【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基板加工装置和基板加工方法，更具体地涉及能够通过使用等离子体来处理基板的基板加工装置和基板加工方法。
技术介绍
1、通常，工业上使用的等离子体可以被划分为冷等离子体和热等离子体。冷等离子体最广泛地用于半导体制造工艺，而热等离子体用于例如金属切割。
2、大气压等离子体是指通过将气体的压力维持在100托至大气压(760托)或更高而生成的冷等离子体。不使用高价真空设备的大气压等离子体系统是经济的，该大气压等离子体系统不需要泵送且能够执行在线加工，因此可以开发能够使得生产率最大化的等离子体系统。可以将大气压等离子体系统应用于各种领域，例如超快蚀刻/涂覆、半导体封装、显示设备、材料表面重整和涂覆、纳米粉末合成、有害气体去除和氧化气体生成。
3、作为用于生成大气压等离子体的基板加工装置的示例，图1中示出的介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，dbd)型基板加工装置可以在线性等离子体发生器1下线性传送基板s的情况下执行等离子体处理，该线性等离子体发生器能够通过使用从气体供应管线2供应的工艺气体生成等离子体并且线性地喷出等离子体。
4、尽管dbd型基板加工装置可以通过在大气压等离子体电极的长度方向上、以相对均匀的密度生成和喷出等离子体来在基板s上执行均匀的等离子体处理，但是需要至少两倍于基板s的面积的空间来线性移动基板s，因此用于基板加工装置的安装空间被过度地增加。此外，当加工矩形基板以外的圆形基板(例如，晶圆)时，不需要加工的部分(即，圆形基板的外部区域超
5、因此，如图2所示的，使用了一种基板加工装置，该基板加工装置能够在基板s由自旋卡盘3旋转的情况下，通过在定位在等离子体发生器1下方的基板s上执行等离子体处理来在有限空间中有效地加工圆形基板s而不浪费加工区域。然而，因为以线性形状提供的等离子体发生器1在电极的长度方向上以均匀的密度生成和喷出等离子体，由于旋转基板s的区域之间的线速度差，等离子体处理的均匀性在基板s的中心部分与边缘部分之间不同(当基板s旋转时，中心部分连续地暴露于等离子体，但边缘部分周期性/重复地暴露于等离子体)。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基板加工装置和基板加工方法，该基板加工装置和基板加工方法通过考虑由自旋卡盘(spin chuck)旋转的基板的区域之间的线速度差来控制由线性等离子体发生器生成的等离子体的密度(density)、以沿等离子体发生器的长度方向进行改变，从而能够在基板的区域上执行均匀的等离子体处理。然而，以上描述仅仅是示例，并且本专利技术的范围不被限于此。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种基板加工装置，该基板加工装置包括：工艺腔室，该工艺腔室提供加工基板的内部空间；自旋卡盘，该自旋卡盘用作下电极，在工艺腔室的内部空间中支承基板并旋转支承的基板；以及等离子体生成单元，该等离子体生成单元安装在工艺腔室的上部中以面向自旋卡盘、包括设置上电极的放电空间、通过使用从外部供应的工艺气体来生成等离子体、将等离子体线性地喷出到由自旋卡盘旋转的基板上、并且控制等离子体的密度以沿线性喷出的等离子体的延伸方向进行改变。
3、等离子体生成单元可以在设置为圆形的自旋卡盘的直径方向上线性地延伸并生成等离子体，以沿线性喷出的等离子体的延伸方向逐渐改变从与基板的中心部分相对应的部分至与基板的边缘部分相对应的部分的密度。
4、等离子体生成单元可以考虑由自旋卡盘旋转的基板的线速度来生成等离子体，以逐渐增加从与基板的中心部分相对应的部分至与基板的边缘部分相对应的部分的密度。
5、等离子体生成单元可以包括：反应器本体，该反应器本体包括放电空间、并且设置为在圆形自旋卡盘的直径方向上线性延伸的中空棒状(hollow bar shape)；以及上电极，该上电极安装在反应器本体的放电空间中、并且设置为在自旋卡盘的直径方向上线性延伸的杆状(rod shape)。
6、反应器本体可以包括喷嘴，该喷嘴以沿直径方向的狭缝形状设置在反应器本体的底表面中，以将在放电空间中生成的等离子体线性地喷出到由自旋卡盘支承的基板的表面上。
7、等离子体生成单元可以延伸为比自旋卡盘的直径长，以穿过(pass through)可旋转地支承基板的自旋卡盘的旋转轴线且在直径方向上超过(cross)整个自旋卡盘。
8、自旋卡盘可以包括顶表面，该顶表面凹入地设置有一定曲率，以逐渐减小自旋卡盘与等离子体生成单元之间的、从与基板的中心部分相对应的部分至与由自旋卡盘支承的基板的边缘部分相对应的部分的距离。
9、自旋卡盘可以包括三个或多个支承销，该支承销在径向方向上与旋转轴线等角度设置，以在凹入地设置有一定曲率的顶表面的三个或多个点处支承基板。
10、自旋卡盘可以被划分为多个电极，这些电极包括：中心电极，该中心电极设置为围绕自旋卡盘的旋转轴线的圆柱形；第一边缘电极，该第一边缘电极设置为围绕旋转轴线的环状、以环绕中心电极；以及第二边缘电极，该第二边缘电极设置为围绕旋转轴线的环状、以环绕第一边缘电极。
