用于处理基板的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明构思的示例性实施例涉及基板处理系统，尤其涉及使用等离子体来处理基板的系统。
【背景技术】
[0002]通常，执行等离子体处理工艺来制作半导体器件和平板显示器。例如，在沉积、清洗、灰化或刻蚀工艺期间，由供应气体产生的等离子体可用来在等离子体处理腔室中处理半导体基板。等离子体可由多个来源之一产生，所述来源例如，电容性耦合等离子体(CCP)源和电感耦合等离子体(ICP)源。
[0003]在ICP系统中，介质窗可用作高频功率的传递路径。
[0004]介质窗设置在处理腔室的顶壁上，并且在介质窗上可设置天线。介质窗可在等离子体工艺期间由加热器加热。通常，加热器可包括由金属材料制成的加热管线。在加热器设置在介质窗的整个顶部区域的情况下，能够加热介质窗的整个区域，但这可能导致电磁波与加热管线之间的电磁干扰，该电磁波易于从天线到介质窗产生。为了避免该技术问题，加热器可通常设置在介质窗的边缘区域上，但这可能导致介质窗的中央区域和边缘区域之间的温差。
【发明内容】
[0005]本发明构思的示例性实施例提供一种构造为对介质窗的整个区域均匀地提供热量的基板处理系统和利用该系统处理基板的方法。
[0006]同时，本发明构思的其它示例性实施例提供一种防止为介质窗提供的热量排到外部的基板处理系统和利用该系统处理基板的方法。
[0007]本发明构思的示例性实施例提供一种基板处理系统。
[0008]根据本发明构思的示例性实施例，基板处理系统可包括处理腔室，所述处理腔室包括具有开放顶部的壳体和从外部密闭地密封所述壳体的顶部的介质窗；支撑单元，所述支撑单元设置在所述处理腔室中以支撑基板；气体供应单元，所述气体供应单元将处理气体供应到所述处理腔室中；等离子体源，所述等离子体源设置在所述处理腔室外部，以由供应到所述处理腔室中的所述处理气体产生等离子体；以及加热单元，所述加热单元加热所述介质窗，所述加热单元可包括加热器以及设置在所述介质窗一个表面上的导热层。
[0009]在示例性实施例中，所述导热层可设置在所述介质窗的顶表面上。
[0010]在示例性实施例中，所述加热单元还可包括设置在所述导热层的顶表面上的绝缘层。
[0011]在示例性实施例中，所述导热层可由热导率高于所述介质窗的材料形成。
[0012]在示例性实施例中，所述导热层可由热导率高于所述介质窗的材料形成，且所述绝缘层可由热导率低于所述导热层的材料形成。
[0013]在示例性实施例中，所述加热器可设置为加热所述介质窗的边缘区域。
[0014]在示例性实施例中，所述等离子体源可设置在所述介质窗上。
[0015]在示例性实施例中，所述等离子体源可包括天线，并且所述基板处理系统还可包括:天线室，所述天线室设置在所述处理腔室上以容纳所述天线，以及冷却构件，所述冷却构件将冷却气体供应到所述天线室中。
[0016]在示例性实施例中，所述导热层可包含含石墨烯的材料。
[0017]在示例性实施例中，所述绝缘层可包含硅酸钠。
[0018]本发明构思的示例性实施例提供一种处理基板的方法。
[0019]根据本发明构思的示例性实施例，一种处理基板的方法可包括:将处理气体供应到处理腔室中，所述处理腔室具有顶部开放的壳体和介质窗；将电功率施加到设置在所述处理腔室外部的天线以由在所述处理腔室中的所述处理气体产生等离子体，然后用所述等离子体处理基板。所述方法还可包括:在所述基板的处理之前或期间，加热所述介质窗，以及使用热能执行所述介质窗的加热，所述热能可由加热器产生且从所述加热器供应到所述介质窗的边缘部分，并且所述热能的一部分通过与所述介质窗接触的导热层传递到所述介质窗的整个区域。
[0020]在示例性实施例中，所述导热层可设置在所述介质窗的顶表面上，且加热单元还可包括设置在所述导热层的顶表面上的绝缘层。
[0021]在示例性实施例中，所述传热层可由热导率高于所述介质窗的材料形成。
[0022]在示例性实施例中，所述导热层可由热导率高于所述介质窗的材料形成，且所述绝缘层可由热导率低于所述导热层的材料形成。
[0023]在示例性实施例中，所述加热器可设置为加热所述导热层的边缘区域。
【附图说明】
[0024]从以下结合附图的简明描述中，本发明的示例性实施例将被更清楚地理解。附图表示如本文所描述的非限制的示例性实施例。
[0025]图1为示出根据本发明构思的示例性实施例的基板处理系统的剖视图；
[0026]图2为不出设置在图1的基板处理系统中的加热单兀的不例的剖视图；
[0027]图3为示出当图2中加热单元构造为不具有导热层和绝缘层时，通过介质窗的热量流动的示意图；
[0028]图4为示例性示出当使用图2中加热单元时热量流动的示意图；
[0029]图5为示出设置在图1的基板处理系统中的加热单元的另一示例的剖视图。
