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基板处理设备及基板处理方法与流程

2022-09-08 07:15:17 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于处理基板的装置,其在基板上执行处理工艺,诸如沉积工艺和蚀刻工艺。


背景技术:

2.通常,为了制造太阳能电池、半导体器件、平板显示设备等,需要在基板上形成薄膜层、薄膜电路图案或光学图案。为此,执行处理工艺,并且处理工艺的实例包括在基板上沉积包括特定材料的薄膜的沉积工艺、通过使用感光材料选择性地曝光薄膜的一部分的光工艺、去除薄膜的选择性曝光部分以形成图案的蚀刻工艺等。
3.通过向基板供应用于形成特定材料的气体、用于选择性地去除特定材料或与其对应的材料的气体,来执行在基板上形成薄膜或去除薄膜的工艺。具体地,形成薄膜的工艺可以通过供应用于形成特定材料的反应气体和源气体来进行,并且在这种情况下,源气体和反应气体可以同时供应到基板,或者可以按时间差依次供应到基板。
4.随着半导体器件制造工艺向精细工艺发展,正在应用各种用于在基板表面上形成的精细图案上形成均匀薄膜或形成图案的方法,其中一种方法是原子层沉积(ald)工艺。ald工艺不是同时供应源气体和反应气体,而是按时间差供应源气体和反应气体的工艺,以仅在基板表面引发反应,通过源气体与反应气体之间的反应在基板上形成薄膜。可以通过首先将源气体供应到基板以将源气体吸附到基板表面上,然后可以通过使用吹扫气体去除其他源气体。随后,通过向基板供应反应气体,反应气体可以与吸附在基板表面上的源气体反应,然后,可以使用吹扫气体吹扫其他反应气体。在供应反应气体的步骤中,基于源气体与反应气体之间的反应,在基板表面上形成原子层或单层薄膜。可以重复这样的过程直到期望的厚度,因此,可以在基板表面上形成具有一定厚度的薄膜。
5.然而,在ald工艺中,由于源气体和反应气体之间的反应仅在基板表面上进行,因此存在缺点,即薄膜沉积速度低于一般化学气相沉积(cvd)工艺等。
6.此外,快速重复将源气体供应到同一工艺空间、吹扫供应的源气体、供应反应气体和吹扫反应气体的步骤的工艺具有耗时长的缺点。在快速重复工艺的情况下,供应的源气体或反应气体没有从工艺空间完全排出(吹扫)到腔室外部,因此,没有形成原子层薄膜,导致两种气体相遇形成cvd薄膜的缺点。
7.在快速供应源气体或反应气体的工艺以及基于源气体或反应气体的ald工艺中,需要两种气体在工艺中不混合的结构和纯ald膜。


技术实现要素:

8.技术问题
9.本发明是为了解决上述问题而设计的,其技术问题在于提供其中源气体和反应气体不在空间中混合的工艺腔室。
10.此外,本发明的技术问题是提供一种装置和方法,其在通过原子层沉积(ald)工艺
形成薄膜时,在同一空间内吸附源气体和从吹扫气体产生射频(rf)等离子体,以提高吸附膜的质量。
11.此外,本发明的技术问题在于提供一种装置,其使用纯ald工艺在基板上形成膜(纯ald层)以致密化特定薄膜或提高膜质量。
12.此外,本发明的技术问题在于提供一种装置,其在用于分离源气体空间和反应气体空间的吹扫气体空间中,吹扫残留在基板上的反应气体,该反应气体从反应气体空间快速移动到源气体空间,同时将等离子体供应到供应吹扫气体的吹扫气体供应单元的一部分,以快速吹扫所生成薄膜中的杂质。
13.技术方案
14.根据本发明用于实现上述目的的基板处理装置可以包括:腔室;基板支撑单元,在所述基板支撑单元处,一个或多个基板安装在腔室的工艺空间中,基板支撑单元被可旋转地安装;第一气体注入单元,用于将源气体和第一吹扫气体注入到工艺空间的第一区域,第一吹扫气体用于吹扫源气体;源气体供应源,用于将源气体供应到第一气体注入单元;第一吹扫气体供应源,用于将第一吹扫气体供应到第一气体注入单元;第二气体注入单元,用于将反应气体和第二吹扫气体注入到工艺空间的与所述第一区域在空间上分开的第二区域,反应气体用于与源气体反应,第二吹扫气体用于吹扫所述反应气体;反应气体供应源,用于将反应气体供应到第二气体注入单元;以及第二吹扫气体供应源,用于将第二吹扫气体供应到第二气体注入单元。
15.在根据本发明的基板处理装置中,第一气体注入单元可以包括:注入源气体的多个源气体注入孔;和注入第一吹扫气体的多个第一吹扫气体注入孔。
16.在根据本发明的基板处理装置中,第二气体注入单元可以包括:注入反应气体的多个反应气体注入孔;注入第二吹扫气体的多个第二吹扫气体注入孔。
