用于处理基板的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月16日递交韩国知识产权局的第10-2019-0085473号韩国专利申请在35 U.S.C.§119下的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中所描述的本发明构思的实施方案涉及一种用于处理基板的装置和方法，更具体地，涉及一种用于去除基板处理工艺中生成的谐波(harmonics)的基板处理基板的装置和方法。

背景技术

为了制造半导体元件，通过执行诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积和清洁等的各种工艺，在基板上形成所需图案。在这些工艺中，蚀刻工艺是去除形成在基板上的膜的选定区域的工艺。蚀刻工艺分为湿蚀刻工艺和干蚀刻工艺。使用等离子体的蚀刻装置用于干蚀刻工艺。

通常，为了产生等离子体，在工艺腔室的内部空间中形成电磁场。电磁场将工艺腔室中的工艺气体激发成等离子体。等离子体是指含有离子、电子和基团的物质的离子化气态。等离子体由非常高的温度、强电场或射频(RF)电磁场产生。

在使用RF功率的电容耦合等离子体处理装置中，上电极和下电极以彼此平行的方式设置在处理容器中，待处理的基板(例如，半导体晶圆或玻璃基板)安装在下电极上，并且将具有适于产生等离子体的频率(通常为13.56MHz或更高)的RF功率施加到上电极或下电极。由于RF功率的施加，电子通过彼此相对的两个电极之间产生的RF电场而加速，并且等离子体经由电子与工艺气体的碰撞通过离子化而产生。通过等离子体中包含的基团或离子的气相反应或表面反应，薄膜沉积在基板上，或者蚀刻基板表面上的材料或薄膜。为了提高基板的处理质量，需要在工艺腔室中均匀地产生等离子体。

在相关技术的基板处理装置中，由于当施加频率为100MHz或更高的RF功率时出现中心峰现象，因此在装置的中心部和边缘部之间存在电子密度的失衡，并且电子密度失衡导致等离子体密度失衡。根据以下现有技术文献，中心峰现象与频率为100MHz或更高的谐波有关。因此，需要中断和控制频率为100MHz或更高的谐波。

[现有技术文献]

[非专利文献]

特高频电容耦合等离子体反应器中的中心峰等离子体密度分布与谐波电磁波之间的关系(Relationship between center-peaked plasma density profiles andharmonic electromagnetic waves in very high frequency capacitively coupledplasma reactors)，泽田郁夫(Ikuo Sawadal)，2014年3月5日。

发明内容

本发明构思的实施方案提供一种用于去除在施加RF功率时产生的谐波的基板处理设备和方法。

本发明构思所要解决的技术问题不限于上述问题，且本发明构思所属领域的技术人员将从本说明书和附图清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。

根据示例性实施方案，一种用于处理基板的装置包括：工艺腔室，在所述工艺腔室中具有处理空间；支承单元，其在所述处理空间中支承所述基板；气体供应单元，其将工艺气体供应至所述处理空间中；RF电源，其供应RF信号以将所述工艺气体激发成等离子体；和匹配电路，其连接在所述RF电源与所述工艺腔室之间。所述匹配电路包括：阻抗匹配设备，其执行阻抗匹配；和谐波去除设备，其去除由所述RF电源引起的谐波。

当感测到由所述RF电源引起的所述谐波时，所述匹配电路可以以第一模式操作；当未感测到由所述RF电源引起的所述谐波时，所述匹配电路可以以第二模式操作。

通过切换连接到包括在所述匹配电路中的所述谐波去除设备的相对端的开关，可以执行向所述第一模式或所述第二模式的转换。

所述谐波去除设备可包括：谐波去除线，其包括第一可变电容器，所述第一可变电容器去除所述谐波；和旁路线，其与所述谐波去除线并联连接。

所述谐波去除设备还可包括：第一开关，其在所述旁路线的一端与所述谐波去除线的一端之间进行切换；和第二开关，其在所述旁路线的相对端与所述谐波去除线的相对端之间进行切换。

