等离子体导流板、衬底处理装置以及衬底处理方法与流程

等离子体导流板、衬底处理装置以及衬底处理方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2022年1月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2022-0013339的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
3.本发明构思的一些实施例涉及等离子体导流板、包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及使用该衬底处理装置的衬底处理方法，并且更具体地，涉及能够提高流速以有效去除衬底上的异物的等离子体导流板、包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及使用该衬底处理装置的衬底处理方法。


背景技术：

4.可以通过各种工艺来制造半导体器件。例如，可以通过对硅晶片执行的光刻工艺、蚀刻工艺和沉积工艺来制造半导体器件。可以在此类工艺中使用各种流体。例如，可以在蚀刻工艺和/或沉积工艺中使用等离子体。可能需要在工艺期间控制等离子体的位置。可以利用等离子体导流板来控制等离子体分配并且排出蒸气。


技术实现要素：

5.本发明构思的一些实施例提供一种能够去除通过处理衬底而生成的异物的等离子体导流板、一种包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及一种使用该衬底处理装置的衬底处理方法。
6.本发明构思的一些实施例提供一种能够提高对衬底的蚀刻良品率(yield)的等离子体导流板、一种包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及一种使用该衬底处理装置的衬底处理方法。
7.本发明构思的一些实施例提供一种能够在将等离子体限制在优选区域内的同时提高流体的移动速度的等离子体导流板、一种包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及一种使用该衬底处理装置的衬底处理方法。
8.本发明构思的一些实施例提供一种能够在圆周方向上独立地控制流速的等离子体导流板、一种包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及一种使用该衬底处理装置的衬底处理方法。
9.本发明构思的目的不限于上面提及的，并且本领域技术人员将从以下描述清楚地理解上面尚未提及的其他目的。
10.根据本发明构思的一些实施例，等离子体导流板可以包括：下环；上环，所述上环在俯视图中位于所述下环外部并且垂直地延伸；以及中间环，所述中间环从所述下环延伸到所述上环以相对于水平方向形成锐角。所述下环可以包括：下中央孔，所述下中央孔垂直地穿过所述下环的中心；以及多个下狭缝，所述多个下狭缝位于所述下中央孔外部并且垂直地穿透所述下环。所述中间环可以提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外
侧表面的中间狭缝。所述多个下狭缝与所述下环的面积比可以等于或大于大约59％。
11.根据本发明构思的一些实施例，衬底处理装置可以包括：载物台；以及等离子体导流板，所述等离子体导流板围绕所述载物台。所述载物台可以包括：卡盘，所述卡盘被构造为支撑衬底；以及聚焦环，所述聚焦环围绕所述卡盘。所述等离子体导流板可以包括：下环；以及中间环，所述中间环从所述下环的边缘向外延伸以相对于水平方向形成锐角。所述下环可以包括：下中央孔，所述下中央孔垂直地穿过所述下环的中心；以及下狭缝，所述下狭缝位于所述下中央孔外部并且垂直地穿透所述下环。所述中间环可以提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝。所述下狭缝的长度可以大于所述中间狭缝的长度。所述下狭缝的宽度可以与所述中间狭缝的宽度相同。
12.根据本发明构思的一些实施例，衬底处理方法可以包括：将衬底放置到衬底处理装置中；在所述衬底处理装置中对所述衬底执行蚀刻工艺；从所述衬底处理装置排出流体；以及在所述衬底处理装置中对所述衬底执行沉积工艺。对所述衬底执行所述蚀刻工艺的步骤可以包括：向所述衬底处理装置供应第一工艺气体；以及向所述衬底处理装置的卡盘施加第一射频(rf)功率。向所述衬底处理装置供应所述第一工艺气体的步骤可以包括使得一部分所述第一工艺气体能够通过围绕所述卡盘的等离子体导流板逸出。所述等离子体导流板可以包括：下环；以及中间环，所述中间环从所述下环的边缘向外延伸以相对于水平方向形成锐角。所述下环可以提供垂直地穿透所述下环并且在径向方向上延伸的下狭缝。所述中间环可以提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝。所述下狭缝的长度与宽度之比可以为大约9至大约16。所述长度可以是在所述径向方向上测得的。所述宽度可以是在圆周方向上测得的。
