
[0047] 图14为简要显示图13所示的电极部的一部分的剖面图。

【具体实施方式】
[0048] 以下参考附图详细说明本发明的优选实施例。
[0049] 图2为简要显示本发明的第一实施例的基板处理装置的示意图，图3为简要显示 图2所示的电极部的立体图，图4为简要显示图3所示的电极部的分解立体图。
[0050] 参照图2至图4,本发明的第一实施例的基板处理装置100包括工艺腔室110、基 板支撑部120、电极部130、电极罩140、等离子电源供给部150、反应气体供给部160及源气 体供给部170。
[0051] 工艺腔室110提供基板处理工艺所需的反应空间。所述工艺腔室110的底面连通 到用于排出反应空间内气体等的排气管112。
[0052] 基板支撑部120可旋转地设置在工艺腔室110内部。这种基板支撑部120被贯通 工艺腔室110的中央底面的旋转轴122所支撑。所述旋转轴122依靠轴驱动构件124的驱 动进行旋转，向预定方向旋转基板支撑部120。并且向工艺腔室110底面的外部露出的所述 旋转轴122被设置在工艺腔室110的底面的波纹管126包围。
[0053] 所述基板支撑部120支撑外部的基板上载装置（未示出）上载的多个基板W。此 时，基板支撑部120为圆盘形状，多个基板W例如半导体基板或薄片以预定间隔设置成圆 形。
[0054] 电极部130与基板支撑部120相对地设置在工艺腔室110的上部，并被电极罩140 覆盖。这种电极部130通过等离子形成空间S1向基板W上喷出等离子，并通过与等离子形 成空间S1空间分离的源气体喷射空间S2向基板W上喷射源气体SG。此时其中所述等离子 形成空间S1为多个，源气体喷射空间S2以空间分离方式分别形成于多个等离子形成空间 S1之间。
[0055] 具体地，电极部130如图3、图4所示，包括接地支架210、多个空间形成构件220、 多个绝缘构件230、多个等离子电极构件240、反应气体供给构件250及源气体供给构件 260。
[0056] 接地支架210以覆盖工艺腔室110的上部的方式设置在工艺腔室110的上部，从 而与被基板支撑部120支撑的多个基板W相对。这种接地支架210电接地。
[0057] 所述接地支架210包括多个插入孔212、多个第一气体供给孔至第三气体供给孔 214、216、218。
[0058] 多个插入孔212与多个等离子形成空间S1的各中心部重叠。此时多个插入孔212 的形状分别为长方形。
[0059] 多个第一气体供给孔214分别与多个等离子形成空间S1中的各等离子形成空间 重叠，并且分别邻接于多个插入孔212的一侧。此时，多个第一气体供给孔214分别平行地 设置于多个插入孔212的长度方向。
[0060] 多个第二气体供给孔216分别与多个等离子形成空间S1中的各等离子形成空间 重叠，并且分别邻接于多个插入孔212的另一侧。此时，多个第二气体供给孔216分别平行 地设置于多个插入孔212的长度方向。
[0061] 多个第三气体供给孔218分别与多个源气体喷射空间S2中的各源气体喷射空间 重叠，并且分别邻接于多个第一气体供给孔214的一侧或者分别邻接于多个第二气体供给 孔216的另一侧。此时，多个第三气体供给孔218分别平行地设置于多个第一气体供给孔 214或者第二气体供给孔216。
[0062] 多个空间形成构件220分别从接地支架210的底面中与第一气体供给孔214及第 二气体供给孔216之间，以及第二气体供给孔216及第三气体供给孔218之间相重叠的底 面，向基板支撑部120方向平行地凸出预定高度，以形成空间上分离的多个等离子形成空 间S1及多个源气体喷射空间S2。此时，多个空间形成构件220分别平行地形成于多个插 入孔212的长度方向。因此，一个等离子形成空间S1与一个插入孔212、邻接于插入孔212 长度方向两侧的第一气体供给孔214及第二气体供给孔216重叠。另外，多个源气体喷射 空间S2分别与各第三气体供给孔218重叠地形成于多个等离子形成空间S1之间。这种多 个空间形成构件220分别与电接地的接地支架210形成一体，因此多个源气体喷射空间S2 分别起到电性上分离多个等离子形成空间S1中各等离子形成空间的作用。
[0063] 多个绝缘构件230分别由绝缘物质形成，并分别插入到形成于接地支架210的多 个插入孔212。为此，多个绝缘构件230的剖面形状分别为"T"字形，可以由插入接地支架 210的插入孔212的主体232、形成于主体232的上部面并被接地支架210的上部面支撑的 头部234,以及贯通头部234与主体232的中空部236构成。这种多个绝缘构件230分别在 接地支架210和下述等离子电极构件240之间起到绝缘作用。