通过选择性连接所述第一开关和所述第二开关，可执行向所述第一模式或所述第二模式的转换。

所述匹配电路还包括传感器，所述传感器感测由所述RF电源引起的谐波。

所述匹配电路通过调节包括在所述谐波去除设备中的第一可变电容器可去除所述谐波。

根据一示例性实施方案，一种用于处理基板的装置包括工艺腔室，在所述工艺腔室中具有处理空间；支承单元，其在所述处理空间中支承所述基板；气体供应单元，其将工艺气体供应至所述处理空间中；RF电源，其供应RF信号以将所述工艺气体激发成等离子体；和匹配电路，其连接在所述RF电源与所述工艺腔室之间。所述匹配电路包括：阻抗匹配设备，其执行阻抗匹配；谐波去除设备，其去除由所述RF电源引起的谐波；和阻抗控制器，其去除由所述腔室中的所述等离子体的非线性引起的谐波。

当感测到由所述RF电源引起的所述谐波、或由所述腔室中的所述等离子体的所述非线性引起的所述谐波时，所述匹配电路可以以第一模式操作；和当未感测到由所述RF电源引起的所述谐波、或由所述腔室中的所述等离子体的所述非线性引起的所述谐波时，所述匹配电路可以以第二模式操作。

通过切换连接到包括在所述匹配电路中的所述谐波去除设备的相对端的开关、和包括在所述阻抗控制器中的开关，可以执行向所述第一模式或所述第二模式的转换。

所述谐波去除设备可包括：谐波去除线，其包括第一可变电容器，所述第一可变电容器去除所述谐波；和旁路线，其与所述谐波去除线并联连接，以及所述阻抗控制器可以包括：高通滤波器；和第二可变电容器，其与所述高通滤波器串联连接。

所述谐波去除设备还可包括：第一开关，其在所述旁路线的一端与所述谐波去除线的一端之间进行切换；和第二开关，其在所述旁路线的相对端与所述谐波去除线的相对端之间进行切换；和所述阻抗控制器还可包括连接到所述高通滤波器的一端的第三开关。

通过选择性连接所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关，可以执行向所述第一模式或所述第二模式的转换。

所述匹配电路可以通过调节包括在所述谐波去除设备中的第一可变电容器、和包括在所述阻抗控制器中的第二可变电容器来去除所述谐波。

根据一示例性实施方案，一种在基板处理装置中处理基板的方法，所述基板处理装置与RF电源连接，并且在工艺腔室中产生等离子体，所述方法包括：确定是否生成由所述RF电源引起的谐波；确定是否生成由所述等离子体引起的谐波；当确定生成所述谐波时，以第一模式操作；和当确定未生成所述谐波时，以第二模式操作。

附图说明

参照以下附图，上述和其他目的及特征将从以下描述中变得显而易见，其中，除非另有说明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部件，且其中：

图1为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置的示例性视图；

图2为示出了根据本发明构思的实施方案的等离子体生成单元的配置的示例性视图；

图3为包括示出了根据本发明构思的实施方案的等离子体生成单元的配置的框图的示意图；

图4为示出了图3的匹配电路对的一个实施方案的视图；

图5A示出了图4的匹配电路的第一模式；

图5B示出了图4的匹配电路的第二模式；

图6为包括示出了根据本发明构思的另一实施方案的等离子体生成单元的配置的框图的示意图；

图7为示出了图6的匹配电路的一个实施方案的视图；

图8A示出了图7的匹配电路的第一模式；

图8B示出了图7的匹配电路的第二模式；和

图9为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法的流程图。

具体实施方式

本发明构思的其他优点和特征及其实施方法将通过以下参照附图进行详细描述的实施方案加以阐明。本发明构思可以以不同的形式实施，并且不应该理解为限于本文所陈述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本发明构思彻底且完整，并且将本发明构思的范围完全传达给本发明构思所属的领域的技术人员。此外，本发明构思仅由所附的权利要求来定义。

虽未定义，但本文中使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)与本发明构思所属的相关领域中的通用技术所普遍接受的术语含义相同。通用词典中定义的术语可以理解为与相关领域中使用的术语和/或本申请的文本含义相同，并且即使有些术语没有明确定义，也不应理解为概念性的或过于正式的。

