利用等离子体的基板处理装置及方法与流程

1.本发明涉及利用等离子体的基板处理装置及方法。


背景技术：

2.在制造半导体装置或显示装置时，可以使用利用等离子体的基板处理工艺。根据生成等离子体的方式，利用等离子体的基板处理工艺包括电容耦合等离子体(ccp：capacitively coupled plasma)方式、电感耦合等离子体(icp：inductively coupled plasma)方式、以及混合两者的方式等。此外，可以利用等离子体执行干式清洗(dry cleaning)或干式蚀刻(dry etching)。


技术实现要素：

3.干式清洗是各向同性蚀刻，且图案崩溃少，等离子体损伤少。然而，随着基板的大型化和图案的复杂化，蚀刻率(etch rate)和/或均匀度(uniformity)可能根据基板的位置而变化。
4.本发明要解决的技术问题是，提供能够控制根据基板的位置的蚀刻率和/或均匀度的、利用等离子体的基板处理装置及基板处理方法。
5.本发明的技术问题不限于以上提及的技术问题，本领域的技术人员可以通过下面的描述明确地理解未提及的其它技术问题。
6.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理装置的一个方面包括：第一空间，布置在电极与离子阻挡器之间；第二空间，布置在所述离子阻挡器与喷头之间；处理空间，在所述喷头的下方，并且用于处理基板；第一气体供给模块，向所述第一空间提供用于生成等离子体的第一气体；第二气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的流出物混合的第二气体；以及第三气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的流出物混合的第三气体，其中，所述第一气体是含氟气体，所述第二气体是含氮、氢气体，所述第三气体是与所述第二气体不同的含氮气体，且所述基板包括暴露的含硅、氧区域。
7.所述第二气体的流量控制和所述第三气体的流量控制可以彼此独立地进行。此外，以第一流量提供所述第三气体时的均匀度可以高于以小于所述第一流量的第二流量提供所述第三气体时的均匀度。
8.所述离子阻挡器可以包括第一过滤区域和布置在所述第一过滤区域的外侧的第二过滤区域，且所述喷头可以包括第一喷淋区域和布置在所述第一喷淋区域的外侧的第二喷淋区域。
9.所述第二气体和所述第三气体可以通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域供给并且不通过所述第二过滤区域供给，且可以不通过所述喷头的所述第一喷淋区域供给并且通过所述第二喷淋区域供给。
10.所述第二气体和所述第三气体可以通过所述喷头的所述第一喷淋区域和所述第二喷淋区域供给，其中，通过所述第一喷淋区域供给的所述第三气体的流量可以不同于通
过所述第二喷淋区域供给的所述第三气体的流量。
11.所述第二气体和所述第三气体可以通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域和第二过滤区域供给，其中，通过所述第一过滤区域供给的所述第三气体的流量可以不同于通过所述第二过滤区域供给的所述第三气体的流量。
12.可以通过所述电极提供所述第一气体和第四气体，其中，所述第四气体可以是含氢气体，且所述第一气体的流量控制和所述第四气体的流量控制可以彼此独立地进行。
13.所述电极可以包括第一电极区域和布置在所述第一电极区域的外侧的第二电极区域，且所述第一气体和所述第四气体可以通过第一电极区域和第二电极区域供给，其中，通过所述第一电极区域供给的所述第四气体的流量与通过所述第二电极区域供给的所述第四气体的流量可以彼此不同。
14.通过所述第一电极区域供给的所述第四气体的流量可以大于通过所述第二电极区域供给的所述第四气体的流量，且在所述处理空间中可以布置有用于支承所述基板的支承模块，所述支承模块可以被划分为多个区域，所述多个区域中的位于中央的区域的温度可以被升高到比其它区域的温度高。
15.可以通过所述电极附加地提供惰性气体。
16.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理装置的另一个方面包括：第一空间，布置在连接到高频电源的电极与连接到恒定电压的离子阻挡器之间；第二空间，布置在所述离子阻挡器与喷头之间；处理空间，在所述喷头的下方，并且用于处理基板；第一气体供给模块，通过所述电极向所述第一空间提供用于生成等离子体的三氟化氮气体；第二气体供给模块，通过所述电极向所述第一空间提供用于生成等离子体的氢气；以及第三气体供给模块，通过所述离子阻挡器的中心区域提供第一氨气，并且通过所述喷头的边缘区域提供第二氨气，以混合所述第一氨气、所述第二氨气和所述等离子体的流出物。
17.所述第一氨气的流量与所述第二氨气的流量可以彼此不同。
