基板处理设备转让专利

申请号 : CN202010765294.2

文献号 : CN112447478A

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 李昌敏郑元基

申请人 : ASMIP私人控股有限公司

摘要 :

一种基板处理设备,能够通过均匀排气来处理薄膜以提高质量,包括:基板支撑单元;基板支撑单元上的处理单元;排气单元,其连接到基板支撑单元与处理单元之间的反应空间;排气端口,其连接到排气单元的至少一部分;以及流动控制单元,其设置在从排气单元内部的空间到排气端口的排气通道中。

权利要求 :

1.一种基板处理设备,包括:基板支撑单元;

基板支撑单元上的处理单元;

排气单元,其连接到基板支撑单元与处理单元之间的反应空间;

排气端口,其连接到排气单元的至少一部分;以及流动控制单元,其设置在从排气单元内部的空间到排气端口的排气通道中。

2.根据权利要求1所述的基板处理设备,其中,所述流动控制单元邻近排气端口。

3.根据权利要求1所述的基板处理设备,其中,所述排气单元延伸以形成围绕反应空间的排气空间,并且所述排气端口设置成与一部分排气空间连通。

4.根据权利要求3所述的基板处理设备,其中,所述流动控制单元配置成防止排气空间中的气流在排气端口处集中。

5.根据权利要求1所述的基板处理设备,还包括:支撑件,其配置为支撑所述处理单元和排气单元;以及支撑件上的引导单元,

其中,所述流动控制单元配置成可在引导单元上移动。

6.根据权利要求5所述的基板处理设备,其中,所述支撑件和引导单元实施为整体结构。

7.根据权利要求5所述的基板处理设备,其中,所述流动控制单元和引导单元中的至少一个包括用于防止流动控制单元和引导单元之间分离的凹槽或凹部。

8.根据权利要求1所述的基板处理设备,其中,所述排气单元还包括:

限定反应空间的侧部的边界壁;

平行于分隔壁的外壁;以及连接壁,其延伸以将边界壁连接至外壁,其中,所述连接壁在排气单元和处理单元之间提供接触表面。

9.根据权利要求1所述的基板处理设备,其中,所述流动控制单元包括至少一个通孔,并且所述通孔的至少一部分朝向排气端口延伸。

10.根据权利要求9所述的基板处理设备,其中,所述通孔以双层布置。

11.根据权利要求9所述的基板处理设备,其中,所述流动控制单元包括面对排气端口的第一表面和不同于第一表面的第二表面,并且所述通孔延伸穿过所述第一表面和第二表面。

12.根据权利要求9所述的基板处理设备,其中,所述通孔的第一部分的横截面积与所述通孔的第二部分的横截面积不同。

13.根据权利要求1所述的基板处理设备,还包括:力施加单元,其配置为产生用于使流动控制单元移动的力。

14.根据权利要求13所述的基板处理设备,还包括:接收单元,用于接收所述力施加单元;以及在所述力施加单元和接收单元之间的滚动单元。

15.根据权利要求13所述的基板处理设备,其中,用于移动所述流动控制单元的力是磁力,并且所述力施加单元包括磁力施加单元。

16.根据权利要求15所述的基板处理设备,其中,所述磁力施加单元包括电磁体,并且所述基板处理设备还包括配置为控制电磁体的控制器。

17.根据权利要求16所述的基板处理设备,所述控制器配置为在基板处理设备的维护操作期间向电磁体供应电流,并且在基板处理设备的处理操作期间停止向电磁体供应电流。

18.一种基板处理设备,包括:处理单元;

排气单元,其连接至处理单元下方的反应空间;以及流动控制单元,其设置在排气单元中并包括至少一个通孔。

19.根据权利要求18所述的基板处理设备,还包括:力施加单元,其设置成与流动控制单元分开并且配置成产生用于使流动控制单元移动的力。

20.一种基板处理设备,包括:排气单元,其连接至反应空间;

排气端口,其连接至排气单元的至少一部分;

流动控制单元,其设置在排气单元中并包括至少一个通孔;以及力施加单元,其配置成产生用于使流动控制单元移动的力。

说明书 :

基板处理设备

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2019年9月5日在美国专利和商标局提交的美国专利申请号62/896551的权益,其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

[0003] 一个或多个实施例涉及一种基板处理设备,更具体地,涉及一种具有改进的排气结构的基板处理设备。

背景技术

[0004] 每小时生产量是半导体器件生产以及薄膜精确控制的重要因素。单个晶片基板处理设备有利于薄膜的单独精度控制,并且分批基板处理设备可以同时处理大量基板。
[0005] 为了同时实现生产率的提高和对单独基板的精确控制,使用在其上安装有多个单独反应器的多反应器室。在多反应器室中,气体通过每个单独反应器顶部的中心供应至反应器,并且所供应的气体通过反应器顶部的中心排出或通过反应器的侧面排出。
[0006] 同时,在多反应器室的结构中,在其中气体从反应器的一部分排出的结构的情况下,气流集中在反应器的该部分上,因此膜轮廓不均匀并且易于移向一侧。特别地,当排气结构不对称地布置时,基板的一侧上的薄膜厚度和基板的另一侧上的薄膜厚度不同,并且基板上的薄膜的均匀性降低。

