支撑单元和包括该支撑单元的基板处理装置的制作方法

本文描述的本发明构思的实施方式涉及支撑单元和包括该支撑单元的基板处理装置，更具体地，涉及将传热气体供应到位于支撑单元上的基板的底表面的支撑单元和包括该支撑单元基板处理装置。

背景技术：

为了制造半导体器件，需要通过使用等离子体处理基板的各种工艺，例如蚀刻工艺、沉积工艺、灰化工艺和退火工艺。在等离子体处理过程中，通过从供应到工艺腔室内部的工艺气体产生等离子体并使等离子体与基板反应来处理基板。

通常，如图1所示，等离子体处理装置具有支撑单元1，该支撑单元1被配置为通过使用静电力来支撑基板。升降销2设置在支撑单元1中，使得可以在支撑单元1和传输基板的机械手之间传送和接收外部基板。在升降销2插入到形成在支撑单元1中的销孔3的状态下，升降销2沿着销孔3向上和向下移动。

此外，通过气体管线4将诸如氦气的传热气体供应到基板的底表面与支撑单元1的上表面之间的空间，使得基板的温度可以总体上保持均匀。传热气体通过形成在支撑单元1中的气体管线4被供应到基板的底表面。

然而，因为在通过等离子体的基板处理过程中销孔3的内部被保持在真空或低压状态，所以传热气体难以存在于销孔3的上侧，因此，面对销孔3的基板区域的温度均匀性低于其他区域的温度均匀性。

此外，如图2所示，因为当通过使用升降销2将基板与支撑单元1分离时，销孔3的内部被保持在真空或低压状态，所以力p2沿着与升降销2提升基板的力p1的方向相反的方向被施加到基板上，因此，基板可能被损坏。

技术实现要素：

本发明构思的实施方式提供了一种支撑单元和基板处理装置，该支撑单元可以保证基板上的面对销孔的区域与基板的其他区域之间的温度均匀性。

本发明构思的实施方式还提供了一种支撑单元以及基板处理装置，该支撑单元可以解决当基板与支撑单元分离时由于销孔中的负压而不容易分离基板的问题。

待由本发明构思解决的问题不限于上述问题，并且未提及的问题将由本发明构思所属领域技术人员从本说明书和附图中清楚地理解。

本发明构思提供了一种基板处理装置。根据一个实施方式，基板处理装置包括：腔室，所述腔室在所述基板处理装置的内部提供处理空间；支撑单元，所述支撑单元位于所述处理空间中并且在所述支撑单元上放置基板；气体供应单元，所述气体供应单元被配置为将工艺气体喷射到所述处理空间中；和等离子体产生单元，所述等离子体产生单元被配置为从所述工艺气体产生等离子体，其中所述支撑单元包括：气体管线，所述气体管线形成在所述支撑单元中以在位于所述支撑单元上的所述基板和所述支撑单元之间供应传热气体；升降销，所述升降销被配置为穿过形成在所述支撑单元中的销孔升降，并被配置为将所述基板传送到所述支撑单元或从所述支撑单元接收所述基板；和供应管线，所述供应管线被配置为向所述销孔供应气体。

供应管线可以从气体管线分支，并且被供应到销孔的气体是传热气体。

传热气体可以是氦气。

在供应管线中可以安装有被配置成打开和关闭供应管线内部的阀。

排出销孔内部的气体的通风管线可以连接到销孔，并且在通风管线中安装有打开和关闭通风管线的内部的阀。

通风管线可以被配置成将气体排放到处理空间中。

支撑单元可以包括：静电卡盘，其被配置为通过静电力吸附基板；电极板，其布置在静电卡盘下方；和绝缘板，其布置在冷却板下方，并且供应管线可以布置在绝缘板中。

可以在支撑单元中设置多个销孔，并且可以在销孔中分别设置多个供应管线。

本发明构思提供了一种支撑基板的支撑单元。根据一个实施方式，支撑单元包括：气体管线，其形成在支撑单元中以在位于支撑单元上的基板的底表面和支撑单元的上表面之间供应传热气体；升降销，其被配置为穿过形成在支撑单元中的销孔升降，并被配置为将基板传送到支撑单元或从支撑单元接收基板；和供应管线，其被配置为向销孔供应气体。