18.基板处理装置还可以包括第四气体供给模块，所述第四气体供给模块通过所述离子阻挡器的中心区域提供第一氮气，以将所述第一氮气与所述等离子体的流出物混合，并且通过所述喷头的边缘区域提供第二氮气，以将所述第二氮气与所述等离子体的流出物混合。
19.所述第一氮气的流量与所述第二氮气的流量可以彼此不同。
20.所述电极可以包括位于中心的第一电极区域和布置在所述第一电极区域的外侧的第二电极区域，且所述三氟化氮气体和所述氢气可以通过第一电极区域和第二电极区域供给，其中，通过所述第一电极区域供给的所述氢气的流量与通过所述第二电极区域供给的所述氢气的流量可以彼此不同。
21.通过所述第一电极区域供给的所述三氟化氮气体的流量与通过所述第二电极区域供给的所述三氟化氮气体的流量可以彼此不同。
22.用于解决上述技术问题的本发明的基板处理方法的一个方面包括以下步骤：提供基板处理装置，所述基板处理装置包括：布置在电极与离子阻挡器之间的第一空间、布置在所述离子阻挡器与喷头之间的第二空间、以及在所述喷头的下方、并且用于处理基板的处理空间；将包括暴露的含硅、氧区域的基板布置在处理空间内；在第一区间，向所述处理空间提供含氮气体和含氮、氢气体，以形成腔室内的气氛；以及在第二区间，向所述处理空间
提供含氮气体和含氮、氢气体，同时向所述第一空间提供含氟气体和含氢气体以在所述第一空间内形成等离子体，并且将所述等离子体的流出物中的经所述离子阻挡器过滤的自由基与所述含氮气体、所述含氮、氢气体混合。
23.通过控制所述含氮气体的流量来控制所述基板的蚀刻均匀度(uniformity)。
24.所述离子阻挡器可以包括第一过滤区域和布置在所述第一过滤区域的外侧的第二过滤区域，所述喷头可以包括第一喷淋区域和布置在所述第一喷淋区域的外侧的第二喷淋区域，且所述含氮气体、所述含氮、氢气体可以通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域供给并且不通过所述第二过滤区域供给，且所述含氮气体、所述含氮、氢气体可以不通过所述喷头的所述第一喷淋区域供给并且通过所述第二喷淋区域供给。
25.其它实施例的具体事项包括在详细的说明及附图中。
附图说明
26.图1是用于说明根据本发明第一实施例的基板处理装置的概念图。
27.图2a和图2b是用于说明图1的喷头的图。
28.图3是用于说明图1的基板处理装置的气体供给的图。
29.图4是用于说明图1的基板处理装置的干式清洗过程的概念图。
30.图5是用于说明根据本发明第二实施例的基板处理装置的图。
31.图6是用于说明根据本发明第三实施例的基板处理装置的图。
32.图7是用于说明根据本发明第四实施例的基板处理装置的图。
33.图8是用于说明根据本发明第五实施例的基板处理装置的图。
34.图9是用于说明根据本发明第六实施例的基板处理装置的图。
35.图10是用于说明图9的电极的图。
36.图11是用于说明图9的基板处理装置的支承模块的概念图。
37.附图标记的说明
38.10：基板处理装置
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100：工艺腔室
39.101：处理空间
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200：支承模块
40.300：电极模块
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301：第一空间
41.302：第二空间
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330：电极
42.330s：第一电极区域
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330e：第二电极区域
43.340、341：离子阻挡器
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341s：第一过滤区域
44.341e：第二过滤区域
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350、351：喷头
45.350s、351s：第一喷淋区域
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350e、351e：第二喷淋区域
46.500：气体供给模块
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510：第一气体供给模块
47.520：第二气体供给模块
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530：第三气体供给模块
48.600：控制模块
具体实施方式
49.下面，将参照附图详细描述本发明的优选的实施例。本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将通过参照下面与附图一起详细描述的实施例而变得清楚。然