发明内容

[0007] 一个或多个实施例包括具有排气结构的基板处理设备,该排气结构允许所处理的基板的薄膜在整个基板上均匀的特性。
[0008] 其他方面将在下面的描述中部分地阐述,并且部分地从描述中将是显而易见的,或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例而获知。
[0009] 根据一个或多个实施例,一种基板处理设备可以包括:基板支撑单元;基板支撑单元上的处理单元;排气单元,其连接到基板支撑单元与处理单元之间的反应空间;排气端口,其连接到排气单元的至少一部分;以及流动控制单元,其设置在从排气单元内部的空间到排气端口的排气通道中。
[0010] 根据基板处理设备的示例,流动控制单元可以与排气端口相邻。
[0011] 根据基板处理设备的另一示例,排气单元可以延伸以形成围绕反应空间的排气空间,并且排气端口可以设置成与排气空间的一部分连通。
[0012] 根据基板处理设备的另一示例,流动控制单元可以配置成防止排气空间中的气流在排气端口处集中。
[0013] 根据基板处理设备的另一示例,基板处理设备还可以包括:支撑件,其配置为支撑处理单元和排气单元;以及支撑件上的引导单元,其中流动控制单元可以配置成可在引导单元上移动。
[0014] 根据基板处理设备的另一示例,支撑件和引导单元可以实施为整体结构。
[0015] 根据基板处理设备的另一示例,流动控制单元和引导单元中的至少一个可以包括用于防止流动控制单元和引导单元之间分离的凹槽。
[0016] 根据基板处理设备的另一示例,排气单元还可以包括:限定反应空间的侧部的边界壁;平行于分隔壁的外壁;以及连接壁,其延伸以将边界壁连接至外壁。连接壁可以在排气单元和处理单元之间提供接触表面。
[0017] 根据基板处理设备的另一示例,流动控制单元可以包括至少一个通孔。通孔的至少一部分可以朝向排气端口延伸。
[0018] 根据基板处理设备的另一示例,通孔可以多层布置。
[0019] 根据基板处理设备的另一示例,流动控制单元可以包括面对排气端口的第一表面和不同于第一表面的第二表面,并且通孔可以延伸穿过第一表面和第二表面。
[0020] 根据基板处理设备的另一示例,通孔的第一部分的横截面积可以与通孔的第二部分的横截面积不同。
[0021] 根据基板处理设备的另一示例,基板处理设备还可以包括力施加单元,其配置为产生用于使流动控制单元移动的力。
[0022] 根据基板处理设备的另一示例,基板处理设备还可以包括:用于接收力施加单元的接收单元;以及在力施加单元和接收单元之间的滚动单元。
[0023] 根据基板处理设备的另一示例,用于使流动控制单元移动的力是磁力,并且力施加单元可以包括磁力施加单元。
[0024] 根据基板处理设备的另一示例,磁力施加单元可以包括电磁体,并且基板处理设备还可以包括配置为控制电磁体的控制器。
[0025] 根据基板处理设备的另一示例,控制器可以配置为在基板处理设备的维护期间向电磁体供应电流,并且在基板处理设备的处理期间停止向电磁体供应电流。
[0026] 根据一个或多个实施例,一种基板处理设备包括:处理单元;排气单元,其连接至处理单元下方的反应空间;以及流动控制单元,其设置在排气单元中并包括至少一个通孔。
[0027] 根据基板处理设备的示例,基板处理设备还可包括力施加单元,其设置成与流动控制单元分开并且配置成产生用于使流动控制单元移动的力。
[0028] 根据一个或多个实施例,一种基板处理设备包括:排气单元,其连接至反应空间;排气端口,其连接至排气单元的至少一部分;流动控制单元,其设置在排气单元中并包括至少一个通孔;以及力施加单元,其配置成产生用于使流动控制单元移动的力。

附图说明

[0029] 根据以下结合附图的描述,本公开的某些实施例的上述及其他方面、特征和优点将变得更加明显,其中:
[0030] 图1和2是根据实施例的基板处理设备的视图。图1是基板处理设备的平面图,图2是沿着图1的线II-II'截取的截面图。
[0031] 图3是根据实施例的基板处理设备的一部分的视图,不包括盖和排气端口。
[0032] 图4是从第一方向观察的图3的基板处理设备的一部分的视图,图5是从第二方向观察的图3的基板处理设备的一部分的视图。
[0033] 图6是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。
[0034] 图7(a)至7(e)是各种形式的流动控制单元和流动控制单元中包括的通孔的视图。
[0035] 图8是根据一些实施例的基板处理设备的平面图。
[0036] 图9是沿图8的线A-A'截取的截面图。
[0037] 图10至12是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。
[0038] 图13是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。

