用于处理基板的装置和用于处理基板的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年11月2日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2021-0148452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

本文中所描述的本发明构思的实施方案涉及一种基板处理装置和基板处理方法，并且更具体地涉及一种用等离子体处理基板的基板处理装置和基板处理方法。

背景技术

等离子体是指由离子、自由基(基团，radical)和电子组成的电离气体状态。等离子体由非常高的温度、强电场、或高频电磁场(射频电磁场(RF电磁场，radio frequencyelectromagnetic field))产生。半导体设备制造工艺可以包括通过使用等离子体去除在基板(诸如，晶圆)上形成的薄膜或副产品的蚀刻工艺。通过使等离子体的离子和/或自由基与基板上的薄膜碰撞或与薄膜反应来执行蚀刻工艺。

在处理基板的工艺中，使等离子体的特性保持恒定是重要的。如果等离子体的特性发生变化，则难以满足基板所需的工艺处理条件。这导致了基板的工艺缺陷并导致了工艺效率降低的问题。

一般地，观察窗口(observation window)安装在腔室的侧壁上，以观察等离子体特性，诸如等离子体的颜色和等离子体的分布。观察窗口被在执行工艺的情况下所产生的颗粒、工艺副产物等污染，从而干涉对等离子体特性的观察。此外，监测高频电压或高频电流来观察等离子体性质的方法不能提供关于大范围分布的等离子体的准确信息。此外，在腔室内的多个区域中使用具有不同特性的多个等离子体的工艺中，需要多个观察设备来观察每个等离子体。这使得装置在结构上复杂，并且降低了装置的空间效率。

发明内容

本发明构思的实施方案提供了一种用于观察等离子体的特性的基板处理装置和基板处理方法。

本发明构思的实施方案提供了一种用于使用一个能够观察具有不同特性的多个等离子体的观察设备来观察每个等离子体的特性的基板处理装置和基板处理方法。

本发明构思的实施方案提供了一种用于在无需装置的额外结构改变的情况下观察等离子体的特性的基板处理装置和基板处理方法。

本发明构思的技术目的不限于上述技术目的，并且其他未提及的技术目的对本领域技术人员而言将从以下描述中变得显而易见。

本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：壳体，该壳体具有内部空间；板，该板将该内部空间分成上方的第一空间和下方的第二空间，并且该板具有多个通孔；第一气体供应单元，该第一气体供应单元被配置成将第一气体供应到该第一空间；等离子体源，该等离子体源用于在该第一空间或该第二空间处产生等离子体；以及监测单元，该监测单元安装在该板处，并且被配置成监测在该第一空间或该第二空间处产生的等离子体的特性。

在实施方案中，连接该第一空间或该第二空间、与该监测单元的光路在该板处形成。

在实施方案中，该等离子体源包括：第一电极，该第一电极被施加有第一高频功率并且在该第一空间处产生第一等离子体；以及第二电极，该第二电极被施加有第二高频功率并且在该第二空间处产生第二等离子体；并且其中，该光路具有第一路径和第二路径，该第一路径沿上下方向透过该板，该第二路径连接到该第一路径并且沿朝向该板的侧壁的方向延伸。

在实施方案中，该监测单元包括偏振板，该偏振板安装在该第一路径和该第二路径相交的位置处，并且该偏振板具有沿第一方向的偏振方向，该光包括第一偏振和第二偏振，该第一偏振沿该第一方向振动，该第二偏振沿与该第一方向不同的第二方向振动；并且该偏振板被形成为相对于该第一路径倾斜，使得入射到该第一路径的光中的该第二偏振从该偏振板反射以面向与该第二路径平行的方向。

在实施方案中，该监测单元还包括：接收构件，该接收构件安装在该第二路径的与该侧壁相邻的一侧处，并且该接收构件接收光；以及折射构件，该折射构件安装在面向该第二路径的一侧的另一侧处，并且该折射构件改变该第二偏振的特性，使得从该偏振板反射的该第二偏振沿该第一方向振动。

在实施方案中，该监测单元还包括反射构件，该反射构件安装在该第一路径上，并且该反射构件将从该第一路径入射的光反射到该第二路径。

在实施方案中，透明盖还安装在该监测单元处的该第一路径的一端和另一端中的每一者处。

在实施方案中，该板接地，并且该板捕获包括在该第一空间中产生的等离子体中的离子，以将自由基供应到该第二空间。

本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：壳体，该壳体具有等离子体区域和基板处理区域；板，该板将该等离子体区域和该基板处理区域分开，并且该板具有多个通孔；第一气体供应单元，该第一气体供应单元被配置成将气体供应到该等离子体区域；等离子体源，该等离子体源用于在该等离子体区域处产生等离子体；以及监测单元，该监测单元安装在该板处并且被配置成监测在该等离子体区域处产生的等离子体的特性。

在实施方案中，在该板处形成光路，该光路连接该等离子体区域或该基板处理区域、与该监测单元。

在实施方案中，该光路具有第一路径和第二路径，该第一路径沿上下方向透过该板，该第二路径连接到该第一路径并且沿朝向该板的侧壁的方向延伸。

在实施方案中，该监测单元包括偏振板，该偏振板安装在该第一路径和该第二路径相交的位置处，并且该偏振板具有沿第一方向的偏振方向，该光包括第一偏振和第二偏振，该第一偏振沿该第一方向振动，该第二偏振沿与该第一方向不同的第二方向振动；并且该偏振板被形成为相对于该第一路径倾斜，使得入射到该第一路径的光中的该第二偏振从该偏振板反射以面向与该第二路径平行的方向。