而，本发明并不限于以下所公开的实施例，而是能够以彼此不同的多种形态实现，本实施例只是为了使本发明的公开完整，并向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知发明的范围而提供的，本发明仅由权利要求书的范围限定。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的构成要素。。
50.元件或层被称为在另一个元件或层“上(on)”或“上方(on)”不仅包括其在另一个元件或层的正上方，而且还包括其它层或其它元件介于中间的情况。相反，元件被称为“直接”在另一个元件“上”或者在另一个元件的正上方表示没有其它元件或层介于中间的情况。。
51.为了容易地描述如图所示的一个元件或构成要素与另一个元件或构成要素的相关关系，可以使用空间相对术语“下方(below)”、“下面(beneath)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等。应该理解的是，除了图中所示的方向之外，空间相对术语是还包括元件在使用或操作时的彼此不同的方向的术语。例如，当图中所示的元件被翻转时，被描述为在另一个元件的“下方(below)”或“下面(beneath)”的元件可以位于另一个元件的“上方(above)”。因此，示例性的术语“下方”可以包括下方和上方两种方向。元件也可以以另一个方向定向，由此空间相对术语可以根据定向进行解释。
52.虽然术语“第一”、“第二”等用于描述各种元件、构成要素和/或部分，但是这些元件、构成要素和/或部分显然不被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件、构成要素和/或部分与另一个元件、构成要素和/或部分。因此，以下提及的第一元件、第一构成要素或第一部分在本发明的技术思想之内显然也可以是第二元件、第二构成要素或第二部分。
53.本说明书中使用的术语是为了说明实施例，并不是为了限制本发明。在本说明书中，除非在句中特别提及，单数形式也包括复数形式。说明书中使用的“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”不排除除了所提及的构成要素、步骤、操作和/或元件之外存在或增加一个以上的其他构成要素、步骤、操作和/或元件。
54.如果没有其它定义，则在本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以以本发明所属领域的普通技术人员能够共同理解的含义所使用。此外，在通常使用的词典中定义的术语，除非明确地特别定义，否则不被理想地或过度地解释。
55.以下，参照附图详细说明本发明的实施例，在参照附图说明时，与附图标记无关地，相同或对应的构成要素被赋予相同的参照标号，并省略对其的重复说明。
56.图1是用于说明根据本发明第一实施例的基板处理装置的概念图。图2a和图2b是用于说明图1的喷头的图。图2b是沿着图2a的线b-b截取的剖视图。图3是用于说明图1的基板处理装置的气体供给的图。图4是用于说明图1的基板处理装置的干式清洗过程的概念图。
57.首先参照图1，根据本发明第一实施例的基板处理装置10包括工艺腔室100、支承模块200、电极模块300、气体供给模块500和控制模块600。
58.工艺腔室100在其内部提供处理基板w的处理空间101。工艺腔室100可以是圆形的筒的形状。工艺腔室100由金属材质形成。例如，工艺腔室100可以由铝材质形成。工艺腔室100的一侧壁上形成有开口130。开口130用作可搬入搬出基板w的出入口。出入口可以由门开闭。工艺腔室100的底面设置有排气口(未示出)。排气口起到将在处理空间101中产生的
副产物排出到工艺腔室100的外部的排出口的作用。通过泵执行排气操作。
59.支承模块200设置在处理空间102内，并且支承基板w。支承模块200可以是利用静电力支承基板w的静电卡盘，但不限于此。静电卡盘可以包括：上面放置基板w的介电板、设置在介电板内并且提供静电力以使基板w吸附于介电板的电极、以及设置在介电板内并且加热基板w以控制基板w的温度的加热器。
60.电极模块300包括电极(或上部电极)330、离子阻挡器340、喷头350等，并且起到电容耦合型等离子源的作用。气体供给模块500包括第一气体供给模块510、第二气体供给模块520和第三气体供给模块530。控制模块600控制气体供给模块510、520、530的气体供给。对于通过气体供给模块500和控制模块600执行的气体供给方法，将在下面利用图2、图3、图5至图8、图10等详细描述。
61.第一空间301布置在电极330与离子阻挡器340之间，且第二空间302布置在离子阻挡器340与喷头350之间。处理空间101位于喷头350的下方。