[0064] 多个等离子电极构件240分别由导电性物质形成，其插入到形成于绝缘构件230 的中空部236,从接地支架210的底面凸出预定高度，从而设置于等离子形成空间S1。此时， 多个等离子电极构件240优选的是分别凸出到与多个空间形成构件220的高度相同。为此， 多个等离子电极构件240分别形成得具有"T"字形剖面。这种多个等离子电极构件240分 别通过供电电缆242与等离子电源供给部150电连接。
[0065] 反应气体供给构件250将反应气体供给部160供给的反应气体供给到接地支架 210上形成的多个第一气体供给孔214及第二气体供给孔216,使反应气体分别通过多个第 一气体供给孔214及第二气体供给孔216喷射到多个等离子形成空间S1。为此，反应气体 供给构件250由第一主气体管252及多个第一分支气体管254构成。
[0066] 第一主气体管252贯通电极罩140并连接到反应气体供给部160。
[0067] 多个第一分支气体管254从第一主气体管252分支出来并与接地支架210结合， 其分别与形成于接地支架210的多个第一气体供给孔214及第二气体供给孔216连通。
[0068] 源气体供给构件260将源气体供给部170供给的源气体分别供给到形成于接地支 架210的多个第三气体供给孔218,使源气体通过多个第三气体供给孔218分别喷射到多个 源气体喷射空间S2。为此，源气体供给构件260由第二主气体管262及多个第二分支气体 管264构成。
[0069] 第二主气体管262贯通电极罩140并连接到源气体供给部170。
[0070] 多个第二分支气体管264分别从第二主气体管262分支出来并与接地支架210结 合，其分别与形成于接地支架210的多个第三气体供给孔218连通。
[0071] 等离子电源供给部150产生预定频率的等离子电源，通过供电电缆242将等离子 电源供给到电极部130的各等离子电极构件240。此时，供给的等离子电源是高频（例如： HF(High Frequency))电源或是特高频（Very High Frequency ;VHF)电源。例如：HF 电源 的频率范围是3MHz?30MHz, VHF电源的频率范围是30MHz?300MHz。
[0072] 所述供电电缆242连接有阻抗匹配电路152,用于匹配等离子电源供给部150供给 各等离子电极构件240的等离子电源的负载阻抗和源阻抗。这种阻抗匹配电路152可以由 电容器及电感器中至少一个构成的至少两个阻抗元件（未图示）构成。
[0073] 反应气体供给部160将预定的反应气体供给到电极部130的各等离子形成空间 S1。为此，反应气体供给部160设置在电极罩140的上部面或工艺腔室110的外部，通过上 述的反应气体供给构件250连通到电极部130的各等离子形成空间S1。此时，反应气体可 以由与源气体SG反应的气体形成。例如：反应气体可以由氮气（N2)、氧气（02)、二氧化氮 (N02)及臭氧（03)中的至少一种构成。这种反应气体通过在等离子形成空间S1里被等离 子进行等离子化后喷射到基板W上，与从源气体喷射空间S2喷射到基板W上的源气体SG 反应，以在基板W上沉积所需的薄膜物质。
[0074] 源气体供给部170将预定的源气体供给电极部130的各源气体喷射空间S2。为 此，源气体供给部170设置在电极罩140的上部面或工艺腔室110的外部，通过上述的源 气体供给构件260连通到电极部130的各源气体喷射空间S2。此时，源气体SG包含将 要沉积到基板W上的薄膜物质，可以含有硅（Si)、钛族元素（Ti、Zr、Hf等）、铝（AI)等。 例如：含有硅（Si)的源气体SG可以是硅烷（silane ;SiH4)、乙硅烷（Disilane ;Si2H6)、 丙娃烧（Trisilane ;Si3H8)、正娃酸乙酯（Tetraethylorthosilicate ;TE0S)、二氯甲娃 烧（Dichlorosilane;DCS)、六氯娃烧（Hexachlorosilane;HCD)、三-二甲基氨基娃烧 (Tri-dimethylaminosilane ;TriDMAS)及三娃胺（Trisilylamine ;TSA)等。这种源气体 SG 与上述的反应气体RG反应后沉积到基板W上，在基板W上形成预定的薄膜物质。
[0075] 图5及图6为说明利用本发明的第一实施例的基板处理装置的基板处理方法的示 意图。
[0076] 以下参照图5及图6说明利用本发明的第一实施例的基板处理装置的基板处理方 法说明如下：
[0077] 首先，将多个基板W以预定间隔上载，放置到基板支撑部120上。
[0078] 然后，向预定方向旋转放置有多个基板W的基板支撑部120。
[0079] 接着，向形成于电极部130的多个源气体喷射空间S2分别供给源气体SG，向各个 源气体喷射空间S2的下部喷射源气体SG，从而向随着基板支撑部120的旋转而旋转的多个 基板W喷射源气体SG。