11、自旋卡盘的中心电极、第一边缘电极和第二边缘电极可以被单独地升高或降低，以不同地控制多个电极的顶表面与等离子体生成单元之间的距离。
12、自旋卡盘可以被升高或降低，使得第一边缘电极的顶表面高于中心电极的顶表面、并且第二边缘电极的顶表面高于第一边缘电极的顶表面，以便逐渐减小自旋卡盘与等离子体生成单元之间的、从与基板的中心部分相对应的部分至与由自旋卡盘支承的基板的边缘部分相对应的部分的距离。
13、等离子体生成单元可以延伸为比自旋卡盘的半径长，以在直径方向上从可旋转地支承基板的自旋卡盘的旋转轴线超过自旋卡盘的一半。
14、上电极可以设置为杆状，该杆状在反应器本体的放电空间中线性延伸并且具有沿上电极的延伸方向逐渐改变的截面积，以在从上方观察时表现出梯形。
15、上电极可以具有从与基板的中心部分相对应的部分至与由自旋卡盘支承的基板的边缘部分相对应的部分逐渐减小的截面积。
16、等离子体生成单元可以相对于自旋卡盘的顶表面以一定角度倾斜。
17、等离子体生成单元可以被倾斜，以逐渐减小等离子体生成单元与基板之间的、从与基板的中心部分相对应的部分至与由自旋卡盘支承的基板的边缘部分相对应的部分的距离。
18、上电极可以设置为杆状，该杆状具有圆形截面并且具有由绝缘体环绕的外圆周表面。
19、由于安装在放电空间中的杆状上电极，反应器本体的放电空间可以具有环形截面。
20、根据本专利技术的另一方面，提供了一种基板加工方法，该基板加工方法包括：a)基板旋转步骤，该基板旋转步骤用于将基板安置且随后旋转到自旋卡盘上，该自旋卡盘可旋转地安装在加工基板的工艺腔室的内部空间中；以及b)基板加工步骤，该基板加工步骤用于通过等离子体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基板加工装置，所述基板加工装置包括：
2.根据权利要求1所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元在设置为圆形的所述自旋卡盘的直径方向上线性地延伸、并且生成所述等离子体，以沿所述线性喷出的等离子体的所述延伸方向逐渐改变从与所述基板的中心部分相对应的部分至与所述基板的边缘部分相对应的部分的所述密度。
3.根据权利要求2所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元考虑由所述自旋卡盘旋转的所述基板的线速度来生成所述等离子体，以逐渐增加从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的所述密度。
4.根据权利要求2所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元包括：
5.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述反应器本体包括喷嘴，所述喷嘴沿所述直径方向以狭缝形状设置在所述反应器本体的底表面中，以将在所述放电空间中生成的所述等离子体线性地喷出到由所述自旋卡盘支承的所述基板的表面上。
6.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元延伸为比所述自旋卡盘的直径长，以
7.根据权利要求6所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘包括顶表面，所述顶表面凹入地设置有一定曲率，以逐渐减小所述自旋卡盘与所述等离子体生成单元之间的、从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与由所述自旋卡盘支承的所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的距离。
8.根据权利要求7所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘包括三个或多个支承销，所述支承销在径向方向上与所述旋转轴线等角度设置，以在凹入地设置有所述一定曲率的所述顶表面的三个或多个点处支承所述基板。
9.根据权利要求6所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘被划分为多个电极，所述多个电极包括：
10.根据权利要求9所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘的所述中心电极、所述第一边缘电极和所述第二边缘电极被单独地升高或降低，以不同地控制所述多个电极的顶表面与所述等离子体生成单元之间的距离。
11.根据权利要求10所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘被升高或降低，使得所述第一边缘电极的所述顶表面高于所述中心电极的所述顶表面、并且所述第二边缘电极的所述顶表面高于所述第一边缘电极的所述顶表面，以逐渐减小所述自旋卡盘与所述等离子体生成单元之间的、从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与由所述自旋卡盘支承的所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的所述距离。