13.其他示例实施例的细节被包括在说明书和附图中。
附图说明
14.图1图示了示出根据本发明构思的一些实施例的衬底处理装置的横截面视图。
15.图2图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的立体图。
16.图3图示了部分地示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的放大剖切立体图。
17.图4图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的横截面视图。
18.图5图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的放大横截面视图。
19.图6图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的俯视图。
20.图7图示了示出图6的部分x的放大俯视图。
21.图8图示了示出根据本发明构思的一些实施例的衬底处理方法的流程图。
22.图9至图15图示了示出根据图8的流程图的衬底处理方法的横截面视图。
23.图16图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的俯视图。
具体实施方式
24.下文现在将参考附图描述本发明构思的一些实施例。在整个描述中，相似的附图标记可以指示相似的部件。在附图中，为了清楚，可以夸大各层和各区域的尺寸和相对尺
寸。尽管不同的图示出了示例性实施例的变化，但是这些图不一定旨在彼此相互排斥。相反，如将从以下详细描述的上下文看到的，当将各图及其描述作为一个整体考虑时，在不同的图中描绘和描述的某些特征能够与来自其他图的其他特征组合以产生各种实施例。在确定本发明的要求时，应当引用权利要求的语言。
25.图1图示了示出根据本发明构思的一些实施例的衬底处理装置的横截面视图。
26.在本描述中，符号d1可以指示第一方向，符号d2可以指示与第一方向d1相交的第二方向，并且符号d3可以指示与第一方向d1和第二方向d2中的每一者相交的第三方向。可以将第一方向d1称作垂直方向。可以将第二方向d2和第三方向d3中的每一者称为水平方向。例如，第一方向d1、第二方向d2和第三方向d3可以彼此垂直。
27.参考图1，可以提供衬底处理装置a。衬底处理装置a可以是使用等离子体来处理衬底的设备。衬底可以包括或者可以是硅(si)晶片，但是本发明构思不限于此。衬底处理装置a可以被构造为使得等离子体被用于对衬底执行蚀刻工艺和/或沉积工艺。例如，衬底处理装置a可以执行bosch工艺，在所述bosch工艺中等离子体被用于对衬底重复地执行蚀刻工艺和沉积工艺。例如，可以在衬底处理装置a中对衬底交替地且重复地执行蚀刻工艺和沉积工艺。在某些实施例中，可以在衬底处理装置a中顺序地对多个衬底交替地且重复地执行蚀刻工艺和沉积工艺。
28.衬底处理装置a可以使用各种方式来生成等离子体。例如，衬底处理装置a可以通过使用电容耦合等离子体(ccp)模式、电感耦合等离子体(icp)模式或磁增强反应性离子蚀刻(merie)模式来生成等离子体。然而，本发明构思不限于此，并且衬底处理装置a可以使用其他方式来生成等离子体以便对衬底执行工艺。为了方便，下文将描述在电容耦合等离子体(ccp)模式下工作的衬底处理装置a。
29.衬底处理装置a可以包括工艺室pc、气体供应单元gs、气体分配单元gd、载物台(stage)st、等离子体导流板pb和真空泵vp。
30.工艺室pc可以提供工艺空间ch。工艺室pc可以连接到气体供应单元gs以从气体供应单元gs接收工艺气体。工艺室pc可以连接到真空泵vp。可以将工艺空间ch中的流体如工艺气体朝向真空泵vp排出。工艺室pc可以提供排气口ep。工艺空间ch可以通过排气口ep连接到真空泵vp。排气口ep可以被定位为偏向工艺室pc中的一侧。例如，排气口ep例如在俯视图中可以被定位在工艺室pc的中心与工艺室pc的侧壁之间。例如，排气口ep可以被定位为基于图1偏向右侧。载物台st和等离子体导流板pb可以设置在工艺室pc中。
31.气体供应单元gs可以将工艺气体供应到工艺空间ch中。气体供应单元gs可以包括气体罐、压缩机、管线、控制器等。气体供应单元gs可以例如一次或顺序地向工艺室pc供应许多/各种种类的气体。在某些实施例中，气体供应单元gs可以取决于在工艺室pc中执行的工艺在不同时间向工艺室pc供应不同气体。气体供应单元gs可以包括第一气体供应单元gs1和第二气体供应单元gs2。第一气体供应单元gs1可以供应第一工艺气体。工艺空间ch可以被供应并完全地填充有第一工艺气体。第二气体供应单元gs2可以供应第二工艺气体。第二工艺气体可以包括其种类与第一工艺气体的种类区分开的气体。第二工艺气体可以被供应为朝向工艺空间ch中的一侧偏置。