17.在根据本发明的基板处理装置中,第二气体注入单元可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子体注入。
18.在根据本发明的基板处理装置中,第二气体注入单元可以包括第二电极单元,用于将反应气体或第二吹扫气体转化为等离子体。
19.在根据本发明的基板处理装置中,第一气体注入单元可以将第一吹扫气体作为等离子体注入。
20.在根据本发明的基板处理装置中,第一气体注入单元可以包括用于将第一吹扫气体转化为等离子体的第一电极单元。
21.在根据本发明的基板处理装置中,第二气体注入单元可以包括注入反应气体的多个反应气体注入孔和注入第二吹扫气体的多个第二吹扫气体注入孔。可以依次注入源气体、第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体。第二气体注入单元可以将第一吹扫气体作为等离子体注入。第二气体注入单元可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子体注入。
22.在根据本发明的基板处理装置中,所述第二气体注入单元还可以包括连接到所述反应气体注入孔和所述第二吹扫气体注入孔之一的处理气体供应源。
23.在根据本发明的基板处理装置中,第二气体注入单元可以注入第二吹扫气体,然后可以将处理气体作为等离子体注入。
24.在根据本发明的基板处理装置中,所述第二气体注入单元可以包括注入所述反应气体的多个反应气体注入孔和注入所述第二吹扫气体的多个第二吹扫气体注入孔,并且所述第二气体注入单元包括连接到反应气体注入孔和第二吹扫气体注入孔之一的处理气体供应源。可以依次注入源气体、第一吹扫气体、反应气体、第二吹扫气体和处理气体。第二气体注入单元可以将处理气体作为等离子体注入。第二气体注入单元可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子体注入。
25.在根据本发明的基板处理装置中,第一电极单元和第二电极单元中的每一个可以配置有第一电极和第二电极,在第一电极和第二电极之间具有电位差。可以通过将第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体中的一种注入到第一电极和第二电极之间的区域,来产生等离子体。
26.根据本发明的基板处理装置还可以包括:第三气体注入单元,用于将第三吹扫气体注入到第一区域和第二区域之间的第三区域;和第三吹扫气体供应源,用于将第三吹扫气体注入到第三气体注入单元中。
27.在根据本发明的基板处理装置中,可以第三吹扫气体被在等离子体状态下注入。
28.在根据本发明的基板处理装置中,第三吹扫气体单元可以包括用于将第三吹扫气体转化为等离子体的第三电极单元。
29.在根据本发明的基板处理装置中,第三电极单元可以配置有第一电极和第二电极,在第一电极和第二电极之间具有电位差。可以通过将第三吹扫气体注入到第一电极和第二电极之间的区域,来产生等离子体。
30.在根据本发明的基板处理装置中,第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体中的一种可以被连接到远程等离子体产生装置。
31.根据本发明的基板处理方法可以包括:将第一基板和第二基板中的每一个安装在设置在腔室中的基板支撑单元上的步骤,使得第一基板被设置在腔室工艺空间的第一区域中,第二基板被设置在工艺空间的与所述第一区域在空间上分开的第二区域中;源吸附步骤,将源气体注入到第一区域中的第一基板上,以将第一源气体吸附到第一基板上;第一旋转步骤,旋转基板支撑单元,使得其上吸附有第一源气体的第一基板设置在第二区域中;薄膜形成步骤,将反应气体注入到第二区域中的第一基板上,以通过反应气体与吸附在第一基板上的第一源气体之间的反应来形成薄膜;以及第二旋转步骤,旋转基板支撑单元,使得其上形成有薄膜的第一基板被设置在第一区域中。可以通过多次重复源吸附步骤、第一旋转步骤、薄膜形成步骤和第二旋转步骤来形成具有预定厚度的薄膜。
32.根据本发明的基板处理方法可以包括在源吸附步骤之后将用于吹扫源气体的第一吹扫气体注入到第一基板上的源吹扫步骤。
33.根据本发明的基板处理方法可以包括在薄膜形成步骤之后将用于吹扫反应气体的第二吹扫气体注入到第一基板上的反应气体吹扫步骤。
