本申請(qǐng)要求于2015年12月4日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0172658號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用全部包含于此。

發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例涉及一種擋板(baffleplate)、一種使用該擋板的等離子體處理設(shè)備、一種基板處理設(shè)備和一種處理基板的方法。更具體地說(shuō)，發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例涉及一種擋板、一種等離子體處理設(shè)備以及一種通過(guò)防止或減少電弧(arc)的產(chǎn)生來(lái)減少顆粒污染的處理基板的方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸減小，半導(dǎo)體裝置的某些區(qū)域的電阻會(huì)減小。然而，由于在半導(dǎo)體裝置的制造工藝期間可以出現(xiàn)的晶體缺陷，會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置的某些區(qū)域的電阻不能減小到期望的值。這些缺陷可以通過(guò)使用氫等離子體的退火處理來(lái)處理。然而，當(dāng)使用氫等離子體在等離子體處理設(shè)備中執(zhí)行退火處理時(shí)，頻繁地產(chǎn)生電弧，這會(huì)導(dǎo)致顆粒污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種等離子體處理設(shè)備包括基座、容納基座并且包圍反應(yīng)空間的室外殼以及環(huán)形地圍繞基座的環(huán)形擋板。擋板包括具有導(dǎo)電材料的第一層和具有非導(dǎo)電材料的第二層，并且第二層比第一層接近于反應(yīng)空間。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種基板處理設(shè)備包括基座、容納基座并且包圍反應(yīng)空間的室外殼以及圍繞基座的環(huán)形擋板。擋板包括導(dǎo)電材料并且接地。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種處理基板的方法包括：將基板放置在基板處理設(shè)備的室外殼中的基座上，其中，室外殼包圍反應(yīng)空間并且容納圍繞基座的環(huán)形擋板，所述擋板包括具有導(dǎo)電材料的第一層和具有非導(dǎo)電材料的第二層，并且第二層比第一層接近于反應(yīng)空間；將處理氣體供應(yīng)到反應(yīng)空間中；將電力施加至結(jié)合到室外殼的等離子體產(chǎn)生器，以使處理氣體形成等離子體。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種用于等離子體處理設(shè)備的擋板包括：第一層，包括導(dǎo)電材料；第二層，包括非導(dǎo)電材料。擋板具有環(huán)形形狀。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，一種處理基板的方法包括：將基板放置在基板處理設(shè)備的室外殼中的基座上，其中，室外殼包圍反應(yīng)空間并且容納環(huán)形地圍繞基座的環(huán)形擋板，所述擋板包括導(dǎo)電材料并且接地；將處理氣體供應(yīng)到反應(yīng)空間中；將電力施加至結(jié)合到室外殼的等離子體產(chǎn)生器，以使處理氣體形成等離子體。

附圖說(shuō)明

圖1是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的基板處理設(shè)備的平面圖。

圖2是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的等離子體處理設(shè)備的剖視圖。

圖3是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的擋板的透視圖。

圖4a至圖4g分別示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的擋板并且分別示出沿著圖3的線iv-iv’截取的橫截面。

圖5a和圖5b示出當(dāng)擋板的第一層和第二層分別具有5mm的厚度時(shí)在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布。

圖6a和圖6b示出當(dāng)擋板的第一層具有17mm的厚度并且擋板的第二層具有5mm的厚度時(shí)在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布。

圖7至圖9示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括各種材料的堆疊結(jié)構(gòu)的擋板的橫截面。

圖10是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的處理基板的方法的流程圖。

圖11是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的將要在等離子體設(shè)備中處理的基板上的結(jié)構(gòu)的透視圖。

具體實(shí)施方式

這里，當(dāng)將兩個(gè)或更多個(gè)元件描述為基本彼此相同或大致彼此相同時(shí)，要理解的是，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，這些元件是彼此相同或等同的、彼此不能區(qū)分的、或者彼此可區(qū)分但是功能上彼此相同的。

圖1是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的基板處理設(shè)備的平面圖。

參照?qǐng)D1，根據(jù)實(shí)施例的基板處理設(shè)備1包括索引模塊10和處理模塊20。索引模塊10包括裝載端口12和傳送框14。在一些實(shí)施例中，裝載端口12、傳送框14和處理模塊20順序地布置在一行中。

根據(jù)示例性實(shí)施例，容納有基板的載體18位于裝載端口12上。前端開(kāi)口片盒(foup)可以用作載體18?？梢源嬖诙鄠€(gè)裝載端口12。裝載端口12的數(shù)量可以根據(jù)處理模塊20的處理效率或印跡條件而增大或減小。多個(gè)槽可以限定在載體18中以容納基板。槽保持基板平行于地。

根據(jù)示例性實(shí)施例，處理模塊20包括緩沖單元22、傳送室24和處理室26。處理室26設(shè)置在傳送室24的兩側(cè)處。處理室26可以關(guān)于傳送室24對(duì)稱(chēng)地布置。