[0030]需注意的是这些附图旨在阐明在特定示例性实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特征，以及补充以下提供的书面描述。然而这些附图不是等比例的，且可能不能精确反映任意给定实施例的精确结构或性能特征，因此不应被理解为限定或限制由示例性实施例包含的数值的范围或性能。例如，为清楚起见，分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位置可减少或放大。在不同附图中相似或相同的参考编号的使用旨在表明相似或相同的元件或特征的存在。
【具体实施方式】
[0031]现在将参照在其中示出示例性实施例的附图更充分地描述本发明构思的示例性实施例。然而，本发明构思的示例性实施例可以不同形式体现且不应解释为限制本文陈述的实施例；相反，提供这些实施例以便使本公开是彻底的且完整的，并向本领域普通技术人员充分传达示例性实施例的构思。在附图中，为清楚起见，层和区域的厚度被放大。在附图中相似的参考编号表示相似的元件，因此它们的描述将被省略。
[0032]应理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可直接地连接或耦合到另一元件或可能存在中间元件。相反地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。在全文中相似的编号代表相似的元件。如本文使用的术语“和/或”，包括一个或多个相关联的列出项目的任意和所有组合。用于描述元件或层之间关系的其它词语(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“邻近”与“直接邻近”，“在……上”与“直接在……上)应以相似的方式解释。
[0033]应理解的是，虽然本文可使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分从另一个元件、组件、区域、层或部分中区分出来。因此，以下讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分，而不脱离示例性实施例的教导。
[0034]为了便于描述，本文可使用空间相对术语，例如“在……下面(beneath) ”、“在……
下方(below) ”、“下部的(lower)”、“在......上方(above) ”、“上部的(upper) ”等，以描述如附图中示出的一个元件或特征，与另一个(或多个)元件或特征的关系。应理解的是，除附图中描述的方位以外，空间相对术语旨在包含设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的设备被倒置，描述为在其它元件或特征“下方(below)”或“下面(beneath)”的元件将随之调整为在所述其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可包含上方和下方两个方位。设备可作其它调整(旋转90度或处于其它方位)，且本文使用的空间相对术语被相应地解释。
[0035]本文所用术语仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制示例性实施例。如本文使用的单数形式的“一个(a，an)”和“该/所述(the)”旨在还包含复数形式，除非上下文清楚指出并非如此。还应当理解的是，在该说明书中使用术语“包含(comprises和/或comprising) ”、“包括(include和/或including) ”时，指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或以上的组合的存在或附加。
[0036]除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思的示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应理解的是，术语，例如那些在常用词典中定义的术语，应解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义一致的含义，不能以理想化或过于正式的意义来解释，除非本文明确定义如此。
[0037]图1为示出根据本发明构思的示例性实施例的基板处理系统的剖视图。
[0038]参见图1，基板处理系统10可构造为使用等离子体处理基板W。例如，基板处理系统10可构造为在基板W上执行刻蚀工艺。基板处理系统10可包括处理腔室100、支撑单元200、气体供应单元300、等离子体源400和挡板单元500。
[0039]处理腔室100可提供空间，基板处