32.气体分配单元gd可以被定位在工艺室pc中。气体分配单元gd可以在工艺空间ch上方分配工艺气体。气体分配单元gd可以包括喷头sh和气体分离板dp。喷头sh可以提供多个
气体供应孔。喷头sh可以用作上电极。喷头sh可以使工艺空间ch与作为喷头sh上方的空间的分配空间ur分离。例如，喷头sh可以被定位/插置在工艺室pc中的工艺空间ch和分配空间ur之间。分配空间ur可以被划分成中央区域cr和边缘区域er。例如，气体分离板dp可以将中央区域cr和边缘区域er彼此分开。例如，气体分离板dp可以被定位/插置在中央区域cr与边缘区域er之间。中央区域cr可以被划分成第一中央区域cr1和第二中央区域cr2。例如，另一气体分离板dp可以被定位/插置在第一中央区域cr1与第二中央区域cr2之间。可以将第一工艺气体供应到第一中央区域cr1、第二中央区域cr2和边缘区域er的全部。可以将第二工艺气体供应到仅边缘区域er。例如，可以不将第二工艺气体供应到分配空间ur的第一中央区域cr1和第二中央区域cr2。供应到分配空间ur中的工艺气体可以通过喷头sh的气体供应孔移动并且被分配到工艺空间ch。
33.载物台st可以支撑衬底。载物台st可以被定位在工艺室pc中。载物台st可以包括卡盘(chuck)ec、下支撑件ls、聚焦环fr和绝缘体环ir。
34.卡盘ec可以支撑衬底。卡盘ec可以使用静电力来将衬底刚性地放置在卡盘ec的特定位置中，例如，放置在卡盘ec的上表面上。卡盘ec可以包括卡盘电极。另外，卡盘ec可以在其中设置有加热器和/或冷却通路。此外，卡盘ec可以在其中设置有施加了射频(rf)功率的等离子体电极(未示出)，例如，以在工艺室ch中生成等离子体。或者，等离子体电极可以被定位在静电卡盘ec之下。下支撑件ls可以支撑卡盘ec。聚焦环fr可以围绕卡盘ec。例如，当在俯视图中观察时，例如，当在工艺室pc中处理衬底时，聚焦环fr可以围绕设置在卡盘ec上的衬底。绝缘体环ir可以支撑聚焦环fr，并且可以围绕卡盘ec。
35.等离子体导流板pb可以围绕载物台st。例如，在卡盘ec下方，等离子体导流板pb可以围绕载物台st。例如，等离子体导流板pb可以围绕载物台st并且可以与载物台st的低于放置有卡盘ec的部分的部分横向地交叠。例如，等离子体导流板pb可以不与卡盘ec横向地交叠。等离子体导流板pb可以被设计为控制/管理等离子体和/或工艺气体的流速、和/或工艺空间ch中的压力。然而，本发明构思不限于此，并且在与聚焦环fr的高度类似的高度处，等离子体导流板pb可以在某些实施例中围绕载物台st。或者，等离子体导流板pb可以位于比聚焦环fr的位置高的位置处。在等离子体导流板pb下面的空间可以是排气空间es。排气空间es可以连接到排气口ep。等离子体导流板pb可以使得气体能够从工艺空间ch流动到排气空间es。例如，工艺空间ch中的气体可以通过等离子体导流板pb流动到排气空间es，从而被从/通过排气口ep排出。可以使得等离子体不能够容易地通过等离子体导流板pb。例如，等离子体导流板pb可以限制等离子体的位置。等离子体导流板pb可以使得等离子体能够集中在设置在载物台st上的衬底上/上方。例如，等离子体导流板pb可以被设计用于使等离子体集中在设置在载物台st上的衬底上方和附近。因此，可以将等离子体导流板pb称为限制环(confinement ring)。可以将等离子体导流板pb固定到载物台st和/或工艺室pc。例如，可以通过螺栓(未示出)等将等离子体导流板pb固定到工艺室pc。将在下面详细地进一步讨论等离子体导流板pb。
36.真空泵vp可以连接到工艺室pc。例如，真空泵vp可以通过排气口ep连接到工艺空间ch。真空泵vp可以从工艺空间ch抽吸(例如，泵出)流体。真空泵vp可以被定位在工艺室pc下方的一侧。例如，真空泵vp可以与工艺室pc垂直地交叠。然而，本发明构思不限于此，并且真空泵vp可以被定位在工艺室pc的侧面。例如，真空泵vp可以与工艺室pc横向地交叠。
37.为了描述的容易，可以在本文中使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“下”、“在
……
上方”、“上”等的空间相对术语来如各图所图示的那样描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应理解的是，除了各图中描绘的定向之外，空间相对术语还旨在包含设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果各图中的设备被翻转，则描述为“在”其他元件或特征“下方”或“之下”的元件然后将被定向为“在”其他元件或特征“上方”。因此，术语“在
……
下方”能够包含在
……
上方和在
……
下方的定向。设备可以被以其他方式定向(旋转90度或在其他定向下)并且本文使用的空间相对描述符相应地被解释。
