升降销单元、包括其的基板支承单元及基板处理设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月31日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2021-0193642、以及于2022年4月27日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2022-0052161的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本文中所描述的发明构思的实施方案是关于一种用于将基板安装于基板支承件的顶部部分上的升降销单元及一种包含升降销单元的基板支承单元。

背景技术

一般而言，等离子体是指包含离子、自由基、电子等的离子化气体状态。等离子体可在极高温度、强电场或RF电磁场下产生。半导体装置制造工艺可包含使用等离子体来移除形成于诸如晶圆的基板上的薄膜的蚀刻工艺。通过使等离子体的离子及/或自由基与基板上的薄膜碰撞或反应来执行蚀刻工艺。

在使用等离子体来处理基板时，等离子体中所包含的离子及/或自由基的真直度是重要的。等离子体中所含有的离子及/或自由基的真直度充当判定蚀刻选择性的重要因素。可将支承基板的静电卡盘冷却至低温，以便增加离子及/或自由基的真直度。

在-30摄氏度或以下的低温环境中执行等离子体处理的低温等离子体设备中，基板支承单元可能因制冷剂在其中循环而变为低温且由此收缩，且将极大应力置于升降销的紧固及固定部分上，从而导致设施操作中的严重问题，诸如紧固及固定部分的断裂。

发明内容

本发明构思的实施方案提供一种升降销单元及一种包含升降销单元的基板支承单元以及基板处理设备，以用于平稳地处理基板支承单元的热改性(收缩)。

本发明构思的技术目的不限于上面提及的技术目的，且其他未提及的技术目的将根据以下描述而对于本领域技术人员变得显而易见。

本发明构思提供一种用于支承基板的基板支承单元。所述基板支承单元包含基座及升降销单元，所述基座支承基板且具有垂直形成的销孔，所述升降销单元配置为装载及卸载基座上的基板，且其中所述升降销单元包含可沿着销孔垂直移动的升降销；可由驱动单元垂直移动的支承件；连接支承件及升降销的销保持器，且其中升降销可枢转地连接至销保持器，且销保持器可相对于支承件侧向移动。

在实施方案中，升降销包含接合球，且销保持器包含球窝，接合球插入于所述球窝中以用于接合球的枢转。

在实施方案中，升降销单元进一步包含第一弹性体，以用于提供恢复力来将升降销自接合球的枢转所引起的与销保持器的非同轴位置恢复至与销保持器的原始同轴位置。

在实施方案中，第一弹性体包含销形弹性体，所述销形弹性体具有插入在接合球的第一插入凹槽中的一端、以及插入在球窝的第二插入凹槽中的另一相对端。

在实施方案中，第一插入凹槽与第二插入凹槽垂直地对齐。

在实施方案中，升降销单元进一步包含第二弹性体，以用于提供恢复力来相对于支承件将销保持器自侧向移动的位置恢复至原始位置。

在实施方案中，第二弹性体包含销形弹性体，所述销形弹性体具有插入在形成在销保持器的底部处的第三插入凹槽中的一端、以及插入在形成在支承件的顶部处的第四插入凹槽中的另一相对端。

在实施方案中，第三插入凹槽与第四插入凹槽垂直地对齐。

本发明构思提供一种用于装载及卸载基板的升降销单元。所述升降销单元包含升降销；可由驱动单元垂直移动的支承件；以及连接支承件及升降销的销保持器，且其中升降销可枢转地连接至销保持器，且其中升降销包含接合球，且销保持器包含球窝，接合球插入在所述球窝中以用于接合球的枢转。

在实施方案中，所述升降销单元进一步包含第一弹性体，以用于提供恢复力来将升降销自接合球的枢转所引起的与销保持器的非同轴位置恢复至与销保持器的原始同轴位置。

在实施方案中，第一弹性体包含销形弹性体，所述销形弹性体具有插入在接合球的第一插入凹槽中的一端、以及插入在球窝的第二插入凹槽中的另一相对端。

在实施方案中，第一插入凹槽与第二插入凹槽垂直地对齐。

在实施方案中，销保持器侧向可移动地连接至支承件，且其中升降销单元进一步包含第二弹性体，以用于提供恢复力来将销保持器自侧向移动的位置恢复至与支承件的原始位置。

在实施方案中，第二弹性体包含销形弹性体，所述销形弹性体具有插入在形成在销保持器的底部处的第三插入凹槽中的一端、以及插入在形成在支承件的顶部处的第四插入凹槽中的另一相对端。