[0080] 接着，向形成于电极部130上的多个等离子电极构件240分别供给等离子电源，同 时向多个等离子形成空间S1分别供给反应气体RG，在各等离子形成空间S1形成等离子，从 而把在各等离子形成空间S1内等离子化的反应气体喷出到基板W上。此时，等离子化的反 应气体依靠向等离子形成空间S1供给的反应气体RG的流速（或者流动），向等离子形成空 间S1的下面喷出。因此从各源气体喷射空间S2喷射的源气体SG和等离子形成空间S1喷 出的等离子化的反应气体在随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板W上相互反应，从 而基板W上沉积预定的薄膜物质。
[0081] 上述的基板处理装置及基板处理方法中，喷射源气体SG的步骤和喷出等离子的 步骤可以同时进行，或者可以按顺序进行。
[0082] 上述的本发明第一个实施例的基板处理装置及基板处理方法，以空间分离方式在 电极部130上形成等离子形成空间S1和源气体喷射空间S2,其中所述电极部130设置于旋 转多个基板W的基板支撑部120的整个上部，使得容易控制薄膜物质的膜质，同时提高薄膜 物质的覆盖范围，并且可以防止或最小化薄膜物质沉积到等离子形成空间S1的周边和/或 等离子电极构件240上，以提高源气体SG的使用效率及薄膜物质的均匀度。
[0083] 图7为简要显示本发明的第二实施例的基板处理装置的示意图，图8为简要显示 图7所示的电极部的一部分的剖面图。
[0084] 参照图7及图8,本发明的第二个实施例的基板处理装置300包括工艺腔室110、 基板支撑部120、电极部430、电极罩140、等离子电源供给部150、反应气体供给部160、源气 体供给部170及吹扫（Purge)气体供给部380。具有这种构成的本发明的第二个实施例的 基板处理装置300中除电极部330及吹扫气体供给部380以外，其他的构成与上述的本发 明的第一实施例的基板处理装置1〇〇相同，所以在此省略相同构成部分的重复说明。
[0085] 电极部330形成得具有上述的多个等离子形成空间S1和多个源气体喷射空间S2， 其包括接地支架210、多个空间形成构件220、多个绝缘构件230、多个等离子电极构件240、 反应气体供给构件350、源气体供给构件260及吹扫气体供给构件370。具有这种构成的电 极部330中除反应气体供给构件350及吹扫气体供给构件370以外，其它的构成与图3及 图4所示的上述的电极部130相同，所以此省略相关重复说明。
[0086] 反应气体供给构件350将反应气体供给部160供给的上述的反应气体RG分别供 给到形成于接地支架210的多个第一气体供给孔214,从而使反应气体RG通过多个第一气 体供给孔214分别喷射到多个等离子形成空间S1的一侧。为此，反应气体供给构件350包 括第一主气体管352及多个第一分支气体管354。
[0087] 第一主气体管352贯通电极罩140并连接于反应气体供给部160。
[0088] 多个第一分支气体管354分别从第一主气体管352分支出来结合于接地支架210， 其分别与形成于接地支架210的多个第一气体供给孔214连通。
[0089] 吹扫气体供给构件370将吹扫气体供给部380供给的吹扫气体PG分别供给到形 成于接地支架210的多个第二气体供给孔216,使吹扫气体PG分别通过多个第二气体供给 孔216喷射到多个等离子形成空间S1的另一侧。为此，吹扫气体供给构件370包括第三主 气体管372及多个第三分支气体管374。
[0090] 第三主气体管372贯通电极罩140并连接到吹扫气体供给部380。
[0091] 多个第三分支气体管374分别从第三主气体管372分支出来结合于接地支架210， 其分别与形成于接地支架210的多个第二气体供给孔216连通。
[0092] 吹扫气体供给部380设置在电极罩140或工艺腔室110的外部，向吹扫气体供给 构件370供给预定的吹扫气体PG。此时，吹扫气体PG用于吹扫（Purge)没有沉积到基板W 的源气体SG及/或没有与源气体SG起反应的残余反应气体RG，其可以由氮气（N2)、氩气 (Ar)、氣气（Ze)、氦气（He)中至少一种气体构成。
[0093] 以下说明如上所述的利用本发明的第二实施例的基板处理装置的基板处理方法。
[0094] 首先，将多个基板W按预定间隔上载，放置到基板支撑部120。
[0095] 然后，向预定方向旋转放置有多个基板W的基板支撑部120。
[0096] 接着，向形成于电极部330的多个源气体喷射空间S2分别供给源气体SG，向各源 气体喷射空间S2的下部喷射源气体SG，从而向随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板 W喷射源气体SG。
