氣體分配裝置及包含所述氣體分配裝置的基板加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體分配裝置，且更具體而言，涉及一種能夠通過利用雙等離子體來提高基板上的工藝均勻性的氣體分配裝置以及一種包含所述氣體分配裝置的基板加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，利用半導(dǎo)體工藝來制造半導(dǎo)體元件、顯示元件、發(fā)光二極管或薄膜太陽能電池。半導(dǎo)體工藝包括:薄膜沉積工藝，用于在基板上沉積特定材料的薄膜；光刻工藝，用于利用光阻劑來暴露出或覆蓋所述薄膜的選定區(qū)；以及蝕刻工藝，用于移除及圖案化選定區(qū)中的所述薄膜。半導(dǎo)體工藝被重復(fù)執(zhí)行多次，以形成所需的多層式結(jié)構(gòu)。此種半導(dǎo)體工藝是在具有用于對應(yīng)工藝的最佳環(huán)境的反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行。
[0003]所述反應(yīng)室包括用于支撐基板的基板支撐構(gòu)件及用于注入工藝氣體的氣體分配部件、以及氣體供應(yīng)部件，所述基板支撐構(gòu)件及所述氣體分配部件被彼此面對地設(shè)置于所述反應(yīng)室內(nèi)，所述氣體供應(yīng)部件則位于所述反應(yīng)室外并用于供應(yīng)所述工藝氣體。即，在所述反應(yīng)室的內(nèi)下側(cè)，設(shè)置所述基板支撐構(gòu)件以支撐基板，且在所述反應(yīng)室的內(nèi)上側(cè)，設(shè)置所述氣體分配部件以將由氣體供應(yīng)部件供應(yīng)的工藝氣體注入至所述基板上。此處，舉例而言，薄膜沉積工藝可同時供應(yīng)至少一種工藝氣體以形成薄膜(CVD方法)、或者依序向反應(yīng)室中供應(yīng)至少兩種工藝氣體(ALD方法)。此外，隨著基板變得越來越大，需要在基板的整個區(qū)域上沉積或蝕刻薄膜，以保持工藝均勻性。為此，已廣泛地利用一種能夠?qū)⒐に嚉怏w均勻地注入至寬的區(qū)上的淋浴頭型氣體分配裝置。此種淋浴頭型的實(shí)例揭示于韓國專利申請?jiān)缙诠_第 2008-0020202 號中。
[0004]此外，可利用用于使工藝氣體活化及等離子體化的等離子體裝置來制造高集成化及小型化的半導(dǎo)體元件。等離子體裝置通常根據(jù)等離子體化方法而被分類成電容耦合等離子體(capacitive coupled plasma, CCP)裝置及電感親合等離子體(inductive coupledplasma, ICP)裝置。所述CCP裝置在反應(yīng)室中具有電極，且所述ICP裝置具有天線，所述天線設(shè)置于反應(yīng)室外部，所述反應(yīng)室被施加電源，從而可在所述反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生工藝氣體的等離子體。此種CCP型等離子體裝置揭示于韓國專利早期公開第1997-0003557號中，且ICP型等離子體裝置揭示于韓國專利早期公開第10-0963519號中。
[0005]同時，由于工藝氣體的等離子體是在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生，因而可能會因熱量及等離子體而出現(xiàn)故障等，例如厚度小于20nm的薄膜可被所述等離子體損壞。為解決此類限制，開發(fā)出遠(yuǎn)程等離子體(remote plasma)，其在反應(yīng)室外產(chǎn)生工藝氣體的等離子體并將所述等離子體供應(yīng)至所述反應(yīng)室中。此外，已進(jìn)行了其中利用雙等離子體源(dual plasmasource)來使因等離子體造成的損壞最小化的研究。然而，由雙等離子體產(chǎn)生源產(chǎn)生的工藝氣體的等離子體可能不會均勻地約束于基板上，因而使工藝均勻性受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種能夠防止因等離子體而對基板造成損壞的基板加工裝置。
[0007]本發(fā)明還提供一種能夠?qū)⑼ㄟ^雙等離子體而活化的工藝氣體均勻地分配至基板上、且據(jù)此能夠提高基板上的工藝均勻性的氣體分配裝置以及一種包含所述氣體分配裝置的基板加工裝置。
[0008]根據(jù)示例性實(shí)施例，一種氣體分配裝置包括在垂直方向上分隔開的第一區(qū)與第二區(qū)；在第一區(qū)中，可注入自外部供應(yīng)至第一區(qū)的第一工藝氣體，且接著將其激發(fā)至等離子體狀態(tài)，且在第二區(qū)中，注入自外部被激發(fā)至等離子體狀態(tài)后供應(yīng)的第二工藝氣體，且接著容置(accommodate)所述第二工藝氣體。
[0009]上述氣體分配裝置還可包括在垂直方向上彼此間隔開的上板、中間板及下板，其中所述上板與所述中間板之間的空間是所述第二區(qū)，且所述中間板與所述下板之間的空間是所述第一區(qū)。