在实施方案中，第三插入凹槽与第四插入凹槽垂直地对齐。

在实施方案中，销保持器包含连接至升降销的顶部保持器及连接至支承件的底部保持器，且其中顶部保持器及底部保持器螺纹地连接。

本发明构思提供一种基板处理设备。所述基板处理设备包含限定处理空间的工艺腔室；配置为将工艺气体供应至工艺腔室中的气体供应单元；配置为自引入至工艺腔室中的工艺气体产生等离子体的等离子体产生单元；以及设置于处理空间处且配置为支承基板的基板支承单元，且其中基板支承单元包含：在其中具有静电吸附基板的静电电极的介电板；设置于介电板下方且具有流体通道的电极板；呈环形的设置于介电板的周边处的聚焦环；设置于电极板下方的绝缘体板；设置于绝缘体板下方且接地的底板；以及设置于底板的内部空间中的升降销单元，且其中升降销单元包含：插入在销孔中的升降销，所述销孔穿透介电板、电极板及绝缘体板；可由驱动单元垂直移动的支承件；以及连接支承单元及升降销的销保持器，且其中升降销可枢转地连接至可在销孔的中心轴线枢转的销保持器，且销保持器可垂直移动地连接至支承单元。

在实施方案中，升降销包含接合球，且销保持器包含球窝，接合球插入在所述球窝中以用于接合球的枢转，且升降销单元进一步包含第一弹性体，以用于提供恢复力来将升降销自枢转移动的位置恢复至与销孔的中心轴线同轴的原始位置。

在实施方案中，升降销单元进一步包含第二弹性体，以用于提供恢复力来将销保持器自侧向移动的位置恢复至与销孔的中心轴线同轴的原始位置，且其中第二弹性体包含销形弹性体，所述销形弹性体具有插入在形成在销保持器的底部处的插入凹槽中的一端、以及插入在形成在支承件的顶部处的插入凹槽中的另一相对端。