[0097] 接着，向形成于电极部330上的多个等离子电极构件240分别供给等离子电源，同 时向各等离子形成空间S1分别供给反应气体RG，在各等离子形成空间S1形成等离子，从而 把在各等离子形成空间S1内等离子化的反应气体喷出到基板W上。因此从各源气体喷射 空间S2喷射的源气体SG和等离子形成空间S1喷出的等离子化的反应气体在随基板支撑 部120的旋转而旋转的多个基板W上相互反应，从而基板W上沉积预定的薄膜物质。
[0098] 然后，中断向形成于电极部330的多个等离子电极构件240分别供给等离子电源， 并向多个等离子形成空间S1分别供给吹扫气体PG，向各等离子形成空间S1的下部喷射吹 扫气体PG，向随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板W分别喷射吹扫气体PG。从而， 喷射到多个基板W的吹扫气体PG吹扫没有沉积在基板W上的源气体SG及/或没有与源气 体SG发生反应的残余反应气体RG。
[0099] 上述的基板处理装置及基板处理方法中，可以同时进行或依次进行喷射源气体SG 的步骤、喷出等离子的步骤及喷射吹扫气体的步骤。并且，在喷射吹扫气体PG的步骤中，还 可以在供给吹扫气体PG的同时向各等离子电极构件240供给等离子电源，在各等离子形成 空间S1内形成等离子，向基板W上喷出等离子化的吹扫气体。
[0100] 一方面，上述的基板处理装置及基板处理方法的说明中，吹扫气体PG和反应气体 RG分别通过互不相同的气体供给孔214、216,分开供给到各等离子形成空间S1，但并不限 定于此，可以通过同一气体供给孔214、216供给。为此，如图9和图10所示，上述的反应气 体供给构件350连通到多个第一气体供给孔214中的一部分，并且连通到多个第二气体供 给孔216中的一部分。另外，上述的吹扫气体供给构件370与多个第一气体供给孔214中 的剩余孔连通，并且连通到多个第二气体供给孔216中的剩余孔。从而，吹扫气体PG和反 应气体RG分别通过多个第一气体供给孔214及多个第二气体供给孔216同时供给到多个 等离子形成空间S1。根据另一种方法，上述的反应气体供给构件350和上述的吹扫气体供 给构件370形成得互相连通，从而吹扫气体PG和反应气体RG可以分别通过多个第一气体 供给孔214及多个第二气体供给孔216同时供给到多个等离子形成空间SI。
[0101] 上述的本发明第二个实施例的基板处理装置及基板处理方法，以空间分离方式在 电极部130上形成等离子形成空间S1和源气体喷射空间S2,其中所述电极部130设置于 旋转多个基板W的基板支撑部120的整个上部，从而能够提高源气体SG的使用效率及薄膜 物质的均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质，提高薄膜物质的覆盖范围，利用吹扫气体PG 吹扫没有沉积在基板W上的源气体SG和/或没有与源气体SG起反应的残余反应气体RG， 使得可以更容易控制薄膜物质的均匀度和薄膜物质的膜质。
[0102] 图11为简要显示本发明的第三实施例的基板处理装置的示意图，图12为简要显 示图11所示的电极部的一部分的剖面图。
[0103] 参照图11及图12,本发明的第三个实施例的基板处理装置400包括工艺腔室 110、基板支撑部120、电极部430、电极罩140、等离子电源供给部150、反应气体供给部160、 源气体供给部170及吹扫气体供给部380。具有这种构成的本发明的第三实施例的基板处 理装置400除电极部430及吹扫气体供给部380以外，其他的构成与上述的本发明第一实 施例的基板处理装置100相同，在此省略对相同构成部分的重复说明。
[0104] 电极部430包括多个等离子形成空间S1、多个源气体喷射空间S2及吹扫气体喷 射空间S3,其中所述吹扫气体喷射空间S3形成于相邻的一对源气体喷射空间S2之间形成 的一对等离子形成空间S1之间。为此，电极部430包括接地支架310、多个空间形成构件 220、多个绝缘构件230、多个等离子电极构件240、反应气体供给构件250、源气体供给构件 460及吹扫气体供给构件470。具有这种构成的电极部430除了接地支架310、源气体供给 构件460及吹扫气体供给构件470以外，其它的构成与图3及图4所示的上述的电极部130 相同，对此不做重复说明。
[0105] 接地支架310还包括分别与各吹扫气体喷射空间S3重叠的多个第四气体供给孔 219,除此之外与图3及图4所示的上述的接地支架210相同，对此不做重复说明。即，本发 明的第二实施例的基板处理装置300将源气体喷射空间S2作为吹扫气体喷射空间S3使 用，将与其重叠的多个第三气体供给孔216作为第四气体供给孔219使用，其中所述源气体 喷射空间S2形成于图3及图4所示的接地支架210上相邻的一对源气体喷射空间S2之间 的一对等离子形成空间S1之间。