具体实施方式

[0039] 现在将详细参考实施例,其示例在附图中示出,其中相同的附图标记始终表示相同的元件。就这一点而言,本实施例可以具有不同的形式,并且不应被解释为限于这里阐述的描述。因此,下面仅通过参考附图描述实施例以解释本说明书的各方面。如本文所用,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。当诸如“中的至少一个”之类的表达在元件列表之前时,修饰整个元件列表并且不修饰列表中的单独元件。
[0040] 本文所用的术语是出于描述特定实施例的目的,并且无意于限制本公开。如本文所用,单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式,除非上下文另外明确指出。还将理解的是,本文所用的术语“包括”、“包含”及其变体指定存在所述特征、整数、步骤、过程、构件、部件和/或其组,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、过程、构件、部件和/或其组。如本文所用,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0041] 将理解的是,尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、部件、区域、层和/或部分,但这些构件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语不表示任何顺序、数量或重要性,而仅用于区分各个部件、区域、层和/或部分。因此,在不脱离实施例的教导的情况下,下面讨论的第一构件、部件、区域、层或部分可以称为第二构件、部件、区域、层或部分。
[0042] 在下文中,将参照附图描述本公开的实施例,其中示意性地示出了本公开的实施例。在附图中,由于例如制造技术和/或公差,可以预期与所示形状的变化。因此,本公开的实施例不应被解释为限于本文所示的区域的特定形状,而是可以包括例如由制造过程导致的形状偏差。
[0043] 图1和2是根据实施例的基板处理设备的视图。图1是基板处理设备的平面图,图2是沿着图1的线II-II'截取的截面图。
[0044] 参照图1和2,基板处理设备可以包括分隔壁100、处理单元110、排气单元120、排气端口130、流动控制单元140、基板支撑单元150和力施加单元160。基板处理设备可包括反应空间51和连接到反应空间51的排气空间55。排气空间55可形成为围绕反应空间51。
[0045] 分隔壁100是用于容纳基板支撑单元150的室,并且也可以称为室。在一实施例中,将包括反应空间51的反应器称为内室,可以将围绕多个反应器(例如四个反应器)的基板处理设备的整体结构称为外室。排气管线18可以设置在分隔壁100中。在一些实施例中,排气管线18可以形成为沿着分隔壁100的侧壁的内部延伸。在一实施例中,基板处理设备包括第一表面和与第一表面相邻的第二表面,并且排气管线18可沿第一表面和第二表面之间的拐角延伸。在其他实施例中,排气管线18可以形成为沿着分隔壁100的下壁的内部延伸。
[0046] 处理单元110可以位于配置为支撑基板的基板支撑单元150上。反应空间51可以限定在基板支撑单元150和处理单元110之间。处理单元110可以用作限定反应空间51的上表面的第一盖。换句话说,基板支撑单元150上的第一盖可以包括至少一个处理单元110。
[0047] 处理单元110可以包括根据基板处理设备的功能执行适当功能的构件。例如,当基板处理设备执行沉积功能时,处理单元110可以包括反应物供给器(例如喷头组件)。在另一实施例中,当反应器执行抛光功能时,处理单元110可以包括抛光垫。
[0048] 处理单元110可以是导体,并且可以用作用于产生等离子体的电极。即,处理单元110本身可以用作用于产生等离子体的一个电极。以下将这种方式(将处理单元110本身用作电极的方式)的处理单元110称为气体供应电极。
[0049] 基板支撑单元150可以配置为提供诸如半导体或显示基板的待处理物体(未示出)所位于的区域。基板支撑单元150可以由能够上下和旋转运动的支撑件(未示出)支撑。此外,基板支撑单元150可以是导体,并且可以用作用于产生等离子体的电极(即气体供应电极的相对电极)。
[0050] 排气单元120可以位于处理单元110和支撑件TLD之间。排气单元120可延伸以围绕反应空间51。排气单元120可以由非导电材料例如绝缘体实现。另一方面,支撑件TLD可以由导电材料例如导体实现。
[0051] 在一实施例中,排气单元120可以用作限定反应空间51的侧表面的第二盖。包括排气单元120的第二盖可以包括连接至反应空间51的排气空间55。因此,排气单元120可以提供排气空间55。此外,排气单元120可以提供容纳处理单元110的空间。当处理单元110容纳在该空间中时,处理单元110可以与排气单元120接触。
[0052] 排气单元120可以包括在反应空间51和排气空间55之间的分隔壁W。边界壁W的第一表面(例如外表面)可以限定反应空间51且边界壁W的第二表面(即作为面对第一表面的表面的内表面)可以限定排气空间55。例如,反应空间51可以由边界壁W的第一表面侧、基板支撑单元150的上表面以及作为第一盖的处理单元110的下表面限定。换句话说,反应空间51的一侧可以由排气单元120的边界壁W限定。