在实施方案中，工艺腔室使用低温等离子体来处理基板。

根据本发明构思的实施方案，可通过平稳地处理基板支承单元的热改性(收缩)来防止升降销的损坏。

本发明构思的效应不限于上面提及的效应，且其他未提及的效应将根据以下描述而对于本领域技术人员变得显而易见。

附图说明

以上及其他目的及特征将根据下面参考以下各图的描述而变得显而易见，其中除非另有规定，否则相同附图标记在各图中是指相同部分。

图1示意性地说明根据本发明构思的实施方案的基板处理设备。

图2是说明图1中所说明的工艺模块的截面图。

图3说明销孔。

图4是图2中所示出的主要部分的放大图。

图5是说明图4中的升降销与销保持器之间的耦接状态的截面图。

图6是说明图5的升降销及销保持器的分解立体图。

图7A及图7B说明升降销最初由第一弹性改性构件及第二弹性改性构件定位于垂直中心轴线C中。

【符号说明】

1：基板处理设备10：索引模块12：第一方向14：第二方向

16：第三方向18：载体20：工艺模块30：装载模块

32：装载锁定腔室34：卸载锁定腔室120：装载端口140：转移框架

142：索引轨144：索引机械手144a：基底144b：主体

144c：索引臂240：转移单元242：转移腔室244：转移空间

250：转移机械手252：手260、1100：工艺腔室

1000：等离子体处理设备1101：处理空间1102：排气孔

1130：衬里1140：窗1151：排气管线1200：基板支承单元

1220：介电板1223：静电电极1223a：第一电源1223b：开关

1223c：第一电力线1225：加热器1225a：第二电源

1225c：第二电力线1226：销孔1230：电极板

1231：第一循环流体通道1231a：传热介质储存单元

1231b：传热介质供应管线1232：第二循环流体通道

1232a：制冷剂储存单元1232b：冷却器1232c：制冷剂供应管线

1233：第二供应流体通道1235a：第三电源1235c：第三电力线

1236：黏合剂1240：聚焦环1240a：外部部分1240b：内部部分

1250：底板1253：连接构件1255：内部空间1270：绝缘体板

1300：等离子体产生单元1310：RF电源1320：波导1330：天线

1400：气体供应单元1410：气体供应喷嘴1420：气体供应管线

1421：阀1430：气体储存单元1500：隔板单元1910：升降销

1912：接合球1914：第一插入凹槽1920：支承单元/支承件

1922：第四插入凹槽1930：驱动单元1960：销保持器

1960a：顶部保持器1960b：底部保持器1962：球窝

1964：第二插入凹槽1966：螺钉部分1967：螺钉孔

1968：第三插入凹槽1970：第一弹性构件/第一弹性体

1980：第二弹性构件/第二弹性体2000：缓冲单元

C：垂直中心轴线W：基板

具体实施方式

本发明构思可以各种方式进行修改且可具有各种形式，且其具体实施方案将在图式中进行说明并详细描述。然而，根据本发明构思的实施方案不意欲限制具体揭示的形式，且应当理解，本发明构思包含本发明构思的精神及技术范畴中所包含的所有变换、等同物及替代。在对本发明构思的描述中，在相关已知技术可使本发明构思的本质不清楚时可省略对相关已知技术的详细描述。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的且不意欲作为对本发明构思的限制。如本文中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式「一」、「一个」及「所述」也意欲包含复数形式。应当进一步理解，术语「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」在用于本说明书中时指规定特征、整数、步骤、操作、组件及/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、组件及/或其分组的存在或添加。如本文中所使用，术语「及/或」包含相关联的所列项目中的一或多者的任何及所有组合。此外，术语「例示性」意欲指实施例或说明。

应当理解，尽管本文中可使用术语「第一」、「第二」、「第三」等来描述各种组件、组件、区、层及/或区段，但此等组件、组件、区、层及/或区段不应受此等术语的限制。此等术语仅用于将一个组件、组件、区、层或区段与另一区、层或区段区分开。因此，下面论述的第一组件、组件、区、层或区段可被称为第二组件、组件、区、层或区段，而不背离本发明构思的教示。

当组件或层被称为「在」另一组件或层「上」、「啮合至」另一组件或层、「连接至」另一组件或层或「耦接至」另一组件或层时，所述组件或层可直接位于另一组件或层上、啮合至另一组件或层、连接至另一组件或层或耦接至另一组件或层，或可存在中间组件或层。相比之下，当组件被称为「直接位于」另一组件或层「上」、「直接啮合至」另一组件或层、「直接连接至」另一组件或层或「直接耦接至」另一组件或层，不存在中间组件或层。用于描述组件之间的关系的其他词语应以类似方式进行解译(例如「在……之间」相对于「直接在……之间」、「相邻」相对于「直接相邻」等)。如本文中所使用，术语「及/或」包含相关联的所列项目中的一或多者的任何及所有组合。

除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包含技术术语及科学术语)皆具有与实施例实施方案所属领域的一般本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。应当进一步理解，包含在常用辞典中定义的术语应被解译为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，且除非在本文中明确定义，否则将不会以理想化或过于正式的含义进行解译。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明构思的实施方案。

在本发明构思的实施方案中，将描述用于使用等离子体来蚀刻基板的基板处理设备。然而，本发明构思不限于此，且可应用于通过将等离子体供应至腔室中来执行工艺的各种类型的设备。

参考图1，基板处理设备1包含索引模块10、装载模块30及工艺模块20。

索引模块10可包含装载端口120、转移框架140及缓冲单元2000，且装载端口120、转移框架140及工艺模块20可按顺序配置成列。

在下文中，配置装载端口120、转移框架140、装载模块30及工艺模块20的方向被称为第一方向12，在自上方观察时垂直于第一方向12的方向被称为第二方向14，且垂直于包含第一方向12及第二方向14的平面的方向被称为第三方向16。

储存多个基板W的载体18安装于装载端口120上。装载端口120以多个形式设置，且多个装载端口120沿着第二方向14配置成一行。在载体18中形成用于支承基板的边缘的狭槽(未示出)。在第三方向16上设置多个狭槽，且基板定位于载体中以进行堆叠，同时沿着第三方向16彼此间隔开。前开式晶圆传送盒(front opening unified pod；FOUP)可用作载体18。

转移框架140在安装于装载端口120上的载体18、缓冲单元2000与装载模块30之间转移基板W。索引轨142及索引机械手144设置于转移框架140中。索引轨142的纵向方向设置成平行于第二方向14。索引机械手144安装于索引轨142上且沿着索引轨142在第二方向14上线性移动。索引机械手144具有基底144a、主体144b及索引臂144c。基底144a安装成可沿着索引轨142移动。主体144b耦接至基底144a。主体144b设置成可在基底144a上沿着第三方向16移动。

此外，主体144b设置成可在基底144a上旋转。索引臂144c耦接至主体144b且设置成可相对于主体144b前后移动。多个索引臂144c设置成单独驱动。多个索引臂144c安置成堆叠，同时在第三方向16上彼此间隔开。一些索引臂144c可用于将基板W自工艺模块20转移至载体18，而其他索引臂可用于将基板W自载体18转移至工艺模块20。此可防止自待处理的基板W产生的颗粒在索引机械手144接受及取出基板W期间附接至已处理的基板W。