34.在根据本发明的基板处理方法中,可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子体产生并注入。
35.在根据本发明的基板处理方法中,可以将第一吹扫气体可以作为等离子体产生并注入。
36.根据本发明的基板处理方法可以包括在薄膜形成步骤之后将用于吹扫反应气体
的第二吹扫气体注入到第一基板上的反应气体吹扫步骤。第一吹扫气体可以作为等离子体产生并注入。反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种可以作为等离子体产生并注入。
37.根据本发明的基板处理方法可以包括在反应气体吹扫步骤之后注入用于对薄膜执行处理的处理气体的处理气体注入步骤。
38.在根据本发明的基板处理方法中,处理气体可以作为等离子体产生并注入。
39.根据本发明的基板处理方法可以包括:反应气体吹扫步骤,在薄膜形成步骤之后将用于吹扫反应气体的第二吹扫气体注入到第一基板上;和处理气体注入步骤,在反应气体吹扫步骤之后注入用于对薄膜执行处理的处理气体。处理气体可以作为等离子体产生并注入。第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种可以作为等离子体产生并注入。
40.在根据本发明的基板处理方法中,可以提供设置在第一区域中的第一电极单元和设置在第二区域中的第二电极单元。第一电极单元和第二电极单元中的每一个可以配置有第一电极和第二电极,第一电极和第二电极之间具有电位差。可以通过将第一吹扫气体、反应气体、第二吹扫气体和处理气体中的一种注入到第一电极和第二电极之间的区域,来产生等离子体。
41.在根据本发明的基板处理方法中,在第一旋转步骤或第二旋转步骤中,可以注入第三吹扫气体,以划分第一区域和第二区域。
42.在根据本发明的基板处理方法中,在第一旋转步骤或第二旋转步骤中,注入第三吹扫气体,用于额外吹扫吸附在第一基板上的第一源气体或额外吹扫形成在第一基板上的反应气体。
43.在根据本发明的基板处理方法中,第三吹扫气体可以作为等离子体产生并注入。
44.在根据本发明的基板处理方法中,在第一旋转步骤或第二旋转步骤中,注入第三吹扫气体,以划分第一区域和第二区域。
45.在根据本发明的基板处理方法中,第三吹扫气体可以作为等离子体产生并注入。
46.在根据本发明的基板处理方法中,可以在源吸附步骤中将反应气体注入到第二区域中的第二基板上。根据本发明的基板处理方法还可以包括在薄膜形成步骤中将源气体注入到第一区域中的第二基板上。可以同时执行将源气体注入到第一区域中的第一基板上和将反应气体注入到第二区域中的第二基板上。
47.在根据本发明的基板处理方法中,可以在源吸附步骤中将反应气体注入到第二区域中的第二基板上。根据本发明的基板处理方法还可以包括在薄膜形成步骤中将源气体注入到第一区域中的第二基板上。可以同时执行将反应气体注入到第二区域中的第一基板上和将源气体注入到第一区域中的第二基板上。
48.有益效果
49.根据该问题的解决方案,根据本发明的基板处理装置可以通过吹扫气体注入空间形成纯ald薄膜,以将腔室的工艺空间完全划分为源气体注入空间和反应气体注入空间。
50.此外,根据本发明的基板处理装置可以在源气体注入空间、反应气体注入空间和吹扫气体注入空间中产生等离子体,以去除吸附在基板上的膜和ald薄膜的内部杂质,从而形成高质量的ald薄膜和纯ald薄膜。
附图说明
51.图1是示意性地示出根据本发明的实施例的基板处理装置的形状的图。
52.图2是用于描述根据本发明的实施例的基板处理装置的腔室盖的图。
53.图3是沿着图1的线a'-a'得到的示意图,用于描述根据本发明的实施例的基板处理装置中的腔室的上盖。
具体实施方式
54.说明书中描述的术语应理解如下。
55.如本文所用,单数形式“一”和“所述”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。术语“第一”和“第二”用于区分一个元素与另一个元素,并且这些元素不应受这些术语的限制。
56.将进一步理解,术语“包括”、“囊括”、“具有”、“有”、“包含”和/或“含有”,当在本文中使用时,指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组合的一个或多个。
57.术语“至少一个”应理解为包括一个或多个相关列出项的任一个和所有组合。例如,“第一项、第二项和第三项中的至少一个”的含义表示从第一项、第二项和第三项中的两个或多个提出的所有项的组合为以及第一项、第二项或第三项。