[0106] 源气体供给构件460将源气体供给部170供给的源气体SG分别供给到形成于接 地支架310的多个第三气体供给孔218,使源气体SG通过多个第三气体供给孔218分别喷 射到多个源气体喷射空间S2。为此，源气体供给构件460包括第二主气体管462及多个第 二分支气体管464。
[0107] 第二主气体管462贯通电极罩140并连接到源气体供给部170。
[0108] 多个第二分支气体管464分别从第二主气体管462分支出来结合于接地支架310， 其分别与形成于接地支架310的多个第三气体供给孔218连通。
[0109] 吹扫气体供给构件470将吹扫气体供给部380供给的吹扫气体PG分别供给到形 成于接地支架310的多个第四气体供给孔219,使吹扫气体PG分别通过多个第四气体供给 孔219分别喷射到多个吹扫气体喷射空间S3。为此，吹扫气体供给构件470包括第三主气 体管472及多个第三分支气体管474。
[0110] 第三主气体管472贯通电极罩140并连接到吹扫气体供给部380。
[0111] 多个第三分支气体管474从第三主气体管472分支出来结合于接地支架310,其分 别与形成于接地支架310的多个第四气体供给孔219连通。
[0112] 吹扫气体供给部380将预定的吹扫气体PG分别供给到形成于电极部430的多个 吹扫气体喷射空间S3。为此，吹扫气体供给部380设置在电极罩140的上部面或工艺腔室 110的外部连通到上述的吹扫气体供给构件470,从而将预定的吹扫气体PG连通到电极部 430的各吹扫气体喷射空间S3。此时，吹扫气体PG用于吹扫（Purge)没有沉积到基板W的 源气体SG和/或没有与源气体SG起反应的残余反应气体RG，其可以由四氟化碳（CF4)、氩 气（Ar)、氣气（Ze)及氦气（He)中至少一种气体构成。
[0113] 以下说明上述的利用本发明的第三实施例的基板处理装置的基板处理方法。
[0114] 首先，将多个基板W按预定间隔上载，放置到基板支撑部120上。
[0115] 然后，向预定方向旋转放置有多个基板W的基板支撑部120。
[0116] 接着，向电极部430上的多个源气体喷射空间S2分别供给源气体SG，向各源气体 喷射空间S2的下部喷射源气体SG，从而向随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板W分 别喷射源气体SG。
[0117] 接着，向电极部430上的多个等离子电极构件240分别供给等离子电源，同时向多 个等离子形成空间S1供给反应气体RG，在各等离子形成空间S1形成等离子，并向基板W上 喷出在各等离子形成空间S1等离子化的反应气体。因此，各源气体喷射空间S2喷射的源 气体SG和等离子形成空间S1喷出的等离子化的反应气体在随基板支撑部120旋转而旋转 的多个基板W上相互反应，因此基板W上沉积预定的薄膜物质。
[0118] 然后，向电极部430的多个吹扫气体喷射空间S3供给吹扫气体PG，向各吹扫气体 喷射空间S3的下部喷射吹扫气体PG，从而向随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板W 分别喷射吹扫气体PG。从而，喷射到多个基板W上的吹扫气体PG吹扫没有沉积到基板W的 源气体SG和/或没有与源气体SG反应的残余反应气体RG。
[0119] 上述的基板处理装置及基板处理方法中，喷射源气体SG的步骤、喷出等离子的步 骤及喷射吹扫气体PG的步骤可以同时执行，也可按顺序执行。
[0120] 上述的本发明的第三实施例的基板处理装置及基板处理方法，以空间分离方式在 电极部430上形成等离子形成空间S1和源气体喷射空间S2,所述电极部430设置于旋转多 个基板W的基板支撑部120上部的前面，从而能够提高源气体SG的使用效率及薄膜物质的 均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质，同时能够提高薄膜物质的覆盖范围，利用吹扫气体 PG吹扫没有沉积在基板W上的源气体SG和/或没有与源气体SG反应的残余反应气体RG， 使得可以更容易控制薄膜物质的均匀度和薄膜物质的膜质。
[0121] 图13为简要显示本发明的第四实施例的基板处理装置的示意图，图14为简要显 示图13所示的电极部的一部分的剖面图。