38.图2图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的立体图。图3图示了部分地示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的放大剖切立体图。图4图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的横截面视图。
39.参考图2至图4，等离子体导流板pb可以包括下环1、上环5和中间环3。
40.下环1可以是具有中心轴ca的旋转体。例如，下环1可以相对于中心轴ca具有旋转对称。在俯视图中，中心轴ca可以穿过等离子体导流板pb的中心点。下环1可以是圆盘的一部分。下环1可以提供下中央孔1h。下中央孔1h可以垂直地穿过下环1的中心。下环1可以提供下狭缝1s。下狭缝1s可以被定位在下中央孔1h外部。例如，在下中央孔1h外部，下狭缝1s可以垂直地穿透下环1。下狭缝1s可以在径向方向上延伸一定长度。参考图5和图6，下面将详细地描述下狭缝1s的长度。可以在下环1中设置多个下狭缝1s。例如，可以在下环1中设置大约300个下狭缝1s。多个下狭缝1s可以在圆周方向上彼此间隔开。例如，下环1可以具有在其中具有下中央孔和多个下狭缝1s的圆盘形状。多个下狭缝1s与下环1的面积比可以影响工艺气体和/或异物的流速。因此，下狭缝可以被设计为面积比具有某个适当的值。例如，多个下狭缝1s与下环1的面积比可以等于或大于大约59％。例如，多个下狭缝1s与下环1的面积比可以为大约59.85％至大约70％。如上面所讨论的，多个下狭缝1s可以占据下环1的一定面积以适当地控制在工艺室pc中执行的工艺。在这种情况下，可以通过下狭缝1s令人满意地/适当地排出流体。当多个下狭缝1s与下环1的面积比等于或大于大约59％时，工艺流体可以通过下狭缝1s有利地逸出。在本说明书中，除非另外指出，否则主要将单个下狭缝1s作为示例讨论。除非另外指出，否则单个下狭缝1s可以表示每一个下狭缝1s。
41.诸如“大约”或“将近”的术语可以反映仅以相对小的方式和/或以不显著地更改某些元件的操作、功能性或结构的方式变化的量、尺寸、定向或布局。例如，从“大约0.1至大约1”的范围可以包含诸如在0.1附近0％-5％偏差和在1附近0％至5％偏差的范围，特别是如果这种偏差维持与所列举的范围相同的效果。
42.上环5可以设置在下环1外部。例如，上环5例如在俯视图中可以被设置为相对于等离子体导流板bp的中心点比下环1更远。例如，上环5可以具有大于下环1的外径的内径。上环5可以设置在比下环1更高的高度处。例如，上环5的最低部分可以被设置为高于下环1的最高部分。上环5可以垂直地延伸。上环5可以通过中间环3连接到下环1。例如，下环1、中间环3和上环5可以被一体地形成为一体。在某些实施例中，下环1、中间环3和上环5可以不被形成为一体，而是被气密地组装在一起。上环5可以包括上环体51和上连接构件53。上环体51可以从中间环3向上延伸。上环体51可以具有中空圆柱形状。上连接构件53可以联接(couple)到上环体51的顶端。上连接构件53可以从上环体51的顶端向外延伸。上环5可以提供上中央孔5h。上中央孔5h可以垂直地穿过上环5的中心。上中央孔5h可以在空间上连接到
下中央孔1h。可以将上中央孔5h和下中央孔1h的组合称作导流板中央孔pbh。
43.中间环3可以从下环1的边缘向外延伸以相对于水平方向形成锐角。例如，中间环3可以倾斜地延伸。中间环3可以从下环1的边缘延伸以连接到上环5。中间环3可以提供中间狭缝3s。中间狭缝3s可以穿透中间环3。例如，中间狭缝3s可以穿透中间环3以将中间环3的内侧表面和外侧表面彼此连接。中间狭缝3s可以沿着中间环3的延伸方向延伸。参考图5和图7，下面将详细地描述中间狭缝3s的形状。可以在中间环3中设置多个中间狭缝3s。中间狭缝3s的数目可以大于下狭缝1s的数目。例如，中间狭缝3s的数目可以比下狭缝1s的数目大大约10％或更多。例如，可以存在大约400个中间狭缝3s。多个中间狭缝3s可以被设置为在圆周方向上彼此隔开。在本说明书中，除非另外指出，否则主要将单个中间狭缝3s作为示例进行讨论。除非另外指出，否则单个中间狭缝3s可以表示每一个中间狭缝3s。
44.图5图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的放大横截面视图。
45.参考图5，下狭缝1s可以垂直地穿透下环1以将下环1的顶表面1u连接到下环1的底表面1b。例如，下狭缝1s可以从下环1的顶表面1u延伸到下环1的底表面1b。可以给出第一厚度t1作为下狭缝1s的厚度。例如，下狭缝1s可以具有第一厚度t1。第一厚度t1可以与下环1的厚度基本上完全相同或类似，但是本发明构思不限于此。
46.如本文所使用的诸如“相同”、“相等”、“平面”、“完全相同”或“共面”的术语包含同一性或几乎同一性，包括例如由于制造工艺而可能发生的变化。除非上下文或其他陈述另外指示，否则可以在本文中使用术语“基本上”来强调此含义。
47.下狭缝1s可以在径向方向上延伸。可以将第一长度l1作为下狭缝1s的径向方向上的长度给出。将在下面进一步讨论该长度的详细描述。