[0010]所述中間板可被施加射頻電力，所述下板可被接地，且可在所述中間板與所述下板之間提供絕緣構(gòu)件。
[0011]上述氣體分配裝置可包括在垂直方向上彼此間隔開的上板、中間板及下板，其中所述上板與所述中間板之間的空間是所述第一區(qū)，且所述中間板與所述下板之間的空間是所述第二區(qū)。
[0012]所述上板可被施加射頻電力，所述中間板可被接地，且在所述上板與所述中間板之間提供絕緣構(gòu)件。
[0013]上述氣體分配裝置還可包括自所述中間板穿透所述下板的多個注入噴嘴。
[0014]所述中間板可形成有多個第一貫穿孔，所述多個噴嘴穿過所述多個第一貫穿孔，且所述下板可形成有:多個第二貫穿孔，所述多個噴嘴穿過所述多個第二貫穿孔；以及多個第三貫穿孔，所述多個第三貫穿孔將工藝氣體注入所述中間板與所述下板之間的區(qū)中。
[0015]所述第二貫穿孔與所述第三貫穿孔可被形成為相同的尺寸及數(shù)目。
[0016]可在所述中間板的所述第一貫穿孔的上部設(shè)置有臺階部，所述臺階部所具有的直徑大于所述第一貫穿孔的直徑，且所述注入噴嘴的上部可由所述臺階部支撐。
[0017]上述氣體分配裝置還可包括蓋板，所述蓋板具有一個表面接觸所述中間板的上表面且所述蓋板中形成有多個貫穿孔。
[0018]上述氣體分配裝置還可包括擴(kuò)散板，所述擴(kuò)散板設(shè)置于所述上板與所述中間板之間且在所述擴(kuò)散板中形成有多個貫穿孔。
[0019]上述氣體分配裝置還可包括間隙調(diào)整構(gòu)件，所述間隙調(diào)整構(gòu)件設(shè)置于所述絕緣構(gòu)件的上側(cè)及下側(cè)的至少一個部分上并與所述絕緣構(gòu)件具有相同的形狀。
[0020]在另一不例性實(shí)施例中，一種基板加工裝置包括:反應(yīng)室，具有預(yù)定反應(yīng)空間；基板支撐部件，設(shè)置于所述反應(yīng)室內(nèi)以支撐基板；氣體分配部件400，設(shè)置成面對所述基板支撐構(gòu)件且所述氣體分配部件中包括在垂直方向上分隔開的第一區(qū)與第二區(qū)，其中在第一區(qū)中，注入自外部供應(yīng)至第一區(qū)的第一工藝氣體，且接著將其激發(fā)至等離子體狀態(tài)，且在第二區(qū)中，注入自外部被激發(fā)至等離子體狀態(tài)后供應(yīng)的第二工藝氣體，且接著容置所述第二工藝氣體；以及等離子體產(chǎn)生部件，用于在所述反應(yīng)室外及所述氣體分配部件內(nèi)產(chǎn)生工藝氣體的等離子體。
[0021]上述基板加工裝置還可包括工藝氣體供應(yīng)部件，所述工藝氣體供應(yīng)部件包括向所述第一區(qū)供應(yīng)所述第一工藝氣體的第一工藝氣體供應(yīng)管及向所述第二區(qū)供應(yīng)所述第二工藝氣體的第二工藝氣體供應(yīng)管。
[0022]上述基板加工裝置還可包括在垂直方向上彼此間隔開的上板、中間板及下板，其中所述上板與所述中間板之間的空間是所述第二區(qū)，且所述中間板與所述下板之間的空間是所述第一區(qū)。
[0023]所述中間板可被施加射頻電力，所述下板可被接地，且可在所述中間板與所述下板之間提供絕緣構(gòu)件。
[0024]上述基板加工裝置還可包括在垂直方向上彼此間隔開的上板、中間板及下板，其中所述上板與所述中間板之間的空間是所述第一區(qū)，且所述中間板與所述下板之間的空間是所述第二區(qū)。
[0025]所述上板可被施加射頻電力，所述中間板可被接地，且可在所述上板與所述中間板之間提供絕緣構(gòu)件。
[0026]上述基板加工裝置還可包括自所述中間板穿過所述下板的多個注入噴嘴。
[0027]所述等離子體產(chǎn)生部件可包括:ICP型第一等離子體產(chǎn)生部件，用于在所述氣體分配部件內(nèi)產(chǎn)生等離子體；以及ICP型、螺旋波型、及遠(yuǎn)程等離子體型等離子體產(chǎn)生部件中的至少一個第二等離子體產(chǎn)生部件，用于在所述反應(yīng)室外產(chǎn)生等離子體。
[0028]上述基板加工裝置還可包括磁場產(chǎn)生部件，所述磁場產(chǎn)生部件設(shè)置于所述反應(yīng)室內(nèi)以在所述基板支撐構(gòu)件與所述氣體分配部件之間的反應(yīng)空間中產(chǎn)生磁場。
[0029]所述磁場產(chǎn)生部件可包括第一磁體及第二磁體，所述第一磁體及所述第二磁體在其之間設(shè)置有所述反應(yīng)空間且具有彼此相反的極性。
[0030]上述基板加工裝置還可包括過濾器部件，所述過濾器部件設(shè)置于所述氣體分配部件與所述基板支撐構(gòu)件之間，以阻擋所述工藝氣體的所述等離子體的一部分。
【附圖說明】
[0031]結(jié)合附圖閱讀以下說明，可更詳細(xì)地理解示例性實(shí)施例，附圖中:
[0032]圖1為說明根據(jù)實(shí)施例的基板加工裝置的示意性剖視圖。
[0033]圖2為根據(jù)示例性實(shí)施例的氣體分配裝置的分解透視圖。
[0034]圖3為根據(jù)示例性實(shí)施例的氣體分配裝置的局部分解剖視圖。
[0035]圖4為根據(jù)另一示例性實(shí)施例