本文中使用的术语仅用于实施方案的描述，且不旨在限制本发明构思。如本文中所使用的，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应理解的是，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”特指存在所述特征或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征或组件。在说明书中，术语“和/或”表示列出的各组件或其各种组合。

图1为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置10的示例性视图。

参照图1，基板处理装置10使用等离子体处理基板W。例如，基板处理装置10可在基板W上执行蚀刻工艺。基板处理装置10包括腔室100、基板支承组件200、气体供应单元300、等离子体生成单元400和加热单元500。

腔室100具有形成在其中的内部空间101。内部空间101设置为在其中在基板W上执行等离子体处理的空间。基板W上的等离子体处理包括蚀刻工艺。腔室100具有在其底部中形成的排气孔102。排气孔102与排气管线121连接。在工艺期间生成的反应副产物和停留在腔室100中的气体可以通过排气管线121释放到外部。腔室100的内部空间101中的压力通过排气工艺降低至预定的压力。

基板支承组件200位于腔室100中。基板支承组件200支承基板W。基板支承组件200包括静电吸盘，该静电吸盘使用静电力夹持基板W。基板支承组件200包括介电板210、下电极220、加热器230、支承板240和绝缘板270。

介电板210位于基板支承组件200的顶部。介电板210由圆板状的介电质形成。基板W放置在介电板210的上表面上。介电板210的上表面具有比基板W更小的半径。鉴于此，基板W的边缘区域位于介电板210的外部。介电板210具有形成在其内的第一供应通道211。第一供应通道211从介电板210的上表面延伸至介电板210的下表面。多个第一供应通道211形成为彼此间隔开。第一供应通道211用作传热介质供应到基板W的下表面所通过的通道。介电板210可以具有嵌入其中的单独电极，以用于将基板W加持到介电板210。DC(直流)电流可以施加到电极。静电力可由于施加的电流而作用在电极与基板W之间，并且基板W可通过静电力而夹持至介电板210。

下电极220与下电源221连接。下电源221将功率施加至下电极220。下电源221包括下RF电源222和223、以及下阻抗匹配器225。如图1所示，可以设置多个下RF电源222和223，或者选择性地，可以仅设置一个下RF电源。下RF电源222和223可以调节等离子体密度。下RF电源222和223主要调节离子轰击能量。下RF电源222和223可以分别产生具有2MHz频率的功率和具有13.56Hz频率的功率。下阻抗匹配器225与下RF电源222和223电连接，并且将具有不同频率的功率匹配并施加到下电极220。

加热器230与外部电源(未示出)电连接。加热器230通过抵抗由外部电源施加的电流来产生热量。产生的热量通过介电板210传递至基板W。基板W通过自加热器230产生的热量保持在预定的温度。加热器230包括螺旋线圈。加热器230可以以相等的间隔嵌入在介电板210中。

支承板240位于介电板210的下方。介电板210的下表面和支承板240的上表面通过粘合剂236结合在一起。支承板240可以由铝材料制成。支承板240的上表面可具有台阶，使得中心区域位于比边缘区域更高的位置。支承板240的上表面的中心区域具有对应于介电板210的下表面的区域，并且结合到介电板210的下表面。支承板240具有形成于其中的第一循环通道241、第二循环通道242和第二供应通道243。

第一循环通道241用作传热介质循环所通过的通道。第一循环通道241可在支承板240中形成为螺旋形状。替代地，第一循环通道241可以通过具有不同半径并且彼此同心的环形通道实现。第一循环通道241可以连接在一起。第一循环通道241形成在相同高度处。

第二循环通道242用作冷却流体循环所通过的通道。第二循环通道242可在支承板240中形成为螺旋形状。替代地，第二循环通道242可由具有不同半径并且彼此同心的环形通道实现。第二循环通道242可连接在一起。第二循环通道242可具有比第一循环通道241大的横截面积。第二循环通道242形成在相同的高度上。第二循环通道242可位于第一循环通道241的下方。

第二供应通道243从第一循环通道241向上延伸至支承板240的上表面。设置与第一供应通道211一样多的第二供应通道243。第二供应通道243连接第一循环通道241和第一供应通道211。