48.中间环3可以从下环1的端部在相对于径向方向和相对于水平方向的倾斜方向上延伸。例如，中间环3可以从下环1朝向/向上环5延伸以相对于水平方向形成锐角。可以在中间环3与水平方向/线/表面之间形成第一角度α。第一角度α可以为从大约10
°
到大约80
°
。例如，第一角度可以为从大约30
°
到大约60
°
。
49.中间狭缝3s可以穿透中间环3以便将中间环3的内侧表面3i连接到中间环3的外侧表面3e。例如，中间环3可以具有两个相对的表面，其中面向中心轴ca的一个表面是内侧表面3i并且与内侧表面相对的另一表面是外侧表面3e。外侧表面3e可以面向等离子体导流板pb外部。可以给出第二厚度t2作为中间狭缝3s的厚度。例如，中间环3和中间狭缝3s中的每一者可以具有厚度t2。第二厚度t2可以是中间狭缝3s在与中间环3的延伸方向垂直的方向上(例如，在与中间环3的侧表面(例如，暴露表面)垂直的方向上)的长度。第二厚度t2可以与第一厚度t1基本上完全相同或类似。将在下面进一步讨论第二厚度t2的详细描述。
50.可以将第二长度l2定义为中间狭缝3s的长度。例如，中间狭缝可以在纵向方向上具有第二长度l2。第二长度l2可以是中间狭缝3s在中间环3的延伸方向上的长度。第二长度l2可以小于第一长度l1。第一长度l1可以大于第二长度l2。
51.图6图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的俯视图。图7图示了示出图6的部分x的放大俯视图。
52.参考图6和图7，可以给出第一宽度w1作为下狭缝1s的宽度。例如，下狭缝1s可以例如在与径向方向垂直的方向上具有第一宽度w1。第一宽度w1可以是下狭缝1s的圆周方向上
的长度。第一宽度w1可以等于或小于大约4mm。例如，第一宽度w1可以为大约1mm至大约3mm。
53.可以给出第二宽度w2作为中间狭缝3s的宽度。例如，中间狭缝3s可以具有第二宽度w2。第二宽度w2可以是中间狭缝3s的圆周方向上的长度。第二宽度w2可以与第一宽度w1基本上完全相同或类似。例如，第二宽度w2可以为大约1mm至大约3mm。
54.参考图5和图7，第一厚度t1或下狭缝1s的厚度可以与第二厚度t2或中间狭缝3s的厚度相同。另外，第一宽度w1或下狭缝1s的宽度可以与第二宽度w2或中间狭缝3s的宽度相同。因此，下狭缝1s的宽度与厚度之比(w1/t1)可以与中间狭缝3s的宽度与厚度之比(w2/t2)相同。狭缝的宽度与厚度之比可以与等离子体的限制相关。例如，狭缝的宽度与厚度之比可能影响等离子体的限制。因此，如本公开中提出的那样狭缝的宽度与厚度的适当比是优选的。当下狭缝1s的宽度与厚度比与中间狭缝3s的宽度与厚度比相同时，下狭缝1s处的等离子体的限制程度可以与中间狭缝3s处的等离子体的限制程度相同。因此，可以实现等离子体的均匀限制。
55.狭缝的长度可以与穿过狭缝的流体的量和/或速度相关。例如，狭缝的长度与宽度比可能影响穿过狭缝的流体的量和/或速度的变化。例如，狭缝的长度增加可以提高穿过狭缝的流体的流量和/或流速。
56.下狭缝1s的第一长度l1与第一宽度w1之比(l1/w1)可以为大约9至大约16。可以按上面提及的范围适当地控制穿过下狭缝1s的流体的流量和/或流速。例如，当下狭缝1s的第一长度l1与第一宽度w1之比(l1/w1)大于大约16时，可以格外提高穿过下狭缝1s的流体的流量和/或流速。另外，当下狭缝1s的第一长度l1与第一宽度w1之比(l1/w1)小于大约9时，可以大大降低穿过下狭缝1s的流体的流量和/或流速。
57.中间狭缝3s的第二长度l2与第二宽度w2之比(l2/w2)可以为大约3.5至大约5.5。可以按上面提及的范围适当地控制穿过中间狭缝3s的流体的流量和/或流速。
58.如上面所讨论的，当如图6所图示的那样在俯视图中观察时，多个下狭缝1s与下环1的面积比可以等于或大于大约59％。例如，下狭缝1s的面积可以为大约3.0
×
104mm2至大约9.0
×
104mm2。例如，下狭缝1s的面积可以为大约6.0
×
104mm2至大约7.0
×
104mm2。在上面提及的值内，流体可以令人满意地穿过下狭缝1s。然而，本发明构思不限于此。
59.图8图示了示出根据本发明构思的一些实施例的衬底处理方法的流程图。
60.参考图8，可以提供衬底处理方法s。衬底处理方法s可以是在其中使用参考图1至图7讨论的衬底处理装置a来对衬底执行工艺的方法。衬底处理方法s可以包括将衬底装载到衬底处理装置中的步骤s1、对衬底执行蚀刻工艺的步骤s2、从衬底处理装置排出流体的步骤s3、对衬底执行沉积工艺的步骤s4、以及从衬底处理装置卸载衬底的步骤s5。
61.将在下面参考图9至图15详细地讨论图8的衬底处理方法s。
62.图9至图15图示了示出根据图8的流程图的衬底处理方法的横截面视图。
63.参考图8和图9，衬底装载步骤s1可以包括将衬底w放置到卡盘ec上。衬底w可以包括或者可以是硅(si)晶片，但是本发明构思不限于此。可以将衬底w固定到卡盘ec上。例如，卡盘ec可以使用静电力来将衬底w保持或刚性地放置在卡盘ec上的特定位置中。