根據(jù)示例性實(shí)施例，多個(gè)處理室26設(shè)置在傳送室24的至少一側(cè)上。處理室26中的一些可以沿著傳送室24的長(zhǎng)度方向設(shè)置。處理室26中的一些可以彼此堆疊。處理室26可以按“a×b”矩陣來(lái)設(shè)置在傳送室24的一側(cè)上。這里，“a”表示沿著x方向布置在一行中的處理室26的個(gè)數(shù)，“b”表示沿著y方向布置在一行中的處理室26的個(gè)數(shù)。當(dāng)4個(gè)或6個(gè)處理室26布置在傳送室24的相應(yīng)側(cè)上時(shí)，處理室26可以按“2×2”或“3×2”矩陣來(lái)布置。處理室26的數(shù)量可以增大或減小。在一些實(shí)施例中，處理室26僅設(shè)置在傳送室24的一側(cè)上。在其他實(shí)施例中，處理室26以單層設(shè)置在傳送室24的一側(cè)或兩側(cè)上。

根據(jù)示例性實(shí)施例，緩沖單元22設(shè)置在傳送框14和傳送室24之間。在處理室26與載體18之間傳送基板之前，緩沖單元22提供用于臨時(shí)存儲(chǔ)基板的空間。傳送框14在緩沖單元22與載體18之間傳送位于裝載端口12上的基板。

根據(jù)示例性實(shí)施例，傳送室24在緩沖單元22與處理室26之間以及在處理室26之間傳送基板。執(zhí)行等離子體處理的等離子體處理設(shè)備30(諸如，執(zhí)行氫等離子體處理的設(shè)備)設(shè)置在處理室26中。

在下文中，將描述等離子體處理設(shè)備30。圖2是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的作為等離子體處理設(shè)備30的示例的氫等離子體退火處理設(shè)備100的剖視圖。

參照?qǐng)D2，根據(jù)實(shí)施例的氫等離子體退火處理設(shè)備100包括下室110。下氣環(huán)112、上氣環(huán)114和圓頂板118在下室110的上方順序地結(jié)合。圓頂141設(shè)置為反應(yīng)空間182的天花板(ceiling)。下室110、下氣環(huán)112、上氣環(huán)114、圓頂板118和圓頂141構(gòu)成室外殼180，即，反應(yīng)室。室外殼180在其中具有反應(yīng)空間182。

根據(jù)示例性實(shí)施例，基座120設(shè)置在下室110的底部處作為其上放置基板w的支撐構(gòu)件，即，基座120設(shè)置為支撐基板w?；?20被容納(例如，包含)在室外殼180中?；?20可以具有圓柱形狀。基座120可以由無(wú)機(jī)材料(諸如石英或aln)或金屬(諸如al)形成。

根據(jù)示例性實(shí)施例，靜電吸盤(pán)121設(shè)置在基座120上。靜電吸盤(pán)121被構(gòu)造為使電極122插入到絕緣構(gòu)件中的結(jié)構(gòu)。電極122連接到安裝在下室110外部的直流電源123?；鍂因通過(guò)直流電源123在基座120的表面上產(chǎn)生的庫(kù)侖力而靜電粘附到基座120。

根據(jù)示例性實(shí)施例，加熱器/冷卻器126設(shè)置在基座120內(nèi)部。加熱器/冷卻器126連接到溫度控制器127以控制加熱/冷卻強(qiáng)度。溫度控制器127可以控制基座120的溫度，從而將基板w以期望的溫度保持在基座120上。

根據(jù)示例性實(shí)施例，基座引導(dǎo)件128設(shè)置在基座120的周?chē)砸龑?dǎo)基座120。基座引導(dǎo)件128由絕緣材料(諸如陶瓷或石英)形成。

根據(jù)示例性實(shí)施例，提升銷(xiāo)(liftpin)嵌入基座120的內(nèi)部，以支撐和提升基板w。提升銷(xiāo)可以通過(guò)形成在基座120中的穿透孔而豎直地移動(dòng)且可以從基座120的頂表面突出?？梢栽O(shè)置三個(gè)或更多個(gè)提升銷(xiāo)以支撐基板w。

根據(jù)示例性實(shí)施例，排氣空間130設(shè)置在基座120的周?chē)原h(huán)狀地圍繞基座120。形成有多個(gè)排氣孔的環(huán)狀擋板131設(shè)置在排氣空間130的頂側(cè)處或上部中。擋板131可以使氣相材料從氫等離子體退火處理設(shè)備100均勻地排出。擋板131環(huán)狀地圍繞基座120。擋板131包括第一層131a和在第一層131a上的第二層131b。第二層131b定位為比第一層131a更接近反應(yīng)空間182。以下將更詳細(xì)地描述擋板131。

根據(jù)示例性實(shí)施例，排氣線路132在排氣空間130的底側(cè)連接到排氣空間130。排氣空間130的底側(cè)對(duì)應(yīng)于氫等離子體退火處理設(shè)備100的底表面。排氣線路132的數(shù)量可以任意地設(shè)置。例如，多條排氣線路132可以大致沿著排氣空間130的周邊而設(shè)置。例如，排氣線路132可以連接到包括真空泵的排氣設(shè)備133。排氣設(shè)備133可以將氫等離子體退火處理設(shè)備100的內(nèi)部氣氛排空至預(yù)定的真空壓強(qiáng)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，提供微波輻射以產(chǎn)生等離子體的射頻(rf)天線設(shè)備140設(shè)置在圓頂141的頂側(cè)上。rf天線設(shè)備140包括槽板142、慢波片(slow-waveplate)143和遮擋蓋(shieldlid)144。