支撑单元可包括：静电卡盘，其被配置为通过静电力吸附基板；电极板，其布置在静电卡盘下方；和绝缘板，其布置在冷却板下方，其中气体管线可以配置为穿过静电卡盘、电极板和绝缘板，并且其中，升降销可以被配置为通过从静电卡盘延伸到绝缘板的销孔在其内部升降。

供应管线可以从气体管线分支，并且在供应管线中安装有被配置为打开和关闭供应管线的内部的阀门。

排出销孔内部气体的通风管线可以连接到销孔，并且可以在通风管线中安装打开和关闭通风管线内部的阀。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明构思的示例性实施方式，本发明构思的上述和其他目的和特征将变得显而易见。

图1是示意性地示出一般等离子体基板处理装置的图；

图2图示出当使用图1的装置时出现的问题；

图3是示出根据本发明构思的一个实施方式的基板处理装置的截面图；

图4是示出设置在图3的基板处理装置中的支撑单元的截面图；

图5是示出根据本发明构思的另一实施方式的基板处理装置的截面图；且

图6是示出设置在图5的基板处理装置中的支撑单元的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述本发明构思的示例性实施方式。可以以各种形式修改本发明构思的实施方式，并且本发明构思的范围不应该被解释为限于以下实施方式。

提供本发明构思的实施方式以向本领域技术人员更完整地描述本发明构思。因此，夸大了附图的部件的形状以强调其更清楚的说明。

在下文中，将参考附图描述根据本发明构思的实施方式的基板处理装置。

图3是示出根据本发明构思的实施方式的基板处理装置的截面图。图4是示出设置在图3的基板处理装置中的支撑单元的截面图。如图3和图4所示，根据本发明构思的实施方式的基板处理装置包括腔室100、支撑单元200、等离子体产生单元300和气体供应单元400。

工艺腔室100在其内部提供处理空间101，在处理空间101中执行基板处理工艺。工艺腔室100由金属材料形成。作为示例，工艺腔室100可以由铝形成。工艺腔室100可以接地。排气孔(未示出)形成在工艺腔室100的底表面上。排气孔连接到排气管线。在工艺中产生的反应副产物和留在工艺腔室100的内部空间中的工艺气体可以通过排气管线被排出到外部。通过排气过程，工艺腔室100内部的压力降低到特定压力。

在腔室100的一个侧壁上形成引入孔130，通过该引入孔130引入和取出基板。引入孔130设置在主体110中。引入孔130被设置为通道，通过该通道，基板w可以被引入工艺腔室100的内部并从工艺腔室100的内部取出。引入孔130由位于工艺腔室100外部的门131打开和关闭。

支撑单元200包括静电卡盘210、电极板220、绝缘板230、气体管线250、升降销260和供应管线270。

静电卡盘210包括介电板211和电极212。介电板211位于支撑单元200的最上端，并且基板w位于介电板211上。

介电板211由陶瓷形成。在介电板211的上表面上设置有多个凸台。设置在介电板211中的多个凸台提供空间213，该空间213在基板w位于介电板211上时供传热气体在基板w和介电板211之间流动。凸台具有环形形状，并且空间213可以被凸台分成多个区域。

电极212位于介电板211的内部。向电极212施加dc电流，通过静电力将基板w吸附在静电卡盘210上。

电极板220位于静电卡盘210下方。电极板220可以接地，或者高频电源可以连接到电极板220。

供冷却水流过的制冷剂通道221设置在电极板220的内部。冷却水允许基板w在工艺期间或之后保持预设温度。

聚焦环222安装在电极板220的周边部分上。聚焦环222将存在于电极板220的周边部分的上侧的工艺气体引导到基板w。

分配管线223与设置在介电板211中的空间213和气体管线250连通，使得气体被供应到空间213中。绝缘板230位于电极板220下方。绝缘板230可以由氧化铝(al2o3)形成。