64.参考图8、图10和图11，蚀刻步骤s2可以包括向衬底处理装置a供应第一工艺气体pg1。例如，第一工艺气体pg1可以通过分配空间ur和喷头sh从气体供应单元gs供应，然后可以被分配到工艺空间ch。第一工艺气体pg1可以是用于蚀刻工艺的流体。例如，第一工艺气
体pg1可以部分地蚀刻衬底w的顶表面。向/朝向衬底w分配的一部分第一工艺气体pg1可以通过等离子体导流板pb从工艺空间ch逸出到排出空间es，如图10和图11所示。例如，蚀刻步骤s2可以包括使得一部分第一工艺气体pg1能够通过等离子体导流板pb逸出。例如，一部分第一工艺气体pg1可以从工艺空间ch通过下狭缝1s和中间狭缝3s中的一者或更多者移动到排气空间es。排气空间es中的工艺气体pg1可以通过排气口ep向外排出。由于中间狭缝3s相对于水平方向形成锐角，所以定位在衬底w上/上方的第一工艺气体pg1可以倾斜地向下移动。在这种情况下，第一工艺气体pg1可以在穿过衬底w的边缘区域上的空间的同时向下排出。相对于水平方向倾斜地形成并且面向载物台st的顶表面的边缘区域的中间狭缝3s有益于排出来自衬底上方的工艺气体pg1。
65.参考图8和图12，蚀刻步骤s2可以包括对卡盘ec施加第一射频(rf)功率。对卡盘ec施加的第一rf功率可以将一部分第一工艺气体(参见图10的pg1)转换成等离子体pl。可以用等离子体pl对衬底w执行蚀刻工艺。
66.参考图8、图13和图14，可以在蚀刻工艺完成之后或者在蚀刻工艺中间执行气体排出步骤s3。气体排出步骤s3可以包括向衬底处理装置a供应第二工艺气体pg2。在一些实施例中，第二工艺气体pg2可以不同于第一工艺气体pg1，但是本发明构思不限于此。气体排出步骤s3还可以包括使得第二工艺气体pg2能够通过等离子体导流板pb逸出。在这个步骤中，可以用第二工艺气体pg2从衬底w和/或从工艺空间ch去除衬底w上和/或工艺空间ch中的异物。例如，如图14所图示的，第二工艺气体pg2可以在衬底w的顶表面上沿水平方向通过的同时，从衬底w的蚀刻孔wh去除异物pt。当第二工艺气体pg2在衬底w的顶表面上方沿水平方向迅速地通过时，可能在蚀刻孔wh的底部与位于衬底w的顶表面上/上方的空间之间的静压力方面存在大差异。因此，当第二工艺气体pg2以高速度移动时，例如，由于蚀刻孔wh与位于衬底w的顶表面上/上方的空间之间的压力差异，异物pt可能从蚀刻孔wh向外逸出。从蚀刻孔wh向外逸出的异物pt可以与第二工艺气体pg2一起朝向衬底w的外部和/或边缘移动。异物pt以及第二工艺气体pg2可以在穿过等离子体导流板(参见图13的pb)之后向外移动。因此可以去除衬底w上的异物pt。
67.参考图8和图15，沉积步骤s4可以包括向衬底处理装置a供应第三工艺气体pg3。供应到衬底w上的第三工艺气体pg3可以在衬底w上形成薄层。例如，第三工艺气体pg3可以在关于图14讨论的蚀刻孔wh的侧表面上形成薄层。在这种情况下，因为已经从蚀刻孔wh去除了异物(参见图14的pt)，所以可以获取/完成在蚀刻孔wh的侧表面上的薄层的均匀沉积。
68.此后，可以执行蚀刻步骤s2。例如，在执行沉积工艺一次之后，可以再次运行蚀刻工艺。可以交替地执行蚀刻工艺和沉积工艺若干次/多次。
69.返回参考图8，衬底卸载步骤s5可以包括在蚀刻工艺和沉积工艺的重复完成之后从卡盘ec移除衬底w。此后，可以转移衬底w进行下一个工艺。
70.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及使用该衬底处理装置的衬底处理方法，等离子体导流板中的狭缝的长度的增加可以引起/引发衬底处理装置中的流体的排出速度增加。例如，狭缝的长度的增加可以引起/实现狭缝的面积增加，因此衬底处理装置中的流体可以以高速度移动。当多个下狭缝与下环的面积比等于或大于大约59％时，可以通过下狭缝迅速地排出流体。因此，可以从衬底有效地去除异物。当从衬底去除异物时，可以有效地执行接下来的沉积工艺。
71.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及使用该衬底处理装置的衬底处理方法，可以将下狭缝处的等离子体的限制程度控制为与中间狭缝处的等离子体的限制程度完全相同。在某些步骤/条件/情形下可以限制等离子体不在所有位置处穿过等离子体导流板，因此可以均匀地控制等离子体。例如，导流板和/或衬底处理装置可以被构造为单独地和/或按组部分地或完全地关闭/打开下狭缝1s和中间狭缝3s，使得包括工艺气体和/或等离子体的流动速度的流动被控制。