62.电极330可以连接到高频电源311，且离子阻挡器340可以连接到恒定电压(例如，接地电压)。电极330包括多个第一供给孔。第一气体供给模块510通过电极330(即，电极330的第一供给孔)将第一气体g1提供到第一空间301。在电极330与离子阻挡器340之间产生的电磁场将第一气体g1激发成等离子体状态。被激发成等离子体状态的第一气体(即，等离子体流出物)包括自由基、离子和/或电子。
63.离子阻挡器340可以由导电材料形成，例如，离子阻挡器340可以是诸如圆盘的板的形状。离子阻挡器340可以连接到恒定电压。离子阻挡器340包括在竖直方向上形成的多个第一通孔。在等离子体流出物中，自由基或未带电的中性物质可以通过离子阻挡器340的第一通孔。相反，带电的物质(即，离子)难以通过离子阻挡器340的第一通孔。
64.喷头350可以由导电材料形成，例如，喷头350可以是诸如圆盘的板的形状。喷头350可以连接到恒定电压。喷头350包括在竖直方向上形成的多个第二通孔。通过离子阻挡器340的等离子体流出物经由第二空间302和喷头350的第二通孔被提供到处理空间101。
65.在此，参照图1和图2a、图2b，喷头350包括多个第二供给孔3511a、3511b和多个第三供给孔3512a、3512b。第二气体供给模块520通过喷头350(即，喷头350的第二供给孔3511a、3511b)将第二气体g2提供到处理空间101。第三气体供给模块530通过喷头350(即，喷头350的第三供给孔3512a、3512b)将第三气体g3提供到处理空间101。在处理空间101中，第二气体g2和第三气体g3与通过离子阻挡器340的等离子体流出物混合。
66.此外，基板w上可以形成有图案化的结构，特别是可以包括暴露的含硅、氧区域。例如，含硅、氧区域可以是硅氧化物(sio2)。
67.为了对暴露的含硅、氧区域进行干式清洗，含氟气体可以用作第一气体g1，含氮、氢气体可以用作第二气体g2，且含氮气体可以用作第三气体g3。第三气体g3不同于第二气体g2。例如，第一气体g1可以是三氟化氮(nf3)气体，第二气体g2可以是氨(nh3)气体，且第三气体g3可以是氮(n2)气体。
68.三氟化氮(nf3)被激发成等离子体形态，并且等离子体流出物与氨(nh3)反应形成用于蚀刻硅氧化物的蚀刻剂(etchant)。
69.氮气(n2)起到调整蚀刻的均匀度的作用。如果提高氮气的流量，则蚀刻率降低，同时均匀度上升。相反，如果降低氮气的流量，则蚀刻率上升，同时均匀度降低。可以通过相对
于氨气的流量独立地控制氮气的流量来精确地控制均匀度。
70.在此，参照图3和图4，更具体地说明对暴露的硅氧化物进行干式清洗的工艺。
71.首先参照图3，在形成等离子体之前的时间t0与时间t1之间，向工艺腔室100的处理空间101内提供第二气体g2(氨气)和第三气体g3(氮气)，以形成工艺气氛。
72.在时间t1与时间t2之间，向第一空间301提供第一气体g1(三氟化氮气体)。然后，将高频电源311供给到电极330，以在第一空间301中将第一气体g1激发成等离子体的形态。诸如自由基、离子和/或电子的等离子体流出物形成。离子可以被离子阻挡器340过滤，且剩下的等离子体流出物可以通过离子阻挡器340。通过离子阻挡器340的等离子体流出物经由第二空间302和喷头350被提供到处理空间101。在处理空间101中，通过离子阻挡器340的等离子体流出物与第二气体g2(氨气)彼此反应并混合，从而形成蚀刻剂。
73.在此，参照图4，作为等离子体流出物的含氟自由基(f
*
、nf
3*
等)与氨气(nh3)反应，从而形成能够容易与硅氧化物(sio2)反应的蚀刻剂(nh4f
*
或nh4f
*
.hf
*
)(s10)。
74.nh3+nf
3*
→
nh4f
*
或nh4f
*
.hf
*
ꢀꢀ
(化学式1)
75.接着，蚀刻剂(nh4f
*
或nh4f
*
.hf
*
)与硅氧化物的表面反应(s20)。反应结果，可以形成(nh4)2sif6和h2o等生成物。其中，h2o是蒸气，(nh4)2sif6是固体并且薄薄地残留在硅氧化物的表面。(nh4)2sif6中的硅(si)源于暴露的硅氧化物，并且形成剩余部分的氮、氢、氟等源于等离子体流出物、第二气体g2(氨气)和/或第三气体g3(氮气)。在这样的反应过程中，处理空间101的温度可以维持在20℃至100℃。
76.nh4f
*
或nh4f
*
.hf
*
+sio2→
(nh4)2sif6(s)+h2o
ꢀꢀ
(化学式2)
77.再次参照图3，在时间t3，操作泵以去除副产物。具体地，如图4的s30所示，由于h2o等是蒸汽，因此可以通过泵被去除。将处理空间101的温度升高到100℃以上，以升华(nh4)2sif6。升华的(nh4)2sif6也可以通过泵的操作被去除。
78.此外，如上所述，第三气体供给模块(图1的530)正将第三气体g3(氮气)提供到处理空间(图1的101)。
79.如果将第三气体g3(氮气)提供到处理空间101，则可以降低硅氧化物的蚀刻率并且提高均匀度。这是因为在蚀刻剂中，hf
*
减少，而nh4f
*
的量增加。
