專利名稱：利用固定溫度的卡盤以可變溫度的工藝加熱襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用熱卡盤對襯底進行加熱，更具體地，本發(fā)明涉及利用固定溫度的熱卡盤對襯底進行可變地加熱。
背景技術(shù)：
經(jīng)常在升高的溫度下對襯底，例如半導體晶片，進行半導體化學處理工藝。在某些處理工藝中，希望在不同的溫度下對襯底執(zhí)行不同的處理步驟。這種工藝過程的一個例子就是除去離子注入光刻膠(ionimplanted photoresist)，其中離子注入材料在光刻膠層的外表皮(outerskin)結(jié)殼。所生成的外殼的厚度和構(gòu)造(makeup)取決于離子的加速電壓、離子束電流、總劑量和原始光刻膠(original photoresist)的熱固化溫度。
如果注入光刻膠的溫度超過某個溫度值，下面的光刻膠中的溶劑會氣化，并膨脹或“砰裂”，沖破外殼。破裂的外殼材料會散落到處理室內(nèi)部的各個地方，產(chǎn)生大量的顆粒，并在處理室壁上留下殘余物，這種殘余物很難除去。此外，除去在砰裂位置處的襯底上形成的殘余物也是非常困難的。通常，除去這些殘余物需要花費昂貴的濕法化學后續(xù)步驟。
外殼破裂時的溫度通?；旧辖朴谠脊饪棠z的固化溫度。使光刻膠以液態(tài)的形式自旋(spun)到晶片上，然后在熱板上通過烘焙處理步驟使其固化。典型地，不同的應(yīng)用場合應(yīng)該選擇不同的固化溫度，但固化溫度通常在約80℃的低溫到約180℃的高溫區(qū)間變化，在某些情況下，會超過200℃。低固化溫度通常會導致近似的低注入光刻膠外殼破裂溫度(low implanted photoresist poping temperature)。
為了有效清除外殼材料下的光刻膠，希望升高襯底溫度至大約200℃，優(yōu)選地在250℃和300℃之間。添加含氟的氣體，例如CF4，可以在較低的溫度下加快光刻膠的清除，但是氟也容易侵蝕襯底上的二氧化硅特征。通常極不希望發(fā)生二氧化硅的損失。因此，使用氟的氣體化合物時，應(yīng)該根據(jù)襯底溫度謹慎選擇使用量。當襯底處于低溫的時候，例如大約25℃和80℃之間，可以使用較高百分比的CF4。然而，舉例來說，當溫度上升到250℃以上時，氟對二氧化硅具有極強的腐蝕性，因此所腐蝕掉的二氧化硅的數(shù)量是不能接受的。另外，氟的氣體化合物經(jīng)常被用于在離子注入步驟后除去留在襯底上的殘余物。因此，為了有效利用含氟的氣體化合物，相對于處理室內(nèi)氟的氣體化合物的百分比，必須謹慎地控制襯片的溫度。
當溫度恒定地循環(huán)時，常規(guī)的加熱襯底的方法是利用燈或其他輻射熱源進行加熱。通常從室溫將襯底加熱至預定的溫度，該預定的溫度剛好低于外殼材料的破裂溫度。如果將溫度保持得較低，甚至可用較高百分比的CF4或其他含氟的氣體化合物來除去離子注入外殼，(典型地占總處理氣流的約3％到約15％)，而不會引起嚴重的損害。
一旦完成除去離子注入外殼的第一步驟，就可以將襯底溫度升高到大約200℃和300℃之間的正常光刻膠清除溫度。在這些較高的溫度下，經(jīng)常用很低濃度的含氟氣體，其濃度僅僅為0.2％到1％。
利用基于燈輻射的加熱技術(shù)的一個問題就是，很難在整個襯底上保持溫度均勻性。運用輻射加熱方式經(jīng)常會在襯底上存在相當大的溫度差異，這樣會導致整個襯底上的處理速率的類似差異，使得在處理過程中，比起襯底的其他部分，襯底的某些區(qū)域在更晚的階段被處理完畢。因此，就必須延長化學處理時間，以確保加熱緩慢的區(qū)域有時間來完成處理。然而，這種額外的加熱時間也會引起更大的二氧化硅損失。在先進的半導體技術(shù)中，隨著臨界幾何尺寸的減小，甚至只有幾個埃的二氧化硅損失就是不能接受的。
另一個可選的襯底加熱方法是用熱卡盤來加熱襯底或光刻膠層(photoresist layer)。然而，大塊狀的熱卡盤的溫度通常很難迅速改變，從而顯著增加了處理時間?？蛇x地，可以將卡盤保持在恒定的溫度，該溫度低于離子注入光刻膠的破裂溫度。雖然較大塊的熱卡盤能夠與襯底進行非常均勻的熱傳遞，但因為降低的晶片溫度，總處理時間通常顯著比基于燈的系統(tǒng)長。因此，盡管有上述的不希望出現(xiàn)的非均勻性問題，為提高處理量，從經(jīng)濟實用的角度來說，通常更喜歡使用基于燈的系統(tǒng)來加熱晶片。