第一循环通道241通过传热介质供应管线251与传热介质储存器252连接。传热介质存储在传热介质储存器252中。传热介质包括惰性气体。根据一实施方案，传热介质包括氦气(He)。氦气通过传热介质供应管线251而供应至第一循环通道241。然后，氦气顺序地穿过第二供应通道243和第一供应管线221，并供应到基板W的下表面。氦气用作介质，从等离子体传输到基板W的热量通过该介质传输到基板支承组件200。包含在等离子体中的离子颗粒通过形成在基板支承组件200中的静电力吸引并移动至基板支承组件200，并与基板W碰撞，以在移动至基板支承组件200的工艺中执行蚀刻工艺。在离子颗粒与基板W碰撞的工艺中，从基板W产生热量。从基板W产生的热量通过供应到基板W的下表面与介电板210的上表面之间的空间的氦气而传输至基板支承组件200。因此，基板W可维持在设定的温度。

第二循环通道242通过冷却流体供应管线261与冷却流体储存器262连接。冷却流体存储在冷却流体储存器262。冷却器263可设置在冷却流体储存器262中。冷却器263使冷却流体冷却至预定的温度。替代地，冷却器263可安装在冷却流体供应管线261上。供应至第二循环通道242的冷却流体在沿第二循环通道242循环时，通过冷却流体供应管线261冷却支承板240。支承板240在被冷却时，一起冷却介电板210和基板W，以将基板W维持在预定的温度。

绝缘板270设置在支承板240的下方。绝缘板270具有与支承板240的尺寸相对应的尺寸。绝缘板270位于支承板240与腔室100的底部之间的位置。绝缘板270由绝缘材料形成，且与支承板240和腔室100电绝缘。

聚焦环280设置在基板支承组件200的边缘区域。聚焦环200具有环形形状，且围绕介电板210设置。聚焦环280的上表面可具有台阶，使得外部280a位于比内部280b更高的位置。聚焦环280的上表面的内部280b位于与介电板210的上表面相同的高度处。聚焦环280的上表面的内部280b支承位于介电板210外部的基板W的边缘区域。聚焦环280的外部280a围绕基板W的边缘区域。为了使基板W位于形成等离子体的区域的中心，聚焦环280扩大了形成电场的区域。因此，等离子体可均匀地形成在基板W的整个区域上，因此基板W的每个区域可被均匀地蚀刻。

气体供应单元300将工艺气体供应到腔室100中。气体供应单元300包括气体储存器310、气体供应管线320和气体进气口330。气体供应管线320连接气体储存器310和气体进气口330，并将存储在气体储存器310中的工艺气体供应至气体进气口330。气体进气口330与形成在上电极410中的气体供应孔412连接。

等离子体生成单元400激发停留在腔室100中的工艺气体。等离子体生成单元400包括上电极410、分布板420和上电源440。

上电极410具有圆板形状，并且位于基板支承组件200上方。上电极410包括上板410a和下板410b。上板410a具有圆形板形状。上板410a与上RF电源441电连接。上板410a通过向工艺气体施加从上RF电源441产生的第一RF功率，来激发停留在腔室100中的工艺气体。工艺气体被激发为等离子体。上板410a的下表面具有台阶，使得中心区域位于比边缘区域更高的位置。上板410a具有形成在其中心区域的气体供应孔412。气体供应孔412与气体进气口330连接，并将工艺气体供应到缓冲空间414中。上板410a可具有形成在其中的冷却流体通路411。冷却流体通路411可形成为螺旋形状。替代地，冷却流体通路411可以通过具有不同半径并且彼此同心的环形通道实现。冷却流体通路411通过冷却流体供应管线431与冷却流体储存器432连接。冷却流体储存器432储存冷却流体。存储在冷却流体储存器431中的冷却流体通过冷却流体供应管线431供应至冷却流体通路411。冷却流体在通过冷却流体通路411循环的情况下冷却上板410a。

