基板加工装置和基板加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在基板上沉积薄膜的加工基板的装置和方法。
【背景技术】
[0002]通常，为了制造太阳能电池、半导体器件和平板显示器件，需要在基板的表面形成预定的薄膜层、薄膜电路图案或光学图案。因此，需要执行半导体制造工艺，例如，在基板上沉积预定材料薄膜的薄膜沉积工艺、使用光敏材料对薄膜进行选择性的曝光的光学工艺，以及通过选择性地除去该薄膜的暴露部分形成图案的蚀刻工艺。
[0003]半导体制造工艺在被设计为适于最佳环境的基板加工装置内部进行。近来，使用等离子体的基板加工装置通常用于实施沉积工艺或蚀刻工艺。
[0004]这种使用等离子体的半导体制造工艺可以是用于形成薄膜的PECVD (等离子体增强化学气相沉积)装置，或用于蚀刻薄膜和图案化薄膜的等离子体蚀刻装置。
[0005]图1示出了根据现有技术的加工基板的装置(基板加工装置)。
[0006]参见图1，根据现有技术的基板加工装置可以包括腔室10、等离子体电极20、承托器30，以及气体分配构件40。
[0007]腔室10为基板加工提供加工空间。在这情况中，腔室10底表面的预定部分与抽吸口 12连通以从该加工空间排出工艺气。
[0008]等离子体电极20设置在腔室10上以密封该加工空间。
[0009]等离子体电极20的一侧通过匹配部件22与RF(射频)电源24电连接。RF电源24产生RF电力，并且将产生的RF电力供应到等离子体电极20。
[0010]并且，等离子体电极20的中央部分与供气管26连通，供气管26供应用于基板加工的工艺气。
[0011]匹配部件22连接在等离子体电极20与RF电源24之间，以对从RF电源24供应到等离子体电极20的RF电力的负载阻抗和电源阻抗进行匹配。
[0012]承托器30设置在腔室10的内部，并且承托器30支撑从外部载入的多个基板(W)。承托器30用作与等离子体电极相对的相反电极并且承托器30通过用于升降承托器30的升降轴32电接地。
[0013]在承托器30内部有用于加热被支撑基板(W)的基板加热构件(未示出)。因此，由于承托器30被基板加热构件加热，被承托器30支撑的基板(W)的下表面也被加热。
[0014]升降轴32由升降装置(未示出)上升或下降。在这种情况下，升降轴32被用于密封升降轴32与腔室10底表面的波纹管34包围。
[0015]气体分配构件40设置在等离子体电极20下方，其中，气体分配构件40面对承托器30。在这种情况下，气体分配构件40与等离子体电极20之间形成了气体扩散空间42。从气体供应管26穿过等离子体电极20供应的工艺气在气体扩散空间42内部扩散。通过与气体扩散空间42连通的多个气体分配孔14，气体分配构件40均匀地分配工艺气到加工空间的整个区域。
[0016]在根据现有技术的基板加工装置的情况中，在基板(W)载入到承托器30上之后，载入到承托器30的基板(W)被加热，预定的工艺气被分配到腔室10的加工空间，并且RF电力被供应到等离子体电极20以在加工空间中形成等离子体，从而在基板(W)上沉积预定的薄膜。在薄膜沉积过程中，被分配到加工空间的工艺气流向承托器30的边缘，然后工艺气通过形成在加工腔室10底表面两侧的抽吸口 12排出加工腔室10。
[0017]然而，根据现有技术的基板加工装置具有下列问题。
[0018]形成在承托器30的整个区域的等离子体的密度不均匀，使得沉积在基板(W)上的薄膜材料的均匀性变差，并且难以控制薄膜的品质。
[0019]另外，在加工空间中，源气和反应气混合在一起，并且通过CVD(化学气相沉积)在基板(W)上形成预定薄膜，因此薄膜的性质不均匀，从而难以控制薄膜的品质。
【发明内容】
[0020]技术问题
[0021]因此，本发明涉及一种基板加工的装置和方法，其基本上避免了现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
[0022]技术方案
[0023]本发明的一个方面是提供一种加工基板的装置和方法，其能够实现沉积在基板上的薄膜的均匀性，并且有利于控制薄膜的质量。为了获得这些根据本发明的目的的优点和其它优点，提供了一种基板加工装置，其可以包括:加工腔室，用于形成加工空间；腔室盖，用于覆盖所述加工腔室的上侧；基板支撑器，用于支撑至少一个基板，其中所述基板支撑器设置在所述加工腔室中；源气分配器，用于将源气分配到在所述基板支撑器上限定的源气分配区域，其中，所述源气分配器设置在所述腔室盖中；反应气分配器，用于将反应气分配到在所述基板支撑器上限定的反应气分配区域，其中，所述反应气分配器设置在所述腔室盖中；以及吹扫气分配器，用于将吹扫气分配到在所述源气分配区域和所述反应气分配区域之间限定的吹扫气分配区域，其中所述吹扫气分配器设置在所述腔室盖中，其中，所述吹扫气分配器与所述基板之间的距离小于所述基板与每个所述源气分配器或反应气分配器之间的距离。