根據(jù)示例性實(shí)施例，圓頂141由對(duì)微波透明的絕緣材料(諸如石英、al2o3、aln或y2o3)形成。圓頂141可以使用密封構(gòu)件(諸如o型環(huán))附著于圓頂板118。

根據(jù)示例性實(shí)施例，槽板142放置在圓頂141的與基座120相對(duì)的頂側(cè)上。槽板142包括形成在其中的多個(gè)槽，并且可以起天線的作用。槽板142由導(dǎo)電材料或金屬(諸如，銅、鋁或鎳)形成。

根據(jù)示例性實(shí)施例，慢波片143設(shè)置在槽板142上，并且可以減小微波的波長(zhǎng)。慢波片143由絕緣材料或低損耗介電材料形成，例如，由石英、al2o3、aln或y2o3形成。

根據(jù)示例性實(shí)施例，遮擋蓋144設(shè)置在慢波片143上，以覆蓋槽板142和慢波片143。多個(gè)循環(huán)式冷卻液流路徑145設(shè)置在遮擋蓋144中。圓頂141、慢波片143和遮擋蓋144被控制為通過(guò)流經(jīng)冷卻液流路徑的冷卻劑來(lái)維持預(yù)定溫度。

根據(jù)示例性實(shí)施例，同軸波導(dǎo)150連接到遮擋蓋144的中心部分。同軸波導(dǎo)150包括內(nèi)導(dǎo)體151和外導(dǎo)體152。內(nèi)導(dǎo)體151連接到槽板142。內(nèi)導(dǎo)體151鄰近于槽板142具有圓錐形狀，并且可以有效地將微波傳輸?shù)讲郯?42。

根據(jù)示例性實(shí)施例，同軸波導(dǎo)150順序地連接到將微波轉(zhuǎn)換為預(yù)定振蕩模式的模式轉(zhuǎn)換器153、矩形波導(dǎo)154和微波產(chǎn)生器155。微波產(chǎn)生器155可以產(chǎn)生預(yù)定頻率(諸如2.45ghz)的微波。約2000w的功率可以施加到微波產(chǎn)生器155。在一些實(shí)施例中，超過(guò)約2000w的功率可以施加到微波產(chǎn)生器155。例如，約3000w至約3500w的功率可以施加到微波產(chǎn)生器155。

在氫等離子體退火處理設(shè)備100中產(chǎn)生等離子體的方法可以是電容式或電感式?？蛇x擇地，氫等離子體退火處理設(shè)備100可以連接到諸如等離子體管的遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生器。

通過(guò)這樣的構(gòu)造，由微波產(chǎn)生器155產(chǎn)生的微波可以順序地通過(guò)矩形波導(dǎo)154、模式轉(zhuǎn)換器153和同軸波導(dǎo)150傳播到rf天線設(shè)備140中。微波通過(guò)慢波片143被壓縮為短波，并且在被槽板142圓偏振之后，從槽板142通過(guò)圓頂141傳播到反應(yīng)空間182中。在反應(yīng)空間182中，微波使處理空氣形成等離子體，以對(duì)基板w執(zhí)行等離子體處理。

根據(jù)示例性實(shí)施例，這里，rf天線設(shè)備140、同軸波導(dǎo)150、模式轉(zhuǎn)換器153、矩形波導(dǎo)154和微波產(chǎn)生器155構(gòu)成等離子體產(chǎn)生器。

根據(jù)示例性實(shí)施例，供應(yīng)氣體的第一氣體供應(yīng)線路160設(shè)置在rf天線設(shè)備140的中心部分中。第一氣體供應(yīng)線路160穿過(guò)rf天線設(shè)備140。第一氣體供應(yīng)線路160具有穿過(guò)圓頂141的敞口的第一端部。第一氣體供應(yīng)線路160穿過(guò)同軸波導(dǎo)150的內(nèi)導(dǎo)體并且穿過(guò)模式轉(zhuǎn)換器153，并且具有連接到第一氣體供應(yīng)源161的第二端部。第一氣體供應(yīng)源161可以包括處理氣體，諸如氫(h2)氣。在一些實(shí)施例中，第一氣體供應(yīng)源161還可以包含三甲硅烷基氨(tsa)氣體、n2氣、h2氣或ar氣作為處理氣體。此外，控制氣流的第一供應(yīng)控制構(gòu)件162(諸如閥或流速控制器)安裝在第一氣體供應(yīng)線路160中。第一氣體供應(yīng)線路160、第一氣體供應(yīng)源161和第一供應(yīng)控制構(gòu)件162構(gòu)成第一氣體供應(yīng)單元。