在实施方案中，该监测单元包括反射构件板，该反射构件板安装在该第一路径和该第二路径相交的位置处，并且该反射构件板将入射到该第一路径的该光沿该第二路径的方向反射。

在实施方案中，透明盖还安装在该监测单元处的该第一路径的一端和另一端中的每一者处。

本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：壳体，该壳体具有处理空间；离子阻挡器，该离子阻挡器分隔该处理空间和等离子体空间，并且该离子阻挡器接地；第一气体供应单元，该第一气体供应单元被配置成将第一气体供应到该处理空间；第二气体供应单元，该第二气体供应单元被配置成将第二气体供应到该等离子体空间；顶部电极，该顶部电极定位在该离子阻挡器的上方并且面向该离子阻挡器，该顶部电极与要被施加高频功率的顶部源连接，并且该顶部电极激发该第一气体在等离子体空间处产生第一等离子体；底部电极，该底部电极定位在该离子阻挡器的下方并且面向该离子阻挡器，该底部电极激发该第二气体在该处理空间处产生第二等离子体；以及监测单元，该监测单元被配置成监测在该处理空间处产生的该第一等离子体的特性和/或在该等离子体空间处产生的该第二等离子体的特性；并且其中，该监测单元安装在该离子阻挡器处，连接该处理空间或该等离子体空间、与该监测单元的光路形成在该离子阻挡器处，并且该光路具有第一路径和第二路径，该第一路径沿上下方向透过该离子阻挡器，该第二路径连接到该第一路径并且沿朝向该离子阻挡器的侧壁的方向延伸。

在实施方案中，该监测单元包括偏振板，该偏振板安装在该第一路径和该第二路径相交的位置处，并且该偏振板具有沿第一方向的偏振方向，该光包括第一偏振和第二偏振，该第一偏振沿该第一方向振动，该第二偏振沿与该第一方向不同的第二方向振动；并且该偏振板被形成为相对于该第一路径倾斜，使得入射到该第一路径的光中的该第二偏振从该偏振板反射以面向与该第二路径平行的方向。

在实施方案中，该监测单元还包括：接收构件，该接收构件安装在该第二路径的与该侧壁相邻的一侧处，并且该接收构件接收该光；以及折射构件，该折射构件安装在面向该第二路径的一侧的另一侧处，并且该折射构件改变该第二偏振的特性，使得从该偏振板反射的该第二偏振沿该第一方向振动。

在实施方案中，该监测单元还包括反射构件，该反射构件安装在该第一路径上，并且该反射构件将从该第一路径入射的该光反射到该第二路径。

本发明构思提供了一种用于在工艺腔室处处理基板的基板处理方法，该工艺腔室具有第一空间和与该第一空间分隔开的第二空间。该基板处理方法包括：在通过板将第一空间和第二空间分隔开并且包括在该第一空间处形成的离子的第一等离子体从该第一空间流动到该第二空间的情况下，在离子在该第二空间处被去除的状态下使用第一等离子体进行处理；以及通过安装在该板处的监测单元监测在该第一空间处产生的第一等离子体的特性。

在实施方案中，在该监测单元处形成光路，该光路连接该第一空间或该第二空间、与该监测单元，并且该光路具有第一路径和第二路径，该第一路径沿上下方向透过该板，该第二路径连接到该第一路径并且沿朝向该板的侧壁的方向延伸。

在实施方案中，在使用该第一等离子体进行处理时，从该第一空间处的该第一等离子体发射的该光入射到该第一路径的上方，入射到该第一路径的该光的一部分穿过安装在该第一路径上的该偏振板到达该第二空间，并且入射到该第一路径的该光的另一部分从该偏振板反射并且入射到该第二路径。

在实施方案中，该基板处理方法还包括使用包括在该第二空间处形成的离子的第二等离子体进行处理。

在实施方案中，在使用该第二等离子体进行处理时，从该第二等离子体发射的该光入射到该第一路径的下方，入射到该第一路径的该光的一部分穿过安装在该第一路径上的偏振板到达该第一空间，入射到该第一路径的该光的另一部分从该偏振板反射，并且然后从改变偏振特性的折射构件再次反射以改变偏振特性，并且具有经改变特性的该光穿过该偏振板以入射到该第二路径。

在实施方案中，在使用该第一等离子体进行处理时，从该第一等离子体发射的该光入射到该第一路径的上方，入射到该第一路径的该光被安装在该第一路径上的反射构件反射以入射到该第二路径，并且在使用该第二等离子体进行处理时，从该第二等离子体发射的该光入射到该第一路径的下方，并且入射到该第一路径的该光从安装在该第一路径上的该反射构件反射以入射到该第二路径。

根据本发明构思的实施方案，可以有效地观察等离子体的特性。

根据本发明构思的实施方案，可以使用可以观察具有不同特性的多个等离子体的观察设备来观察每个等离子体的特性。

根据本发明构思的实施方案，可以在无需装置的额外结构改变的情况下观察等离子体的特性。

本发明构思的效果不限于上述效果，并且其他未提及的效果对于本领域技术人员将从以下描述变得显而易见。

附图说明

参照以下附图，上述和其他目的及特征从以下描述将变得显而易见，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，并且在附图中：