下板410b位于上板410a的下方。下板410b具有与上板410a的尺寸相对应的尺寸，并且定位成面向上板410a。下板410b的上表面具有台阶，使得中心区域位于比边缘区域更低的位置。下板410b的上表面和上板410a的下表面彼此结合以形成缓冲空间414。缓冲空间414设置为一空间，通过气体供应孔412供应的处理气体在供应到腔室100之前暂时停留在该空间中。下板410b具有形成在其中心区域的气体供应孔413。气体供应孔413以预定间隔彼此间隔开。气体供应孔413连接至缓冲空间414。

分布板420位于下板410b下方。分布板420具有圆形板形状。分布板420具有形成于其中的分布孔421。分布孔421从分布板420的上表面延伸至分布板420的下表面。设置与气体供应孔413一样多的分布孔421。分布孔421位于对应于气体供应孔413所处的点。停留在缓冲空间414中的工艺气体通过气体供应孔413和分布孔421均匀地供应至腔室100中。

上电源440将RF功率施加至上板410a。上电源440包括上RF电源441和匹配电路442。

加热单元500加热下板410b。加热单元500包括加热器510、第二上电源520和过滤器530。加热器510安装在下板410b中。加热器510可设置在下板410b的边缘区域上。加热器510可以包括加热线圈。加热器510可以设置为围绕下板410b的中心区域。第二上电源520与加热器510电连接。第二上电源520可以产生DC功率。可替代地，第二上电源520可以产生AC功率。将由第二上电源520生成的具有第二频率的功率施加到加热器510，并且加热器510通过抵抗施加的电流来生成热量。从加热器510生成的热量加热下板410b，并且加热的下板410b将位于下板410b下方的分布板420加热到预定的温度。可以将下板420加热到60℃至300℃的温度。在第二上电源520与加热器510之间，滤波器530与第二上电源520和加热器510电连接。

图2为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理设备10中使用的等离子体生成单元400的配置的示意图。

参照图2，根据本发明构思的实施方案的等离子体生成单元400包括上RF电源441、上电极410、下电极220和下RF电源222和223。另外，等离子体生成单元400可以包括连接到上RF电源441的匹配电路442和连接到下RF电源222和223的下阻抗匹配器225。

上RF电源441可以供应第一RF功率，并且上电极410可以接收第一RF功率并可以生成等离子体。下电极220可以设置为与上电极410相对。下RF电源222和223可以连接到下电极220。下RF电源222和223可以供应第二RF功率，以允许等离子体中包含的离子颗粒移动到下电极220。

现有的等离子体生成单元中的匹配电路仅包括在RF电源与腔室之间执行阻抗匹配的电路，而不存在用于去除由RF电源引起的谐波的装置。通常，由RF电源引起的谐波的特征在于，在三次谐波之后，谐波的电平显著降低。因此，需要用于具有100MHz或更高的第二和第三频率的源的谐波去除电路。

在下文中，公开了根据本发明构思的包括能够去除谐波的电路的基板处理设备。

图3为包括示出了根据本发明构思的实施方案的等离子体生成单元的配置的框图的示意图。

根据图3的特征，与图2的区别对应于匹配电路442的一种配置。

根据本发明构思的匹配电路442可以包括谐波去除设备4421和阻抗匹配设备4422。阻抗匹配设备4422可以在上RF电源441与腔室100之间执行阻抗匹配。阻抗匹配设备4422的电路的配置可以在本领域技术人员的知识水平上进行不同的推导。根据一个实施方案，阻抗匹配设备4422可以包括可变电容器和可变电感器。

参照图3，根据本发明构思的匹配电路442可以包括谐波去除设备4421。根据本发明构思的匹配电路442可以包括传感器4424。包括在匹配电路442中的传感器4424可以感测由上RF电源441引起的谐波。包括在匹配电路442中的传感器4424可以与上RF电源441连接、并可以感测谐波。当感测谐波时，传感器4424可以将与谐波相对应的信号传输到谐波去除设备4421。感测到的谐波可以根据上RF电源441中的频率而变化。由传感器4424感测到的谐波的频率可以预先设置。包括在匹配电路442中的传感器4424用于检测是否生成了由上RF电源441引起的谐波。当通过传感器4424的检测结果表明产生了谐波时，匹配电路442可以执行控制，使得谐波去除设备4421去除谐波。