根據(jù)示例性實(shí)施例，在室外殼180的側(cè)壁處，如圖2中所示，第二氣體供應(yīng)線路170設(shè)置為用于供應(yīng)氣體。多條第二氣體供應(yīng)線路170可以分別安裝在室外殼180的周邊側(cè)壁處。第二氣體供應(yīng)線路170的示例性非限制數(shù)目為24。多條第二氣體供應(yīng)線路170分隔開(kāi)相同的距離。第二氣體供應(yīng)線路170具有與反應(yīng)空間182連通的敞口的第一端部以及連接到緩沖構(gòu)件171的第二端部。

根據(jù)示例性實(shí)施例，緩沖構(gòu)件171環(huán)狀地設(shè)置在室外殼180的側(cè)壁中，并且連接到多條第二氣體供應(yīng)線路170的每條。緩沖構(gòu)件171經(jīng)由供應(yīng)線路172連接到第二氣體供應(yīng)源173。第二氣體供應(yīng)源173可以包含三甲硅烷基氨(tsa)氣體、n2氣、h2氣或ar氣作為處理氣體。此外，控制氣流的第二供應(yīng)控制構(gòu)件174(諸如閥或流速控制器)安裝在供應(yīng)線路172中。如圖2中所示，從第二氣體供應(yīng)源173供應(yīng)的氣體經(jīng)由供應(yīng)線路172而引入到緩沖構(gòu)件171中，并且在緩沖構(gòu)件171中的氣體的流速或壓強(qiáng)被控制為沿著周邊方向一致之后，所述氣體經(jīng)由第二氣體供應(yīng)線路170被供應(yīng)到室外殼180中。第二氣體供應(yīng)線路170、緩沖構(gòu)件171、供應(yīng)線路172、第二氣體供應(yīng)源173和第二供應(yīng)控制構(gòu)件174構(gòu)成第二氣體供應(yīng)單元。

圖3是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的擋板的透視圖。

參照?qǐng)D3，根據(jù)示例性實(shí)施例，擋板131包括第一層131a和第二層131b。第一層131a和第二層131b具有中心軸cl。此外，第一層131a和第二層131b包括可以容納圖2的基座120的中心開(kāi)口。

根據(jù)示例性實(shí)施例，如圖3中所示，第一層131a和第二層131b具有圓形形狀，中心開(kāi)口也具有圓形形狀。這里，令從同心軸cl至第一層131a和第二層131b的圓周的長(zhǎng)度定義為外半徑re。此外，令從同心軸cl至中心開(kāi)口的圓周的長(zhǎng)度定義為內(nèi)半徑ri。

在一些實(shí)施例中，第一層131a的外半徑re和第二層131b的外半徑re不必彼此相等。在一些實(shí)施例中，第一層131a的外半徑re和第二層131b的外半徑re相同。

在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri和第二層131b的內(nèi)半徑ri不必彼此相等。在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri和第二層131b的內(nèi)半徑ri相同。

根據(jù)示例性實(shí)施例，擋板131包括穿過(guò)第一層131a和第二層131b的多個(gè)外圍開(kāi)口131h。每個(gè)外圍開(kāi)口131h在相同的位置處穿透第一層131a和第二層131b。外圍開(kāi)口131h可以用作通道，通過(guò)該通道，使用的氣體或副產(chǎn)物可以從圖2的反應(yīng)空間182流到圖2的排氣空間130中。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a由導(dǎo)電材料制成。第一層131a可以由諸如鋁(al)、銅(cu)、不銹鋼和鈦(ti)中的至少一者的金屬制成，但是實(shí)施例不限于此。在一些實(shí)施例中，第一層131a由鋁(al)制成。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第二層131b由非導(dǎo)電材料制成。第二層131b可以由石英、al2o3、aln和y2o3的至少一者制成，但是實(shí)施例不限于此。在一些實(shí)施例中，第二層131b由石英制成。

第一層131a和第二層131b可以具有相同的厚度或不同的厚度。

圖4a至圖4g分別示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的擋板并且分別示出沿著圖3的線iv-iv’截取的橫截面。

參照?qǐng)D4a，根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有基本相同的外半徑re和基本相同的內(nèi)半徑ri。在第一層131a中，外半徑re和內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl(即，在平行于同心軸cl的厚度方向上)是恒定的。在第二層131b中，外半徑re和內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl是恒定的。第一層131a在徑向方向上的橫截面具有四角形形狀。例如，第一層131a的徑向橫截面具有矩形形狀。

根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a的厚度ha等于第二層131b的厚度hb。第一層131a的厚度ha和第二層131b的厚度hb在約10mm至約50mm的范圍內(nèi)。

同樣地，根據(jù)示例性實(shí)施例，由于擋板131具有由第一層131a和第二層131b形成的雙層結(jié)構(gòu)，所以降低了在圖2的反應(yīng)空間182中產(chǎn)生電弧的可能性。當(dāng)在圖2的反應(yīng)空間182中產(chǎn)生電弧時(shí)，可以產(chǎn)生可以污染基板w的許多顆粒，這可以降低產(chǎn)品收益率。傳統(tǒng)的擋板由諸如石英的非導(dǎo)電材料制成。通過(guò)比較，當(dāng)使用除了包括非導(dǎo)電第二層131b以外還包括導(dǎo)電第一層131a的擋板131，并且使導(dǎo)電第一層131a適當(dāng)?shù)亟拥貢r(shí)，在反應(yīng)空間中產(chǎn)生的電弧減少。