图1示意性地展示了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置。

图2示意性地展示了图1的工艺腔室的实施方案。

图3示意性地展示了图2的监测单元的实施方案。

图4示意性地展示了图2的监测单元的另一实施方案。

图5示意性地展示了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法中的第一等离子体处理步骤。

图6展示了在图5的第一等离子体处理步骤中，从第一等离子体发射的光入射在光路上的状态。

图7示意性地展示了入射在图6的光路上的光在光路内部流动的状态。

图8示意性地展示了在根据本发明构思的实施方案的基板处理方法中的第二等离子体处理步骤。

图9展示了在图8的第二等离子体处理步骤中，从第二等离子体发射的光入射在光路上的状态。

图10示意性地展示了入射在图9的光路上的光在光路内部流动的状态。

图11示意性地展示了在图10的光路中流动的光中通过藉由折射构件改变偏振方向和光路而在第二路径中流动的光的形状。

图12示意性地展示了从第一等离子体发射的光通过图4的监测单元在光路内部流动的状态。

图13示意性地展示了从第二等离子体发射的光通过图4的监测单元在光路内部流动的状态。

具体实施方式

本发明构思可以进行各种修改并且可以具有各种形式，并且其具体实施方案将在附图中展示并且详细地描述。然而，根据本发明构思的实施方案并不旨在限制具体公开的形式，并且应当理解，本发明构思包括：包括在本发明构思的精神和技术范围内的所有变换、等同物和替换。在本发明构思的描述中，当相关的已知技术的详细描述可能使得本发明构思的本质不清楚时，将省略对这些相关的已知技术的详细描述。

本文中使用的术语仅是为了描述特定实施方案的目的，且不旨在限制本发明构思。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还应当理解，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任意组合和所有组合。此外，术语“示例性”旨在指代示例或图示。

应该理解，尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段应不应被这些术语限制。这些术语仅用将一个元件、部件、区域、层和/或区段与另一区域、层和/或区段区分开来。因此，下面讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一区段在不背离本发明构思的教导的情况下可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二区段。

在下文中，将参照图1至图13详细描述本发明构思的实施方案。

图1示意性地展示了根据本发明构思的实施方案的基板处理装置。参照图1，根据本发明构思的实施方案的基板处理装置1可以包括装载端口10、大气压力传送模块20、真空传送模块30、装载锁定腔室(load lock chamber)40和工艺腔室50。

装载端口10可以设置在稍后要描述的大气压力传送模块20的一侧上。可以设置一个或多个装载端口10。装载端口10的数量可以根据工艺效率和占地面积条件等来增加或减少。根据本发明构思的实施方案的容器F可以放置在装载端口10中。容器F可以通过诸如高架传送装置(overhead transfer apparatus，OHT)、高架运输机或自动引导车辆等传送工具(未示出)，或者由操作者装载到装载端口10上或者从装载端口卸载。容器F可以根据要存储的物品的类型而包括各种类型的容器。可以使用诸如前开式一体传送盒(front openingintegrated pod，FOUP)等气密容器作为容器F。

大气压力传送模块20和真空传送模块30可以沿第一方向2布置。在下文中，当从上方观察时，与第一方向2垂直的方向被定义为第二方向4。此外，与包括第一方向2和第二方向4这两者的平面垂直的方向被定义为第三方向6。此处，第三方向6是与地面垂直的方向。

大气压力传送模块20可以选择性地在容器F与稍后要描述的装载锁定腔室40之间传送基板W。例如，大气压力传送模块20可以从容器F取出基板W并将基板W传送到装载锁定腔室40，或者可以从装载锁定腔室40取出基板W并将基板W传送到容器F。大气压力传送模块20可以包括传送框架220和第一传送机械手240。传送框架220可以设置在装载端口10与装载锁定腔室40之间。也就是说，装载端口10可以连接到传送框架220。传送框架220可以在其中设置有大气压力。传送腔室220的内部可以维持处于大气压力气氛。

传送框架220可以设置有第一传送机械手240。第一传送机械手240可以选择性地在位于装载端口10上的容器F与稍后要描述的装载锁定腔室40之间传送基板W。

第一传送机械手240可以在上下方向上移动。第一传送机械手240可以具有向前、向后移动或在水平面上旋转的第一传送手部242。可以设置第一传送机械手240的一个或多个第一传送手部242。基板W可以放置在第一传送手部242上。

真空传送模块30可以设置在稍后要描述的装载锁定腔室40与稍后要描述的工艺腔室50之间。真空传送模块30可以包括传送腔室320和第二传送机械手340。

传送腔室320可以维持内部气氛为真空压力气氛。传送腔室320可以设置有第二传送机械手340。在实施方案中，第二传送机械手340可以定位于传送腔室320的中心区域中。第二传送机械手340可以选择性地在装载锁定腔室40与工艺腔室50之间传送基板W。选择性地，真空传送模块30可以在工艺腔室50之间传送基板W。第二传送机械手340可以在水平方向和竖直方向上移动。第二传送机械手340可以具有向前、向后移动或在水平面上旋转的第二传送手部342。可以设置第二传送机械手340的至少一个第二传送手部342。

稍后要描述的至少一个工艺腔室50可以连接到传送腔室320。传送腔室320可以被设置为多边形形状。装载锁定腔室40和工艺腔室50可以设置在传送腔室320周围。在实施方案中，如图1所示，六边形的传送腔室320可以设置在真空传送模块30的中心区域处，并且装载锁定腔室40和工艺腔室50可以设置在传送腔室320周围。然而，传送腔室320的形状和工艺腔室的数量可以根据用户的需要进行各种修改和设置。

装载锁定腔室40可以设置在传送框架220与传送腔室320之间。装载锁定腔室40在基板W或环形构件R在传送框架220与传送腔室320之间的交换提供缓存空间B。

如上所述，传送框架220的内部气氛可以维持处于大气压力气氛，并且传送腔室320的内部气氛可以维持处于真空压力气氛。装载锁定腔室40设置在传送框架220与传送腔室320之间，使得其内部气氛可以在大气压力气氛与真空压力气氛之间转换。

