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处理基板的系统和方法，尤其涉及使用等离子体处理基板的系统和方法。
【背景技术】
[0002]气体在高温环境、强电场或射频(RF)电磁场下被电离，以形成包括离子、电子和自由基的等离子体。制作半导体器件的工艺包括等离子体刻蚀步骤。例如，形成在基板上的基片或层通过包含等离子体的离子性粒子的物理碰撞或化学反应被刻蚀。
[0003]刻蚀工艺在处理腔室中被执行。具体地，等离子体通过将工艺气体供应到处理腔室中而产生，然后向处理腔室施加RF功率，以激励该工艺气体。在这里，工艺气体通过分别设置在处理腔室的顶盖的中央区域的中央喷嘴或设置处理腔室的侧壁的侧喷嘴被供应到处理腔室中。通过中央喷嘴供应的工艺气体主要用于刻蚀基板的中央区域，而通过侧喷嘴供应的工艺气体主要用于刻蚀基板的边缘区域。但是，排气口设置在处理腔室和用于支撑基板的支撑板之间，由此相当大量的通过侧喷嘴供应的工艺气体未供应到基板的边缘区域而是通过排气口排到外部；也即，供应的工艺气体可能大量损失。
[0004]另外，环绕支撑板的各种边环被设置在基板处理系统中。可是，副产物可能在基板处理工艺中产生且可能积累在支撑板和边环之间的空间。副产物可能为颗粒，这些颗粒会导致随后的基板处理工艺失败。
【发明内容】
[0005]本发明构思的示例性实施例提供一种基于等离子体的基板处理系统和利用该系统处理基板的方法，该系统具有高的工艺效率。
[0006]本发明构思的其他示例性实施例提供一种基于等离子体的基板处理系统和利用该系统处理基板的方法，该系统能够减少供应到其中的工艺气体的损失。
[0007]本发明构思另外的示例性实施例提供一种基于等离子体的基板处理系统和利用该系统处理基板的方法，该系统能够减少在供应到基板上的工艺气体量的区域差异。
[0008]本发明构思的另外的示例性实施例提供一种基于等离子体的基板处理系统和和利用该系统处理基板的方法，该系统构造为有效地清除来自支撑板和边环之间的空间的副产物。
[0009]根据本发明构思的示例性实施例，基板处理系统可包括:腔室，所述腔室具有处理空间；支撑单元，所述支撑单元设置在所述处理空间中以支撑基板；气体供应单元，所述气体供应单元设置在所述处理空间中以将气体供应到所述处理空间中；等离子体源单元，所述等离子体源单元由所述气体产生等离子体；和衬垫单元，所述衬垫单元布置为环绕所述支撑单元。所述支撑单元可包括支撑基板的支撑板。所述衬垫单元可包括:内衬，所述内衬环绕所述支撑单板；和致动器，所述致动器竖直地移动所述内衬。
[0010]在一些实施例中，所述气体供应单元可包括:主喷嘴，所述主喷嘴耦合到所述腔室的壁以将所述气体供应到所述处理空间中；和辅助喷嘴，所述辅助喷嘴设置在所述内衬上以将所述气体供应到所述处理空间中。
[0011 ] 在一些实施例中，所述衬垫单元还可包括外衬，所述外衬设置在所述腔室中且形状如环形。
[0012]在一些实施例中，所述支撑单元还可包括聚焦环，所述聚焦环设置为环绕所述支撑板且具有圆形形状，并且，所述内衬可被设置为环绕所述聚焦环。
[0013]在一些实施例中，所述气体可包括工艺气体，并且所述气体供应单元还可包括辅助工艺气体管线，所述辅助工艺气体管线将所述工艺气体供应到所述辅助喷嘴。
[0014]在一些实施例中，所述气体可包括清洗气体，并且所述气体供应单元还可包括辅助清洗气体管线，所述辅助清洗气体管线将所述清洗气体供应到所述辅助喷嘴。
[0015]在一些实施例中，所述气体可包括工艺气体和清洗气体。所述气体供应单元可包括:辅助工艺气体管线，所述辅助工艺气体管线将所述工艺气体供应到所述辅助喷嘴；和辅助清洗气体管线，所述辅助清洗气体管线将所述清洗气体供应到所述辅助喷嘴。
[0016]在一些实施例中，所述内衬可设置为具有圆环形状；并且所述内衬可包括多个穿透孔，所述多个穿透孔沿着所述内衬的圆周形成为通过所述内衬，以将所述内衬的内部空间连通到外部空间。
[0017]在一些实施例中，所述穿透孔可位于所述辅助喷嘴的下方。
[0018]在一些实施例中，所述衬垫单元还可包括控制器，所述控制器控制所述致动器，并且，所述控制器可以以这样的方式控制所述致动器:根据基板处理工艺的状态改变所述内衬的垂直位置。