包括在匹配电路442中的传感器4424可以是VI传感器。传感器4424可感测当从上RF电源441生成的RF功率施加到腔室100时产生的谐波。传感器4424可以连接到匹配电路442的一端，并且可以感测在朝向腔室100的方向上输出的谐波。

谐波去除设备4421可以在第一模式或第二模式下操作。在谐波去除设备4421中，所连接的电路配置可以根据第一模式或第二模式来改变。谐波去除设备4421可以包括谐波去除线4421b和旁路线4421a。下面将参照图4描述谐波去除设备4421的具体实施方案。

控制器(未示出)可以包括在匹配电路442中。控制器可以与传感器4424连接。当感测到由上RF电源441引起的谐波时，控制器可以允许谐波去除设备4421以第一模式或第二模式操作。

图4为示出了图3的匹配电路442的一个实施方案的视图。

图4的匹配电路442可以包括谐波去除设备4421和阻抗匹配设备4422。阻抗匹配设备4422可以在上RF电源441与腔室100之间执行阻抗匹配。根据一个实施方案，阻抗匹配设备4422可以包括可变电容器和可变电感器。

谐波去除设备4421可以包括旁路线4421a和谐波去除线4421b。旁路线4421a和谐波去除线4421b可以彼此并联连接。

谐波去除线4421b可以包括低通滤波器(LPF)和陷波滤波器(notch filter)。低通滤波器可以用来去除高频，且陷波滤波器可以用来控制特定谐波的电平。根据一实施方案，第一可变电容器4426a可以包括在陷波滤波器中，并且感测到的特定谐波可以通过控制第一可变电容器4426a来去除。

可以提供谐波去除线4421b以去除由上RF电源441引起的二次谐波或更高谐波。

开关可以连接到谐波去除设备4421的相对端。通过切换包括在谐波去除设备4421中的开关，可以执行到旁路线4421a或谐波去除线4421b的切换。第一开关4425a和第二开关4425b可以包括在谐波去除设备4421中。

第一开关4425a可以连接谐波去除设备4421的一端与旁路线4421a的一端，或者谐波去除设备4421的一端与谐波去除线4421b的一端。

第一开关4425a可以连接谐波去除设备4421的一端与旁路线4421a的一端，或者谐波去除设备4421的一端与低通滤波器的一端。

第二开关4425b可以连接谐波去除设备4421的相对端与旁路线4421a的相对端，或者谐波去除设备4421的相对端与谐波去除线4421b的相对端。

第二开关4425b可以连接谐波去除设备4421的相对端与旁路线4421a的相对端，或者谐波去除设备4421的相对端与陷波滤波器的相对端。

通过切换包括在谐波去除设备4421中的开关4425a和4425b，可以实现匹配电路442到第一模式或第二模式的转换。是否切换包括在谐波去除设备4421中的开关4425a和4425b可以根据是否感测到谐波而变化。

图4中所示的包括在谐波去除线4421b中的低通滤波器和陷波滤波器作为一个实施例提供。谐波去除线4421b中包括的电感器和电容器的组合可以不同地应用到本领域技术人员可以进行设计改变的程度。

图5A示出了图4的匹配电路442的第一模式，且图5B示出了图4的匹配电路442的第二模式。

第一模式是指其中形成匹配电路442使得包括能够去除谐波的电路的模式。第二模式是指其中形成匹配电路442使得不包括能够去除谐波的电路的模式。

图5A示出了匹配电路442的第一模式的一个实施例。第一开关4425a连接到低通滤波器的一端，并且第二开关4425b连接到陷波滤波器的相对端。通过开关4425a和4425b的连接，可以连接到谐波去除线4421b，且匹配电路442可以去除感测到的谐波。

图5B示出了匹配电路442的第二模式的一个实施例。第一开关4425a连接到旁路线4421a的一端，且第二开关4425b连接到旁路线4421a的相对端。通过开关4425a和4425b的连接，可以连接旁路线4421a，且匹配电路442可以仅执行阻抗匹配。