在本发明构思的实施方案中，工艺腔室50执行在基板W上的工艺。工艺腔室50使用等离子体处理基板W。例如，工艺腔室50可以是执行使用等离子体去除基板W上的薄膜的蚀刻工艺、去除光刻胶膜的灰化工艺、在基板W上形成薄膜的沉积工艺、或干燥清洁工艺的腔室。然而，本发明构思不限于此，并且在基板处理装置10处执行的等离子体处理工艺可以不同地修改为已知的等离子体处理工艺。

图2示意性地展示了图1的工艺腔室的实施方案。参照图2，工艺腔室50包括壳体510、卡盘520、板530、顶部电极540、气体供应单元550、排放单元560和监测单元600。

壳体100可以具有内部空间。壳体100的内部空间可以由稍后要描述的板530分隔成顶部等离子体空间A1和底部处理空间A2。等离子体空间A1可以被定义为第一空间。处理空间A2可以被定义为第二空间。

等离子体空间A1可以被定义为顶部电极540和板530彼此结合的空间，如稍后将描述的。等离子体空间A1可以被设置为产生第一等离子体P1的空间。具体地，等离子体空间A1可以设置为用于将从稍后要描述的第一气体供应单元551供应的第一气体G1激发成第一等离子体P1的空间。

处理空间A2可以被定义为板530和底部电极528彼此结合的空间，如稍后将描述的。处理空间A2可以被设置为在处理基板W的空间。具体地，处理空间A2可以设置为这样的空间，在该空间中在第一等离子体P1中所包括的离子已经被去除的自由基和从稍后要描述的第二气体供应单元555供应的第二气体G2作用在基板W上。此外，处理空间A2可以设置为用于将从第二气体供应单元555供应的第二气体G2激发成第二等离子体P2的空间。

壳体510可以由金属材料制成。壳体510可以接地。壳体510可以被设置成基本上圆柱形状。稍后要描述的顶部电极540可以设置在壳体510的内部空间的上方。稍后要描述的卡盘520可以设置在壳体510的内部空间的下方。排放孔511形成在壳体510的底表面上。稍后要描述的排放单元560可以连接到排放孔511。

在壳体510的一侧上，基板W可以被带入到处理空间A2中，或者可以形成将基板W从处理空间A2取出所通过的入口(未示出)。该入口(未示出)可以由门(未示出)选择性地打开和关闭。视口(view port)515可以安装在壳体510的另一侧上。视口515可以观察从稍后要描述的监测单元600入射的光。视口515与稍后要描述的光路D连通。例如，视口515可以与稍后要描述的第二路径D2连通。

卡盘520位于壳体510的内部空间中。卡盘520在处理空间A2中支承基板W。卡盘520可以加热基板W。此外，卡盘520可以是能够使用静电力夹持基板W的静电卡盘(electrostatic chuck，ESC)。卡盘520可以包括支承板522、静电电极524、加热器526和底部电极528。

支承板522支承基板W。支承板522具有用于支承基板W的支承表面。基板W放置在支承板522的顶表面上。支承板522可以被设置为电介质基板。支承板522可以设置为具有盘形状的电介质。在实施方案中，介电板520可以由陶瓷材料制成。静电电极524和加热器526可以埋设在支承板522中。

当从上方观察时，静电电极524可以设置在与基板W重叠的位置处。静电电极524可以设置在加热器526的上方。静电电极524电连接到第一电源524a。第一电源524a可以包括直流(DC)功率。第一开关524b安装在静电电极524与第一电源524a之间。静电电极524可以通过接通/断开第一开关524b电连接到第一电源524a。如果接通第一开关524b，则DC电流被施加到静电电极524。

如果将电流施加到静电电极524，则可以在静电电极524中形成由能够夹持基板W的静电力形成的电场。电场可以传递在基板W面向支承板522的方向上夹持的力。相应地，基板W被吸附到支承板522。此外，电场可以允许稍后描述的离子直接流向基板W。也就是说，电场可以允许离子具有各向异性(anisotropy)。

加热器526加热基板W。加热器526通过提高支承板522的温度来加热基板W。加热器526电连接到第二电源526a。第二开关526b安装在加热器526与第二电源526a之间。加热器526可以通过接通/断开第二开关526b而被电连接到第二电源526a。加热器526通过抵抗从第二电源526a施加的电流来产生热量。所产生的热量通过支承板522传送到基板W。基板W可以通过由加热器526产生的热量维持在预定温度。

根据实施方案，可以将多个加热器526设置为螺旋线圈。这些加热器526可以分别设置在支承板522的不同区域中。例如，可以分别设置用于加热支承板522的中心区域的加热器526和用于加热支承板522的边缘区域的加热器526，并且这些加热器526可以独立地调节热产生的程度。加热器526可以是诸如钨等加热元件。

在上述示例中，已经描述了将加热器526设置在支承板522中，但是本发明构思不限于此。加热器526可以不设置在支承板522中。

底部电极528可以具有板形状。在实施方案中，底部电极528可以设置成盘形状。

底部电极528可以连接到底部功率供应源528a。底部功率供应源528a可以将高频电流施加到底部电极528。在实施方案中，底部功率供应源528a可以将第二高频电流施加到底部电极528。底部功率供应源528a被设置为RF源。此外，可以在底部电极528与底部功率供应源528a之间设置底部阻抗匹配件(未示出)。