80.n2↑
+nh4f
*
.hf
*
→
nh4f
*
↑
+hf
*
↓ꢀꢀ
(化学式3)
81.如此，可以通过控制供给到处理空间101的第三气体g3的流量来控制基板的均匀度。特别地，可以相对于第二气体供给模块(图1的520)另外地(即，独立地)操作第三气体供给模块(图1的530)，从而独立地控制第三气体g3的流量。
82.此外，如图2a和图2b所示，喷头350包括第一喷淋区域350s和布置在第一喷淋区域350s的外侧的第二喷淋区域350e。第一喷淋区域350s可以布置在第一喷头350的中心区域，且第二喷淋区域350e可以布置在第二喷头350的边缘区域。
83.第二气体g2和第三气体g3可以通过第一喷淋区域350s和第二喷淋区域350e供给。第二气体g2通过第一喷淋区域350s的第二供给孔3511a、以及通过第二喷淋区域350e的第二供给孔3511b供给。第三气体g3通过第一喷淋区域350s的第三供给孔3512a、以及通过第二喷淋区域350e的第三供给孔3512b供给。
84.可以不同地控制通过第一喷淋区域350s供给的第三气体g3的流量和通过第二喷淋区域350e供给的第三气体g3的流量。
85.如果使通过第一喷淋区域350s供给的第三气体g3的流量大于通过第二喷淋区域350e供给的第三气体g3的流量，则在与第一喷淋区域350s对应的基板w的中心区域上第三气体g3会增加。因此，基板w的中心区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
86.相反，如果使通过第二喷淋区域350e供给的第三气体g3的流量大于通过第一喷淋区域350s供给的第三气体g3的流量，则在与第二喷淋区域350e对应的基板w的边缘区域上第三气体g3会增加。因此，基板w的边缘区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
87.图5是用于说明根据本发明第二实施例的基板处理装置的图。图6是用于说明根据本发明第三实施例的基板处理装置的图。以下，将主要说明与利用图1至图4说明的特征不同的特征。
88.首先参照图5，第二气体g2通过第一喷淋区域350s的第二供给孔3511a、以及通过第二喷淋区域350e的第二供给孔3511b供给。第三气体g3仅通过第二喷淋区域350e的第三供给孔3512b供给，并且不通过第一喷淋区域350s供给。因此，在基板w的中心区域上第三气体g3相对较少，且在基板w的边缘区域上第三气体g3相对较多。因此，基板w的边缘区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
89.参照图6，第二气体g2通过第一喷淋区域350s的第二供给孔3511a、以及通过第二喷淋区域350e的第二供给孔3511b供给。第三气体g3仅通过第一喷淋区域350s的第三供给孔3512a供给，并且不通过第二喷淋区域350e供给。因此，在基板w的边缘区域上第三气体g3相对较少，且在基板w的中心区域上第三气体g3相对较多。因此，基板w的中心区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
90.图7是用于说明根据本发明第四实施例的基板处理装置的图。图8是用于说明根据本发明第五实施例的基板处理装置的图。以下，将主要说明与利用图1至图6说明的特征不同的特征。
91.首先参照图7，离子阻挡器341包括第一过滤区域341s和布置在第一过滤区域341s的外侧的第二过滤区域341e。第一过滤区域341s可以布置在离子阻挡器341的中心区域，且第二过滤区域341e可以布置在离子阻挡器341的边缘区域。
92.喷头351包括第一喷淋区域351s和布置在第一喷淋区域351s的外侧的第二喷淋区域351e。第一喷淋区域351s可以布置在喷头351的中心区域，且第二喷淋区域351e可以布置在喷头351的边缘区域。
93.特别地，在离子阻挡器341的第一过滤区域341s中可以形成有供给孔3411a、3412a，且第二过滤区域341e中可以不形成有供给孔。相反，喷头351的第一喷淋区域351s中不形成有供给孔，且第二喷淋区域351e中形成有供给孔3511b、3512b。喷头351的整面形成有贯通孔3513。
94.在这种结构中，第二气体g2和第三气体g3可以通过第一过滤区域341s和第二喷淋区域351e供给。第二气体g2通过第一过滤区域341s的供给孔3411a、以及通过第二喷淋区域351e的供给孔3511b供给。第三气体g3通过第一过滤区域341s的供给孔3412a、以及通过第二喷淋区域351e的第三供给孔3512b供给。通过第一过滤区域341s供给的第二气体g2和第三气体g3通过通孔3513被提供到处理空间101。
95.此外，可以不同地控制通过第一过滤区域341s供给的第三气体g3的流量和通过第二喷淋区域351e供给的第三气体g3的流量。