72.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、包括该等离子体导流板的衬底处理装置以及使用该衬底处理装置的衬底处理方法，中间狭缝可以设置在倾斜方向上，并且这种构造可以在倾斜方向上排出流体。因此，可以防止流体在仅在衬底上沿水平方向移动之后被排出，而不在衬底的边缘区域上通过衬底的顶表面。因此，可以引发流体在扫过衬底的边缘区域的同时通过。因此，可以实现对衬底上的异物的均匀去除。例如，当工艺气体和异物被从工艺空间ch去除时，倾斜的中间狭缝有益于工艺气体和异物的顺畅流动。工艺气体和异物的顺畅流动将有助于异物不会粘附在衬底处理装置的表面上，例如，在载物台st的边缘上和/或在工艺室pc的侧表面上。
73.图16图示了示出根据本发明构思的一些实施例的等离子体导流板的俯视图。
74.下面将省略与参考图1至图15讨论的那些特征基本上相同或类似的特征的描述。
75.参考图16，可以提供等离子体导流板pba。等离子体导流板pba可以包括下环1a、中间环3a和上环5。
76.下环1a可以提供第一下狭缝1as1、第二下狭缝1as2和第三下狭缝1as3。第一下狭缝1as1、第二下狭缝1as2和第三下狭缝1as3可以被设置为在圆周方向上彼此间隔开。
77.第一下狭缝1as1可以例如在其径向方向上具有第一长度。第二下狭缝1as2可以例如在其径向方向上具有第二长度。第三下狭缝1as3可以例如在其径向方向上具有第三长度。第一长度和第二长度可以彼此不同。例如，第二长度可以大于第一长度。另外，第三长度可以不同于第一长度和第二长度中的每一者。例如，第三长度可以大于第二长度。
78.中间环3a可以提供例如在径向方向上延伸的中间狭缝3as。中间狭缝3as的径向方向上的长度可以小于第一长度、第二长度和第三长度中的每一者。
79.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法，多个下狭缝可以具有彼此不同的长度。因此，可以控制流体具有沿着圆周方向不同的移动速度分布。因此，可以沿着圆周方向控制等离子体的变化。
80.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法，可以去除在工艺期间在衬底上设置/生成/发生的异物。
81.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法，可以提高关于衬底的蚀刻良品率。
82.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法，可以在将等离子体限制在优选区域内的同时提高流体的移动速度。
83.根据依照本发明构思的一些实施例的等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法，可以沿着圆周方向独立地控制流体的速度。
84.本发明构思的效果不限于上面提及的，本领域技术人员将从上述整个描述清楚地理解上面尚未提及的其他效果。
85.尽管已经连同附图中图示的本发明构思的实施例描述了本发明构思，但是本领域技术人员应理解的是，可以在不脱离本发明构思的技术精神和必要特征的情况下做出各种改变和修改。因此应理解的是，上述实施例在所有方面中仅仅是说明性的，而不是限制性的。

技术特征：
1.一种等离子体导流板，包括：下环；上环，所述上环在俯视图中位于所述下环外部并且垂直地延伸；以及中间环，所述中间环从所述下环延伸到所述上环以相对于水平方向形成锐角，其中，所述下环包括：下中央孔，所述下中央孔垂直地穿过所述下环的中心；以及多个下狭缝，所述多个下狭缝位于所述下中央孔外部并且垂直地穿透所述下环，其中，所述中间环提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝，并且其中，所述多个下狭缝与所述下环的面积比等于或大于大约59％。2.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述中间狭缝的长度与宽度之比为大约3.5至大约5.5，所述长度是在所述中间环的延伸方向上测得的，并且所述宽度是在所述中间环的圆周方向上测得的。3.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述中间狭缝在所述中间环的圆周方向上的宽度与所述多个下狭缝中的每一个下狭缝在所述下环的圆周方向上的宽度相同。4.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述多个下狭缝中的每一个下狭缝的长度与宽度之比为大约9至大约16，所述长度是在所述下环的径向方向上测得的，并且所述宽度是在所述下环的圆周方向上测得的。5.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述中间环包括多个中间狭缝，其中，所述多个中间狭缝在所述中间环的圆周方向上彼此间隔开，并且其中，所述多个中间狭缝的数目大于所述多个下狭缝的数目。6.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述多个下狭缝中的每一个下狭缝在所述下环的圆周方向上的宽度等于或小于大约3mm。7.