12.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元延伸为比所述自旋卡盘的半径长，以在所述直径方向上从可旋转地支承所述基板的所述自旋卡盘的所述旋转轴线超过所述自旋卡盘的一半。
13.根据权利要求12所述的基板加工装置，其中，所述上电极设置为杆状，所述杆状在所述反应器本体的所述放电空间中线性延伸、且具有沿所述上电极的延伸方向逐渐改变的截面积，以在从上方观察时表现出梯形。
14.根据权利要求13所述的基板加工装置，其中，所述上电极具有从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与由所述自旋卡盘支承的所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分逐渐减小的截面积。
15.根据权利要求12所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元相对于所述自旋卡盘的顶表面以一定角度倾斜。
16.根据权利要求15所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元被倾斜，以逐渐减小所述等离子体生成单元与所述基板之间的、从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与由所述自旋卡盘支承的所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的距离。
17.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述上电极设置为杆状，所述杆状具有圆形截面并且具有由绝缘体环绕的外圆周表面。
18.根据权利要求17所述的基板加工装置，其中，由于安装在所述放电空间中的所述杆状上电极，所述反应器本体的所述放电空间具有环形截面。
19.一种基板加工方法，所述基板加工方法包括：
20.一种基板加工装置，所述基板加工装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基板加工装置，所述基板加工装置包括：
2.根据权利要求1所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元在设置为圆形的所述自旋卡盘的直径方向上线性地延伸、并且生成所述等离子体，以沿所述线性喷出的等离子体的所述延伸方向逐渐改变从与所述基板的中心部分相对应的部分至与所述基板的边缘部分相对应的部分的所述密度。
3.根据权利要求2所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元考虑由所述自旋卡盘旋转的所述基板的线速度来生成所述等离子体，以逐渐增加从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的所述密度。
4.根据权利要求2所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元包括：
5.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述反应器本体包括喷嘴，所述喷嘴沿所述直径方向以狭缝形状设置在所述反应器本体的底表面中，以将在所述放电空间中生成的所述等离子体线性地喷出到由所述自旋卡盘支承的所述基板的表面上。
6.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，所述等离子体生成单元延伸为比所述自旋卡盘的直径长，以穿过可旋转地支承所述基板的所述自旋卡盘的旋转轴线并且在所述直径方向上超过整个所述自旋卡盘。
7.根据权利要求6所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘包括顶表面，所述顶表面凹入地设置有一定曲率，以逐渐减小所述自旋卡盘与所述等离子体生成单元之间的、从与所述基板的所述中心部分相对应的所述部分至与由所述自旋卡盘支承的所述基板的所述边缘部分相对应的所述部分的距离。
8.根据权利要求7所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘包括三个或多个支承销，所述支承销在径向方向上与所述旋转轴线等角度设置，以在凹入地设置有所述一定曲率的所述顶表面的三个或多个点处支承所述基板。
9.根据权利要求6所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘被划分为多个电极，所述多个电极包括：
10.根据权利要求9所述的基板加工装置，其中，所述自旋卡盘的所述中心电极、所述第一边缘电极和所述第二边缘电极被单独地升高或降低，以不同地...
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