96.如果使通过第一过滤区域341s供给的第三气体g3的流量大于通过第二喷淋区域351e供给的第三气体g3的流量，则在与第一过滤区域341s对应的基板w的中心区域上第三气体g3会增加。因此，基板w的中心区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
97.相反，如果使通过第二喷淋区域351e供给的第三气体g3的流量大于通过第一过滤区域341s供给的第三气体g3的流量，则在与第二喷淋区域351e对应的基板w的边缘区域上第三气体g3会增加。因此，基板w的边缘区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
98.参照图8，在与图7相同的结构中，第二气体g2可以仅从第一过滤区域341s供给，且第三气体g3可以通过第一过滤区域341s和第二喷淋区域351e供给。
99.第二气体g2通过第一过滤区域341s的供给孔3411a供给。第三气体g3通过第一过滤区域341s的供给孔3412a、以及通过第二喷淋区域351e的第三供给孔3512b供给。通过第一过滤区域341s供给的第二气体g2通过通孔3513被提供到处理空间101。在这种情况下，在基板w的边缘区域上，第三气体g3会变得比第二气体g2相对更多。因此，基板w的边缘区域处的蚀刻速度降低，同时均匀度上升。
100.此外，尽管未在单独的附图中示出，但是第二气体g2可以从第一过滤区域341s和第二喷淋区域351e供给，且第三气体g3可以通过第一过滤区域341s供给。
101.图9是用于说明根据本发明第六实施例的基板处理装置的图。图10是用于说明图9的电极的图。以下，将主要说明与利用图1至图8说明的特征不同的特征。
102.首先参照图9，在根据本发明第六实施例的基板处理装置中，气体供给模块500不仅包括第一气体供给模块510、第二气体供给模块520、第三气体供给模块530，还包括第四气体供给模块515。
103.第一气体供给模块510和第四气体供给模块515分别通过电极330向第一空间301供给第一气体g1和第四气体g4。第四气体g4可以是含氢气体(例如，氢气)。
104.含氢气体(例如，氢气)起到调整蚀刻率(etch rate)的作用。如果提高氢气的流量，则蚀刻率上升，同时均匀度降低。相反，如果降低氢气的流量，则蚀刻率降低，同时均匀度上升。可以通过相对于三氟化氮气体(即，第一气体g1)的流量独立地控制氢气的流量来精确地控制蚀刻率。
105.以下，将详细说明第一气体g1是三氟化氮(nf3)气体并且第四气体g4是氢气的情况。
106.第一气体g1和第四气体g4在第一空间301中被激发成等离子体的形态。
107.nf3+h2↑→
nh4f
*
.hf
*
ꢀꢀ
(化学式4)
108.作为等离子体流出物的nh4f
*
.hf
*
通过离子阻挡器340和喷头350被提供到处理空间101。在处理空间101中，nh4f
*
.hf
*
与第二气体g2(即nh3)反应而生成蚀刻剂。
109.nh3+nh4f
*
.hf
*
→
nh4f
*
↓
+hf
*
↑ꢀꢀ
(化学式5)
110.在蚀刻剂中，nh4f
*
减少，而hf
*
的量增加。结果，当第四气体g4被提供到第一空间301时，由于hf
*
的量增加，所以可以提高硅氧化物的蚀刻率。
111.此外，如上所述，如果将第三气体g3(氮气)提供到处理空间101，则可以降低硅氧化物的蚀刻率并且提高均匀度。这是因为在蚀刻剂中，hf
*
减少，而nh4f
*
的量增加。
112.n2↑
+nh4f
*
.hf
*
→
nh4f
*
↑
+hf
*
↓ꢀꢀ
(化学式6)
113.在此，参照图10，电极330包括第一电极区域330s和布置在第一电极区域330s的外
侧的第二电极区域330e。第一电极区域330s可以布置在电极330的中心区域，且第二电极区域330e可以布置在电极330的边缘区域。
114.第一气体g1和第四气体g4可以通过第一电极区域330s和第二电极区域330e供给。第一气体g1通过第一电极区域330s的供给孔3305a、以及通过第二电极区域330e的供给孔3305b供给。第四气体g4通过第一电极区域330s的供给孔3306a、以及通过第二电极区域330e的供给孔3306b供给。
115.可以不同地控制通过第一电极区域330s供给的第四气体g4的流量和通过第二电极区域330e供给的第四气体g4的流量。
116.如果使通过第一电极区域330s供给的第四气体g4的流量大于通过第二电极区域330e供给的第四气体g4的流量，则在与第一电极区域330s对应的基板w的中心区域上蚀刻剂会增多。因此，在基板w的中心区域处的蚀刻速度上升。
117.相反，如果使通过第二电极区域330e供给的第四气体g4的流量大于通过第一电极区域330s供给的第四气体g4的流量，则在与第二电极区域330e对应的基板w的边缘区域上蚀刻剂会增多。因此，在基板w的边缘区域处的蚀刻速度上升。
118.或者，也可以不同地控制通过第一电极区域330s供给的第一气体g1的流量和通过第二电极区域330e供给的第一气体g1的流量。