在静电卡盘210、电极板220和绝缘板230中形成气体管线250，通过该气体管线250将传热气体供应到基板w的底表面和静电卡盘210的上表面之间的空间213中。

供从外部气体供应源供应传热气体的气体供应管线l1连接到气体管线250。加热传热气体的恒温器t可以安装在气体供应管线l1中。

通风管线l2从气体供应管线l1分支，传热气体通过该通风管线从气体管线250排出。如果基板处理过程完成，则通过在基板w与静电卡盘210分离之前打开通风管线l2，使基板w和静电卡盘210之间的压力与腔室100的内部压力相同。

升降销260可以被配置为传输基板w的传输机械手(未示出)，并且支撑单元200可以发送和接收基板w。销孔261形成在支撑单元200中，并且升降销260被配置为沿销孔261升降。

根据一个实施方式，销孔261从静电卡盘210延伸到绝缘板230。可以设置有三个升降销260。

供应管线270将气体供应到销孔261。根据一个实施方式，该气体可以与传热气体相同。根据一个实施方式，供应管线270从气体管线250分支并连接到销孔261。多个供应管线270从气体管线250分支并连接到销孔261，使得可以将传热气体供应给销孔261。根据示例，供应管线270可以形成在绝缘板230中。

在供应管线270中设置有打开和关闭供应管线270内部的阀v1。由于阀v1的操作，通过气体管线250供应到空间213中的一部分传热气体可以被可选地供应给销孔261。当供应给销孔261的传热气体回流时，可以通过关闭阀v1来恒定地保持存在于销孔261中的传热气体的量。

通风管线262连接到销孔261。通风管线262可以将销孔261中的传热气体排放到外部。根据一个示例，通风管线262可以被配置为将销孔261中的传热气体排放到处理空间101。因为通风管线262设置在销孔261中，所以供应到销孔261的传热气体可以被更快地排出。

阀v2设置在通风管线262中以打开和关闭通风管线262的内部。当阀v2打开时，存在于销孔261内部的传热气体可以被更快地排出。

因为在基板w与静电卡盘210分离之前，通风管线262在与通风管线l2组合后操作，所以销孔261的内部压力被保持在腔室100的内部压力。

等离子体产生单元300将工艺腔室100中的工艺气体激发成等离子体状态。电容耦合等离子体(ccp)单元用作等离子体产生单元300。

电容耦合等离子体单元可以包括位于工艺腔室100内部的上电极和下电极。上电极和下电极可以在工艺腔室100中彼此平行地竖直布置。

可以将高频功率施加到电极中的任一者，并且可以将另一个电极接地。可以在两个电极之间的空间中形成电磁场，并且可以将供应到空间中的工艺气体激发成等离子体状态。

通过使用等离子体执行基板处理过程。根据示例，可以将上电极设置成喷头310，可以将下电极设置成电极板220。可以将高频功率施加到下电极，并且上电极可以接地。与此不同，可以将高频功率施加到上电极和下电极两者。因此，在上电极和下电极之间产生电磁场。产生的电磁场可以将提供到工艺腔室100中的工艺气体激发成等离子体状态。

等离子体产生单元300位于工艺腔室100内部的支撑单元200上方。等离子体产生单元300被放置成面对支撑单元200。

等离子体产生单元300包括喷头310、喷气板320和支撑部分330。喷头310被放置成与腔室100的上表面向下间隔开特定距离。可以在喷气板320和腔室100的上表面之间形成空间。喷头310可以为具有特定厚度的板形。

可以对喷头310的底表面进行阳极化处理以防止通过等离子体产生电弧。喷头310的形状和横截面可以与支撑单元200的形状和横截面相同。喷头310包括多个喷射孔311。喷射孔311可以竖直地穿过喷头310的上表面和下表面。喷头310由金属材料形成。

喷气板320设置在喷头310的上表面上。喷气板320被放置成与腔室100的上表面向下间隔开特定距离。喷气板320可以为具有特定厚度的板形。喷射孔321设置在喷气板320中。