[0053] 排气单元120可以提供用于待处理物体的空间的一部分。例如,当基板处理设备执行沉积功能时,用于沉积的反应空间51可以由排气单元120限定。此外,排气空间55可以限定在排气单元120内部。
[0054] 在一示例中,排气单元120可以包括连接壁C和从边界壁W延伸的外壁O。排气单元120的外壁O与边界壁W平行地设置并且可以接触支撑件TLD。排气单元120的连接壁C可延伸以将边界壁W连接到外壁O。连接壁C可以提供与处理单元110的接触表面。作为第一盖的处理单元110和作为第二盖的排气单元120可以通过接触表面彼此接触。
[0055] 排气单元120中的流动控制单元140可以设置成与边界壁W、连接壁C和外壁O分开。例如,流动控制单元140和连接壁C可以彼此间隔开距离a,并且流动控制单元140和外壁O可以彼此间隔开距离b。
[0056] 通过设置流动控制单元140,可以在流动控制单元140的面对反应空间51的表面与面对排气端口130的表面之间产生排气压力差。该排气压力差可以确定朝向流动控制单元140的气体的排气速度和/或排气阻力。排气速度和/或排气阻力可能受到上述距离a和b、流动控制单元140的通孔TH的形状和布置结构等影响。
[0057] 支撑件TLD可以接触排气单元120以支撑处理单元110和排气单元120。支撑件TLD可以由分隔壁100支撑。如上所述,支撑件TLD可以用作由分隔壁100支撑的顶盖以覆盖外室,同时支撑作为第一盖的处理单元110和作为第二盖的排气单元120。
[0058] 支撑件TLD可以在分隔壁100和排气端口130之间。支撑件TLD可以包括将排气端口130连接到分隔壁100的排气管线18的路径P。在一实施例中,路径P的截面积和排气管线18的截面积可以基本相同。例如,当路径P和排气管线18形成为圆形时,路径P的直径可以与排气管线18的直径相同。在其他实施例中,密封构件(未示出)可以在支撑件TLD和分隔壁之间。密封构件可以围绕路径P或排气管线18延伸,从而防止从路径P移动到排气管线18的气体的泄漏。
[0059] 支撑件TLD可以在分隔壁100和盖(例如包括排气单元120的第二盖)之间。流动控制环FCR可在支撑件TLD上。此外,流动控制环FCR可以在支撑件TLD和基板支撑单元150之间。流动控制环FCR可滑动地位于支撑件TLD上。流动控制环FCR可以与基板支撑单元150间隔开以形成间隙G,并且反应空间51与外室的内空间之间的压力平衡可通过调节间隙G来控制。
[0060] 为了实现上述压力平衡,可以从支撑件TLD和基板支撑单元150下方的下部空间朝向反应空间51引入填充气体。根据填充气体的引入,可以在基板支撑单元150和流动控制环FCR之间的间隙G中形成气帘。由于该气帘,可以防止反应空间51中的气体流入下部空间。
[0061] 在一实施例中,填充气体可以与通过处理单元110供应的气体不同。例如,填充气体可以是惰性气体,比如氮气或氩气。在一些实施例中,填充气体的排放速率可以低于通过处理单元110供应到反应空间51的气体的排放速率。当在反应空间51中产生等离子体时,具有较低排放速率的填充气体可以防止在支撑件TLD和基板支撑单元150下方的下部空间中产生寄生等离子体。分隔壁W可以提供将反应空间51连接至排气空间55的间隔E。例如,间隔E可以形成在排气单元120和流动控制环FCR之间。间隙E可以是反应空间51和排气空间55之间的通道。因此,反应空间51和排气空间55可以通过该通道彼此连通。
[0062] 在这种结构下,反应空间51中的气体通过排气空间55横向排出。也就是说,反应空间51中的气体可以通过排气空间55、开口OP、排气端口130中的通道、支撑件TLD的路径P和分隔壁100的排气管线18排出。
[0063] 作为第二盖的排气单元120的一部分可以与排气端口130连通。排气端口130可以连接到排气单元120的至少一部分。例如,排气端口130可以设置成与排气单元120的外围的一部分连通。因此,排气空间55的一部分中的气体可以通过排气端口130排出。
[0064] 更详细地,通过处理单元110供应到反应空间51的中心的气体可以径向分散。因此,径向分散的气体可朝向排气单元120的排气空间55移动。由于排气端口130连接到排气单元120的外围的一部分,所以朝向排气空间55的径向分散的气体可以沿着排气单元120的内部路径朝向排气空间55移动。沿着排气单元120的内部路径移动的气体可以通过开口OP和排气端口130排出。
[0065] 排气端口130可包括沿朝向排气单元120的第一方向和不同于第一方向的第二方向延伸的通道。在示例实施例中,排气端口130可具有形成在其中的L形或L状通道,从而排气空间55中的气体可横向地朝向排气端口130流动并且可以向下排出。在另一示例中,排气空间55中的气体可以横向流动并且可以向上排出。通过排气端口130排出的气体可以通过排气管线18转移到排气泵(未示出),并且气体可以通过排气泵(未示出)排放到外部。
[0066] 流动控制单元140可以设置在排气通道(从排气单元120内部的空间到排气端口130的通道)中。例如,流动控制单元140可以在排气单元120中。流动控制单元140可以在间隙E和开口OP之间的空间中。