58.术语“在
……
上”应该被解释为包括一个元件形成在另一个元件的顶部的情况以及第三元件设置在它们之间的情况。
59.下文中,将参照附图详细描述根据本发明的优选实施例。
60.图1是示意性地示出根据本发明的实施例的基板处理装置的图。图2是在切开上盖表面的腔室中从上方看上盖的平面图。
61.参考图1和图2,在根据本发明的基板处理装置中,可以在腔室内设置工艺空间1。上盖可以设置在腔室的工艺空间1的上部,基板支撑单元600可以设置在腔室工艺空间1的下部。一个或多个基板(即,多个基板)可以被可旋转地安装在基板支撑单元600上,并且可以以一定间隔或成对地布置在基板支撑单元600上。
62.第一基板601可以设置在基板支撑单元600上的第一区域10中,并且第一基板601可以是多个基板。第一基板601可以配置有第一晶片601a和第二晶片601b,但不限于此,且可以仅在第一区域10中设置三个或四个晶片。第二基板602可以设置在第二区域20中,且第二基板602可为多个基板。第二基板602可以配置有第三晶片602a和第四晶片602b,但不限于此,可以仅在第二区域20中设置三个或四个晶片。
63.腔室的工艺空间1可以划分为第一区域10、第二区域20和第三区域30。
64.用于将源气体从源气体供应源500经由源气体管线500a注入到第一区域10的第一气体注入单元100可以设置在第一区域10中。用于将第一吹扫气体从第一吹扫气体供应源510经由第一吹扫气体管线510a注入到第一区域10的第一气体注入单元100可以设置在第一区域10中。
65.反应气体供应源900可以将与源气体反应的反应气体供应到工艺空间1中的与第一区域10在空间上分开的第二区域20,所供应的反应气体可经由反应气体管线900a连接到第二气体注入单元200,并且可以由第二气体注入单元200注入到第二区域20,并且从第二
吹扫气体供应源910经由第二吹扫气体管线910a供应的第二吹扫气体可以连接到第二气体注入单元200,并且可以由第二气体注入单元200注入到第二区域20。此外,可以注入第二吹扫气体,以从第二区域20吹扫残留在空间中的反应气体。第一气体注入单元100和第二气体注入单元200可以耦接到上盖。
66.可以提供将腔室的工艺空间1划分为第一区域10和第二区域20的第三区域30。第三区域30可以用吹扫气体将腔室的工艺空间1划分为第一区域10和第二区域20,以使得第一区域10中的源气体不与第二区域20中的反应气体混合。注入第三吹扫气体的第三气体注入单元300可以设置在第三区域30中,并且第三吹扫气体供应源(未示出)可以经由第三吹扫气体管线(未示出)连接到第三气体注入单元300,并且可以将第三吹扫气体注入到第三区域30。第三气体注入单元300可以耦接到上盖。
67.图3是详细说明腔室电极结构的图。
68.可以提供将源气体和第一吹扫气体注入到第一区域10的第一气体注入单元100、将反应气体和第二吹扫气体注入到第二区域20的第二气体注入单元200、以及将第三吹扫气体注入到第三区域30的第三气体注入单元300。
69.将源气体和第一吹扫气体注入到第一区域10的第一气体注入单元100可以包括第一电极单元210。第一电极单元210可以包括第一电极210c和第二电极220c。第一电极210c和第二电极220c可以具有电位差,并且源气体或第一吹扫气体可以通过第一电极210c和第二电极220c之间的区域,因此可以是等离子体的,并且可以被注入到第一区域10。
70.第一流路540和第二流路550可以安装在第一气体注入单元100中,并且第一流路540和第二流路550的气体流路结构可以是具有长孔管状的枪钻结构的流路。第一流路540和第二流路550可以形成为穿过第一电极210c的内部,并且第一流路540可以允许源气体从在朝向基板的方向上突出的突出部(未图示)的端部的源气体注入孔520注入。在突出部的端部处形成的源气体注入孔520可以连接到第一流路540,并且源气体可以由连接到多个源气体注入孔520的源气体供应源500供应到第一流路540,并且被注入到第一区域10。第二流动路550可以连接到多个第一吹扫气体注入孔530,这些第一吹扫气体注入孔530被设置在相对于第二电极220c向上方向上的空间中。设置在第二电极220c上的空间中的多个第一吹扫气体注入孔530可以连接到第二流路550,并且第一吹扫气体可以从第一吹扫气体供应源510供应到连接到多个第一吹扫气体注入孔530的第二流路550,并且被注入到第一区域10。