基板处理装置及基板处理方法与流程

本发明涉及一种基板处理装置及基板处理方法，更具体地，涉及一种利用等离子体来处理基板的装置及方法。

背景技术：

1、通常，制造半导体元件的工艺包括如蚀刻、表面处理、灰化、去除自然氧化膜等利用等离子体来处理基板的工艺。通过等离子体中包含的离子、电子以及自由基与基板上的膜碰撞或反应来执行上述工艺。

2、根据一例，可执行利用等离子体与基板上的膜反应的等离子体处理步骤，然后执行去除等离子体处理步骤中在基板上产生的反应副产物的副产物去除步骤。

3、在等离子体处理步骤中，在基板所在处理空间的外部配备的放电空间中产生等离子体，并使用在处理空间与放电空间之间配置的挡板，主要将等离子体中含有的成分中的自由基成分供应至处理空间以处理基板。

4、然而，在产生上述等离子体时发生的紫外光或粒子穿过在挡板上形成的孔流入处理空间，从而对基板造成不良影响。

5、另外，在利用上述方法对基板进行蚀刻处理时，难以在基板上的膜质间调节蚀刻选择比。

6、在副产物去除步骤中，高温加热基板以使基板上的反应副产物挥发，从而去除基板上的反应副产物。然而从基板去除的反应副产物大量附着于处理室的内壁，它们在后续处理基板时起到粒子作用。

技术实现思路

1、所要解决的技术课题

2、本发明的一个目的在于提供一种能够在利用等离子体处理基板时提高处理效率的基板处理装置及基板处理方法。

3、另外，本发明的一个目的在于提供一种能够在利用在基板所在处理空间的外部产生的等离子体处理基板时，最大限度减小紫外光及粒子对基板造成不良影响的基板处理装置及基板处理方法。

4、另外，本发明的一个目的在于提供一种在利用在基板所在处理空间的外部产生的等离子体处理基板时，容易调节蚀刻选择比的基板处理装置及基板处理方法。

5、另外，本发明的一个目的在于提供一种能够在去除基板处理步骤中在基板上产生的反应副产物时，最大限度减小从基板挥发的反应副产物附着于处理室内壁的基板处理装置及基板处理方法。

6、本发明要解决的课题不限于上述课题，本发明所属技术领域的技术人员可以从本说明书及附图明确理解未提及的课题。

7、技术方案

8、本发明提供一种处理基板的装置。该处理基板的装置可具备：处理部，处理基板；等离子体产生部，由工艺气体产生等离子体；以及挡板组件，位于上述处理部与上述等离子体产生部之间，形成有供上述等离子体产生部产生的上述等离子体流入上述处理部的通道；上述处理部可包括：处理室，在内部具有处理空间；吸盘单元，在上述处理空间内支撑基板；以及排气单元，设置为通过上述吸盘单元的外周区域排出上述处理空间内的气氛；在上述挡板组件上可形成有净化气体管线，上述净化气体管线以使净化气体沿上述处理室的内壁流动的方式供应净化气体。

9、根据一实施例，上述挡板组件可具备：第一挡板，在内部形成有沿上下方向贯通的第一贯通孔；以及第二挡板，与上述第一挡板在上下方向上隔开布置，以便在上述第二挡板与上述第一挡板之间设置有缓冲空间，并且在上述第二挡板的内部形成有沿上下方向贯通的第二贯通孔；上述净化气体管线可形成于上述第一挡板。

10、根据一实施例，上述第一挡板可接地。

11、根据一实施例，当从上方观察时，上述第一贯通孔与上述第二贯通孔可设置为互不重叠。

12、根据一实施例，上述等离子体产生部可具备：放电室，具有由第一气体形成等离子体的等离子体形成空间；适配器，连接于上述放电室和上述处理室，将上述放电室中形成的等离子体引导至上述处理室；上述挡板组件可固定结合于上述适配器，上述第一挡板可与上述适配器的内壁或上述处理室的内壁隔开布置。

13、根据一实施例，上述第一挡板可设置于上述第二挡板的上部，上述基板处理装置还可包括气体供应单元，上述气体供应单元可包括：第一气体供应源，向上述等离子体形成空间供应上述第一气体；第二气体供应源，不经上述等离子体形成空间而向上述缓冲空间供应第二气体；以及净化气体供应源，向上述净化气体供应管线供应上述净化气体。

14、根据一实施例，在上述第一挡板上还可形成有供上述第二气体在内部流动的气体流路、以及向上述缓冲空间喷射流经上述气体流路的上述第二气体的喷射孔，上述气体流路可设置为通过上述喷射孔而与上述第一挡板的下方区域相通，不与上述第一挡板的上方区域相通。

15、根据一实施例，在上述挡板组件上可设置有加热器。

16、根据一实施例，上述第二贯通孔可在上述第二挡板的中央区域与边缘区域中的上述中央区域形成，在上述第二挡板的边缘区域的上表面可形成有槽。

17、根据一实施例，上述槽可沿上述第二挡板的外周相互隔开设置有复数个，在上述第二挡板中相邻的上述槽之间可形成有螺纹孔，上述挡板组件可通过插入上述螺纹孔的螺栓固定结合于上述等离子体产生部。