缓冲单元2000暂时储存基板W。缓冲单元2000执行移除残留于基板W上的工艺副产物的工艺。缓冲单元2000执行对已在工艺模块20处经处理的基板W进行后处理的后处理工艺。后处理工艺可为吹扫基板W上的吹扫气体的工艺。提供多个缓冲单元2000。缓冲单元2000沿着第二方向14设置于转移框架140的相对侧。替代地，缓冲单元2000中的一个或多个可设置于转移框架140的一侧。装载模块30安置于转移框架140与转移单元240之间。装载模块30相对于放入工艺模块20中的基板W，用工艺模块20的真空气氛替换索引模块10的大气压气氛，或相对于带回索引模块10的基板，用索引模块10的大气压气氛替换工艺模块20的真空气氛。装载模块30提供了基板W在转移单元240与转移框架140之间转移之前停留的空间。装载模块30包含装载锁定腔室32及卸载锁定腔室34。

在装载锁定腔室32中，自索引模块10转移至工艺模块20的基板W暂时停留。装载锁定腔室32在待机状态下保持大气压气氛且与工艺模块20阻隔开，同时保持针对索引模块10的敞开状态。当基板W被放入装载锁定腔室32中时，装载锁定腔室32的内部空间相对于索引模块10及工艺模块20中的每一者密封。之后，装载锁定腔室32的内部空间自大气压气氛替换为真空气氛且向工艺模块20敞开，同时与索引模块10阻隔开。

在卸载锁定腔室34中，自工艺模块20转移至索引模块10的基板W暂时停留。卸载锁定腔室34在待机状态下保持真空气氛且与索引模块10阻隔开，同时相对于工艺模块20保持敞开状态。若基板W被放入卸载锁定腔室34中，则卸载锁定腔室34的内部空间相对于索引模块10及工艺模块20中的每一者密封。之后，卸载锁定腔室34的内部空间自真空气氛替换为大气压气氛且向索引模块10敞开，同时与工艺模块20阻隔开。

工艺模块20可包含转移单元240及多个工艺腔室。

转移单元240在装载锁定腔室32、卸载锁定腔室34与多个工艺腔室260之间转移基板W。转移单元240包含转移腔室242及转移机械手250。转移腔室242可具有六边形形状。在另一实施方案中，转移腔室242可具有矩形或五边形形状。装载锁定腔室32、卸载锁定腔室34及多个工艺腔室260定位于转移腔室242周围。用于转移基板W的转移空间244设置于转移腔室242内部。

转移机械手250在转移空间244中转移基板W。转移机械手250可定位于转移腔室242的中心部分中。转移机械手250可具有多个手252，所述手可在水平及垂直方向上移动且可前后移动，或在水平平面上旋转。每个手252可单独驱动，且基板W可在水平状态下安装于手252上。

在下文中，将描述设置于工艺腔室260中的等离子体处理设备1000。等离子体处理设备1000将被描述为用于蚀刻基板W的设备。然而，本发明构思的等离子体处理设备1000不限于蚀刻处理设备，且可以各种方式应用。

图2是说明根据本发明构思的实施方案的工艺模块的截面图。

参考图2，等离子体处理设备1000可包含工艺腔室1100、基板支承单元1200、气体供应单元、等离子体源、排气隔板及影像获取构件700。

参考图2，等离子体处理设备1000使用等离子体来处理晶圆W。作为基板的实施方案，设置半导体晶圆(在下文中被简称为「晶圆W」)。

等离子体处理设备1000可包含工艺腔室1100、基板支承单元1200、等离子体产生单元1300、气体供应单元1400、隔板单元1500及控制器(未示出)。

工艺腔室1100提供执行基板处理工艺的处理空间1101。处理空间1101可保持在比大气压更低的工艺压力下且可被设置为密封空间。工艺腔室1100可由金属材料制成。在实施方案中，工艺腔室1100可由铝材料制成。工艺腔室1100的表面可经阳极氧化。工艺腔室1100可为电接地的。排气孔1102可形成于工艺腔室1100的底部表面上。排气孔1102可连接至排气管线1151。在工艺期间产生的反应副产物及残留于腔室的内部空间中的气体可经由排气管线1151排放至外部。可通过排气工艺将工艺腔室1100的内部减压至预定压力。

根据实施方案，衬里1130可设置于工艺腔室1100内部。衬里1130可具有带敞开的顶侧及底侧的圆柱形形状。衬里1130可设置成与工艺腔室1100的内侧壁接触。衬里1130可保护工艺腔室1100的内侧壁，从而防止工艺腔室1100的内侧壁被电弧放电损坏。此外，有可能防止在基板处理工艺期间产生的副产物沉积于工艺腔室1100的内侧壁上。衬里1130可包含氧化钇(Y