底部电极528可以是面向稍后要描述的板530的电极。底部电极528可以在处理空间A2中产生等离子体。如果将功率施加到底部电极528，则底部电极528在处理空间A2中形成电场。在处理空间A2中形成的电场可以通过激发被供应(流入)到处理空间A2中的第二气体G2来产生第二等离子体P2。相应地，底部电极528与稍后要描述的顶部电极540和板530一起用作等离子体源。

板530可以设置在壳体510的上方。板530可以设置在顶部电极540的下方以面向稍后要描述的顶部电极540。板530设置在卡盘520与顶部电极540之间。例如，板530可以设置在处理空间A2与顶部电极540之间。

板530可以形成为板形状。板530可以连接到壳体510的侧壁。板530分隔壳体510的内部空间。板530将壳体510的内部空间分隔成顶部等离子体空间A1和底部处理空间A2。

多个通孔532可以形成在板530中。多个通孔532可以形成为从板530的顶端竖直地延伸到底端的通孔。多个通孔532可以使顶部等离子体空间A1流体地连通至底部处理空间A2。

板530可以接地。板530可以接地，并且用作与稍后要描述的顶部电极540彼此面对的电极。板530和顶部电极540可以通过激发从稍后要描述的第一气体供应单元551供应的第一气体G1而在等离子体空间A1中形成第一等离子体P1。相应地，板530和顶部电极540可以用作等离子体源。

此外，板530可以接地，并且用作面向底部电极528的电极。板530和底部电极528可以通过激发从稍后要描述的第二气体供应单元555供应的第二气体G2而在处理空间A2中形成第二等离子体P2。相应地，板530和底部电极528可以用作第二等离子体源。

第二气体通道539可以形成在板530上。第二气体通道539可以连接到稍后要描述的第二气体管线556。第二气体通道539可以朝向处理空间A2供应第二气体G2。稍后要描述的监测单元600可以设置在板530的一侧上。稍后要描述的光路D可以形成在板530的一侧上。

板530可以执行离子阻挡器(ion blocker)的功能。如果在等离子体空间A1中产生的第一等离子体P1流入到处理空间A2中，则板530接地以去除包括在第一等离子体P1中的离子。具体地，被供应到等离子体空间A1的第一气体G1在其被转换成第一等离子体状态时被分解成离子、电子和自由基。当第一等离子体穿过板530时，第一等离子体的组分中的离子和电子被吸收。也就是说，板530可以用作阻挡离子通过的阻挡式离子阻挡器。相应地，只有第一等离子体中包括的组分中的自由基穿过板530并且移动到处理空间A2。

顶部电极540可以具有板形状。在实施方案中，当从上方观察时，顶部电极540可以具有小于板530的面积的面积。然而，本发明构思不限于此，并且顶部电极540可以具有与板530的面积相对应的面积。顶部电极540可以定位在壳体510的内部空间的上方。顶部电极540可以定位在板530的上方。顶部电极540可以设置成面向板530。

顶部电源542可以连接到顶部电极540。顶部电源542可以将高频电流施加到顶部电极540。在实施方案中，顶部电源542可以将第一高频电流施加到顶部电极540。顶部电源542被设置为RF源。此外，可以在顶部电极540与顶部电源542之间设置顶部阻抗匹配件(未示出)。

顶部电极540可以在等离子体空间A1中产生等离子体。顶部电极540可以用作等离子体源。顶部电极540可以为面向板530的电极。例如，顶部电极540可以用作与板530一起产生第一等离子体的第一等离子体源。在实施方案中，如果将功率施加到顶部电极540，则顶部电极540在等离子体空间A1中形成电场。在等离子体空间A1中形成的电场可以通过激发被供应(流入)到等离子体空间A1中的第一气体G1来产生第一等离子体P1。

第一气体通道549可以形成在顶部电极540中。可以设置至少一个第一气体通道549。第一气体通道549可以连接到稍后要描述的第一气体管线552。第一气体通道549可以朝向等离子体空间A1供应第一气体G1。

气体供应单元550将第一气体G1和第二气体G2供应到壳体510的内部空间。气体供应单元550可以包括第一气体供应单元551和第二气体供应单元555。

第一气体供应单元551可以将第一气体G1供应到等离子体空间A1。例如，第一气体供应单元551可以将第一气体G1供应到板530与顶部电极540之间的空间。第一气体供应单元551可以包括第一气体管线552和第一气体供应源553。

第一气体管线552将第一气体通道549和第一气体供应源553彼此连接。第一气体管线552的一端连接到多个第一气体通道549，并且第一气体管线552的另一端连接到第一气体供应源553。第一气体供应源553通过第一气体管线552将第一气体G1供应到等离子体空间A1。在实施方案中，第一气体G1可以是NH

第二气体供应单元555可以将第二气体G2供应到处理空间A2。例如，第二气体供应单元555可以将第二气体G2供应到板530与底部电极528之间的空间。第二气体供应单元555可以包括第二气体管线556和第二气体供应源557。

第二气体管线556将第二气体通道539和第二气体供应源557彼此连接。第二气体管线556的一端连接到多个第二气体通道539，并且第二气体管线556的另一端连接到第二气体供应源557。第二气体供应源557通过第二气体管线556将第二气体G2供应到处理空间A2。在实施方案中，第二气体G2可以是H

排放单元560可以将流动通过处理空间A2的气体、或工艺副产物等排出。排放单元560可以调节处理空间A2的压力。排放单元560可以包括排放管线562和减压构件564。排放管线562的一端可以连接到排放孔511，并且排放管线562的另一端可以连接到减压构件564。减压构件564可以是泵。然而，本发明构思不限于此，并且可以以各种方式修改和设置为用于提供减压的已知设备。