[0067] 如图1所示,流动控制单元140可邻近排气端口130布置。流动控制单元140的布置用作气体向排气端口130移动的物理屏障。因此,可以缓解在排气空间55中的排气偏转(即气流集中在排气端口130中的现象)。
[0068] 在一些实施例中,流动控制单元140可包括至少一个通孔TH。可以通过使用通孔TH来控制朝向排气端口130排出的气体的排气阻力。此外,如上所述,也可以通过流动控制单元140与连接壁C之间的距离(例如距离a)和/或流动控制单元140与外壁O之间的距离(例如距离b)来控制排出气体的排气阻力。
[0069] 流动控制单元140可以在引导单元GU上移动。为此,例如,流动控制单元140可以包括主体141、联接部分143和移动部分145。
[0070] 主体141是排气空间55中的部件,并且可以配置成影响从反应空间11朝向排气空间55供应的第一气体和围绕排气空间55移动的第二气体的流动。例如,通过主体141,流动控制单元140可以防止排气空间55中的气体(例如第二气体)流在排气端口130处集中。
[0071] 主体141可以布置成占据排气空间55的至少一部分。例如,主体141可以具有从支撑件TLD上的引导单元GU突出的形状。在一些实施例中,主体141可以在排气空间55的圆周方向上延伸。在另一实施例中,主体141可以包括至少一个通孔TH。从反应空间51供应的气体可以通过通孔TH移动到开口OP和排气端口130。
[0072] 联接部分143可以提供流动控制单元140和引导单元GU之间的联接。例如,支撑件TLD上的引导单元GU可以包括凹槽,并且联接部分143可以插入到凹槽中。在一些实施例中,联接部分143可具有与凹槽对应的形状。例如,引导单元GU的凹槽可以具有T形,并且联接部分143也可以具有T形以对应于凹槽。
[0073] 移动部分145可以在联接部分143和引导单元GU之间。移动部分145可以配置成减小联接部分143和引导单元GU之间的摩擦力。例如,移动部分145可以包括可旋转部件,比如轴承或轮。移动部分145可以使流动控制单元140在引导单元GU上沿着排气空间55的圆周移动。
[0074] 应当注意,尽管在附图中将联接部分143和移动部分145示出为流动控制单元140的部件,但本发明构思不限于此。联接部分143和移动部分145可以是引导单元GU的部件。例如,在一些实施例中,引导单元GU可包括以一定形状突出的接合部分,并且流动控制单元140可以包括具有与联接部分对应的形状的凹槽。换句话说,流动控制单元140和引导单元GU中的至少一个可以包括用于防止流动控制单元140和引导单元GU之间分离的凹槽。
[0075] 在替代实施例中,支撑件TLD和引导单元GU可以实施为整体结构。在另一实施例中,支撑件TLD和引导单元GU可以实施为单独结构。在这种情况下,前述的防止分离凹槽将在流动控制单元140和支撑件TLD中的至少一个中实现。
[0076] 主体141的通孔TH可朝向排气端口130延伸。在主体141不具有通孔TH的情况下,当反应空间51中的气体被排放至排气端口130时,会发生湍流。形成在主体141中的通孔TH可以减轻这种湍流的产生。
[0077] 通孔TH可以形成为具有各种形状。例如,通孔TH可以双层布置。流动控制单元140的主体141可以包括面对排气端口130的第一表面和与第一表面不同的第二表面,并且通孔TH可以延伸穿过第一表面和第二表面。
[0078] 在一些实施例中,第二表面可以是面对反应空间51的表面。在这种情况下,通孔TH可以在从反应空间51朝向排气端口130的方向上延伸。在另一实施例中,第二表面可以是面对沿着排气空间55延伸的方向的表面。在这种情况下,通孔TH可包括朝向排气端口130延伸的第一部分和沿排气空间55的延伸方向延伸的第二部分。
[0079] 在一些示例中,通孔TH可以形成为整体上具有相同的截面积(例如圆柱形)。在另一示例中,通孔TH可部分地形成为具有不同的截面积。即,通孔TH的第一部分的截面积可以与通孔TH的第二部分的截面积不同。例如,如图2所示,形成在通孔TH的第一表面上朝向排气端口130的部分的截面积可以大于形成在通孔TH的第二表面上朝向反应空间51的部分的截面积。
[0080] 在另一示例中,通孔TH的两个端部的截面积可以大于通孔TH的中心部的截面积,因此可以形成带状横截面形状的通孔TH。在另一示例中,通孔TH的两个端部的截面积可以小于通孔TH的中心部分的截面积,因此可以形成菱形横截面形状的通孔TH。
[0081] 通孔TH的形状用作控制排气阻力的因素。换句话说,可以通过调节通孔TH的入口部分和/或中心部分的形状来调节朝向流动控制单元140的气体的排气阻力。
[0082] 力施加单元160可以配置为产生用于使流动控制单元140移动的力。力施加单元160可以与流动控制单元140分开。例如,力施加单元160可以位于流动控制单元140的底部的分隔壁100中。因此,可以防止反应空间51和排气空间55中的气体与力施加单元160之间的接触。
[0083] 力施加单元160可以容纳在设置在分隔壁100中的接收单元170中。接收单元170可以是与分隔壁100一体的结构,或者可以是可与分隔壁100联接的单独结构。通过将接收单元170实施为与分隔壁100的单独结构,可以使力施加单元160的维护更容易。例如,为了力施加单元160的维护,可以抬起作为第一盖的处理单元110和作为第二盖的排气单元120,并且可以将接收单元170与分隔壁100分离。