綜上所述，希望將兩種加熱方式的優(yōu)點接合起來，即熱卡盤所能達到的加熱均勻性和基于燈的晶片加熱系統(tǒng)通常所能獲得的晶片溫度可變性。因此，需要一種改進的系統(tǒng)和方法，用以在處理的過程中快速并均勻地改變襯底的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
由上述得知，在較低的溫度下(例如，100℃到120℃之間)除去光刻膠的外殼是有利的，然后應(yīng)該針對清除剩余部分的處理過程升高溫度以提高處理量。
本發(fā)明的一個實施例包括一種利用固定溫度的熱卡盤來分階段地改變襯底溫度的方法，該方法是通過有選擇地改變豎直方向上襯底相對于熱卡盤的位置來實現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種利用熱卡盤在處理室內(nèi)加熱襯底的方法。根據(jù)這個實施例的方法，將襯底降到卡盤上并加熱到小于卡盤溫度的第一溫度。然后，升高襯底，使其離開卡盤，對襯底進行處理，此時，襯底被支撐在卡盤的上方。然后將襯底降回到卡盤，并加熱到高于第一溫度的第二溫度以便于進一步處理襯底。
根據(jù)另一個實施例，提供了一種在襯底的處理工序(processingsequence)中控制襯底溫度的方法。該方法包括提供處于第一溫度的熱卡盤，該第一溫度至少是所需的最高襯底溫度，而且在余下的處理步驟中，將卡盤的溫度一直保持在第一溫度。該方法還包括將晶片支撐在卡盤的上方，并有選擇地增大和減小襯底和卡盤之間的間距，從而改變襯底的溫度。在另一個實施例中，在預定長度的一端時間內(nèi)，保持襯底鄰近卡盤以使襯底的溫度升高到所需的溫度。在又一個實施例中，改變室內(nèi)的壓強以便于卡盤和襯底之間的熱傳遞。
本發(fā)明的又一個實施例提供了一種襯底處理系統(tǒng)。根據(jù)這個實施例，該系統(tǒng)包括處理室和熱卡盤，該卡盤設(shè)計成在順次進行裝載、處理和卸載多個晶片的過程中保持恒定的溫度。該系統(tǒng)還進一步包括用于支撐襯底的支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)與運動控制系統(tǒng)耦合，該運動控制系統(tǒng)能夠有選擇地改變熱卡盤頂面和襯底底面之間的距離。當襯底被支撐在兩個或多個分離的位置時，這個實施例的系統(tǒng)被設(shè)計成還能夠處理襯底。
根據(jù)另一個實施例，襯底處理系統(tǒng)進一步包括自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)被編程以順次執(zhí)行下列步驟將室內(nèi)的壓強降到處理壓強；降低襯底，使其鄰近卡盤；保持襯底鄰近卡盤直到襯底達到第一溫度；升高襯底，使其位于卡盤的上方；以及對升高的襯底執(zhí)行第一處理步驟。
在又一個實施例中，執(zhí)行完第一處理步驟后，該自動控制系統(tǒng)被編程以順次執(zhí)行下列步驟降低襯底，使其鄰近卡盤，并保持襯底鄰近卡盤直到襯底達到更高的第二溫度；以及執(zhí)行第二處理步驟。
而且，在又一個實施例中，自動控制系統(tǒng)進一步設(shè)計成能夠在降低襯底使其鄰近卡盤之前，改變室內(nèi)的壓強到中間壓強，該中間壓強在處理壓強和裝載/卸載壓強之間。
本發(fā)明的另一個實施例包括一種在對二氧化硅襯底進行處理期間控制二氧化硅損失的方法，該方法是通過改變含氟氣體化合物的濃度來實現(xiàn)的，該濃度是襯底溫度的反函數(shù)(inverse function)。在一個實施例中，該方法是在處理室內(nèi)執(zhí)行的，在襯底處理的多個循環(huán)中熱卡盤一直保持單一固定的溫度。
本發(fā)明的又一個實施例包括一種在對二氧化硅襯底進行處理期間控制二氧化硅損失的方法，該方法是通過改變等離子體功率級實現(xiàn)的，該等離子體功率級是襯底溫度的函數(shù)。在一個實施例中，該方法是在處理室內(nèi)執(zhí)行的，在襯底處理的多個循環(huán)中熱卡盤一直保持單一固定的溫度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有某些特征的熱卡盤和晶片升降系統(tǒng)的實施例的橫截面示意圖；圖2a示出根據(jù)本發(fā)明的具有某些特征的一個示例性處理順序的流程圖；圖2b示出根據(jù)本發(fā)明的具有某些特征的可選示例性處理順序的流程圖；圖2c示出根據(jù)本發(fā)明的具有某些特征的可選示例性處理順序的流程圖；圖3是在一個示例性處理過程的襯底溫度相對于處理時間的變化曲線，其中襯底被分數(shù)個階段加熱；圖4是在圖3的處理過程中CF4的濃度相對于處理時間和處理溫度的變化曲線。