喷射孔321可以竖直地穿过喷气板320的上表面和下表面。喷射孔321被放置成与喷头310的喷射孔311相对。喷气板320可以包括金属材料。

喷头310可以电连接到上电源351。上电源351可以设置为高频电源。与此不同，喷头310可以电接地。喷头310可以电连接到上部电源351。与此不同，喷头310接地以用作电极。

支撑部分330支撑喷头310和喷气板320的侧面。支撑部分330的上端连接到腔室100的上表面，支撑部分310的下端连接到喷头310的侧面和喷气板320的侧面。主体330可包括非金属板。

气体供应单元400将工艺气体供应到工艺腔室100中。气体供应单元400包括气体供应喷嘴410、气体供应管线420和气体储存单元430。

气体供应喷嘴410安装在工艺腔室100的中心部分处。喷射孔形成在气体供应喷嘴410的底表面上。喷射孔将工艺气体供应到工艺腔室100中。

气体供应单元420连接气体供应喷嘴410和气体储存单元430。气体供应管线420将储存在气体储存单元430中的工艺气体供应到气体供应喷嘴410。阀421安装在气体供应管线420中。阀421打开和关闭气体供应管线420，并调节通过气体供应管线420供应的工艺气体的流速。

已经详细描述了根据本发明构思的实施方式的支撑单元和包括该支撑单元的基板处理装置。然而，本发明构思不限于上述示例，并且可以应用于通过等离子体处理基板w的所有装置。

特别地，根据情况，气体管线250可以被分成向基板w的中心部分供应气体的第一管线(未示出)和向基板w的周边部分供应气体的第二管线(未示出)。

利用与上述等离子体产生单元300不同的配置，可以将供应到腔室100的工艺气体改性为等离子体。

此外，可以将挡板(未示出)设置到腔室100以围绕支撑单元200。在挡板中设置有具有特定形状的狭缝，并且调整通过挡板从处理空间101中强制排出的工艺气体的量。

设置在腔室100中的排气孔连接到排气管线(未示出)，并且排气管线连接到真空泵(未示出)。

在通过真空泵强制排出的情况下，工艺腔室100的内部可以被保持在低于大气压的压力下。此外，在工艺中产生的反应副产物和留在工艺腔室100的内部空间中的工艺气体可以通过排气管线被排出到外部。

根据本发明构思的实施方式，因为通过气体管线250在基板w和支撑单元200之间供应的热处理气体也被供应到销孔261，所以在通过等离子体的基板处理过程中热处理气体也存在于销孔261的上侧，结果，基板的整个区域可以变成均匀的温度。

此外，因为当基板与支撑单元200分离时通过调节存在于气体管线250和销孔261中的热处理气体的排出可以使基板w和支撑单元200之间的空间的压力与基板外部的空间的压力彼此一致，所以可以防止在基板w的下表面上产生负压。

在上述实施方式中，已经描述了，将热处理气体供应到销孔261的供应管线270从形成在支撑单元200中的供应热处理气体的气体管线250分支。然而，与此不同，如图5和6所示，将热处理气体供应到销孔261的供应管线270可以与气体管线250分开设置。

根据本发明构思的实施方式，在工艺期间可以改善包括与销孔对应的区域的基板的整个区域的温度均匀性。

此外，根据本发明构思的实施方式，当基板与支撑单元分离时，可以防止由于施加到基板的过大的力而损坏基板。

本发明构思的效果不限于上述效果，并且本发明构思所属领域的技术人员可以从说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。

注意，上述实施方式被提出用于理解本发明构思，而并不限制本发明构思的范围，并且各种可修改实施方式也落入本发明构思的范围内。例如，可以单独地实施本发明构思的实施方式中示出的元件，并且可以将一些单独的元件彼此联接来实施。应当理解，本发明构思的技术保护范围必须由权利要求的技术精神来确定，并且本发明构思的技术保护范围不限于权利要求的词汇意义，而是还涵盖等同发明。