119.此外，尽管未示出，但是可以通过电极附加地提供惰性气体(例如，ar、ne)。惰性气体可以与第一气体g1或第四气体g4一起提供。惰性气体可以帮助第一气体g1或第四气体g4的移动。
120.总之，可以通过调整第四气体g4(氢气)的流量来调整硅氧化物的蚀刻率。可以通过调整第三气体g3(氮气)的流量来调整硅氧化物的均匀度。
121.不仅如此，可以如图2a、图2b、图5至图8、图10所示地改变电极330、离子阻挡器340和喷头350的形状。可以以这种结构为基础控制第四气体g4的供给位置/流量和第三气体g3的供给位置/流量，从而控制基板w的特定位置(例如，中心区域、边缘区域)处的蚀刻率/均匀度。
122.此外，图11是用于说明图9的基板处理装置的支承模块的概念图。
123.参照图11，支承模块200被划分为多个区域200s、200m、200e，并且多个区域200s、200m、200e的温度可以被单独地控制。如果在基板w中存在需要提高蚀刻率的区域(例如，基板w的中心区域)，则可以提高相应区域(例如，200s)的温度。
124.例如，如果使通过第一电极区域(图10的330s)供给的第四气体g4的流量大于通过第二电极区域(图10的330e)供给的第四气体g4的流量，则在与第一电极区域330s对应的基板w的中心区域上蚀刻剂会增加。如果使区域200s的温度高于其它区域200m、200e的温度，则可以进一步提高基板w的中心区域的蚀刻率。
125.以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但是本发明所属技术领域的普通技术人员应该可以理解，本发明在不改变其技术思想或必要特征的情况下，能够以其他具体形态实施。因此，应该理解，以上描述的实施例在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。

技术特征：
1.基板处理装置，包括：第一空间，布置在电极与离子阻挡器之间；第二空间，布置在所述离子阻挡器与喷头之间；处理空间，在所述喷头的下方，并且用于处理基板；第一气体供给模块，向所述第一空间提供用于生成等离子体的第一气体；第二气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的流出物混合的第二气体；以及第三气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的所述流出物混合的第三气体，其中，所述第一气体是含氟气体，所述第二气体是含氮、氢气体，所述第三气体是与所述第二气体不同的含氮气体，以及所述基板包括暴露的含硅、氧区域。2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述第二气体的流量控制和所述第三气体的流量控制彼此独立地进行。3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，以第一流量提供所述第三气体时的均匀度高于以小于所述第一流量的第二流量提供所述第三气体时的均匀度。4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述离子阻挡器包括第一过滤区域和布置在所述第一过滤区域的外侧的第二过滤区域，以及所述喷头包括第一喷淋区域和布置在所述第一喷淋区域的外侧的第二喷淋区域。5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述第二气体和所述第三气体通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域供给，并且不通过所述第二过滤区域供给，以及所述第二气体和所述第三气体不通过所述喷头的所述第一喷淋区域供给，并且通过所述第二喷淋区域供给。6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述第二气体和所述第三气体通过所述喷头的所述第一喷淋区域和所述第二喷淋区域供给，其中，通过所述第一喷淋区域供给的所述第三气体的流量不同于通过所述第二喷淋区域供给的所述第三气体的流量。7.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述第二气体和所述第三气体通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域和所述第二过滤区域供给，其中，通过所述第一过滤区域供给的所述第三气体的流量不同于通过所述第二过滤区域供给的所述第三气体的流量。8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，通过所述电极提供所述第一气体和第四气体，其中，所述第四气体是含氢气体，以及所述第一气体的流量控制和所述第四气体的流量控制彼此独立地进行。9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，所述电极包括第一电极区域和布置在所述第一电极区域的外侧的第二电极区域，以及