[0122] 参照图13及图14,本发明的第4实施例的基板处理装置500包括工艺腔室110、 基板支撑部120、电极部530、电极罩140、等离子电源供给部150、反应气体供给部160、源气 体供给部170及吹扫气体供给部380。具有这种构成的本发明的第4实施例的基板处理装 置500除了电极部530及吹扫气体供给部380以外的其他的构成与上述的本发明第一实施 例的基板处理装置100相同，因此相同构成部分不做重复说明。
[0123] 电极部530包括多个等离子形成空间S1、多个源气体喷射空间S2以及形成于等离 子形成空间S1与源气体喷射空间S2之间的多个吹扫气体喷射空间S3。为此，电极部530 包括接地支架510、多个空间形成构件520、多个绝缘构件230、多个等离子电极构件240、反 应气体供给构件250、源气体供给构件260及吹扫气体供给构件570。具有这样构成的电极 部530除了接地支架510、多个空间形成构件520及吹扫气体供给构件570以外，其他的构 成与图3及图4所示的上述的电极部130相同，因此不做重复说明。
[0124] 接地支架510还包括分别与多个吹扫气体喷射空间S3重叠地形成于第二气体供 给孔216和第三气体供给孔218之间的多个第四气体供给孔219,除此之外与图3及图4所 示的上述的接地支架210相同，因此在此不做重复说明。
[0125] 多个空间形成构件520分别从接地支架510的底面按照设定的间隔平行地凸出预 定高度，以形成多个等离子形成空间S1、多个源气体喷射空间S2及多个吹扫气体喷射空间 S3,除此之外与图3及图4所示的上述的空间形成构件220相同，因此在此不做重复说明。
[0126] 吹扫气体供给构件570将吹扫气体供给部380供给的吹扫气体PG分别供给到形 成于接地支架510的多个第四气体供给孔219,使吹扫气体PG通过多个第四气体供给孔 219分别喷射到多个吹扫气体喷射空间S3。为此，吹扫气体供给构件570包括第三主气体 管572及多个第三分支气体管574。
[0127] 第三主气体管572贯通电极罩140并连接到吹扫气体供给部380。
[0128] 多个第三分支气体管574分别从第三主气体管572分支出来结合于接地支架510， 其分别与形成于接地支架510的多个第四气体供给孔219连通。
[0129] 吹扫气体供给部380将预定的吹扫气体PG分别供给到形成于电极部430的多个 吹扫气体喷射空间S3。为此，吹扫气体供给部380设置在电极罩140的上部面或工艺腔 室110的外部，与上述的吹扫气体供给构件570连通，从而将预定的吹扫气体PG连通到各 电极部530的各吹扫气体喷射空间S3。此时，吹扫气体PG用于吹扫（Purge)没有沉积在基 板W上的源气体SG和/或没有与源气体SG发生反应的残余反应气体RG，其可以由四氟化 碳（CF4)、氩气（Ar)、氙气（Ze)及氦气（He)中至少一种气体构成。
[0130] 以下说明上述的利用本发明的第四实施例的基板处理装置的基板处理方法。
[0131] 首先，将多个基板W按预定间隔上载放置到基板支撑部120。
[0132] 然后，向预定方向旋转放置有多个基板W的基板支撑部120。
[0133] 接着，向电极部530上的多个源气体喷射空间S2供给源气体SG，向各源气体喷射 空间S2的下部喷射源气体SG，从而向随基板支撑部120的旋转而旋转的多个基板W分别喷 射源气体SG。
[0134] 接着，向电极部530上的多个等离子电极构件240分别供给等离子电源，同时向多 个等离子形成空间S1供给反应气体RG，在各等离子形成空间S1形成等离子，向基板W上喷 出在各等离子形成空间S1等离子化的反应气体。因此，各源气体喷射空间S2喷射的源气 体SG和等离子形成空间S1喷出的等离子化的反应气体在随基板支撑部120的旋转而旋转 的多个基板W上相互起反应，因此基板W上沉积预定的薄膜物质。
[0135] 然后，向电极部530的多个吹扫气体喷射空间S3分别供给吹扫气体PG，向各吹扫 气体喷射空间S3的下部喷射吹扫气体PG，从而分别向随基板支撑部120的旋转而旋转的多 个基板W喷射吹扫气体PG。因此，喷射到多个基板W上的吹扫气体PG吹扫没有沉积到基板 W的源气体SG和/或没有与源气体SG反应的残余反应气体RG。
[0136] 上述的基板处理装置及基板处理方法中，喷射源气体SG的步骤、喷出等离子的步 骤及喷射吹扫气体PG的步骤可以同时执行，也可按顺序执行。
[0137] 上述的本发明的第四实施例的基板处理装置及基板处理方法，以空间分离方式在 电极部530上形成等离子形成空间S1和源气体喷射空间S2,其中所述电极部530以预定 形态设置于旋转多个基板W的基板支撑部120上部，从而能够提高源气体SG的使用效率及 薄膜物质的均匀度，使得容易控制薄膜物质的膜质，提高薄膜物质的覆盖范围，利用吹扫气 体PG吹扫没有沉积在基板W上的源气体SG和/或没有与源气体SG起反应的残余反应气 体RG，使得可以更容易控制薄膜物质的均匀度和薄膜物质的膜质。
