用于处理基板的设备和用于处理基板的方法与流程

用于处理基板的设备和用于处理基板的方法


背景技术：

1.本文描述的本发明构思的实施方式涉及一种基板处理设备和一种基板处理方法。
2.在基板处理过程中的基板加热过程中，可以使用微波。通过使用磁控管来产生微波。在通过使用磁控管产生之后传输到基板的微波具有较差的温度均匀性，因为在热点与冷点之间存在较大的温差。


技术实现要素：

3.本发明构思的实施方式提供了一种用于高效地处理基板的基板处理设备和基板处理方法。
4.本发明构思的实施方式提供了一种相对于基板在一个腔室中执行等离子体处理和加热处理的基板处理设备。
5.本发明构思的实施方式提供了一种相对于通过用微波加热基板来处理基板具有高温度均匀性的基板处理设备和基板处理方法。
6.本发明构思的技术目的不限于上述目的，并且根据以下描述，其他未提及的技术目的对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
7.本发明构思提供了一种基板处理设备。所述基板处理设备包括：处理室，在所述处理室中具有用于处理基板的处理空间；基板支撑单元，所述基板支撑单元被配置为在所述处理空间中支撑所述基板；以及微波施加单元，所述微波施加单元被配置为向所述处理空间施加微波，并且其中所述微波施加单元包括基于固态器件的微波功率发生器。
8.在实施方式中，所述固态器件包括氮化镓(gan)器件。
9.在实施方式中，所述微波功率发生器可以偏移或扫描所述微波的频率。
10.在实施方式中，所述微波功率发生器能够扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率。
11.在实施方式中，所述微波功率发生器多次扫描具有所述第一带宽的所述微波。
12.在实施方式中，所述微波功率发生器扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率，并且多个模式的总和是加热廓线(heating profile)，并且其中根据所述处理空间的形状以不同的数量确定所述多个模式。
13.在实施方式中，所述微波功率发生器扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率，并且多个模式的总和是加热廓线，并且其中根据所述第一带宽的宽度以不同的数量确定所述多个模式。
14.在实施方式中，所述微波施加单元包括：板状的微波天线，所述微波天线定位在所述基板支撑单元上方；介电板，所述介电板定位在所述微波天线的顶部和下方；以及天线杆，所述天线杆将在所述微波功率发生器处产生的微波传输到所述微波天线。
15.在实施方式中，所述微波施加单元充当用于将加热能量传输到所述基板的加热源。
16.在实施方式中，所述基板处理设备还包括用于将反应气体供应到所述处理空间的
气体供应单元，并且其中微波施加单元充当用于将所述反应气体激发成等离子体状态的等离子体源。
17.本发明构思提供了一种基板处理设备。所述基板处理设备包括将基板支撑在处理室的处理空间中，以及用多个频率扫描将微波施加到所述处理空间。
18.在实施方式中，由基于固态器件的微波功率发生器产生所述微波。
19.在实施方式中，所述固态器件包括氮化镓(gan)器件。
20.在实施方式中，所述微波的所述频率扫描扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率。
21.在实施方式中，多次扫描具有所述第一带宽的所述微波来提供所述微波。
22.在实施方式中，所述微波扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率，并且多个模式的总和是加热廓线，并且其中根据所述处理空间的形状以不同的数量确定所述多个模式。
23.在实施方式中，所述微波扫描具有在第一频率与第二频率之间的第一带宽的微波，所述第二频率高于所述第一频率，并且多个模式的总和是加热廓线，并且其中根据所述第一带宽的宽度以不同的数量确定所述多个模式。
24.在实施方式中，通过所述微波的传输来加热所述基板。
25.在实施方式中，将不同于所述微波的微波传输到所述处理空间以将所述处理空间内的反应气体激发成等离子体。
