[发明专利]衬底支撑设备以及衬底处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及衬底支撑设备以及衬底处理设备，尤其涉及可将热传导气体应用于多个衬底以改进热传递效率的衬底支撑设备以及衬底处理设备。

背景技术

一般来说，用于制造例如半导体、LED以及平板显示器等装置的等离子体处理设备通过在反应室中形成电场以及磁场而产生等离子体，且使用所述等离子体来执行各种处理。常规等离子体处理设备包括衬底支撑设备，用于将衬底固持在衬底支撑设备上，且明确地说，此衬底支撑设备可具有同时固持以及处理多个衬底以实现生产改进的配置。在执行此等离子体处理工艺时，安装在衬底支撑设备上的衬底的温度因为等离子体的温度而提高。在此状况下，如果衬底的温度偏离温度范围，那么可引起处理失败。

为了解决此问题，本发明的申请人的韩国专利第10-0734016号揭示衬底支撑设备，其经配置以形成用于供应冷却气体以将衬底的温度维持在恒定范围内的流动路径。在所述专利文献中，衬底支撑设备包括设置在衬底卡盘上的底板，以及顶板，且顶板耦接到底板的顶表面以使衬底的顶表面暴露且与底板间隔开，以将经由底板供应的冷却气体供应到衬底的底表面。

顶板以及底板使用例如连接螺栓等元件彼此耦接。数个O形环放置在顶板与底板之间，以限制冷却气体的供应。通过使用数个O形环，经由底板中所形成的流动路径而供应的冷却气体可供应到衬底的背表面。然而，许多O形环的存在还防碍冷却气体朝顶板的下部部分供应。因此，顶板的温度持续升高。

顶板的此温度提高导致顶板的开口(衬底的顶表面从所述开口暴露)周围的衬底的温度不均匀性。随后，此温度提高在形成在用于等离子体蚀刻的衬底上的光致抗蚀剂图案中产生不均匀固化或燃烧，而引起处理失败。

另外，由于使用数个O形环，因此O形环的位置可容易在耦接底板与顶板时变化。这可导致例如耦接困难以及成本增加等问题。

发明内容

待解决的问题

本发明提供衬底的温度可维持在恒定范围内的衬底支撑设备以及衬底处理设备。根据本发明，衬底支撑设备的温度也可维持在恒定范围内。

另外，本发明提供设备的耦接可容易完成且可减少O形环的数量以节省生产成本的衬底支撑设备以及衬底处理设备。

解决问题的手段

根据本发明的实施例，一种衬底支撑设备包括：底板，经配置以将衬底支撑在所述底板上，且具有冷却气体流动通过的多个供应管；顶板，经配置以可卸除地耦接到所述底板，且具有空穴以使支撑在所述底板上的所述衬底的顶表面暴露；以及密封构件，经配置以耦接到所述底板，且在所述顶板与所述底板之间以及所述衬底与所述底板之间形成冷却空间。

所述顶板围绕所述底板的顶部部分以及侧面。所述冷却气体流动通过的流动路径形成在所述底板的所述侧面与所述顶板的侧壁之间。所述密封构件可密封所述衬底与所述顶板之间的间隙。

所述顶板设有收纳所述底板的凹入收纳部分。所述收纳部分具有比所述底板的直径大的直径。流动路径形成在所述底板的侧面与所述收纳部分的侧壁之间，以通过所述流动路径将所述冷却气体供应到所述顶板的背表面的周围。

所述顶板覆盖所述底板的顶部部分。所述密封构件密封所述衬底与所述顶板之间的间隙。所述密封构件可包含设置在所述顶板的周围与所述底板的周围之间的密封环。

所述冷却空间包括形成在所述衬底与所述底板之间的第一冷却空间以及形成在所述顶板与所述底板之间的第二冷却空间。所述底板可包括用于将所述冷却气体供应到所述第一冷却空间的第一供应管以及用于将所述冷却气体供应到所述第二冷却空间的第二供应管。

所述底板可包括环形收纳凹部，所述密封构件的下部部分的一部分插入且固持在所述收纳凹部中。

所述密封构件包括插入所述收纳凹部中的下部部分以及朝所述收纳凹部的顶部部分突出的上部部分。所述上部部分的外侧与所述顶板接触且内侧与所述衬底接触，以防止所述冷却气体泄漏到所述衬底与所述顶板之间的空间中。

所述密封构件的所述上部部分的横截面宽度可大于、等于或小于所述下部部分的横截面宽度。

所述密封构件的所述上部部分的横截面形状可为在顶侧左右划分的形状、多边形、圆形和椭圆形形状中的至少一者。

所述密封构件的所述下部部分的横截面宽度可在上下方向上具有相同宽度，或可具有向下逐渐增大的宽度。

所述密封构件可形成为对应于所述衬底的环形状。

所述密封构件可包括与所述衬底接触的第一密封构件以及与所述顶板接触的第二密封构件。