在未感测到谐波的情况下，不会出现中心峰现象，因此不需要使用谐波去除电路。在未感测到谐波的情况下，谐波去除设备4421可以以第二模式操作，从而防止不必要的RF功率损耗并消除了由电路复杂性引起的副作用。

如上所述，通过切换包含在谐波去除设备4421中的开关4425a和4425b，可以执行向第一模式或第二模式的转换。

图6为包括示出了根据本发明构思的另一实施方案的等离子体生成单元的配置的框图的示意图。

参照图6，根据本发明构思的另一实施方案的匹配电路442还可包括阻抗控制器4423。

根据本发明构思的另一实施方案的匹配电路442可以包括谐波去除设备4421、阻抗匹配设备4422和阻抗控制器4423。谐波去除设备4421可以去除由上RF电源441引起的谐波。阻抗匹配设备4422可以在上RF电源441与腔室100之间执行阻抗匹配。阻抗控制器4423可以去除由腔室100中的等离子体的非线性引起的谐波。

尽管从上RF电源441生成谐波，但是由于等离子体鞘区域的非线性，即使在腔室100中也产生谐波。

在本发明构思的其他实施方案中，匹配电路442可以进一步包括阻抗控制器4423，以用于控制在等离子体鞘区域中生成的、除从上RF电源441生成的谐波之外的其他谐波。阻抗控制器4423可以包括可变电容器。阻抗控制器4423可以控制可变电容器以去除谐波或执行附加的阻抗控制。此外，阻抗控制器4423可以控制从腔室100生成的谐波的阻抗。

尽管未在图6中示出，用于感测谐波的传感器4424可以包括在匹配电路442中。根据一个实施方案，可以包括多个传感器4424以分别感测设定的谐波。传感器4424可以包括用于感测从上RF电源441生成的谐波的第一传感器、和用于感测从腔室100生成的谐波的第二传感器。

在通过第一传感器4424和第二传感器4424感测到谐波的情况下，匹配电路442可以以其中能够去除谐波的第一模式操作，而在未感测到谐波的情况下，匹配电路442可以以第二模式操作。

第一传感器4424和第二传感器4424可以连接到匹配电路442的一端。匹配电路442可以通过第一传感器4424检测从上RF电源441生成的谐波，并且可以将检测到的谐波反馈至谐波去除设备4421以去除从上RF电源441产生的谐波。在施加RF功率且在腔室100中形成等离子体之后，第二传感器4424可以感测从腔室100输出的信号，从而感测从腔室100生成的谐波。

图7为示出了图6的匹配电路442的一个实施方案的视图。

参照图7，匹配电路442可以包括谐波去除设备4421、阻抗匹配设备4422和阻抗控制器4423。

谐波去除设备4421和阻抗匹配设备4422的配置与以上参考图4描述的谐波去除设备4421和阻抗匹配设备4422的配置相同。因此，将省略其详细描述。

根据一个实施方案，阻抗控制器4423可以包括高通滤波器(HPF)和第二可变电容器4426b。高通滤波器(HPF)和第二可变电容器4426b可以串联连接。第二可变电容器4426b的一端可以接地。

阻抗控制器4423可以去除由腔室100中的等离子体的非线性引起的谐波。阻抗控制器4423可以包括第二可变电容器4426b，并且可以去除额外生成的谐波。可替代地，除了去除谐波之外，阻抗控制器423还可以匹配由于额外谐波而生成的阻抗。阻抗控制器4423可以通过第二可变电容器4426b来调节由等离子体的非线性引起的谐波的阻抗。

阻抗控制器4423可进一步包括连接到高通滤波器的一端的第三开关4425c。根据第三开关4425是否接通/断开，可以确定阻抗控制器4423是否连接到匹配电路442。

本发明构思的基板处理装置可以通过调节包括在谐波去除设备4421中的第一可变电容器4426a和包括在阻抗控制器4423中的第二可变电容器4426b来去除谐波。

第一可变电容器4426a的调节可以在第二可变电容器4426b的调节之前进行。第一可变电容器4426a的调节和第二可变电容器4426b的调节可彼此影响。第一可变电容器4426a和第二可变电容器4426b可以彼此互补以调节值。由上RF电源441引起的谐波可以通过第一可变电容器4426a的调节来去除，且由腔室100中生成的等离子体的非线性引起的谐波可以通过控制经由第二可变电容器4426b的谐波的阻抗来去除。