26.本发明构思提供了一种基板处理设备。所述基板处理设备包括：处理室，在所述处理室中具有用于处理基板的处理空间；基板支撑单元，所述基板支撑单元被配置为在所述处理空间中支撑所述基板；微波施加单元，所述微波施加单元被配置为向所述处理空间施加微波，并且其中所述微波施加单元包括基于氮化镓(gan)固态器件的微波功率发生器，并且其中所述微波功率发生器扫描在第一频率与第二频率之间的第一带宽处存在的多个目标扫描频率，所述第二频率高于所述第一频率，并且其中根据所述处理空间的形状和所述第一带宽的宽度不同地确定目标扫描频率的数量。
27.根据本发明构思的实施方式，可以高效地处理基板。
28.根据本发明构思的实施方式，可以在一个腔室中对基板进行等离子体处理和热处理。
29.根据本发明构思的实施方式，相对于用微波对基板进行热处理而言，温度均匀性较高。
30.本发明构思的效果不限于上述效果，并且根据以下描述，其他未提及的效果对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图说明
31.根据以下参考附图的描述，上述和其他目的和特征将变得显而易见，其中，除非另有说明，否则相同附图标记在各个附图中是指相同部分，并且其中：
32.图1是示出根据本发明构思的实施方式的基板处理设备的截面视图。
33.图2是宽带微波源的示例。
具体实施方式
34.在下文中，将参考附图详细地描述本发明的实施方式，使得与本发明相关的领域技术的普通技术人员可以容易地实现本发明。然而，本发明构思可以以各种不同形式实现并且不限于本文描述的实施方式。此外，在详细地描述本发明构思的正确实施方式时，当确定对相关公知功能或配置的详细描述可能不必要地使本发明构思的主旨不清楚时，将省略其详细描述。此外，对于具有类似功能和作用的部件，在整个附图中使用相同的标记。
[0035]“包括”和“包含”部件意味着可以包括更多其他的部件，而不排除其他部件，除非另有陈述。具体地，术语“包括”、“包含”和“具有”应被理解为指定在说明书中描述了特征、数字、步骤、操作、部件或其组合，并且不排除存在或添加一个或多个其他特征或数字、步骤、操作、部件或其组合。
[0036]
除非上下文另外清楚地暗示，否则单数表达包括复数表达。此外，为了更清晰地解释，附图中的元件的形状和大小可以放大。
[0037]
术语“和/或”包括列出的项中的任一者以及一者或多者的所有组合。此外，在本说明书中，术语“连接”不仅意指构件a和构件b直接连接的情况，而且意指构件c插置在构件a与构件b之间以间接地连接构件a和构件b的情况。
[0038]
可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中具备一般知识的人员更充分地解释本发明构思。因此，附图中的元件的形状被放大以强调更清晰的解释。
[0039]
图1是示出根据本发明构思的实施方式(第一示例性实施方式)的基板处理设施的截面视图。参考图1，可以解释根据本发明构思的实施方式的基板处理设备。基板处理设备包括处理室110、基板支撑单元200、气体供应单元400、微波施加单元500以及排气挡板700。
[0040]
处理室110提供用于在其中处理基板的处理空间105。处理室可以具有圆形圆柱形形式。开口(未示出)设置在处理室110的侧壁处。开口可以设置为入口，在该入口处可以将基板w带入和带出。入口可以由门(未示出)打开和关闭。处理空间105的空气通过设置在处理室110的底部处的排气挡板700排出。排气挡板700可以连接到排气泵(未示出)。
[0041]
基板支撑单元200在处理空间中支撑基板w。基板支撑单元200可以设置为使用静电力来支撑基板w的静电卡盘。替代性地和/或另外地，基板支撑单元200可以使用诸如机械夹紧的各种方法来支撑基板w。
[0042]
气体供应单元400将反应气体供应到内部空间105。气体供应单元包括气体喷嘴410、气体供应源420以及气体供应管线413。气体喷嘴410设置在处理室110的侧壁处。气体喷嘴通过气体供应源420和气体供应管线413进行连接。气体喷嘴供应反应气体。
[0043]
微波施加单元500包括微波天线510、介电板520、天线杆530以及功率发生器540。微波施加单元500可以充当用于从处理气体产生等离子体的等离子体源。另外，微波施加单元500可以充当用于对基板进行退火的退火源。
[0044]
微波天线510可以具有圆形形式的板。在下文中，微波天线510可以被称为天线板。多个狭长孔(未示出)可以形成在微波天线510处，并且狭长孔(未示出)提供通过其传输微波的路径。
[0045]