[0138] 一方面，上述的本发明的第一至第四实施例的基板处理装置及基板处理方法中， 说明了向多个源气体喷射空间S2供给一种源气体SG，但并不限定于此，也可以向多个源气 体喷射空间S2分别供给不同种类的源气体。这种情况下，基板W上可分别形成各不同的薄 膜物质形成的多层薄膜。
[0139] 本发明所属【技术领域】的相关人员应该应理解本发明在不变更其技术思想或必要 的特征的情况下以其他具体的形态实施。所以，可以理解为以上记载的实施例仅作为示例， 而并非限定。本发明的范围应当以权利要求书的保护范围确定，而不是上述的详细说明，权 利要求范围的意义及范围，还有其等价概念所导出的所有变更或是变更形态都应解释为包 含于本发明的范围。
【权利要求】
1. 一种基板处理装置，其特征在于，包括： 工艺腔室； 基板支撑部，其可旋转地设置在所述工艺腔室，以支撑多个基板；以及 电极部，其设置于所述基板支撑部的上部，并具有分离形成的用于向所述基板上喷出 等离子的等离子形成空间及用于向所述基板上喷射源气体的源气体喷射空间。
2. 根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于： 所述等离子形成空间形成有多个，所述源气体喷射空间形成有多个，所述源气体喷射 空间以空间分离方式分别形成于多个等离子形成空间之间。
3. 根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，还包括： 等离子电源供给部，其向所述等离子形成空间供给等离子电源； 反应气体供给部，其向所述等离子形成空间供给反应气体；以及 源气体供给部，其向所述源气体喷射空间供给源气体。
4. 根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，所述电极部包括： 接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上部，具有与多个所述等离子形 成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔与第二气体供给孔，以及与多个所述 源气体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔； 多个空间形成构件，其从所述接地支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定 高度，以形成多个所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间； 多个绝缘构件，其分别插入到多个所述插入孔； 多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所述等离子形 成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部； 反应气体供给构件，其将所述反应气体供给部供给的反应气体分别供给到多个所述第 一气体供给孔及第二气体供给孔；以及 源气体供给构件，其将所述源气体供给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体 供给孔。
5. 根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，还包括： 等离子电源供给部，其向所述等离子形成空间供给等离子电源； 反应气体供给部，其向所述等离子形成空间供给反应气体； 吹扫气体供给部，其向所述等离子形成空间供给吹扫气体；以及 源气体供给部，其向所述源气体喷射空间供给源气体。
6. 根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，所述电极部包括： 接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上部，具有与多个所述等离子形 成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔和第二气体供给孔，以及与多个所述 源气体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔； 多个空间形成构件，其从所述接地支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定 高度，以形成多个所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间； 多个绝缘构件，其分别插入到多个所述插入孔； 