[发明专利]蚀刻设备和使用蚀刻设备的蚀刻方法

说明书

本发明主张2006年9月8日申请的第10-2006-086704号韩国专利申请案以及2007年9月6日申请的第10-2007-090631号韩国专利申请案的优先权，所述韩国专利申请案以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体装置或液晶显示装置的衬底处理设备，且更特定来说涉及一种均匀地移除衬底边缘处的微粒的蚀刻设备和一种使用所述蚀刻设备的蚀刻方法。

背景技术

一般来说，通过在例如晶片或玻璃的衬底表面上沉积薄膜并接着蚀刻薄膜从而形成薄膜图案来制造半导体装置或平板显示装置。

在薄膜的沉积步骤期间，薄膜大体上沉积在衬底的整个表面上。然而，在使用蚀刻掩模的薄膜蚀刻步骤期间，主要在衬底的中心区域上蚀刻薄膜。因此，在衬底的边缘处，未移除的薄膜可能保留，且可能在蚀刻步骤期间产生的副产物或微粒可能积聚。如果在不移除在衬底边缘处积聚的此种薄膜或微粒的情况下进行随后的步骤，那么薄膜或微粒可能剥落，且可能污染衬底的其它区域。或者，衬底可能弯曲且可能不对准。

为了解决所述问题，最近，尤其在制造半导体装置时已执行蚀刻衬底边缘的额外工艺，其可称为斜角蚀刻工艺。

将蚀刻衬底边缘的方法分为使用蚀刻剂的湿式蚀刻和使用由气体产生的等离子的干式蚀刻。图1说明根据相关技术的使用等离子的用于衬底边缘的蚀刻设备。

相关技术蚀刻设备100包含界定反应区域的腔室10、设置在腔室10中的衬底支撑件20以及设置在衬底支撑件20上方且具有多个注射孔32的气体分布板30。气体分布板30密封腔室10的上壁。排气线12连接到腔室10的下部部分。

衬底支撑件20可由上下驱动单元70上下移动。为了使衬底S的边缘暴露于等离子，衬底支撑件20的直径可小于衬底S。

注射孔32沿着气体分布板30的周界设置且连接到气体供应线40，借此仅在衬底S的边缘周围注射蚀刻气体。气体供应线40连接到气体供应单元50。

此外，惰性气体供应线(未图示)可连接到气体分布板30的中心部分。惰性气体供应线可在蚀刻衬底S的边缘时注射惰性气体，且因此可防止衬底S的中心部分被蚀刻。

RF(射频)电源60电连接到衬底支撑件20，且阻抗匹配系统62设置在衬底支撑件20与RF电源60之间。

同时，衬底屏蔽单元31从气体分布板30的底部表面突出。衬底屏蔽单元31覆盖衬底S的中心部分并使得仅衬底S的边缘暴露于等离子。衬底屏蔽单元31可与气体分布板30形成为一个联合体，或可单独形成并接着附接到气体分布板30。衬底屏蔽单元31具有与衬底支撑件20对称的形状且其直径小于或等于衬底S。

下文中，将参看图2描述使用相关技术蚀刻设备100的衬底边缘的蚀刻方法。图2说明根据相关技术蚀刻衬底边缘的工艺中的蚀刻设备。

首先，通过门(未图示)将衬底S载入腔室10中并设置在衬底支撑件20上。腔室10通过真空抽吸而处于真空条件下，且衬底支撑件20通过上下驱动单元70而上升到处理位置，如图2所示。此时，衬底支撑件20可上升到一位置，使得衬底S与衬底屏蔽单元31之间的距离可在约0.2mm到0.5mm的范围内。这就是为何防止衬底S边缘处产生的等离子的自由基或离子扩散进入衬底S的中心部分中并不利地影响已形成于衬底S的中心部分上的薄膜图案。

在将衬底支撑件20上升到处理位置之后，通过注射孔32在气体分布板30的周界处注射蚀刻气体，且同时，将RF功率从RF电源60施加到衬底支撑件20，借此在衬底S的边缘周围产生等离子。等离子中的自由基或离子蚀刻并移除形成于衬底S边缘处的薄膜。

顺便提一下，在蚀刻设备100中，因为衬底屏蔽单元31与衬底S之间的距离在处理位置处非常小，所以衬底支撑件20和衬底屏蔽单元31将得到较大程度的处理，且当设置衬底支撑件20和衬底屏蔽单元31时其间的间隔在所有点处将都是均匀的。

如果衬底支撑件20与衬底屏蔽单元31之间的间隔的均匀性降低，那么衬底S边缘处的蚀刻速率根据位置而变化。因此，为了防止所述问题，通常已通过例如传感器的构件观察衬底S与衬底屏蔽单元31之间的间隔。

在相关技术的观察方法中，在腔室的侧壁处设置透明窗，且在透明窗外部建立传感器。可通过分析所接收的激光的图案或强度来监视间距状态。