介电板520定位在微波天线510的顶部和底部处。在一些实施方式中，微波天线510可以嵌入在介电板520内。在一些实施方式中，微波天线510可以设置在介电板520的顶表面
上。在一些实施方式中，微波天线510可以设置在介电板520的底表面上。介电板520可以由诸如氧化铝和石英的电介质组成和/或包括所述电介质。
[0046]
天线杆530可以具有圆柱形杆。天线杆530定位成使其纵向方向在上/下方向上。天线杆530的底端连接到天线板510。天线板510的中心插入并固定到天线杆530的底部。从功率发生器540施加的微波传输到天线板510。
[0047]
功率发生器540提供为基于固态器件的微波功率发生器。在实施方式中，功率发生器540提供为基于氮化镓(gan)的微波功率发生器。在实施方式中，基于氮化镓(gan)的功率发生器540具有较窄的带宽，并且设置有能够执行频率偏移或频率扫描的功能。频率扫描是例如从特定频带的下限频率到上限频率(例如，2.4ghz至2.5ghz)在设定时间(例如，1秒)内以窄带(例如，1hz)扫描微波。
[0048]
例如，假设使用宽带微波源，如图2的图表所示。中心频率是2.45ghz，并且它是可以从2.4ghz频率偏移到的2.5ghz的宽带。
[0049]
处理室110的内部空间105限定腔。
[0050]
在实施方式中，假设腔是宽度(w，左右直径)为29.7cm、深度(d，前后直径)为36.6cm且高度(h)为30.2cm的盒形状，在频率扫描2.4ghz至2.5ghz频带的情况下得出te模式下的te
mnl
，如下面的[表1]所示。得出总共六个te模式。六个对应于每个模式的加热廓线的总和变成最终加热廓线。因此，将热点和冷点混合以改进加热均匀性。
[0051]
[表1]在假设腔是宽度(w)为29.7cm、深度(d)为36.6cm且高度(h)为30.2cm的盒形状时的te模式
[0052]
te模式(mnl)频率(ghz)4312.40922432.43313422.44173332.45340602.45732522.4895
[0053]
作为另一个示例，假设腔是半径(r)为25cm且深度(d)为25cm的圆柱形形状，在频率扫描2.4ghz至2.5ghz频带的情况下得出tm模式下的tm
mnl
和te模式下的te
mnl
模式，如下面的[表2]所示。得出总共六个tm模式，并且得出总共四个te模式。根据腔的形状来确定tm模式和te模式。对应于每个模式的十个加热廓线的总和变成最终加热廓线。因此，将热点和冷点混合以改进加热均匀性。
[0054][0055]
如上所述，当将每个模式的总和用作加热廓线并且被扫描频率时，热区和冷区被混合，从而实现更均匀的电场。
[0056]
在实施方式中，微波功率发生器540多次扫描设定的带宽。如果将从2.4ghz至2.5ghz的扫描设定为1毫秒，则在1秒操作期间，每个频率将经过1,000次。与上述示例相比，当带宽从扫描2.3ghz增加至2.6ghz时，模式的数量进一步增加，并且因此热区和冷区进一步增加，并且因此加热均匀性进一步增加。
[0057]
根据本发明构思的实施方式，将基于氮化镓(gan)的固态器件用作微波功率发生器以实现频率扫描。通过频率扫描，在给定的腔(例如，盒形状、圆柱形形状)中产生更多模式，使得热点和冷点混合，从而改进最终温度均匀性。
[0058]
微波施加单元500充当用于将加热能量传送到基板w的加热源。此外，微波施加单元500充当等离子体源。微波施加单元500通过在内部空间105处将微波施加到反应气体来产生等离子体。因此，根据本发明构思的实施方式，可以在一个腔室中进行等离子体处理和加热(例如，快速加热退火)。
[0059]
此外，根据依据本发明构思的实施方式的基板处理设备，即使不提供单独的退火腔室也是足够的，并且因此可以减小一个腔室设施的占用空间。此外，由于在使用等离子体的装置与退火装置之间移动的步骤是不必要的，因此可以去除装置之间的移动时间，从而增加uph。根据本发明构思的实施方式的基板处理设备可以应用于ale过程。
[0060]
本发明构思的效果不限于上述效果，并且未提及的效果可以根据本说明书和附图而被本发明构思所涉及的领域的技术人员清楚地理解。
[0061]
尽管直到现在一直在示出和描述本发明构思的优选实施方式，但本发明构思不限于上述具体实施方式，并且应注意，在不脱离权利要求书中要求的本发明构思的本质的情况下，本发明构思所涉及领域的普通技术人员可以不同地执行本发明构思，并且不应与本发明构思的技术精神或前景分开解释修改。