所述第一气体和所述第四气体通过所述第一电极区域和所述第二电极区域供给，其中，通过所述第一电极区域供给的所述第四气体的流量与通过所述第二电极区域供给的所述第四气体的流量彼此不同。10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，通过所述第一电极区域供给的所述第四气体的流量大于通过所述第二电极区域供给的所述第四气体的流量，以及在所述处理空间中布置有用于支承所述基板的支承模块，所述支承模块被划分为多个区域，所述多个区域中的位于中央的区域的温度被升高到比其它区域的温度高。11.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，通过所述电极附加地提供惰性气体。12.基板处理装置，包括：第一空间，布置在连接到高频电源的电极与连接到恒定电压的离子阻挡器之间；第二空间，布置在所述离子阻挡器与喷头之间；处理空间，在所述喷头的下方，并且用于处理基板；第一气体供给模块，通过所述电极向所述第一空间提供用于生成等离子体的三氟化氮气体；第二气体供给模块，通过所述电极向所述第一空间提供用于生成等离子体的氢气；以及第三气体供给模块，通过所述离子阻挡器的中心区域提供第一氨气，并且通过所述喷头的边缘区域提供第二氨气，以混合所述第一氨气、所述第二氨气和所述等离子体的流出物。13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其中，所述第一氨气的流量与所述第二氨气的流量彼此不同。14.根据权利要求12所述的基板处理装置，还包括第四气体供给模块，所述第四气体供给模块通过所述离子阻挡器的所述中心区域提供第一氮气，以将所述第一氮气与所述等离子体的所述流出物混合，并且通过所述喷头的所述边缘区域提供第二氮气，以将所述第二氮气与所述等离子体的所述流出物混合。15.根据权利要求14所述的基板处理装置，其中，所述第一氮气的流量与所述第二氮气的流量彼此不同。16.根据权利要求12所述的基板处理装置，其中，所述电极包括位于中心的第一电极区域和布置在所述第一电极区域的外侧的第二电极区域，以及所述三氟化氮气体和所述氢气通过所述第一电极区域和所述第二电极区域供给，其中，通过所述第一电极区域供给的所述氢气的流量与通过所述第二电极区域供给的所述氢气的流量彼此不同。17.根据权利要求16所述的基板处理装置，其中，通过所述第一电极区域供给的所述三氟化氮气体的流量与通过所述第二电极区域供给的所述三氟化氮气体的流量彼此不同。18.基板处理方法，包括以下步骤：
提供基板处理装置，所述基板处理装置包括：布置在电极与离子阻挡器之间的第一空间、布置在所述离子阻挡器与喷头之间的第二空间、以及在所述喷头的下方、并且用于处理基板的处理空间；将包括暴露的含硅、氧区域的基板布置在处理空间内；在第一区间，向所述处理空间提供含氮气体和含氮、氢气体，以形成腔室内的气氛；以及在第二区间，向所述处理空间提供所述含氮气体和所述含氮、氢气体，同时向所述第一空间提供含氟气体和含氢气体以在所述第一空间内形成等离子体，并且将所述等离子体的流出物中的经所述离子阻挡器过滤的自由基与所述含氮气体、所述含氮、氢气体混合。19.根据权利要求18所述的基板处理方法，其中，通过控制所述含氮气体的流量来控制所述基板的蚀刻均匀度。20.根据权利要求19所述的基板处理方法，其中，所述离子阻挡器包括第一过滤区域和布置在所述第一过滤区域的外侧的第二过滤区域，所述喷头包括第一喷淋区域和布置在所述第一喷淋区域的外侧的第二喷淋区域，以及所述含氮气体、所述含氮、氢气体通过所述离子阻挡器的所述第一过滤区域供给并且不通过所述第二过滤区域供给，且所述含氮气体、所述含氮、氢气体不通过所述喷头的所述第一喷淋区域供给并且通过所述第二喷淋区域供给。

技术总结
本发明提供能够控制根据基板的位置的蚀刻率和/或均匀度的、利用等离子体的基板处理装置及基板处理方法。所述基板处理装置包括：第一空间，布置在电极与离子阻挡器之间；第二空间，布置在所述离子阻挡器与喷头之间；处理空间，在所述喷头的下方，并且用于处理基板；第一气体供给模块，向所述第一空间提供用于生成等离子体的第一气体；第二气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的流出物混合的第二气体；以及第三气体供给模块，向所述处理空间提供与所述等离子体的流出物混合的第三气体，其中，所述第一气体是含氟气体，所述第二气体是含氮、氢气体，所述第三气体是与所述第二气体不同的含氮气体，且所述基板包括暴露的含硅、氧区域。氧区域。氧区域。


技术研发人员：丘峻宅 严永堤 朴玩哉 金东勳 李城吉 李知桓 吴东燮 卢明燮 金杜里
受保护的技术使用者：细美事有限公司
技术研发日：2021.08.24
技术公布日：2022/3/8