绝缘构件570以设置在板530与顶部电极540之间。绝缘构件570设置有绝缘材料。当从顶部观察时，绝缘构件570可以具有环形形状。绝缘构件570可以使板530与顶部电极540电绝缘。加热构件(未示出)可以设置在绝缘构件570的内部以将热量传送到等离子体空间A1。然而，本发明构思不限于此，并且加热构件(未示出)可以不设置在绝缘构件570的内部。

图3示意性地展示了图2的监测单元的实施方案。在下文中，将参照图2至图3详细描述根据本发明构思的实施方案的监测单元。

监测单元600观察等离子体的特性。在实施方案中，监测单元600可以分析从等离子体发射的光以观察等离子体的特性。监测单元600观察在等离子体空间A1中产生的第一等离子体P1的特性。此外，监测单元600观察在处理空间A2中产生的第二等离子体P2的特性。

监测单元600安装在板530上。监测单元600可以安装在板530的外侧。在实施方案中，监测单元600可以安装在远离板530的中心、受等离子体的电场影响相对较低的区域中。监测单元600安装在板530上形成的光路D上。监测单元600安装在不与在板530中形成的通孔532重叠的位置处。此外，光路D被形成为不与通孔532重叠。

光路D可以连接到等离子体空间A1。光路D可以连接到处理空间A2。光路D可以连接到监测单元600。光路D可以被形成为透过(penetrate)壳体510的侧壁。光路D可以连接到安装在壳体510的侧壁上的视口515。

光路D可以包括第一路径D1和第二路径D2。第一路径D1可以被形成为沿垂直方向透过板530。例如，第一路径D1可以被形成为沿垂直方向透过板530的顶端和底端。第二路径D2从第一路径D1延伸。第二路径D2可以从第一路径D1延伸以被连接到视口515。例如，第二路径D2可以被形成为相对于第一路径D1水平。与上述示例不同，第一路径D1的路径方向和第二路径D2的路径方向可以通过修改形成为各种路径。

监测单元600可以包括透明盖620、偏振板640、折射构件660和光接收构件680。

透明盖620安装在第一路径D1中。透明盖620可以分别安装在第一路径D1的顶端和底端处。透明盖620可以安装在第一路径D1的上方、在第一路径D1中最接近等离子体空间A1。透明盖620可以安装在第一路径D1的下方、在第一路径D1中最靠近处理空间A2。从等离子体空间A1中产生的第一等离子体P1发射的第一光L1入射在安装在第一路径D1顶端处的透明盖620上。从处理空间A2中产生的第二等离子体P2发射的第二光L2入射在安装在第一路径D1底端处的透明盖620上。透明盖620可以由透明材料制成，使得光可以入射。

透明盖620真空屏蔽(vacuum-shield)光路D的内部。透明盖620可以由能够最小化离子影响的材料制成。此外，透明盖620可以由能够最小化化学反应的材料制成。根据实施方案，透明盖620可以由Y

偏振板640安装在光路D的内部。偏振板640安装在第一路径D1和第二路径D2相交的位置处。偏振板640具有沿第一方向形成的偏振方向。偏振板640可以使从等离子体发射的光的偏振分量(polarization component)中具有在第一方向上的偏振的第一偏振穿过。偏振板640可以反射从等离子体发射的光的偏振分量中具有与第一方向不同的第二方向的第二偏振。

偏振板640可以设置成倾斜的。偏振板640被形成为相对于第一路径D1成能够在与第二路径D2水平的方向上反射具有第二方向的第二偏振的角度倾斜。

折射构件660安装在光路D内部。折射构件660形成在光路D内部的第二路径D2的一侧上。折射构件660安装在第一路径D1和第二路径D2彼此交叉的点处。折射构件660可以被设置成邻近第一路径D1和第二路径D2、在第一路径D1和第二路径D2相交的点处。在实施方案中，折射构件660可以设置在第一路径D1上以及连接第二路径D2的路径方向的虚拟直线上、比偏振板640更远离第二路径D2。也就是说，在光路D内部，折射构件660、偏振板640和稍后要描述的光接收构件680可以在背离板530的中心的方向上顺序地设置。

折射构件660反射在光路D内部流动的光。例如，折射构件660可以将在光路D中流动的光沿朝向第二路径D2的方向反射。此外，折射构件660可以改变在光路D中流动的光的偏振分量。例如，如果入射在折射构件660上的光被假定为具有第二方向的第二偏振，则第二偏振的特性可以被改变成与通过折射构件660的第一偏振的第一方向相对应。相应地，从折射构件660反射的光可以穿过具有第一方向的偏振板640并朝向第二路径D2移动。稍后将参照图5至图11描述用于此的详细机制。

光接收构件680接收在光路D内部流动的光。光接收构件680接收穿过第二路径D2的光。光接收构件680安装在光路D的内部。光接收构件680安装在光路D内部、在第二路径D2的与安装有折射构件660的一侧相对的另一侧上。例如，光接收构件680安装在第二路径D2中、在与壳体510的侧壁相邻的位置处。从光接收构件680接收的光移动到视口515。

图4示意性地展示了图2的监测单元的另一实施方案。在下文中，将参照图4详细地描述根据本发明构思的实施方案的监测单元。由于下文描述的监测单元主要被设置成类似于参照图2和图3描述的监测单元，因此将省略冗余描述以防止内容重叠。

参照图4，监测单元600可以包括透明盖620、光接收构件680和反射构件690。由于透明盖620和光接收构件680被设置成与参照图2和图3描述的构造类似，因此下面将详细描述反射构件690。