參照?qǐng)D4b，根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re和相同的內(nèi)半徑ri。在第二層131b中，外半徑re和內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl是恒定的。在第一層131a中，外半徑re沿著同心軸cl是恒定的。

然而，根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a包括內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl而變化的部分。第一層131a的內(nèi)表面包括平行于同心軸cl延伸的部分131a_v。此外，第一層131a的內(nèi)表面包括相對(duì)于同心軸cl有斜度地傾斜的部分131a_s。第一層131a的底表面具有在垂直于同心軸cl的方向上延伸的部分131a_h。

令第一層131a的厚度ha定義為其在平行于同心軸cl的方向上的最大厚度。根據(jù)示例性實(shí)施例，第一層131a的厚度ha在約10mm至約50mm的范圍內(nèi)。第一層131a的厚度ha越接近第二層131b的內(nèi)側(cè)壁或內(nèi)表面131b_i越減小。

如果第一層131a的厚度ha太大，則因擋板與安裝有擋板的設(shè)備之間的機(jī)械干擾而會(huì)無(wú)法安裝擋板131。如果第一層131a的厚度ha太小，則第一層131a的使電場(chǎng)均勻分布在反應(yīng)空間中的能力退化。

當(dāng)?shù)谝粚?31a的厚度ha增大時(shí)，反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布變得更均勻。當(dāng)?shù)谝粚?31a的厚度ha在約3mm至約7mm的范圍內(nèi)時(shí)，如參照?qǐng)D4a所述第一層131a可以減少電弧產(chǎn)生，但是電場(chǎng)不均勻地分布在反應(yīng)空間中。然而，當(dāng)?shù)谝粚?31a的厚度ha在約10mm或更大的范圍內(nèi)時(shí)，第一層131a可以減少電弧產(chǎn)生并且可以使電場(chǎng)均勻地分布在反應(yīng)空間中。當(dāng)反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布更均勻時(shí)，可以對(duì)圖2的基板w的整個(gè)表面更均勻地執(zhí)行表面處理、材料沉積、材料蝕刻等。

圖5a和圖5b示出當(dāng)?shù)谝粚?31a和第二層131b分別具有5mm的厚度時(shí)在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布。圖6a和圖6b示出當(dāng)?shù)谝粚?31a具有17mm的厚度并且第二層131b具有5mm的厚度時(shí)在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布。根據(jù)實(shí)施例，第一層131a由鋁制成，第二層131b由石英制成。

在圖5a和圖6a中，亮度表示電場(chǎng)強(qiáng)度。在圖5b和圖6b中，水平軸表示在基板上沿徑向方向的位置，豎直軸表示電場(chǎng)強(qiáng)度。

當(dāng)比較圖5a和圖6a時(shí)，在圖6a中的暗區(qū)域與淺色區(qū)域之間的強(qiáng)度差小于圖5a中的強(qiáng)度差。因此，在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)強(qiáng)度在第一層131a具有17mm的厚度時(shí)比在第一層131a具有5mm的厚度時(shí)更均勻。

圖5b的(b-1)曲線圖和圖6b的(b-1)曲線圖表示在圖5a和圖6a中的位置①處沿著基板的徑向方向的電場(chǎng)強(qiáng)度，圖5b的(b-2)曲線圖和圖6b的(b-2)曲線圖表示在圖5a和圖6a中的位置②處沿著基板的徑向方向的電場(chǎng)強(qiáng)度。

當(dāng)比較圖5b和圖6b時(shí)，在圖6b中的波的振幅比圖5b中的波的振幅小得多。結(jié)果，在反應(yīng)空間中的電場(chǎng)分布在第一層131a較厚(諸如，17mm)時(shí)較為均勻。

再次參照?qǐng)D4b，根據(jù)實(shí)施例，第二層131b具有寬度wt。第一層131a在徑向方向上也具有最大寬度wt，同時(shí)垂直于同心軸cl延伸的部分131a_h具有寬度w1。橫截面在徑向方向上具有五邊形形狀。

參照?qǐng)D4c，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re和相同的內(nèi)半徑ri。在第二層131b中，外半徑re和內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl是恒定的。在第一層131a中，外半徑re沿著同心軸cl是恒定的。

然而，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有內(nèi)半徑ri沿著同心軸cl而變化的部分。第一層131a的內(nèi)表面具有相對(duì)于同心軸cl有斜度地傾斜的部分131a_s，而沒(méi)有平行于同心軸cl的部分。換言之，隨著第一層131a在平行于同心軸cl的方向上越接近于第二層131b而傾斜，第一層131a的內(nèi)表面的部分131a_s的內(nèi)半徑ri減小。第一層131a的底表面也具有在垂直于同心軸cl的方向上延伸的部分131a_h。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的厚度ha在約10mm至約50mm的范圍內(nèi)。第一層131a的厚度ha越接近第二層131b的內(nèi)側(cè)壁或內(nèi)表面131b_i越減小。