[0019]在一些实施例中，所述控制器可以以这样的方式控制所述致动器:在将工艺气体供应到所述腔室以处理所述基板的工艺步骤中，所述内衬位于第一位置处；且在将所述基板装载到所述腔室之前的等待步骤中，所述内衬位于第二位置处，所述第二位置低于所述第一位置。
[0020]在一些实施例中，所述控制器可以以这样的方式控制所述致动器:在将所述清洗气体供应到所述腔室以清除所述支撑板和所述聚焦环之间的空间的副产物的清洗步骤中，所述内衬位于第三位置处，所述第三位置低于所述第一位置，且所述第三位置高于所述第二位置。
[0021 ] 在一些实施例中，所述第一位置可高于所述支撑单元的顶表面。
[0022]在一些实施例中，所述第二位置可低于所述支撑单元的顶表面。
[0023]在一些实施例中，所述第三位置可高于所述支撑单元的顶表面。
[0024]在一些实施例中，所述辅助喷嘴可设置为通过所述内衬，以将所述清洗气体直接供应到所述聚焦环和所述支撑板之间的空间中。
[0025]在一些实施例中，所述辅助喷嘴可以以这样的方式设置为通过所述内衬:允许所述清洗气体在平行于所述支撑板的顶表面的方向上被供应。
[0026]根据本发明构思的示例性实施例，处理基板的方法可包括将工艺气体供应到腔室的处理空间以处理装载在支撑板上的基板的工艺步骤；以及等待将所述基板装载在所述腔室的所述处理空间中的等待步骤。设置为环绕所述支撑板的内衬在所述工艺步骤中可位于第一位置处，且在所述等待步骤中位于第二位置处，所述第二位置低于所述第一位置。
[0027]在一些实施例中，所述方法还可包括，在所述工艺步骤和所述等待步骤之间，将副产物从环绕所述支撑板的聚焦环和所述支撑板之间的空间清除的清洗步骤。在所述清洗步骤中，所述内衬可位于第三位置处，所述第三位置低于所述第一位置，且所述第三位置高于所述第二位置。
[0028]在一些实施例中，在所述工艺步骤中，所述工艺气体可被供应到主喷嘴和辅助喷嘴，所述主喷嘴设置为通过所述腔室的壁，所述辅助喷嘴被设置为通过所述内衬。
[0029]在一些实施例中，在所述工艺步骤中，供应到所述主喷嘴和所述辅助喷嘴的工艺气体的量可基本相同。
[0030]在一些实施例中，在所述清洗步骤中，所述清洗气体可被供应到设置为通过所述内衬的辅助喷嘴。
[0031]在一些实施例中，所述第一位置可高于装载在所述支撑板上的所述基板的顶表面。
[0032]在一些实施例中，所述第二位置可低于装载在所述支撑板上的所述基板的顶表面。
[0033]在一些实施例中，所述第三位置可高于装载在所述支撑板上的所述基板的顶表面。
[0034]在一些实施例中，所述内衬可设置为具有圆环形状，且包括多个穿透孔，所述穿透孔沿着所述内衬的圆周形成为通过所述内衬，以将所述内衬的内部空间连通到外部空间。在所述第一位置，所述穿透孔可位于高于装载在所述支撑板上的所述基板的顶表面的水平(level)ο
【附图说明】
[0035]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。
[0036]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；
[0037]图2和图3为示出图1的内衬的透视(perspective)图；
[0038]图4为设置在图1的内衬中辅助喷嘴的剖视图；
[0039]图5至图7为示例性示出当执行基板处理工艺时内衬位置变化的剖视图；
[0040]图8为示意性示出根据本发明构思的示例性实施例的基板处理方法的图表；
[0041]图9为示出根据本发明构思的其他示例性实施例的基板处理系统的剖视图。
[0042]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或性能的范围。例如，为清楚起见，分子、层、区域和/或结构组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组件或特征的存在。
【具体实施方式】
[0043]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