窗1140设置于工艺腔室1100的顶部。窗1140设置成板形。窗1140覆盖工艺腔室1100以密封处理空间1101。窗1140可包含介电物质。

基板支承单元1200设置于工艺腔室1100内部。在实施方案中，基板支承单元1200可在与工艺腔室1100的底部表面相距预定距离的位置处定位于工艺腔室1100内部。基板支承单元1200可支承晶圆W。基板支承单元1200可包含静电卡盘ESC，所述静电卡盘ESC包含使用静电力吸附晶圆W的静电电极1223。在一些实施方案中，基板支承单元1200可以各种方式(诸如机械夹持)支承晶圆W。在下文中，包含静电卡盘ESC的基板支承单元1200将被描述为实施例。

基板支承单元1200可包含基座、底板1250及升降销单元1900。基座可以包含介电板1220、电极板1230及绝缘体板1270的模块的形式提供。

介电板1220及电极板1230可形成静电卡盘ESC。介电板1220可支承晶圆W。介电板1220可被聚焦环1240围绕。介电板1220可定位于电极板1230的顶端。介电板1220可被设置为具有圆盘形状的介电基板。可将晶圆W置放于介电板1220的顶部表面上。介电板1220的顶部表面可具有比晶圆W更小的半径。因此，晶圆W的边缘区可定位于介电板1220外部。可将晶圆W的边缘置放于聚焦环1240的顶部表面上。

介电板1220可在其中包含静电电极1223、加热器1225及第一供应流体通道1221。第一供应流体通道1221可形成为自介电板1220的顶部表面延伸至底部表面。多个第一供应流体通道1221形成为彼此间隔开，且可被设置为将传热介质供应至晶圆W的底部表面的路径。

静电电极1223可电连接至第一电源1223a。第一电源1223a可包含DC电力。开关1223b可安装于静电电极1223与第一电源1223a之间。静电电极1223可通过开关1223b的开/关操作与第一电源1223a电连接/断开。若开关1223b接通，则可将DC电流施加至静电电极1223。静电力通过施加至静电电极1223的电流而在静电电极1223与晶圆W之间产生，且晶圆W可通过静电力而被吸附至介电板1220。

加热器1225可定位于静电电极1223下方。加热器1225可电连接至第二电源1225a。加热器可配置为在通过第二电源将电流施加至其时经受焦耳加热(其也被称为奥姆/电阻加热)。举例而言，加热器可配置为在电流穿过其时产生热。所产生的热可经由介电板1220转移至晶圆W。晶圆W可利用由加热器1225产生的热保持在预定温度。加热器1225可包含具有螺旋形状的线圈。

电极板1230可定位于介电板1220下方。介电板1220的底部表面及电极板1230的顶部表面可通过黏合剂1236彼此黏附。电极板1230可由铝材料制成。电极板1230的顶部表面可呈阶梯状，使得中心区定位成高于边缘区。电极板1230的顶部中心部分具有对应于介电板1220的底部表面的区域，且可黏附至介电板1220的底部表面。电极板1230可具有第一循环流体通道1231、第二循环流体通道1232及第二供应流体通道1233。

第一循环流体通道1231可被设置为传热介质循环通过的通路。第一循环流体通道1231可在电极板1230内以螺旋形状形成。此外，第一循环流体通道1231可安置成使得具有不同半径的环形流体通道具有相同中心。第一循环流体通道1231中的每一者可彼此连通。第一循环流体通道1231可形成在相同高度。

第二循环流体通道1232可被设置为制冷剂循环通过的通路。第二循环流体通道1232可在电极板1230内部以螺旋形状形成。此外，第二循环流体通道1232可安置成使得具有不同半径的环形流体通道具有相同中心。第二循环流体通道1232中的每一者可彼此连通。第二循环流体通道1232可具有比第一循环流体通道1231的横截面区域更大的横截面区域。第二循环流体通道1232可形成在相同高度。第二循环流体通道1232可形成于第一循环流体通道1231下方。

第二供应流体通道1233可自第一循环流体通道1231向上延伸，且可定位于电极板1230的顶部表面上方。第二供应流体通道1243可以对应于第一供应流体通道1221的数目设置，且可连接第一循环流体通道1231及第一供应流体通道1221。