[0084] 在进一步的实施例中,滚动单元165可以在力施加单元160和接收单元170之间。滚动单元165可以配置为能够在引导单元GU的延伸方向(即排气空间55的圆周方向)上滚动。例如,滚动单元165可以包括具有自由度1的轴承和/或轮。滚动单元165可以联接到力施加单元160。在另一实施例中,滚动单元165可以联接到接收单元。在又一实施例中,滚动单元
165可以联接到延伸部163。
[0085] 力施加单元160可产生磁力以使流动控制单元140移动。例如,流动控制单元140可包括金属材料,并且力施加单元160可包括将磁力施加到金属材料的磁力施加单元161。通过由磁力施加单元161产生的磁力,流动控制单元140可以在力施加单元160移动的方向上一起移动。
[0086] 在一些实施例中,当力施加单元160实施为施加磁力的磁力施加单元161时,磁力施加单元161可包括仅当施加电流时才起磁体作用的电磁体。在这种情况下,基板处理设备还可以包括配置为控制电磁体的控制器(未示出)。
[0087] 在另一实施例中,控制器可以配置为在基板处理设备的维护期间向电磁体供应电流。此外,控制器可以配置为在基板处理设备的处理期间中断向电磁体的电流供应。因此,可以阻止在处理期间力施加单元160的影响(例如施加到排气空间的磁场)。
[0088] 例如,在基板处理设备的维护期间,操作者可以移动与磁力施加单元161联接的延伸部163。由于在维护期间由电磁体实施的磁力施加单元161产生磁力,因此磁力施加单元161和通过磁力紧固的流动控制单元140可以通过延伸部163的运动而一起移动。
[0089] 当在薄膜上执行诸如气相沉积和/或蚀刻的过程时,薄膜的轮廓可能会偏移到基板的一侧而不相对于基板的中心对称。薄膜的这种不均匀性尤其是在排气端口130不对称地设置时会发生。
[0090] 例如,在图1所示的基板处理设备的情况下,每个反应器R1a、R1b、R2a和R2b仅具有一个排气端口130,使得基板处理设备具有不对称的排气结构。由于不对称的排气结构,每个基板中的处理的薄膜相对于基板的中心可能具有不对称的形状。特别地,当处理在其表面上具有复杂凹凸结构比如图案结构的基板时,沉积在基板的各个部分上的薄膜的特性可能变得不均匀。
[0091] 根据本发明构思的实施例,提供流动控制单元作为能够控制反应器的排气管(例如排气单元)中的气体排出的物理单元。流动控制单元用作阻挡集中在排气端口中的气体的屏障,从而可以减轻排气偏转。此外,在流动控制单元中形成通孔,从而可以控制排气速度和排气阻力,同时使流动控制单元周围的湍流产生最小化。因此,可以改善由于不对称的排气结构引起的薄膜的不均匀性能。
[0092] 图3至5是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。更详细地,图3示出除了盖(即处理单元和排气单元)之外的基板处理设备的一部分(例如排气管线18和28、连接端口CP、连接到外部泵的外部路径EC等)和排气端口。图4是从第一方向观察的图3的基板处理设备的一部分的视图,图5是从第二方向观察的图3的基板处理设备的一部分的视图。根据实施例的基板处理设备可以是上述根据实施例的基板处理设备的变型。在下文中,这里将不给出实施例的重复描述。
[0093] 参考图3至5,在分隔壁100中形成有排气管线18和28。排气管线18和28通过连接端口CP连接到外部路径EC,并且外部路径EC连接到主排气路径211。因此,反应空间中的气体通过排气端口130和230、排气管线18和28、外部路径EC和主排气路径211被排放到排气泵EP。
[0094] 如图4所示,在第一方向上的两个反应器R1a和R1b使用内部排气管线18a和18b,而在与第一方向相反的方向上的其余两个反应器使用其他内部排气管线28a和28b。两条内部排气管线18和28分别通过连接端口CP和CP'连接到外部路径EC。外部路径EC可以一种配置或以多种配置实施。
[0095] 图4示出了四个反应器使用至少一个外部路径EC、主排气路径211和排气泵EP。隔离阀210可被添加到主排气路径211。因此,在维护期间,隔离阀210可以保护排气泵EP免受外部大气的影响。此外,压力控制阀(例如节流阀)可被添加到主排气路径211。外路径EC可被固定从而不与外室的分隔壁100的下表面紧密接触地移动。在替代实施例中,两条内部排气管线18和28可以在外室的分隔壁100的底壁内彼此连接,并且直接连接到主排气路径211,而没有外部路径EC。
[0096] 再次参考图3,连接至第一连接端口CP的第一外部路径EC可以在分隔壁100下方朝向外室的第一拐角部分C1延伸。另外,连接到第二连接端口CP'(未示出)的第二外部路径EC'可以在分隔壁100下方朝向外室的第二拐角部分C2延伸。排气泵EP可以布置在基板处理设备的一个表面上,例如对应于第一拐角部分C1和第二拐角部分C2之间的中心。第一外部路径EC可以从延伸到第一拐角部分C1的部分延伸到排气泵EP。而且,第二外部路径EC'可以从延伸到第二拐角部分C2的部分延伸到排气泵EP。
