[发明专利]基板处理装置和基板处理方法

说明书

本发明涉及一种基板处理装置和基板处理方法，基板处理装置包括：腔室；基板支撑单元，基板支撑单元安装在腔室内部的处理空间中以使得一个或多个基板能够旋转；第一气体喷射单元，用于在处理空间的第一区域上喷射源气体；第二气体喷射单元，用于在处理空间的第二区域上喷射反应气体，反应气体在第二区域上与源气体发生反应；以及第三气体喷射单元，用于在第三区域上喷射净化气体，净化气体划分第一区域和第二区域。

技术领域

本发明涉及一种基板处理装置，用于对基板执行诸如沉积工艺和蚀刻工艺之类的处理工艺。

背景技术

一般来说，为了制造太阳能电池(Solar Cell)、半导体器件、平板显示装置等，应当在基板上形成薄膜层、薄膜电路图案或光学图案。为此，执行处理工艺，处理工艺的示例包括在基板上沉积包含具体材料的薄膜的沉积工艺、通过使用光敏材料选择性地暴露薄膜的一部分的光学工艺(photo process)、去除薄膜的选择性暴露的部分以形成图案的蚀刻工艺等。

通过向基板提供用于形成具体材料的气体、用于选择性去除具体材料的气体或者相应的材料来执行在基板上形成薄膜或者去除薄膜的工艺。尤其是，可通过提供用于形成具体材料的源气体和反应气体来执行薄膜形成工艺，在这种情形下，源气体和反应气体可同时提供给基板，或者可在有时间差的情形下依次提供给基板。

随着半导体器件制造工艺发展到精细工艺，正在采用在形成在基板表面上的精细图案上形成均匀薄膜或者形成图案的各种方法，各种方法的其中之一是原子层沉积(ALD)工艺。ALD工艺是不同时提供源气体和反应气体、而是在有时间差的情形下提供源气体和反应气体从而仅引发基板表面上进行的反应并且通过在源气体和反应气体之间的反应在基板上形成薄膜的工艺。首先，可通过将源气体提供给基板来将源气体吸附到基板的表面上，然后可利用净化气体来去除其他源气体。随后，通过将反应气体提供给基板，反应气体可与吸附到基板表面上的源气体发生反应，然后可利用净化气体来净化其他反应气体。在提供反应气体的步骤中，基于在源气体和反应气体之间的反应，在基板的表面上形成原子层或单层薄膜。可重复这个过程直到达到所需厚度，由此可在基板的表面上形成具有确定厚度的薄膜。

但是，在ALD工艺中，由于仅在基板的表面上进行在源气体和反应气体之间的反应，因此具有如下缺点：沉积薄膜的速度低于一般化学气相沉积(CVD)工艺等的速度。

此外，快速重复向相同的处理空间提供源气体、净化所提供的源气体、提供反应气体以及净化反应气体的步骤的工艺具有时间冗长的缺点。在快速重复工艺的情形下，所提供的源气体或反应气体未从处理空间完全排放(净化)到腔室的外部，由此，未形成原子层薄膜，从而导致两种气体彼此相遇以形成CVD薄膜的缺陷。

在快速提供源气体或反应气体的工艺以及基于源气体或反应气体的ALD工艺中，需要使两种气体不在工艺中混合的结构以及纯ALD膜。

发明内容

技术问题

通过提供一种处理腔室设计本发明来解决上述问题，在处理腔室中，源气体和反应气体不会在空间内混合。

此外，本发明通过提供一种装置来解决技术问题，此装置用于在通过ALD工艺形成薄膜时提供快速处理方法。

此外，本发明通过提供一种装置来解决技术问题，此装置通过在基板上使用纯ALD工艺形成膜(纯ALD层)来致密(densify)某一薄膜或者改进膜质量。

此外，本发明通过提供一种装置来解决技术问题，此装置在用于分离源气体空间和反应气体空间的净化气体空间内，净化残留在基板上的反应气体，以使其从反应气体空间快速移动至源气体空间，同时将等离子体提供给净化气体供给单元的一部分，其中净化气体供给单元提供用于快速净化所产生的薄膜的杂质的净化气体。

技术方案