根據(jù)實(shí)施例，第二層131b具有寬度wt。第一層131a在徑向方向上具有最大寬度wt。第一層131a的部分131a_h在徑向方向上具有寬度w2。第一層131a在徑向方向上的橫截面具有四邊形形狀，諸如梯形形狀。

參照?qǐng)D4d，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re。然而，第一層131a的內(nèi)半徑ri1不同于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri1大于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有寬度w3，第二層131b具有寬度wt。寬度wt大于寬度w3。第一層131a在徑向方向上的橫截面具有四邊形形狀，諸如矩形形狀。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有約10mm至約50mm的厚度ha。

參照?qǐng)D4e，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re。然而，第一層131a的內(nèi)半徑ri1不同于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri1大于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的內(nèi)表面具有內(nèi)半徑ri1隨著與同心軸cl的距離而變化的部分131a_s。第一層131a的內(nèi)表面的部分131a_s相對(duì)于同心軸cl有斜度地傾斜。第一層131a的內(nèi)表面具有平行于同心軸cl而延伸的部分131a_v。隨著第一層131a的內(nèi)表面的部分131a_s在平行于同心軸cl的方向上越接近于第二層131b而傾斜，這部分131a_s的內(nèi)半徑ri1減小。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有寬度w4，第二層131b具有寬度wt。寬度wt大于寬度w4。第一層131a在徑向方向上的橫截面可以具有四邊形形狀，例如梯形形狀。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的厚度在約10mm至約50mm的范圍內(nèi)。第一層131a的厚度ha越接近第二層131b的內(nèi)側(cè)壁或內(nèi)表面131b_i越減小。

參照?qǐng)D4f，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re。然而，第一層131a的內(nèi)半徑ri1不同于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri1大于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的內(nèi)表面具有內(nèi)半徑ri1根據(jù)與同心軸cl的距離而變化的部分131a_s。第一層131a的內(nèi)表面的部分131a_s相對(duì)于同心軸cl而傾斜。隨著內(nèi)表面131a_s在平行于同心軸cl的方向上越接近于第二層131b而傾斜，第一層131a的內(nèi)表面131a_s的內(nèi)半徑ri1減小。換言之，第一層131a相對(duì)于同心軸cl的內(nèi)半徑ri1隨著越接近于第二層131b而減小。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有寬度w5，第二層131b具有寬度wt。寬度wt大于寬度w5。第一層131a在徑向方向上的橫截面可以具有三角形形狀。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的厚度在約10mm至約50mm的范圍內(nèi)。第一層131a的厚度ha越接近第二層131b的內(nèi)側(cè)壁或內(nèi)表面131b_i越減小。

參照?qǐng)D4g，根據(jù)實(shí)施例，第一層131a和第二層131b具有相同的外半徑re。然而，第一層131a的內(nèi)半徑ri1不同于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。在一些實(shí)施例中，第一層131a的內(nèi)半徑ri1大于第二層131b的內(nèi)半徑ri2。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a的內(nèi)表面具有內(nèi)半徑ri1沿著同心軸cl而變化的部分131a_c。第一層131a的內(nèi)表面131a_c是凹圓的。第一層131a的內(nèi)表面131a_c是朝著第二層131b彎曲的表面。第一層131a的內(nèi)表面131a_c的內(nèi)半徑ri1在平行于同心軸cl的方向上越接近第二層131b越減小。在第一層131a的內(nèi)表面131a_c中的任意點(diǎn)處的切面形成相對(duì)于同心軸cl有斜度地傾斜的角度。

根據(jù)實(shí)施例，第一層131a具有寬度w6，第二層131b具有寬度wt。寬度wt大于寬度w6。第一層131a具有約10mm至約50mm的厚度。第一層131a的厚度ha越接近第二層131b的內(nèi)側(cè)壁或內(nèi)表面131b_i越減小。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，參照?qǐng)D4a至圖4g描述的實(shí)施例可以彼此組合或修改，以構(gòu)成其他實(shí)施例。作為示例，圖4c的傾斜的部分131a_s可以被修改為朝向第二層131b彎曲。作為另一個(gè)示例，圖4b中所示的第一層131a的內(nèi)側(cè)壁(諸如部分131a_v)可以修改為被切掉，使得第一層131a的內(nèi)側(cè)壁(即，部分131a_v)更遠(yuǎn)離圖4e中所示的同心軸。

根據(jù)實(shí)施例，擋板131包括由各種材料形成的堆疊結(jié)構(gòu)。圖7至圖9示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的包括各種材料的堆疊結(jié)構(gòu)的擋板的橫截面。

參照?qǐng)D7，根據(jù)實(shí)施例，擋板131的第一層131a包括兩個(gè)或更多個(gè)金屬層。例如，第一層131a包括第一金屬層131aa和第二金屬層131ab。第一金屬層131aa和第二金屬層131ab由不同的材料制成。第一金屬層131aa和第二金屬層131ab分別包括鋁(al)、銅(cu)、不銹鋼或鈦(ti)中的至少一者。