[0097] 图6是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。根据实施例的基板处理设备可以是上述根据实施例的基板处理设备的变型。在下文中,这里将不给出实施例的重复描述。
[0098] 参照图6,基板处理设备可以包括处理单元14、排气单元4和流动控制单元15。处理单元14可以包括根据如上所述的基板处理设备的功能来执行适当功能的构件。排气单元4可以连接到处理单元14下方的反应空间,使得反应空间中的气体可以通过排气单元4的排气空间被排放到排气端口(即泵送端口)。
[0099] 如图6所示,排气端口(即泵送端口)位于排气单元4的右侧。因此,当排出反应空间中的气体时,更多的气体可能沿排气端口的方向排出。由于排出气体的这种浓度,所得薄膜的厚度均匀性可能变差,并且一侧的膜轮廓可能变厚。
[0100] 为了克服这种问题,可以在排气单元4的排气空间6中设置流动控制单元15。可以在排气端口的方向上设置流动控制单元15,以直接控制朝向排气端口的气流。因此,可以降低从反应空间排出的气体的各向异性,并且可以实现更均匀的排气。换句话说,在基板周围朝向排气单元4排出的气流可以更加对称。
[0101] 在一些实施例中,流动控制单元15可以包括至少一个通孔。通孔可以配置为控制排气速度和排气阻力,同时使在流动控制单元15周围的湍流产生最小化。为此,通孔可以配置为具有如图7所示的各种形状。
[0102] 在图6中,加热块和其上放置有基板的基板支撑单元(例如基座)设置在处理单元14的下方,但为了理解起见在本公开中被省略。流动控制环(FCR)5可以包括设置为围绕加热块的外流动控制环和设置在排气空间6中的内流动控制环。气流以箭头示出。如上所述,反应空间中的气体可以通过排气单元4与流动控制环5之间的间隙被排放到排气空间6。
[0103] 流动控制单元15可以机械地固定到流动控制环5,更具体地固定到内流动控制环。在一些实施例中,流动控制单元15可以设计成在排气空间6中的内流动控制环上移动。
[0104] 流动控制单元15在流动控制环5上的最佳布置可以根据处理的类型、供应到反应空间的气体的流量以及流动控制单元15中的通孔的形状和布置来确定。在这种情况下,赋予流动控制单元15可移动性是重要的过程变量。
[0105] 尽管未在附图中示出,但为了实现流动控制单元15的可移动性,基板处理设备还可以包括力施加单元,其配置为产生用于使流动控制单元15移动的力。力施加单元可以与流动控制单元15间隔开。
[0106] 图7(a)至7(e)示出了各种形式的流动控制单元15和包括在流动控制单元15中的通孔17。流动控制单元15可以具有与排气空间6对应的弯曲形状。排气空间6中的气体可以通过通孔17被排放至排气端口3。通过形成通孔17,可以更精确地控制穿过通孔17并排放到排气端口3的气体的排气速度和排气模式,因此可以进一步改善反应空间中的气体排放的对称性。
[0107] 可以以各种形式设置通孔17。例如,如图7(a)和7(b)所示,通孔17可以是圆柱形的,或者可以具有带有不同的入口和出口宽度的圆锥形,或者具有中间狭窄的哑铃形。此外,如图7(c)所示,通孔17可以双层布置。另外,如图7(d)所示,通孔17可包括朝向排气端口延伸的第一部分P1和沿排气空间55的延伸方向延伸的第二部分P2。图7(e)示出了朝向排气端口延伸的第一部分P1'、沿排气空间55的延伸方向延伸的第二部分P2'以及朝向反应空间延伸的第三部分P3'。
[0108] 图8和9是根据一些实施例的基板处理设备的视图。图8是基板处理设备的平面图,图2是沿图8的线A-A'截取的截面图。根据实施例的基板处理设备可以是根据上述实施例的基板处理设备的变型。在下文中,这里将不给出实施例的重复描述。
[0109] 参照图8和9,基板处理设备可包括:连接至反应空间的排气单元4;包括排气端口3的排气端口;排气单元4中的流动控制单元15;以及磁体部分21,其配置成产生用于使流动控制单元15移动的力。如上所述,流动控制单元15可包括至少一个通孔。
[0110] 包括加热块16的基板支撑单元可以通过移动部分19上下移动。例如,当基板被装载和卸载时,加热块16可以通过移动部分19上下移动以形成反应空间。当移动部分19移动时,波纹管18也可以上下移动,从而可以促进加热块16的上下移动。
[0111] 流动控制单元15可以在排气单元4和排气端口3之间。更详细地,流动控制单元15可以在连接排气单元4和排气出口3的路径的前面。
[0112] 突起20可以在室1的排气单元4和排气出口3的下方。突起20可以沿竖直方向设置在与排气单元4和排气出口3对应的室空间中。磁体部分21和用于支撑磁体部分21的磁体支撑件22可以布置在突起20中。磁体支撑件22的水平运动可以由控制器24控制。
[0113] 辊23可以在磁体支撑件22与室1之间以及在磁体支撑件22与控制器24之间。辊23可以减小磁体支撑件22与室1之间以及磁体支撑件22与控制器之间的摩擦力,从而促进磁体支撑件22的水平运动。
[0114] 在一些实施例中,磁体支撑件22可以通过室1的壁实施为凹凸结构。磁体支撑件22的位置可以由该凹凸结构支撑,从而可以防止磁体支撑件22的分离。