[0024]根据本发明的另一个方面，提供了一种基板加工方法，用于通过在加工腔室中形成的加工空间内部的源气和反应气的相互反应在基板上沉积薄膜，所述方法可包括:将至少一个基板放置在设置在所述加工腔室内部的基板支撑器上；将所述源气分配到在所述基板支撑器上限定的源气分配区域；将所述反应气分配到在所述基板支撑器上限定的反应气分配区域；以及将吹扫气分配到在所述源气分配区域和所述反应气分配区域之间限定的吹扫气分配区域，以将所述源气分配区域和所述反应气分配区域在空间上彼此分开，其中，所述吹扫气到所述基板的分配距离小于所述源气和所述反应气的每一个到所述基板的各个分配距离。
[0025]有益效果
[0026]根据本发明的基板加工装置和基板加工方法可以防止源气(SG)与反应气(RG)在将气体分配到基板支撑器120的过程中混合。
[0027]因此，通过ALD工艺在基板支撑器120的驱动下旋转的基板(W)上沉积薄膜可以实现沉积在基板(W)上的薄膜的均匀的品质，并且便于控制沉积在基板(W)上的薄膜的质量。
[0028]而且，即使基板支撑器120以1000RPM或以上的速度来驱动，也就是说基板(W)的移动速度是快速的，仍然可以防止源气(SG)和反应气(RG)混合，从而以高速度实行关于基板(W)的ALD工艺。
【附图说明】
[0029]图1示出了根据现有技术的基板加工装置；
[0030]图2是示出根据本发明第一实施例的基板加工装置的透视图；
[0031]图3是示出根据本发明第一实施例的基板加工装置的俯视图；
[0032]图4是沿图3的1-1’截取的横截面图；
[0033]图5示出了基板与各个源气分配器、反应气分配器和吹扫气分配器之间的间距；
[0034]图6是示出根据本发明第二实施例的基板加工装置的俯视图；
[0035]图7是示出根据本发明第三实施例的基板加工装置的俯视图；
[0036]图8是示出根据本发明第四实施例的基板加工装置的透视图；
[0037]图9是示出根据本发明第四实施例的基板加工装置的俯视图；
[0038]图10是沿图9的11-11’截取的横截面图；
[0039]图11是示出根据本发明第一至第四实施例的基板加工装置中的源气分配模块的第一修改实例的横截面图；
[0040]图12是示出根据本发明第一至第四实施例的基板加工装置中的源气分配模块的第二修改实例的横截面图；
[0041]图13是示出根据本发明第五实施例的基板加工装置的俯视图；
[0042]图14沿图13的II1-1II’截取的横截面图；以及
[0043]图15是示出图14所示的吹扫气分配器的俯视图。
【具体实施方式】
[0044]以下将结合附图详细描述本发明的实施例。
[0045]图2是示出了根据本发明第一实施例的基板加工装置的透视图。图3是示出根据本发明第一实施例的基板加工装置的俯视图。图4是沿图3的1-1截取的横截面图。
[0046]参见图2至图4，根据本发明第一实施例的基板加工装置可以包括:加工腔室110、基板支撑器120、腔室盖130、源气分配器140、反应气分配器150和吹扫气分配器160。
[0047]加工腔室110为基板加工(例如，薄膜沉积工艺)提供加工空间。为此，加工腔室110可以包括底表面和与底表面垂直的腔室侧壁，以限定加工空间。
[0048]加工腔室110的底表面上有底部框架112。底部框架112可以包括用于引导基板支撑器120的旋转的导轨(未示出)，以及用于将加工空间中的气体抽吸到外部的抽吸口114。多个抽吸口 114可以以固定的间隔布置在泵管(未示出)中，泵管在与腔室侧壁相临的底部框架112内部形成为圆形带，因此多个抽吸口 114可以与加工空间连通。
[0049]基板(W)通过基板通道被载入加工空间或从加工空间卸载。基板通道形成在加工腔室110的至少一个腔室侧壁中。基板通道(未示出)可以包括用于密封加工空间内部的腔室密封构件(未示出)。
[0050]基板支撑器120设置在加工腔室110内部的底表面上，即，设置在底部框架112上。基板支撑器120支撑至少一个通过基板通道从外部基板装载装置(未示出)载入加工空间的基板(W)。在这种情况下，基板支撑器120形成为盘形，并且电接地或浮接。基板(W)可以是半导体基板或晶圆。优选地，多个基板(W)以固定的间隔在基板支撑器120上布置为圆形图案以提高产量。
[0051]分别放置有多个基板(W)的多个基板放置区域可以设置在基板支撑器120的上表面上。多个基板放置区域(未示出)中的每一个可以设置有形成在基板支撑器120的上表面上的多个对位标记(未示出)，或者可以被设置在具有距离基板支撑器120的上表面预定深度的凹槽内。基板(W)被基板装载装置载入到基板放置区域(未示出)，其中，用于示出基板(W)下侧的识别构件(未示出)形成在基板(W)的一侧。因此，该基板装载装置检测形成在基板(W) —侧的识别构件，通过使用识别构件对齐基板(W)的载入位置，并且将对齐的基板载入到基板放置区域(未示出)。因此，放置在基板支撑器120上的基板(W)的下侧位于邻近基板支撑器120的边缘的位置，并且基板(W)的上侧位于邻近基板120的中心的位置。在用于完成基板加工工艺的对基板(W)执行的各种测试过程中，识别构件可以被用作参考点。
[0052]基板支撑器120可以是可动地或固定地设置在底部框架112上。如果基板支撑器120是可动地设置在底部框架112上