參照?qǐng)D8，根據(jù)實(shí)施例，擋板131的第二層131b包括兩個(gè)或更多個(gè)絕緣層。例如，第二層131b包括第一絕緣層131ba和第二絕緣層131bb。第一絕緣層131ba和第二絕緣層131bb由不同的絕緣材料形成。第一絕緣層131ba和第二絕緣層131bb分別包括石英、al2o3、aln或y2o3中的至少一者。

參照?qǐng)D9，根據(jù)實(shí)施例，擋板131包括與第一層131a相鄰且與第二層131b相對(duì)的第三層131c，使得第一層131a置于第二層和第三層之間。第三層131c包括非導(dǎo)電材料。每個(gè)外圍開(kāi)口131h也在與第一層131a和第二層131b相同的位置處穿透第三層131c。

再次參照?qǐng)D2，根據(jù)實(shí)施例，擋板131電連接到由導(dǎo)電金屬制成的下室110。擋板131可以通過(guò)地構(gòu)件111接地。在這種情況下，擋板131可以因與下室110的電連接而用作接地路徑。

根據(jù)實(shí)施例，側(cè)壁襯里184設(shè)置在室外殼180的反應(yīng)空間182的內(nèi)側(cè)壁上，以保護(hù)下室110、下氣環(huán)112、上氣環(huán)114免受等離子體影響。側(cè)壁襯里184由諸如石英、al2o3、aln或y2o3的絕緣材料形成。此外，閘閥(gatevalve)113設(shè)置為穿透下室110和側(cè)壁襯里184。閘閥113提供到下室110中的入口。

根據(jù)實(shí)施例，側(cè)壁襯里184連同下室100的暴露側(cè)壁一起覆蓋上氣環(huán)114的暴露區(qū)域。因此，可以完全保護(hù)下室110、下氣環(huán)和上氣環(huán)免受等離子體的影響。

在下文中，將描述使用氫等離子體退火處理設(shè)備100來(lái)處理基板的方法。

圖10是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的處理基板的方法的流程圖。

參照?qǐng)D2和圖10，可以通過(guò)閘閥113將基板w運(yùn)送到反應(yīng)空間182中(s10)。根據(jù)實(shí)施例，基板w是形成有用于制造半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板(或基底)。圖11是示出這種結(jié)構(gòu)200f的透視圖。

參照?qǐng)D11，根據(jù)實(shí)施例，提供在其上形成鰭式有源區(qū)fa的半導(dǎo)體基底210。

半導(dǎo)體基底210可以包括諸如si或ge的半導(dǎo)體材料或者諸如sige、sic、gaas、inas或inp的半導(dǎo)體化合物。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體基底210包括iii-v族半導(dǎo)體材料和iv族半導(dǎo)體材料。iii-v族半導(dǎo)體材料可以包括二元化合物、三元化合物或四元化合物，每一種化合物包含至少一個(gè)iii族元素和至少一個(gè)v族元素。iii-v族半導(dǎo)體化合物包括iii族元素(諸如in、ga和al中的至少一種)和v族元素(諸如as、p和sb中的至少一種)。例如，iii-v族半導(dǎo)體材料包括inp、inzga1-zas(0≤z≤1)或alzga1-zas(0≤z≤1)。例如，二元化合物包括inp、gaas、inas、insb或gasb中的任意一種。例如，三元化合物包括ingap、ingaas、alinas、ingasb、gaassb或gaasp中的任意一種。iv族半導(dǎo)體材料包括例如si或ge。然而，iii-v族或iv族半導(dǎo)體材料不限于此。iii-v族半導(dǎo)體材料和iv族半導(dǎo)體材料(諸如ge)可以用作溝道材料以實(shí)現(xiàn)低功率、高速度的晶體管?？梢允褂胕ii-v族半導(dǎo)體基底或iii-v族半導(dǎo)體材料(例如，包括具有比硅基底高的電子遷移率的gaas)以及iv族半導(dǎo)體材料(例如，包括具有比硅基底高的空穴遷移率的ge)來(lái)形成高性能晶體管，諸如高性能cmos晶體管。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)在半導(dǎo)體基底210上形成nmos晶體管時(shí)，半導(dǎo)體基底210可以包括如上描述的iii-v族半導(dǎo)體材料的任意一種。在一些實(shí)施例中，當(dāng)在半導(dǎo)體基底210上形成pmos晶體管時(shí)，半導(dǎo)體基底210的至少一部分包括ge。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體基底210包括絕緣體上硅(soi)基底。半導(dǎo)體基底210可以包括導(dǎo)電區(qū)域，諸如摻雜有摻雜劑的阱，或摻雜有摻雜劑的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)實(shí)施例，在鰭式有源區(qū)fa的側(cè)壁上設(shè)置隔離鰭式有源區(qū)fa的器件隔離層212。在一些實(shí)施例中，器件隔離層212可以包括氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層、碳氮化硅層、聚硅層或其組合。器件隔離層212可以通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)工藝、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(hdpcvd)工藝、電感耦合等離子體化學(xué)氣相沉積(icpcvd)工藝、電容耦合等離子體化學(xué)氣相沉積(ccpcvd)工藝、可流動(dòng)的化學(xué)氣相沉積(fcvd)工藝或旋涂工藝來(lái)形成，但是實(shí)施例不限于此。例如，器件隔離層212可以由氟硅酸鹽玻璃(fsg)、未摻雜的硅酸鹽玻璃(usg)、硼磷硅酸鹽玻璃(bpsg)、磷硅酸鹽玻璃(psg)、可流動(dòng)的氧化物(fox)、等離子體增強(qiáng)四乙氧基硅烷(peteos)或tonen硅氮烷(tosz)形成，但是實(shí)施例不限于此。