在这种情况下,第一吹扫气体可以通过在具有电位差的第一电极210c和第二电极220c之间的区域,并且可以在等离子体状态下被注入到第一区域10。第一气体注入单元100可以将源气体和第一吹扫气体中的一种或多种转化为等离子体,并且可以将源气体或第一吹扫气体在等离子体状态下注入到第一区域10。第一气体注入单元100可以同时将等离子体源气体和等离子体第一吹扫气体注入到第一区域10,或者可以将等离子体源气体或等离子体第一吹扫气体注入到第一区域10。此外,可将第一吹扫气体供应至第一流路540,以清洁第一流路540的内部颗粒。另一方面,可将第一吹扫气体供应至第一流路540,并且可将源气体注入到第二流路550。可选地,可以将同时供应到第一流路540和第二流路550的源气体或第一吹扫气体注入到第一区域10。
71.注入反应气体和第二吹扫气体的第二气体注入单元200可以包括第二电极单元220。第二电极单元220可以包括第一电极210a和第二电极220a。第一电极210a与第二电极
220a可具有电位差,且反应气体或第二吹扫气体可通过第一电极210a与第二电极220a之间的区域,从而在等离子体状态下被注入到第二区域20。
72.第三流路940和第四流路950可以安装在第二气体注入单元200中,并且第三流路940和第四流路950可以是具有长孔管状的枪钻结构的流路。第三流路940和第四流路950可以穿过第一电极210a,并且第三流路940可以允许从在朝向基板的方向上突出的突出部(未示出)的端部的反应气体注入孔920注入反应气体。第三流路940可以连接到突出部的端部的反应气体注入孔920,并且反应气体可以由连接到多个气体注入孔920的反应气体供应源900供应到第三流路940,并且被注入到第二区域20。在这种情况下,反应气体可以通过在具有电位差的第一电极210a和第二电极220a之间的区域,并且可以在等离子体状态下被注入到第二区域20。此外,第四流路950可以连接到设置在第二电极220a上的空间中的多个第二吹扫气体注入孔930。设置在相对于第二电极220a的向上方向的空间中的多个第二吹扫气体注入孔930可以连接到第四流路950,并且第二吹扫气体可以从第二吹扫气体供应源910供应到与多个第二吹扫气体注入孔930连接的第四流路950,并且注入到第二区域20。在这种情况下,第二吹扫气体可以通过在具有电位差的第一电极210a和第一电极210a之间的区域,并且可以在等离子体状态下被注入到第二区域20。第二气体注入单元200可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种转化为等离子体,并且可以将反应气体或第二吹扫气体在等离子体状态下注入到第二区域20。第二气体注入单元200可以同时将等离子体反应气体和等离子体第二吹扫气体注入到第二区域20,或者可以将等离子体反应气体或等离子体第二吹扫气体注入到第二区域20。第二吹扫气体可以被供应到第三流路940,以清洁第三流路940的内部颗粒。另一方面,反应气体可以被供应到第四流路950,并且第二吹扫气体可以被注入到第三流路940。可选地,可以将同时供应到第三流路940和第四流路950的反应气体或第二吹扫气体注入到第二区域20。
73.第二气体注入单元200可以包括注入反应气体的多个反应气体注入孔920和注入第二吹扫气体的多个第二吹扫气体注入孔930。可以依次注入源气体、第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体,并且第二气体注入单元200可以将第一吹扫气体作为等离子体注入,并且可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子注入。第二气体注入单元200可以将从连接到反应气体注入孔920和第二吹扫气体注入孔930之一的处理气体供应源960供应处理气体注入到第二区域20。第二气体注入单元200可以注入第二吹扫气体,然后,可以将处理气体转化为等离子体,并且可以将处理气体在等离子体状态下注入到第二区域20。
74.第二气体注入单元200可以包括注入反应气体的多个反应气体注入孔920、注入第二吹扫气体的多个第二吹扫气体注入孔930、以及连接到反应气体注入孔920和第二吹扫气体注入孔930之一的处理气体供应源960。可以依次注入源气体、第一吹扫气体、反应气体、第二吹扫气体和处理气体,并且第二气体注入单元200可以将处理气体作为等离子体注入,并且可以将第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种作为等离子体注入。