第一循环流体通道1231可经由传热介质供应管线1231b连接至传热介质储存单元1231a。传热介质可储存于传热介质储存单元1231a中。传热介质可包含惰性气体。根据实施方案，传热介质可包含氦(He)气。氦气可经由传热介质供应管线1231b供应至第一循环流体通道1231，且可经由第二供应流体通道1233及第一供应流体通道1221供应至晶圆W的底部表面。氦气可用作自等离子体传递至晶圆W的热经传递至介电板1220的介质。

第二循环流体通道1232可经由制冷剂供应管线1232c连接至制冷剂储存单元1232a。制冷剂可储存于制冷剂储存单元1232a中。冷却器1232b可设置于制冷剂储存单元1232a中。冷却器1232b可将制冷剂冷却至预定温度。在实施方案中，冷却器1232b可安装于制冷剂供应管线1232c上。经由制冷剂供应管线1232c供应至第二循环流体通道1232的制冷剂可沿着第二循环流体通道1232循环，以使电极板1230冷却。当电极板1230被冷却时，介电板1220及晶圆W可一起被冷却以将晶圆W保持在预定温度。在实施方案中，可将制冷剂冷却至0℃或更低(低温)且供应所述制冷剂。在较佳实施方案中，可将制冷剂冷却至-30℃或更低(极低温度)。在实施方案中，制冷剂将电极板230冷却至在-30℃至-100℃的范围内(较佳地在-30℃至-60℃的范围内)的极低温度。

电极板1230可包含金属板。根据实施方案，整个电极板1230可被设置为金属板。电极板1230可电连接至第三电源1235a。第三电源1235a可被设置为产生高频电力的高频电源。高频电源可包含RF电力。电极板1230可自第三电源1235a接收高频电力。因此，电极板1230可充当电极，即，底部电极。

聚焦环1240可安置于介电板1220的边缘区中。聚焦环1240具有环形形状且可沿着介电板1220的圆周安置。聚焦环1240的顶部表面可呈阶梯状，使得外部部分1240a高于内部部分1240b。聚焦环1240的顶部表面的内部部分1240b可定位于与介电板1220的顶部表面相同的高度。聚焦环1240的顶部表面的内部部分1240b可支承定位于介电板1220外部的晶圆W的边缘区。聚焦环1240的外部部分1240a可设置成围绕晶圆W的边缘区。聚焦环1240可控制电磁场，使得等离子体的密度均匀地分布于晶圆W的整个区中。因此，等离子体均匀地形成于晶圆W的整个区上方，使得可均匀地蚀刻晶圆W的每个区。

底板1250可定位于基板支承单元1200的底端。内部空间1255可形成于底板1250内。由底板1250形成的内部空间1255可与内部空间1255的外部连通。底板1250的外径可设置成具有与电极板1230的外径相同的长度。

绝缘体板1270可定位于介电板1220与底板1250之间。绝缘体板1270可覆盖底板1250的顶部表面。绝缘体板1270可设置于对应于电极板1230的横截面区域中。绝缘体板1270可包含绝缘体。绝缘体板1270可用于增加电极板1230与底板1250之间的电距离。

图3说明销孔。

如图3中所示出，在介电板1220中形成销孔1226。销孔1226形成于介电板1220的顶部表面上。此外，销孔1226可垂直地穿透介电板1220的厚度。尽管未示出，但销孔1226设置成与底板的底层下部空间连通，所述底层下部空间自介电板1220的顶部表面按顺序穿过电极板1230及绝缘体板1270。

可形成多个销孔1226。多个销孔1226可在介电板1220的圆周方向上安置。举例而言，三个销孔1226可沿着介电板1220的圆周方向以相同距离间隔开。此外，可形成任何数目的销孔1226，诸如，四个销孔1226可沿着介电板1220的圆周方向以相同距离配置。

升降销单元1900可定位于底板1250的内部空间1255中，以将转移晶圆W自外部转移构件移动至介电板1220。升降销单元1900可定位成与底板1250间隔开预定间隔。底板1250可由金属材料制成。可在底板1250的内部空间1255中提供空气。由于空气的介电常数低于绝缘体的介电常数，因此其可用于减小基板支承单元1200内部的电磁场。

底板1250可具有连接构件1253。连接构件1253可将底板1250的外表面与工艺腔室1100的内侧壁连接。多个连接构件1253可以规则的间隔设置于底板1250的外表面上。连接构件1253可支承工艺腔室1100内部的基板支承单元1200。此外，连接构件1253可连接至工艺腔室1100的内壁，使得底板1250可电接地。连接至第一电源1223a的第一电力线1223c、连接至第二电源1225a的第二电力线1225c、连接至第三电源1235a的第三电力线1235c、连接至传热介质储存单元1231a的传热介质供应管线1231b及连接至制冷剂储存单元1232a的制冷剂供应管线1232c可经由连接构件1253的内部空间1255在底板1250的内部延伸。