反射构件690安装在光路D的内部。反射构件690设置有反射光的材料。反射构件690可以安装在第一路径D1中。反射构件690可以安装在第一路径D1和第二路径D2相交的点处。例如，反射构件690可以安装在第一路径D1的一侧上、在第一路径D1和第二路径D2相交的点处。

反射构件690将通过透明盖620入射到第一路径D1中的光朝向第二路径D2反射。反射构件690可以形成为使得顶端和底端大体上倾斜。反射构件690的顶端可以形成为朝向第二路径D2向下倾斜。反射构件690的与第一路径D1的一侧相邻的内部部分的倾斜可以大于反射构件690的另一侧的倾斜。相应地，从第一路径D1上方入射的第一等离子体P1发射的光可以藉由反射构件690穿过第二路径D2流动到视口515。

反射构件690的底端可以形成为朝向第二路径D2向上倾斜。反射构件690的与第一路径D1的一侧相邻的内部部分的倾斜可以大于反射构件690的另一侧的倾斜。相应地，从第一路径D1的底部不过入射的第二等离子体P2发射的光可以藉由反射构件690穿过第二路径D2流动到视口515。

图5示意性地展示了根据本发明构思的实施方案的基板处理方法中的第一等离子体处理步骤。在下文中，将参照图5详细地描述根据本发明构思的实施方案的第一等离子体处理步骤。下文将描述的第一等离子体处理步骤S100与稍后要描述的第二等离子体处理步骤S200不相关。为了便于说明，可以定义第一等离子体处理步骤S100和第二等离子体处理步骤S200，并且第二等离子体处理步骤S200可以在第一等离子体处理步骤S100之后执行，第一等离子体处理步骤S100可以在第二等离子体处理步骤S200之后执行，或者第一等离子体处理步骤S100可以与第二等离子体处理步骤S200同时执行。

参照图5，根据本发明构思的实施方案的基板处理方法可以执行第一等离子体处理步骤S100。第一等离子体处理步骤S100是用第一等离子体P1处理基板W的步骤。在第一等离子体处理步骤S100中，第一气体供应单元551通过第一气体通道549将第一气体G1供应到等离子体空间A1。被供应到等离子体空间A1的第一气体G1通过接地的板530和施加有第一高频功率的顶部电极540激发成第一等离子体P1。也就是说，当第一气体G1被转换成第一等离子体P1时，离子、电子和自由基被分解。

第一等离子体P1通过板530的通孔532从等离子体空间A1流动到处理空间A2。在第一等离子体P1中，第一等离子体P1的组分中的离子和电子在穿过通孔532的过程中被吸收。相应地，只有包括在第一等离子体P1中的组分中的自由基流入到处理空间A2中。

此外，在第一等离子体处理步骤S100中，第二气体供应单元555将第二气体G2供应到处理空间A2。被移动到处理空间A2的自由基与被供应到处理空间A2的第二气体G2混合，以在处理空间A2中产生反应气体。反应气体可以与定位在处理空间A2中的基板W反应，以去除基板W的天然氧化物层。在实施方案中，被移动到处理空间A2的氟自由基(F*)可以与NH

图6展示了在图5的第一等离子体处理步骤中，从第一等离子体发射的光入射在光路上的状态。图7示意性地展示了入射在图6的光路上的光在光路内部流动的状态。在下文中，将参照图6和图7详细地描述在光路内部流动的光通过监测单元移动到视口的机制。

如上所述，通过第一气体供应单元551供应到等离子体空间A1的第一气体G1被板530和顶部电极540激发以在等离子体空间A1中产生第一等离子体P1。从第一等离子体P1发射的光入射到光路D中。在下文中，为了便于描述，将从第一等离子体P1发射的光定义为第一光L1。此外，第一光L1被定义为由沿第一方向振动的第一偏振L11和沿第二方向(第二方向与第一方向不同)振动的第二偏振L12组成。此外，偏振板640被定义为具有与第一方向相同的方向，该方向为第一偏振L11的振动方向。

参照图6和图7，第一光L1通过安装在第一路径D1顶端处的透明盖620入射到第一路径D1中。第一光L1流动通过第一路径D1，并且在第一路径D1和第二路径D2彼此相交的点处入射在偏振板640上。入射在偏振板640上的第一光L1根据第一方向上的偏振方向沿第一方向穿过偏振板640。相应地，第一偏振L11从第一路径D1的顶端流动到底端。第一偏振L11穿过安装在第一路径D1的底端处的透明盖620并出射到处理空间A2。

此外，在入射到偏振板640上的第一光L1中，具有第二方向上的分量的第二偏振L12根据在偏振板640上形成的第一方向上的偏振方向从偏振板640反射。由于偏振板640被形成为倾斜，使得入射在第一路径D1上的光被定向为朝向第二路径D2，经反射的第二偏振L12朝向第二路径D2流动。入射在第二路径D2上的第二偏振L12入射在视口515上，并且操作者可以通过视口515观察第一等离子体P1的特性。

图8示意性地展示了在根据本发明构思的实施方案的基板处理方法中的第二等离子体处理步骤。根据本发明构思的实施方案的第二等离子体处理步骤S200是用第二等离子体P2来处理基板W的步骤。在第二等离子体处理步骤S200中，第二气体供应单元555通过第二气体通道539将第二气体G2供应到处理空间A2。被供应到处理空间A2的第二气体G2被接地的板530以及施加有第二高频功率的底部电极528激发成第二等离子体P2。流动通过处理空间A2的第二等离子体P2可以作用于基板W上。作用于基板W上的第二等离子体P2可以有助于基板的表面改性。在实施方案中，包括在第二等离子体P2中的H离子可以削弱基板W中形成的Si与O之间的键。