75.将第三吹扫气体注入到第一区域10和第二区域20之间的第三区域30的第三气体注入单元300可以包括第三电极单元230。第三电极单元230可以包括第一电极210b和第二电极220b。第一电极210b和第二电极220b可以具有电位差,并且第三吹扫气体可以通过第一电极210b和第二电极220b之间的区域,从而可以在等离子体状态下被注入到第三区域
30。
76.第五流路310和第六流路320可以安装在第三气体注入单元300中。第五流路310和第六流路320可以是具有长孔管状的枪钻结构的流路。第五流路310和第六流路320可以穿过第一电极210b,因此第三吹扫气体可以被注入到第三区域30。第三气体注入单元300可以包括注入第三吹扫气体的第三吹扫气体供应源(未示出)。第三气体注入单元300可以包括第三电极单元230,第三吹扫气体可以通过在具有电位差的第一电极210b和第二电极220b之间的区域,并且可在等离子体状态下被注入到第三区域30。第三吹扫气体可以经由第五流路310和第六流路320之一注入到第三区域30,或者第三吹扫气体可以仅经由第五流路310和第六流路320之一注入。第三气体注入单元300可以允许第三吹扫气体通过在具有电位差的第一电极210b和第二电极220b之间的区域,因此,可在等离子体状态下将第三吹扫气体注入到第三区域30。第三气体注入单元300可以将第三吹扫气体转化为等离子体,并且可以将第三吹扫气体在等离子体状态下注入到第三区域30。第一吹扫气体、反应气体、第二吹扫气体或第三吹扫气体可以连接到远程等离子体产生设备(未示出)。
77.第一rf电源702和接地可以连接到与第二区域20的第二气体注入单元200连接的第二电极单元220,并且第一rf电源702或接地可以选择性地连接到第二电极单元220的第一电极210a或第二电极220a。
78.第三rf电源706和接地可以连接到与第三区域30连接的第三气体注入单元300的第三电极单元230,并且第三rf电源706或接地可选择地连接到第三电极单元230的第一电极210b或第二电极220b。
79.可以在第一区域10的第一电极210c、第二区域20的第一电极210a和第三区域30的第一电极210b中,在朝向基板支撑单元600的方向上形成一个或多个突出电极(未示出)。
80.第二气体注入单元200可以连接到腔室外的远程等离子体装置(未示出)。因此,第二气体注入单元200可以将离子化气体或自由基注入到第一区域10和第二区域20。
81.参考图3,第三气体注入单元300将吹扫气体注入到第三区域30。第三气体注入单元300可以将第三区域30划分为第一区302、第二区304和第三区306,并且可以将吹扫气体注入到第三区域30。
82.第三吹扫气体可作为等离子体气体被注入到第一区302、第二区304和第三区306。第三区306可被设置在盖的中心,并且可以注入中心吹扫气体。
83.第一等离子体注入单元302a可以连接到远程等离子体装置(未示出)以注入离子化气体或自由基。
84.从第一气体注入单元100注入到第一区域10的源气体可以包括钛族元素(ti、zr、hf等)、硅(si)或铝(al)。例如,包含钛(ti)的源气体sg可以是四氯化钛(ticl4)气体等。此外,含有硅(si)的源气体sg可以是硅烷(sih4)气体、二硅烷(si2h6)气体、三硅烷(si3h8)气体、正硅酸乙酯(teos)气体、二氯硅烷(dcs)气体、六氯硅烷(hcd)气体、三-二甲氨基硅烷(tridmas)气体、三硅胺(tsa)气体等。
85.从第二气体注入单元200供应到第二区域20的反应气体可以包括氢气(h2)、氮气(n2)、氧气(o2)、一氧化二氮(n2o)气体、氨气(nh3)、水蒸汽(h2o)或臭氧(o3)气体。在这种情况下,反应气体可以与包括氮气(n2)、氩气(ar)、氙气(ze)或氦气(he)的吹扫气体混合。
86.此外,用于在第一区域10、第二区域20和第三区域30中产生等离子体的气体可以
包括氢气(h2)、氮气(n2)、氢气(h2)和氮气(n2)的混合气体、氧气(o2)、一氧化二氮(n2o)气体、氩气(ar)、氦气(he)或氨气(nh3)。
87.供应到第一区域10、第二区域20和第三区域30的吹扫气体可以包括氮气(n2)、氩气(ar)、氙气(ze)或氦气(he)。气体可以是惰性气体。