等离子体产生单元1300可将工艺腔室1100中的工艺气体激发成等离子体状态。等离子体产生单元1300可使用电感耦合等离子体型等离子体源。若使用ICP型等离子体源，设置于工艺腔室1100的顶部部分上的天线1330及设置于腔室内部的电极板1230可充当两个相对电极。天线1330与电极板1230可在其间插入有处理空间1101的情况下彼此平行地垂直安置。不仅电极板1230，而且天线330可通过自RF电源1310接收RF信号来接收用于产生等离子体的能量。在两个电极之间的空间中形成电场，且供应至空间的工艺气体可在等离子体状态下被激发。使用此等离子体来执行基板处理工艺。施加至天线1330及电极板1230的RF信号可由控制器(未示出)控制。根据本发明构思的实施方案，波导1320可安置于天线1330上，且波导1320将自RF电源1310提供的RF信号传输至天线1330。波导1320可具有可引入波导中的导体。由等离子体产生单元1300产生的等离子体处理冷却至极低温度(-30℃或更低)的晶圆W。如上所述，在极低温环境中对晶圆W的等离子体处理被称为极低温等离子体处理。

气体供应单元1400可将工艺气体供应至工艺腔室1100中。气体供应单元1400可包含气体供应喷嘴1410、气体供应管线1420及气体储存单元1430。

气体供应喷嘴1410可安装于窗1140的中心部分处，所述中心部分为工艺腔室1100的顶部表面。注入孔可形成于气体供应喷嘴1410的底部表面上。注入孔可将工艺气体供应至工艺腔室1100中。气体供应管线1420可连接气体供应喷嘴1410及气体储存单元1430。气体供应管线1420可将储存于气体储存单元1430中的工艺气体供应至气体供应喷嘴1410。阀1421可安装于气体供应管线1420中。阀1421可打开及关闭气体供应管线1420，且可调节经由气体供应管线1420供应的工艺气体的流速。

由气体供应单元1400供应的工艺气体可为CF

隔板单元1500可定位于工艺腔室1100的内侧壁与基板支承单元1200之间。隔板1510可设置成环形。可在隔板1510中形成多个通孔1511。工艺腔室1100中提供的工艺气体可穿过隔板1510的通孔1511，且可经排放至排气孔1102。可根据隔板1510的形状及通孔1511的形状来控制工艺气体的流动。

控制器(未示出)可控制基板处理设备1的整体操作。控制器(未示出)可包含中央处理单元(central processing unit；CPU)、只读存储器(read only memory；ROM)及随机存取内存(random access memory；RAM)。CPU根据储存于其储存区域中的各种配方来执行所需处理，诸如下面将要描述的蚀刻处理。配方含有工艺时间、工艺压力、高频电力或电压、各种气体流速、腔室内的温度(顶部电极的温度、腔室的侧壁温度、静电卡盘温度等)以及冷却器1232b的温度。同时，指示此等程序或处理条件的程序可储存于硬盘或半导体内存中。此外，程序可设置于储存区域中的预定部位处，同时由便携计算机(诸如CD-ROM及DVD)储存于可读储存媒体中。

同时，升降销单元1900经由升降移动将基板W装载于介电板1220上或自介电板1220卸载基板W。

图4为图2中所示出的主要部分的放大图，图5为示出图4中的升降销与销保持器之间的耦接状态的截面图，且图6为用于解释图5的升降销及销保持器的分解透视图。

参考图2至图6，升降销单元1900可包含升降销1910、销保持器1960、支承单元1920、驱动单元1930、第一弹性构件(第一弹性体1970)及第二弹性构件(第二弹性体)1980。

提供多个升降销1910且将其收纳于各别销孔1226中。此处，升降销1910的直径小于销孔1226的直径。具体地，升降销1910的直径可具备最小直径，当升降销1910收纳于销孔1226中以与销孔1226具有相同的中心轴线时，所述最小直径不接触销孔1226的内侧壁。

同时，升降销1910在下端具有接合球1912。升降销1910沿着销孔1226垂直移动且装载/卸载基板W。在实施方案中，升降销1910上升以支承由转移臂(未示出)转移于基座上方的基板，然后下降以将基板装载至基座。作为另一实施方案，升降销1910通过支承及提升基座上方的基板来卸载基板，然后在基板由转移臂转移时再次下降。