在將鰭式有源區(qū)fa圖案化之后，粗糙和晶體無(wú)序會(huì)存在于鰭式有源區(qū)fa的表面上。結(jié)果，載流子遷移率會(huì)因粗糙和晶體無(wú)序而減小。

再次參照?qǐng)D2和圖10，根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)提升銷(xiāo)將基板w(諸如具有圖11的結(jié)構(gòu)200f的基底210)安裝在基座120上。此時(shí)，通過(guò)接通直流電源123將直流施加到靜電吸盤(pán)121的電極122，使得基板w可以通過(guò)庫(kù)侖力而靜電地粘附于靜電吸盤(pán)121。在關(guān)閉閘閥113以不透氣地遮擋反應(yīng)空間182之后，使排氣設(shè)備133操作以將反應(yīng)空間182抽空至預(yù)定壓強(qiáng)，諸如10mtorr至500mtorr的壓強(qiáng)。利用基座120中的加熱器/冷卻器126將基板w的溫度升高到約450℃至約650℃。

根據(jù)實(shí)施例，將處理氣體供應(yīng)到反應(yīng)空間182中(s20)。例如，通過(guò)第一氣體供應(yīng)線路160將第一處理氣體供應(yīng)到反應(yīng)空間182中，并且通過(guò)第二氣體供應(yīng)線路170將第二處理氣體供應(yīng)到反應(yīng)空間182中。以約100sccm的流速供應(yīng)氬(ar)氣作為第一處理氣體。以約750sccm的流速供應(yīng)氫(h2)氣作為第二處理氣體。

根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)將電力施加到等離子體產(chǎn)生器來(lái)執(zhí)行等離子體處理(s30)。例如，當(dāng)供應(yīng)氬氣和氫氣時(shí)，微波產(chǎn)生器155工作而以例如2.45ghz的頻率產(chǎn)生預(yù)定功率的微波。微波通過(guò)矩形波導(dǎo)154、模式轉(zhuǎn)換器153、同軸波導(dǎo)150和rf天線設(shè)備140傳播到反應(yīng)空間182中。諸如ar和h2的氣體在反應(yīng)空間182中被微波等離子激發(fā)，并且分離為等離子以產(chǎn)生活性物種，利用該活性物種來(lái)處理基板w。換言之，對(duì)基板w執(zhí)行等離子體處理。

此外，將約3000w至約3500w的功率施加到微波產(chǎn)生器155。在傳統(tǒng)的等離子體處理設(shè)備中，因電弧的產(chǎn)生而不能施加超過(guò)2700w的功率。然而，由于使用了根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的擋板131，所以可以減少或防止電弧產(chǎn)生。因此，減少了顆粒污染，并且可以使用更寬或更高范圍的功率來(lái)處理基板。

在對(duì)基板w執(zhí)行等離子體處理的同時(shí)，可以選擇性地施加高頻電源而以例如13.56mhz的頻率輸出更高頻率的預(yù)定功率。

盡管以上描述了使用微波的等離子體處理(諸如等離子體退火處理)，但是發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例不限于此。例如，使用高頻功率的等離子體處理(諸如等離子體退火處理)可以利用發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例使用。

此外，盡管發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例用于針對(duì)等離子體退火處理的等離子體處理，但是發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例可以用于除了等離子體退火處理之外的基板處理工藝，諸如用于蝕刻工藝、濺射工藝或沉積工藝的等離子體處理。在一些實(shí)施例中，將要被等離子體處理來(lái)處理的基板包括例如藍(lán)寶石基板、玻璃基板、有機(jī)電致發(fā)光(el)基板、或用于平板顯示器(fpd)的基板。

根據(jù)實(shí)施例，在圖案化工藝中產(chǎn)生的基板w的粗糙度或無(wú)序可以通過(guò)等離子體處理(諸如氫等離子體退火處理)來(lái)去除或處置。

根據(jù)實(shí)施例，在執(zhí)行等離子處理之后，從反應(yīng)空間182卸載基板w。

上述主題被認(rèn)為是說(shuō)明性的，而不是限制性的，所附權(quán)利要求旨在覆蓋落在發(fā)明構(gòu)思的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這種修改、改進(jìn)和其他實(shí)施例。因此，在法律允許的最大程度的基礎(chǔ)上，所述范圍將由權(quán)利要求及其等同物的最寬允許解釋來(lái)確定，并且不應(yīng)受限或限于上面的詳細(xì)描述。