88.第一吹扫气体将吹扫气体注入到第一区域10。第一吹扫气体注入孔530可以安装在第一气体注入单元100中。等离子体吹扫气体可以通过第一电极单元210注入到第一区域10。因此,源气体可以被吸附到第一区域10中的基板上,然后,在基板支撑单元600旋转之前,第一电极单元210的第一吹扫气体注入孔530可以将等离子体吹扫气体注入到第一区域10中的的基板上。即,通过使用第一吹扫气体注入孔530的等离子体吹扫气体,可以对吸附在基板上的源气体进行预处理。因此,可以去除吸附在基板上的源气体的内部杂质,从而有助于提高沉积在基板上的薄膜的质量。
89.可以执行将第一基板601和第二基板602中的每一个安装在设置在腔室中的基板支撑单元600上的步骤,使得第一基板601被设置在腔室的工艺空间1的第一区域10中,第二基板602被设置在工艺空间1的与第一区域10在空间上分开的第二区域20中。随后,可以执行源吸附步骤,将源气体从第一区域10注入到第一基板601上,以将第一源气体吸附到第一基板601上。可以执行旋转基板支撑单元600的第一旋转步骤,使得其上吸附有第一源气体的第一基板601设置在第二区域20中。可执行将反应气体注入到第一基板601上且允许反应气体与吸附在第二区域20的第一基板601上的第一源气体反应以形成薄膜的薄膜形成步骤,以及旋转基板支撑单元600以将其上形成薄膜的第一基板601放置在第一区域10中的第二旋转步骤。可以重复多次执行源吸附步骤、第一旋转步骤、薄膜形成步骤和第二旋转步骤,直到形成具有预定厚度的薄膜。
90.在源吸附步骤之后,可以执行源吹扫步骤,注入第一吹扫气体以吹扫在第一区域10和第一基板601上以及在第一基板601的内部图案中且未吸附到第一基板601上的源气体。在薄膜形成步骤之后,可以执行反应气体吹扫步骤,注入第二吹扫气体以吹扫在第二区域20和第一基板601上以及在第一基板601的内部图案中的反应气体。可以将反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种转化为等离子体并注入。第一吹扫气体可以被转化为等离子体并注入。在薄膜形成步骤之后,可以执行将第二吹扫气体、吹扫反应气体注入到第一基板601上的反应气体吹扫步骤,可将第一吹扫气体转化为等离子体并注入,并且可以将反应气体和第二吹扫气体中一种或多种转化为等离子体并注入。在反应气体吹扫步骤之后,可以执行注入处理气体以对薄膜进行处理的处理气体注入步骤。此外,可以将处理气体转化为等离子体并注入。
91.在薄膜形成步骤之后,可以执行将反应气体吹扫到第一基板601上的反应气体吹扫步骤,在反应气体吹扫步骤之后,可以执行注入用于对薄膜执行处理的处理气体的处理气体注入步骤,可以将处理气体转化为等离子体并注入,并且可以将第一吹扫气体、反应气体和第二吹扫气体中的一种或多种转化为等离子体并注入。
92.可通过将第一吹扫气体、反应气体、第二吹扫气体、第三吹扫气体或处理气体注入到第一电极210c、210a和230c与第二电极220c、220a和230b之间的每个区域来产生等离子体。在基板支撑单元600上执行的第一旋转步骤或第二旋转步骤可以注入第三吹扫气体,以划分第一区域和第二区域。在第一旋转步骤或第二旋转步骤中,可以注入第三吹扫气体以
额外吹扫吸附在第一基板601上的第一源气体或额外吹扫形成在第一基板601上的反应气体,并且可将第三吹扫气体转化为等离子体并注入。
93.可进一步执行在源吸附步骤中将反应气体注入到第二区域20的第二基板602上的操作和在薄膜形成步骤中将源气体注入到第一区域10的第二基板602上的操作,并且可同时执行将源气体注入到第一区域10中的第一基板601上的操作和将反应气体注入到在第二区域20中的第二基板602上的操作。可进一步执行在源吸附步骤中将反应气体注入到第二区域20中的第二基板602上的操作和在薄膜形成步骤中将源气体注入到第一区域10中的第二基板602上的操作,并且可同时执行将反应气体注入到第二区域20中的第一基板601的操作和将源气体注入到第一区域10中的第二基板602的操作。
94.第二区域20的第二吹扫气体可以被注入。可以安装第二电极单元220,因此,第二吹扫气体可以是等离子体的,并且可以注入到第二区域20。因此,在第二区域20中,吸附到基板上的源气体可以与反应气体反应,因此可以通过原子层沉积(ald)工艺沉积薄膜,然后,第二吹扫气体可以是等离子体气体,并且可以对其执行后处理。因此,可以去除沉积在基板上的薄膜的内部杂质,从而可以使沉积在基板上的薄膜致密化。因此,可以进一步提高沉积在基板上的薄膜的质量。