支承件1920或支承构件定位于底板1250的内部空间1255中且支承升降销1910。支承件1920可连接至驱动单元1930或提升/降低构件。

驱动单元1930可定位于工艺腔室1100外部。液压或气动缸可用作驱动单元1930，但不限于此。尽管图式中说明了一个驱动单元1930，但可提供多个驱动单元以提升及降低每个升降销1910。

支承件1920及升降销1910可与销保持器1960互连。

销保持器1960可包含作为顶部主体的顶部保持器1960a及作为底部主体的底部保持器1960b。顶部保持器1960a及底部保持器1960b可彼此螺纹耦接。举例而言，螺钉部分1966设置于顶部保持器1960a中，且螺钉部分1966所紧固至的螺钉孔1967设置于底部保持器1960b中。

销保持器1960包含球窝1962。升降销1910的接合球1912插入于允许升降销1910的枢转的球窝1962中。

升降销1910，例如球窝1962内的接合球1912可经由第一弹性体1970可操作地耦接至球窝1962。第一弹性体1970可提供恢复力以将升降销1910自接合球1912的枢转所引起的与销保持器1960的非同轴位置恢复至与销保持器1960的原始同轴位置(中心轴线C)。第一弹性体1970可通过接合球1912的枢转而弹性改性，但可恢复至其原始状态，从而将升降销保持在其原始位置中。在实施方案中，第一弹性体1970可设置成销形且由具有弹性恢复力的硅材料制成。第一弹性体1970的一端插入于接合球1912的第一插入凹槽1914中，而所述第一弹性体的另一相对端插入于球窝1962的第二插入凹槽1964中。第一插入凹槽1914与第二插入凹槽1964以中心轴线C作为它们的中心轴线而垂直对齐。

销保持器1960可设置于支承件1920，以便例如在水平方向上侧向移动。销保持器1960可经由第二弹性体1980连接至支承件1920，从而允许销保持器1960相对于支承件1920侧向移动。

第二弹性体1980可提供恢复力以相对于支承件1920将销保持器1960自侧向移动的位置恢复至原始位置。第二弹性体1980可通过销保持器1960的侧向移动而弹性改性，但可恢复至其原始状态，从而将销保持器1960相对于支承件1920保持在其原始位置。第二弹性体1980可设置成销形且由具有弹性恢复力的硅材料制成。第二弹性体1980的一端插入于形成在销保持器1960的底部的第三插入凹槽1968中，而所述第二弹性体的另一相对端插入于形成在支承单元1920的顶部的第四插入凹槽1922中。第三插入凹槽1968与第四插入凹槽1922以中心轴线C作为它们的中心轴线而垂直对齐。

图7A及图7B说明升降销通过第一弹性体及第二弹性体返回至其原始位置(例如与中心轴线C同轴)。

如图7A及图7B中所示出，若基板支承单元1200的基座因制冷剂二处于极低的温度状态下，则基座可收缩。在此情况下，由于接合球1912可在球窝内枢转且销保持器1960可侧向移动，因此可使升降销1910与销保持器1960之间的应力最小化，以防止损坏。此时，第一弹性体1970可通过接合球1912的枢转而弹性改性，而第二弹性体1980可通过销保持器1960的侧向移动而弹性改性。

如图7B中所示出，若去除了基座的热改性，则第一弹性体1970及第二弹性体1980返回至其原始形状或状态，从而使升降销1910与销保持器1960返回至其原始状态，进而使它们的轴线与中心轴线C对齐。

根据本发明构思的基板支承单元不仅可应用于实施方案中所示出的电感耦合等离子体(inductively coupled plasma；ICP)设备，而且也可应用于其他等离子体处理设备。其他等离子体处理设备包含电容耦合等离子体(capacitive coupled plasma；CCP)、使用径向线槽孔天线的等离子体处理设备、螺旋波等离子体(Helicon Wave Plasma；HWP)设备及电子回旋共振等离子体(electron cyclotron resonance plasma；ECR)设备。

此外，由根据本发明构思的基板处理设备处理的基板不限于晶圆，且可为例如用于平面显示器的大型基板、EL组件或用于太阳能电池的基板。

尽管蚀刻工艺已被描述为实施方案，但其也可应用于执行沈积工艺的基板处理设备。

由于并非其所有组件或配置步骤在说明书中描述的实施方案中均是必要的，因此本发明构思可选择性地包含其部分组件或配置步骤。此外，由于配置步骤并不一定必须按所描述的顺序执行，因此稍后描述的步骤也有可能在首先描述的步骤之前执行。

此外，上述实施方案可能并不一定需要单独执行，而是可单独使用或彼此组合使用。