图8A示出了图7的匹配电路442的第一模式，且图8B示出了图7的匹配电路442的第二模式。

第一模式是指其中形成匹配电路442以去除谐波的模式。第二模式是指其中形成匹配电路442以便不去除谐波的模式。

图8A示出了匹配电路442的第一模式。第一开关4425a连接到低通滤波器的一端，而第二开关4425b连接到陷波滤波器的相对端。通过开关4425a和4425b的连接，可以建立到谐波去除线4421b的连接，且匹配电路442可以去除感测到的谐波。此外，第三开关4425c可与高通滤波器连接，且谐波可通过包括在匹配电路442中的两个可变电容器4426a和4426b容易地去除。

图8B示出了匹配电路442的第二模式。第一开关4425a连接到旁路线4421a的一端，而第二开关4425b连接到旁路线4421a的相对端。通过开关4425a和4425b的连接，可以建立到旁路线4421a的连接。此外，可以将第三开关4425c打开以便不与高通滤波器连接，因此第二模式可以配置为使得匹配电路442仅执行阻抗匹配。

如上所述，可以通过调节第一开关4425a、第二开关4425b和第三开关4425c来执行向第一模式或第二模式的转换。

添加第二模式的原因是因为在匹配电路442中包括谐波去除设备4421的情况下，附加的无源元件(passive element)引起副作用并增加了功耗，且即使在没有感测到谐波时，操作谐波去除设备4421也是低效的。因此，在本发明构思中，根据是否感测到谐波，匹配电路442可以转换为第一模式或第二模式，并因此可以获得更有效地配置电路的效果。

图9为示出了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法的流程图。

参照图9，RF功率通过上RF电源441施加到包括在基板处理装置10中的腔室100。因此，可能生成等离子体。通过使用连接在上RF电源441与腔室100之间的传感器4424来确定是否从上RF电源441生成谐波。可替代地，确定谐波是否由在腔室100中生成的等离子体的非线性引起。当在两个工艺中确定不生成谐波时，可以控制匹配电路442以第二模式操作。当在两个工艺中确定生成谐波时，或者当在两个工艺之一中确定生成谐波时，可以控制匹配电路442以第一模式操作。匹配电路442可以由包括在基板处理装置10中的控制器来控制。可以通过控制包括在匹配电路442中的开关，执行向第一模式或第二模式的转换。因此，根据是否感测到谐波，可以适当地处理基板。

尽管已经基于连接到上RF电源441的匹配电路442给出了以上描述，但是本发明构思可以应用于连接到下RF电源222和223的匹配电路442。

如上所述，根据本发明构思的实施方案，基板处理装置和方法可以去除当施加RF功率时生成的谐波。

此外，基板处理装置和方法可以去除由腔室中的等离子体的非线性引起的谐波。

此外，基板处理装置和方法可以改善由谐波引起的中心峰现象，并且可以改善和优化腔室中的中心部与边缘部之间的等离子体均匀性。

另外，基板处理装置和方法可以根据是否感测到谐波，来改变匹配电路的模式，从而减少不必要的RF功率损耗并消除由于电路复杂度增加而带来的副作用。

本发明构思的效果不限于上述效果，且本发明构思所属领域的技术人员可从本说明书和附图中清楚地理解本文中未提及的任何其他效果。

虽然上面已经描述了本发明构思的实施方案，但是应当理解的是，提供实施方案是为了帮助理解本发明构思，而不旨在限制本发明构思的范围，并且在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以做出各种修改和等同的实施方案。在本发明构思中提供的附图仅是本发明构思的最佳实施方案的附图。本发明构思的范围应当由权利要求的技术理念确定，并且应当理解的是，本发明构思的范围不限于权利要求的文字描述，而是实际上延伸到技术价值的等同物的范畴。

尽管已经参照示例性实施方案描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解的是，上述实施方案并非限制性的，而是说明性的。