95.根据本发明的基板处理装置可以停止第一区域10中的基板以在其上吸附源气体,旋转基板支撑单元600以将基板支撑单元600从第一区域10旋转到第二区域20,停止基板支撑单元600以将反应气体沉积在第二区域20,并旋转基板支撑单元600以再次重复将基板经由第二区域20移动至第一区域10。通过这样的处理,根据本发明的基板处理装置能够对基板执行处理。
96.在这种情况下,基板支撑单元600可以通过旋转单元(未示出)旋转。下面将描述通过使用旋转单元旋转基板支撑单元600的过程。
97.首先,当第一基板601和第二基板602被放置在第一区域10和第二区域20中时,旋转单元可以停止基板支撑单元600。因此,可以执行在基板停止的状态下将源气体吸附到第一区域10中的基板上的吸附过程。在这种情况下,第一气体注入单元100可以将源气体注入到第一区域10。在基板支撑单元600停止的状态下,在吸附过程停止之后,可以将第一吹扫气体注入到第一区域,并且第一吹扫气体可以是等离子体吹扫气体。可使用等离子体第一吹扫气体对吸附在第一基板601上的源气体进行预处理,随后或同时,可使用第一吹扫气体将残留在第一区域10中的不需要的源气体吹扫或排出到腔室外部。
98.当完成吹扫或排出不需要的源气体时,旋转单元(未示出)可以旋转基板支撑单元600,使得基板从第一区域10经由第三区域30移动到第二区域20,即,帘式吹扫。在这种情况下,当基板通过第三区域30的第一区302时,旋转单元可以在不停止基板支撑单元600的情况下连续地旋转基板支撑单元600。当第一基板601通过第一区302时,第一基板601可以暴露于吹扫气体或等离子体吹扫气体。
99.随后,当基板被放置在第二区域20中时,旋转单元可以停止基板支撑单元600。因此,在基板停止的状态下,可以在第二区域20中执行基于吸附到基板上的源气体和由第二气体注入单元200注入的反应气体之间的反应来沉积薄膜的过程。第二气体注入单元200可以通过使用等离子体激活反应气体,并且可以将激活的反应气体注入到第二区域20。在这种情况下,根据本发明的基板处理设备可以实现为适用于低温处理。例如,根据本发明的基
板处理装置可以实现为适用于半导体高k工艺。第二气体注入单元200可以在不激活反应气体的状态下将反应气体注入到第二区域20。在这种情况下,根据本发明的基板处理装置可以实现为适用于高温处理。例如,根据本发明的基板处理装置可以实现为适用于半导体高温氮化工艺。当沉积过程完成时,可以将第二吹扫气体注入到区域20,并且第二吹扫气体可以是等离子体吹扫气体。可通过使用等离子体第二吹扫气体将等离子体气体注入到第一基板601的沉积薄膜上,随后或同时,可通过使用第一吹扫气体将残留在第二区域20中的不需要的反应气体吹扫或排出到腔室外部。随后,可以通过将用于去除薄膜杂质的处理气体再次注入到第一基板601的薄膜上来执行后处理。
100.当沉积过程和处理过程在基板支撑单元600停止的状态下完成时,旋转单元可以旋转基板支撑单元600,使得基板从第二区域20经由第二区304移动到第一区域10。在这种情况下,当基板通过第二区304时,旋转单元可以在不停止基板支撑单元600的情况下连续地旋转基板支撑单元600。当第一基板601通过第二区304时,可以通过使用由第二等离子体注入单元304注入的吹扫气体来划分第一区域10和第二区域20的区,并且根据情况,可以注入等离子体吹扫气体。
101.此外,可以在不在所有第一区域10和第二区域20中使用等离子体的情况下,对基板执行处理过程。可以通过在第二区域20中执行热处理来实现高温工艺。在这种情况下,可以在第二区域20中交替地执行高温工艺和反应气体的注入。因此,可以改进高介电材料等的阶跃覆盖。此外,本发明可以实施为交替地执行高温工艺和ald工艺,因此,与仅通过ald工艺沉积薄膜的情况相比,薄膜的厚度可以增加得更多。
102.本领域的技术人员可以理解,本发明可以在不改变其技术精神或本质特征的情况下体现为另一种具体形式。因此,应当理解,上述实施例在各个方面都是示例性的,而不是限制性的。应当理解,本发明的范围是由下述权利要求限定而非由具体说明限定,并且权利要求的含义和范围以及从其等同概念推断的所有变化或修改形式都包含在本发明的范围内。
再多了解一些

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