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述中间狭缝的厚度与所述多个下狭缝中的每一个下狭缝的厚度相同。8.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述多个下狭缝包括：第一下狭缝；以及第二下狭缝，所述第二下狭缝在所述下环的圆周方向上与所述第一下狭缝间隔开，其中，所述第一下狭缝在所述下环的径向方向上的第一长度不同于所述第二下狭缝在所述径向方向上的第二长度。9.根据权利要求1所述的等离子体导流板，其中，所述多个下狭缝中的每一个下狭缝的宽度与厚度之比与所述中间狭缝的宽度与厚度之比相同，每一个所述下狭缝的宽度是在所述下环的圆周方向上测得的，所述中间狭缝的宽度是在所述中间环的圆周方向上测得的。10.一种衬底处理装置，包括：载物台；以及等离子体导流板，所述等离子体导流板围绕所述载物台，其中，所述载物台包括：卡盘，所述卡盘被构造为支撑衬底；以及聚焦环，所述聚焦环围绕所述卡盘，
其中，所述等离子体导流板包括：下环；以及中间环，所述中间环从所述下环的边缘向外延伸以相对于水平方向形成锐角，其中，所述下环包括：下中央孔，所述下中央孔垂直地穿过所述下环的中心；以及下狭缝，所述下狭缝位于所述下中央孔外部并且垂直地穿透所述下环，其中，所述中间环提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝，其中，所述下狭缝的长度大于所述中间狭缝的长度，并且其中，所述下狭缝的宽度与所述中间狭缝的宽度相同。11.根据权利要求10所述的衬底处理装置，其中，所述下狭缝的长度与所述下狭缝的宽度之比为大约9至大约16。12.根据权利要求10所述的衬底处理装置，其中，所述下环包括多个下狭缝，其中，所述多个下狭缝在所述下环的圆周方向上彼此间隔开，其中，所述中间环包括多个中间狭缝，其中，所述多个中间狭缝在所述中间环的圆周方向上彼此间隔开，并且其中，所述多个中间狭缝的数目大于所述多个下狭缝的数目。13.根据权利要求12所述的衬底处理装置，其中，所述多个中间狭缝的数目比所述多个下狭缝的数目多所述下狭缝的数目的大约10％或更多。14.根据权利要求12所述的衬底处理装置，其中，所述多个下狭缝与所述下环的面积比等于或大于大约59％。15.根据权利要求10所述的衬底处理装置，其中，所述中间狭缝的厚度与所述下狭缝的厚度相同。16.一种衬底处理方法，包括：将衬底放置到衬底处理装置中；在所述衬底处理装置中对所述衬底执行蚀刻工艺；从所述衬底处理装置排出流体；以及在所述衬底处理装置中对所述衬底执行沉积工艺，其中，对所述衬底执行所述蚀刻工艺包括：向所述衬底处理装置供应第一工艺气体；以及向所述衬底处理装置的卡盘施加第一射频功率，其中，向所述衬底处理装置供应所述第一工艺气体包括使得一部分所述第一工艺气体能够通过围绕所述卡盘的等离子体导流板逸出，其中，所述等离子体导流板包括：下环；以及中间环，所述中间环从所述下环的边缘向外延伸以相对于水平方向形成锐角，其中，所述下环提供垂直地穿透所述下环并且在径向方向上延伸的下狭缝，其中，所述中间环提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝，并且
其中，所述下狭缝的长度与宽度之比为大约9至大约16，所述长度是在所述径向方向上测得的，并且所述宽度是在所述下环的圆周方向上测得的。17.根据权利要求16所述的衬底处理方法，其中，从所述衬底处理装置排出所述流体包括：使得所述流体能够从所述衬底去除异物，以及通过所述下狭缝和所述中间狭缝排出所述流体。18.根据权利要求16所述的衬底处理方法，其中，在所述沉积工艺之后，再次执行蚀刻工艺。19.根据权利要求16所述的衬底处理方法，其中，所述下狭缝的宽度与厚度之比与所述中间狭缝的宽度与厚度之比相同，所述中间狭缝的宽度是在所述径向方向上测得的。20.根据权利要求16所述的衬底处理方法，其中，所述中间狭缝的长度与宽度之比为大约3.5至大约5.5，所述中间狭缝的长度是在所述中间环从所述下环的边缘向外延伸的延伸方向上测得的，并且所述中间狭缝的宽度是在所述中间环的圆周方向上测得的。

技术总结
公开的是等离子体导流板、衬底处理装置和衬底处理方法。所述等离子体导流板包括：下环；上环，所述上环在俯视图中位于所述下环外部并且垂直地延伸；以及中间环，所述中间环从所述下环延伸到所述上环以相对于水平方向形成锐角。所述下环包括：下中央孔，所述下中央孔垂直地穿过所述下环的中心；以及多个下狭缝，所述多个下狭缝位于所述下中央孔外部并且垂直地穿透所述下环。所述中间环提供将所述中间环的内侧表面连接到所述中间环的外侧表面的中间狭缝。所述多个下狭缝与所述下环的面积比等于或大于大约59％。或大于大约59％。或大于大约59％。


技术研发人员：金学泳 金道源 任志洙 卢泳辰 朴哲佑 许敏宁
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/8/9