图9展示了在图8的第二等离子体处理步骤中，从第二等离子体发射的光入射在光路上的状态。图10示意性地展示了入射在图9的光路上的光在光路内流动的状态。图11是示意性地示出了在图10的光路中流动的光中通过藉由折射构件改变偏振方向和光路而在第二路径中流动的光的形状的视图。

如上所述，通过第二气体供应单元555供应到处理空间A2的第二气体G2被板530和底部电极528激发以在处理空间A2中产生第二等离子体P2。从第二等离子体P2发射的光入射到光路D中。在下文中，为了便于描述，将从第二等离子体P2发射的光定义为第二光L2。此外，第二光L2被定义为由沿第一方向振动的第一偏振L21和沿第二方向(该第二方向与第一方向不同)振动的第二偏振L22组成。此外，偏振板640被定义为具有与第一方向相同的方向，该方向为第一偏振L21的振动方向。

参照图9和图10，第二光L2通过安装在第一路径D1底端处的透明盖620入射到第一路径D1中。第二光L2流动通过第一路径D1，并且在第一路径D1和第二路径D2彼此相交的点处入射在偏振板640上。入射在偏振板640上的第二光L2沿着第一方向上的偏振方向穿过偏振板640，并且具有第一方向上的分量的第一偏振L21穿过偏振板640。相应地，第一偏振L21从第一路径D1的底端流动到顶端。第一偏振L21穿过安装在第一路径D1的顶端上的透明盖620并出射到等离子体空间A1。

参照图10和图11，在入射在偏振板640上的第二光L2中，具有第二方向上的分量的第二偏振L22沿第一方向从偏振板640反射。由于偏振板640是倾斜的，使得从第一路径D1的顶部入射的光朝向第二路径D2的底部，因此具有从第一路径D1底部入射的第二方向分量的第二偏振L22从偏振板640朝向折射构件660反射。入射在折射构件660上的第二偏振L22改变偏振的特性，从而通过折射构件660在第一方向上振动。偏振特性(波长或振动)发生改变的第二偏振L22'从折射构件660流向第二路径D2。相应地，偏振特性已改变的第二偏振L22'通过第二路径D2入射在视口515上，并且操作者可以通过视口515观察第二等离子体P2的特性。

根据上述发明构思的实施方案，通过在板530上安装能够观察等离子体的监测单元600，可以通过监测单元600观察板530上方产生的第一等离子体P1以及从板530下方产生的第二等离子体P2。相应地，可以实现在不同位置处观察产生的具有不同特性的多个等离子体的效果。

此外，根据本发明构思的一个实施方案，通过将监测单元600放置在相对受电场影响较小的板530内部，可以最小化由于工艺副产物或颗粒在监测单元600上的沉积对等离子体观察的干涉。此外，由于其中形成有监测单元600的光路D由透明盖620密封，所以可以防止等离子体透过光路D，从而形成可以有效地观察等离子体的环境。

此外，根据本发明构思的实施方案，通过在现有的板530内形成光路D并将用于观察等离子体的监测单元600放置在光路D上，可以观察具有不同特性的多个等离子体，而无需额外的结构改变。相应地，由于等离子体的特性的改变，所以可以提高基板W处理的效率。

在上述发明构思的实施方案中，已经描述了偏振板640被形成为朝向第二路径D2向下倾斜，但是不限于此。在实施方案中，偏振板640可以被形成为朝向第二路径D2向上倾斜。在这种情况下，可以将监测单元600的机制中观察第一等离子体P1的特性的机制改变成观察第二等离子体P2的特性的机制，并且可以将监测单元600的机制改变成观察第一等离子体P1的特性的机制。

此外，根据上述发明构思的实施方案，监测单元600包括光接收构件680，但是入射在第二路径D2上的光可以通过壳体510的侧壁立即移动到视口515。

图12示意性地展示了从第一等离子体发射的光通过图4的监测单元在光路内部流动的状态。图13示意性地展示了从第二等离子体发射的光通过图4的监测单元在光路内部流动的状态。在下文中，将参照图12和图13详细地描述图4的监测单元的等离子体观察机制。

参照图12，从等离子体空间A1中的第一等离子体P1发射的第一光L1穿过透明盖620并入射到第一路径D1中。入射在第一路径D1上的第一光L1到达设置在第一路径D1和第二路径D2彼此相交的点处的反射构件690。第一光L1入射在反射构件690的顶端上、并且被反射到第二路径D2。通过第二路径D2反射的第一光L1通过第二路径D2入射在视口515上。相应地，操作者可以观察通过第一光L1在等离子体空间A1中产生的第一等离子体P1的特性。

参照图13，从处理空间A2中的第二等离子体P2发射的第二光L2通过透明盖620入射到第一路径D1中。入射在第二路径D2上的第二光L2到达设置在第一路径D1和第二路径D2彼此相交的点处的反射构件690。第二光L2入射在反射构件690的底端上、并且被反射到第二路径D2。通过第二路径D2反射的第二光L2通过第二路径D2入射在视口515上。相应地，操作者可以从第二光L2观察在处理空间A2中产生的第二等离子体P2的特性。

本发明构思的效果不限于上述效果，并且本发明构思所属技术领域的技术人员能够从说明书和附图清楚地理解未提及的效果。

尽管至此已经展示和描述了本发明构思的优选实施方案，但是本发明构思不限于上述具体实施方案，并且应当注意，本发明构思所属技术领域的普通技术人员可以在不脱离权利要求中要求保护的发明构思的本质的情况下以各种方式执行本发明构思，并且不应将修改与本发明构思的技术精神或前景分开进行解释。