[0115] 流动控制单元15由金属材料制成,并且因此可通过磁体部分21在水平方向上移动。控制器24可控制磁体支撑件22的水平运动并提供磁体支撑件22的移动轨道。例如,当磁体支撑件22水平移动时,流动控制单元15可以通过磁体部分21的磁力沿磁体支撑件22的运动方向一起移动。可以根据流动控制单元15与磁体部分21之间的距离d来确定流动控制单元15的运动速度。距离d可以在磁力的范围内通过实验确定。
[0116] 除了永磁体之外,磁体部分21还可以实施为电磁体。即,通过仅在供应电流时用产生磁力的电磁体实现磁体部分21,可以最小化在金属薄膜处理期间供应的金属前体对流动控制单元15的影响。例如,在室的维护期间,供应电流以产生磁力来校正流动控制单元15的位置。然而,在处理期间,可以通过停止电流供应并且不产生磁力来防止金属薄膜处理对流动控制单元15的影响。
[0117] 根据本发明构思的实施例,在诸如多反应器室中的蚀刻、灰化和清洁的处理期间,提供了一种用于在基板上进行均匀处理的装置。提供了一种尤其用于克服由于排气偏转引起的过程不均匀的装置。
[0118] 根据本发明构思的实施例,可以通过在排气端口附近设置排气流动控制单元来克服排气偏转。换句话说,在配备有多个反应器的多反应器室中,可以克服由于排气结构的偏向布置而引起的排气不对称,并且可以均匀地处理基板上的薄膜。
[0119] 图10至12是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。根据实施例的基板处理设备可以是上述根据实施例的基板处理设备的变型。在下文中,这里将不给出实施例的重复描述。
[0120] 在图10中,在流动控制环5中形成与流动控制单元15接触的凹槽25,并且辊23被添加到流动控制单元15的下部。辊23可以是流动控制单元15的一部分。凹槽25可以用作轨道,其成为流动控制单元15移动通过的轨道。
[0121] 参考图10连同图9,流动控制单元15可以随着磁体部分21的移动而沿着凹槽25移动。流动控制环5与流动控制单元15之间的摩擦力可以通过辊23最小化,从而可以促进流动控制单元15的运动。
[0122] 此外,通过设置移动轨道即凹槽25,可以防止排气空间6中的流动控制单元15与排气单元4之间的碰撞。排气单元4与流动控制单元15之间的距离a和b可以保持恒定,例如当流动控制单元15移动时。
[0123] 在一些实施例中,流动控制单元15和流动控制环5中的至少一个可设置有凹部或突起(例如突起26),如图11所示。凹部或突起可在排气空间60中提供流动控制单元15的移动轨道。因此,可以防止流动控制单元15和排气单元4的碰撞,并且可以容易地实现流动控制单元15的运动。
[0124] 图12示出了设置在排气空间6中的凹槽25的整个轨道。图12示出了凹槽25形成为引导单元,流动控制单元15在整个排气空间6上插入到该引导单元中,但本公开不限于此。例如,凹槽25可以仅形成在排气空间6的一部分中。
[0125] 此外,在一些实施例中,如图12所示,移动轨道、引导单元或者凹槽25或突起26可以仅形成在存在排气端口3的区域中,即构成角度α的B-B'区域的排气空间6。流动控制单元15可以配置为仅在部分形成的移动轨道区域中可移动。
[0126] 图13是根据本发明构思的一些实施例的基板处理设备的视图。根据一些实施例的基板处理设备可以是根据上述实施例的基板处理设备的变型。在下文中,这里将不给出实施例的重复描述。
[0127] 图13示出了基板处理设备的磁体部分21和磁体支撑件22的一部分的固体形式。尽管磁体部分21和磁体支撑件22在线性方向上作为图13中的三维形状延伸,但磁体部分21和磁体支撑件22可以具有与反应器的排气空间6和流动控制单元15对应的弯曲形状。换句话说,磁体部分21和磁体支撑件22可延伸以具有一定的曲率(例如具有与排气单元的曲率相同的曲率)。
[0128] 如上所述,磁体部分21可以是永磁体或电磁体。穿过室的磁体支撑件22的一个表面可以形成凹凸部分,并且可以将凹凸部分插入室中。可以通过凹凸结构防止磁体支撑件22的分离。
[0129] 辊23可以安装在室壁和控制器彼此接触的表面上。磁体支撑件22可以通过辊23容易地移动。如图13所示,辊23可以以可沿一个方向滚动的轮的形式实现。例如,磁体支撑件22设置有轮轴固定部分,并且轮轴可以穿过轮的中心部分。
[0130] 流动控制单元15可以通过由磁体部分21产生的磁力在排气空间6中移动。磁体支撑件22可以沿着形成在与反应器的排气空间6对应的室的下壁中的轨道移动。
[0131] 磁体部分21和磁体支撑件22可移动通过的轨道可形成在室的整个圆周上。另外,磁体部分21和磁体支撑件22可以配置成仅在部分形成的轨道区域中可移动。例如,如图12所示,轨道可以仅形成在存在排气出口3的区域中,即在与构成角度α的B-B'区域的排气空间6对应的室的圆周区域中。换句话说,磁体部分21和磁体支撑件22的移动部分可被限制在排气端口3周围的区域。
[0132] 应当理解,本文描述的实施例应仅在描述性意义上考虑,而不是出于限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。尽管已经参考附图描述了一个或多个实施例,但本领域普通技术人员将理解,可以在不脱离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下对形式和细节进行各种改变。