多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所述等离子形 成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部； 反应气体供给构件，其将所述反应气体供给部供给的反应气体供给所述第一气体供给 孔及第二气体供给孔中的至少一个气体供给孔；以及 吹扫气体供给构件，其将所述吹扫气体供给部供给的吹扫气体供给所述第一供给孔及 第二气体供给孔中剩余一个气体供给孔；以及 源气体供给构件，其将所述源气体供给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体 供给孔。
7. 根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，所述电极部还包括： 用于向所述基板上喷射吹扫气体的多个吹扫气体喷射空间， 其中多个所述吹扫气体喷射空间分别以空间分离方式形成于设置在相邻的一对源气 体喷射空间之间的一对等离子形成空间之间，或者以空间分离方式形成于所述等离子形成 空间和所述源气体喷射空间之间。
8. 根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，还包括： 等离子电源供给部，其向所述等离子形成空间供给等离子电源； 反应气体供给部，其向所述等离子形成空间供给反应气体； 吹扫气体供给部，其向所述吹扫气体喷射空间供给吹扫气体；以及 源气体供给部，其向所述源气体喷射空间供给源气体。
9. 根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，所述电极部包括： 接地支架，其电接地，并且设置成覆盖所述工艺腔室的上部，具有与多个所述等离子形 成空间重叠形成的多个插入孔、多个第一气体供给孔与第二气体供给孔、与多个所述源气 体喷射空间重叠形成的多个第三气体供给孔，以及与多个所述吹扫气体喷射空间重叠形成 的多个第四气体供给孔； 多个空间形成构件，其从所述接地支架的底面向所述基板支撑部方向平行地凸出预定 高度，以形成多个所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间以及多个所述吹扫气体喷射 空间； 多个绝缘构件，其分别插入到多个所述插入孔； 多个等离子电极构件，其分别贯通多个所述绝缘构件并分别设置于多个所述等离子形 成空间，并且电连接于所述等离子电源供给部； 反应气体供给构件，其将所述反应气体供给部供给的反应气体分别供给到多个所述第 一气体供给孔及第二气体供给孔； 源气体供给构件，其将所述源气体供给部供给的源气体分别供给到多个所述第三气体 供给孔；以及 吹扫气体供给构件，其将所述吹扫气体供给部供给的吹扫气体分别供给到多个所述第 四气体供给孔。
10. -种基板处理方法，其特征在于，包括： 向以可旋转方式设置在工艺腔室的基板支撑部上放置多个基板的步骤A ; 旋转放置有多个所述基板的基板支撑部的步骤B ; 在电接地的电极部中以空间分离方式设置的等离子形成空间和源气体喷射空间中，向 所述源气体喷射空间供给源气体，以向基板上喷射所述源气体的步骤C ;以及 在所述等离子形成空间形成等离子并喷出到所述基板上的步骤D。
11. 根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于： 所述步骤D是，通过向所述等离子形成空间供给反应气体和等离子电源，在所述等离 子喷射空间形成等离子，并将等离子化的反应气体喷射到所述基板上。
12. 根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，所述步骤D还包括： 向所述等离子形成空间供给吹扫气体，以喷射到所述基板上的步骤。
13. 根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，还包括： 中断所述步骤D后向所述等离子形成空间供给吹扫气体，以向基板上喷射所述吹扫气 体的步骤。
14. 根据权利要求10或权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，还包括： 向吹扫气体喷射空间供给吹扫气体，以向基板上喷射所述吹扫气体的步骤E，其中吹 扫气体喷射空间以分别与所述等离子形成空间和所述源气体喷射空间空间分离的方式设 置于所述电极部。
【文档编号】H01L21/205GK104094384SQ201280063747
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月23日
【发明者】许胜会, 韩政勋 申请人:周星工程股份有限公司