18、根据一实施例，当从上方观察时，各个上述槽可以以弧形形成。

19、根据一实施例，在上述第二挡板内的上述槽的下方可设置有加热器。

20、根据一实施例，上述基板处理装置还可包括：气体供应单元；加热器，设置于上述第二挡板；以及控制器，控制上述气体供应单元和上述加热器；上述气体供应单元可包括：第一气体供应源，向上述等离子体形成空间供应上述第一气体；第二气体供应源，不经上述等离子体形成空间而向上述缓冲空间供应第二气体；以及净化气体供应源，向上述净化气体供应管线供应上述净化气体；上述控制器可依次执行如下步骤：基板处理步骤，将在上述等离子体产生室中由上述第一气体产生的等离子体和供应至上述缓冲空间的上述第二气体供应至上述处理室，并利用上述等离子体处理设置于上述处理室中的基板；以及副产物去除步骤，在上述基板处理步骤之后，停止上述第一气体和上述第二气体的供应，加热设置于上述处理室中的基板，以去除上述基板处理步骤中在上述基板上产生的反应副产物；在上述副产物去除步骤期间，可控制上述气体供应单元和上述加热器，使得上述净化气体沿上述处理室的内壁流动。

21、本发明提供一种处理基板的方法。该处理基板的方法可包括：基板处理步骤，使在等离子体产生室中由第一气体产生的等离子体穿过挡板组件供应至处理室，利用上述等离子体处理设置于上述处理室中的上述基板；以及副产物去除步骤，在上述基板处理步骤之后，停止向上述处理室供应上述等离子体，加热设置于上述处理室中的上述基板，以去除上述基板处理步骤中在上述基板上产生的反应副产物；在上述副产物去除步骤期间，可以以净化气体沿上述处理室的内壁流动的方式向上述处理室供应上述净化气体。

22、根据一实施例，在上述基板处理步骤中，上述基板可处于与上述挡板组件隔开第一距离的状态，在上述副产物去除步骤中，上述基板可处于与上述挡板组件隔开第二距离的状态，上述基板可由设置于上述挡板组件的加热器加热，上述第二距离可短于上述第一距离。

23、根据一实施例，上述挡板组件还可包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板上下彼此隔开，且在二者之间形成有缓冲空间；在上述基板处理步骤中，可将不通过上述等离子体产生室而供应至上述缓冲空间的第二气体，与由上述第一气体产生的等离子体一同供应至上述处理室。

24、根据一实施例，上述第一气体可包括氮气、氢气、三氟化氮、氨气或其混合气体，上述第二气体可包括氦气或氩气。

25、根据一实施例，在上述基板处理步骤中，上述基板的处理可为对上述基板上的膜进行清洗的清洗处理或对上述基板上的膜进行蚀刻的蚀刻处理。

26、另外，本发明提供一种处理基板的装置。该处理基板的装置可具备：处理部，处理基板；等离子体产生部，由工艺气体产生等离子体；以及挡板组件，位于上述处理部与上述等离子体产生部之间；上述处理部可包括：处理室，在内部具有处理空间；吸盘单元，在上述处理空间内支撑基板；排气单元，设置为通过上述吸盘单元的外周区域排出上述处理空间内的气氛；上述等离子体产生部可具备：放电室，具有由第一气体形成等离子体的等离子体形成空间；适配器，连接于上述放电室和上述处理室，将在上述放电室中形成的等离子体引导至上述处理室；上述挡板组件可固定结合于上述适配器，上述挡板组件可具备：第一挡板，在内部形成有沿上下方向贯通的第一贯通孔；以及第二挡板，与上述第一挡板在上下方向上隔开布置，以便在上述第二挡板与上述第一挡板之间设置有缓冲空间，并且在上述第二挡板的内部形成有沿上下方向贯通的第二贯通孔；当从上方观察时，上述第一贯通孔与上述第二贯通孔可互不重叠，上述第一挡板可从上述适配器的内壁或上述处理室的内壁隔开布置，在上述第一挡板和上述第二挡板上可形成有净化气体管线，上述净化气体管线可以以使净化气体沿上述处理室的内壁流动的方式供应净化气体；上述基板处理装置还可包括：加热器，设置于上述第二挡板；第一气体供应源，向上述等离子体形成空间供应上述第一气体；第二气体供应源，不经上述等离子体形成空间而向上述缓冲空间供应第二气体；以及净化气体供应源，向上述净化气体供应管线供应上述净化气体。

27、根据一实施例，在上述第二挡板的边缘区域的上表面可形成有槽，在上述第二挡板中相邻的上述槽之间可形成有螺纹孔，上述挡板组件通过插入上述螺纹孔的螺栓固定结合于上述等离子体产生部。

28、发明效果

29、根据本发明一实施例，在利用等离子体来处理基板时，可提高基板处理效率。

30、另外，根据本发明一实施例，在利用在基板所在处理空间的外部产生的等离子体来处理基板时，可最大限度减小紫外光及粒子对基板造成不良影响。

31、另外，根据本发明一实施例，在利用在基板所在处理空间的外部产生的等离子体来处理基板时，可提高蚀刻选择比。

32、另外，根据本发明一实施例，在基板处理步骤中去除基板上产生的反应副产物时，可最大限度减小从基板挥发的反应副产物附着于处理室的内壁。

33、本发明的效果不限于上述效果，本领域普通技术人员可以从本说明书和附图明确理解未提及的其他效果。