具體實施例方式
根據(jù)優(yōu)選實施例的處理室10在圖1被示出。處理室10與遠端或員距離處(remote)的等離子體單元(未示出)存在液體連通，盡管普通技術(shù)人員能夠意識到也可以使用現(xiàn)場的等離子體處理器。晶片支撐機構(gòu)或卡盤12位于處理室10內(nèi)。將卡盤12初始加熱(例如，通過在其中循環(huán)的熱流體、通過電阻加熱和通過任何其他合適的方法)到處理溫度，并且優(yōu)選地在下述的后續(xù)處理過程中保持基本恒定的溫度。
在本文中使用的術(shù)語“恒定的溫度或恒溫”是一個廣義的用語，其含義是其通常的含義，毫無限制的意義，指的是所需的溫度，其在有限的一段時間內(nèi)大致不變。這里所用的“基本不變或大致不變”意思是，在所述的有限的一段時間內(nèi)，將所述溫度保持在可以接受的范圍內(nèi)。普通技術(shù)人員根據(jù)此公開文件可以認識到，對于某項溫度值，一定程度的變化是可以接受的，一個溫度不需要精確地保持為單一值才能被認為是在特定的一段時間內(nèi)是“恒定或恒定不變”。
通過閘門40(gate valve)將襯底14裝載到處理室10內(nèi)。如圖1所示，開始，用升降桿16(lift pin)將襯底14支撐在卡盤12的上方，升降桿16延伸穿過晶片卡盤12，可選地，襯底14可以由拾取裝置(pick-up device)或其他機構(gòu)支撐或懸置。可以在一個或多個升降桿16上配置熱電偶(未示出)以檢測襯底14的溫度。可選地，可以利用其他直接接觸式的測量裝置或輻射測量的(光學的)溫度測量裝置，直接接觸式的測量裝置例如是高溫計，輻射測量的裝置例如是光學纖維溫度計或光點輻射溫度計(spot radiation thermometer)。
升降機構(gòu)20可以使襯底相對與卡盤12升高或降低。在所示的實施例中，可用升降機構(gòu)伸出或收回升降桿16，因此使升降桿16可以相對于卡盤12豎直向上或向下移動。在所示的實施例中，升降機構(gòu)20包括升降桿16被支撐其上的升降平臺24。升降平臺24連到升降螺桿(liftscrew)26的一端，螺桿26可以是蝸桿(worm screw)或其他的運動控制螺桿。升降螺桿26可以由電動機30驅(qū)動，從而移動升降平臺24，因此伸出或收回升降桿16。電動機30可以是任何合適類型的電動機，例如永磁電動機、或步進式電動機。
在可選的實施例中，升降機構(gòu)20可以包括其他機械的、電的和/或電子組件來控制襯底在豎直方向上的運動。例如，升降平臺24的高度可以通過啟動杠桿式升降機、氣壓缸或液壓缸、齒輪、等等來控制。另外，升降機構(gòu)20也可以通過自動控制裝置來操作，自動控制裝置設(shè)計成可以控制晶片14相對于熱卡盤12的位置。
優(yōu)選地，在整個襯底處理的循環(huán)中，將卡盤12的溫度恒定地保持在所需的高溫。因此，在將襯底裝載到處理室內(nèi)之前，優(yōu)選地將卡盤升溫至所需的高溫，然后使卡盤保持所需的高溫，至少要到所有的襯底加熱步驟完畢為止。在一個實施例中，卡盤保持高溫直到所有的襯底處理步驟完成后，而在另一個實施例中，卡盤保持高溫直到襯底被移出處理室后。
在某些實施例中，卡盤12所保持的、所需的高溫可以等于最高的處理溫度，例如大量清除處理的溫度(bulk removal processtemperature)。對于清除光刻膠而言，例如，卡盤12的溫度優(yōu)選地設(shè)置成在約200℃和300℃之間，而且更優(yōu)選地，約在225℃和250℃之間?？蛇x地，卡盤12可以保持在高于最高處理溫度的所需高溫。例如，在同樣的上述清除光刻膠的處理過程中，卡盤可以保持在高于300℃的溫度，從而使得晶片可以更快地被加熱到最高的、所需的處理溫度。
在用泵抽空處理室10至所需的處理壓強的這段時間內(nèi)，襯底14被支撐在升降桿16上，用于清除光刻膠所需的處理壓強典型地在約0.5托和3托之間。處理室10被抽空后，將典型地處于室溫或稍高于室溫的襯底14降到熱卡盤12上。因為襯底14和熱卡盤12之間只有很少的熱傳導氣體，襯底14的溫度上升就會緩慢下來，從而可以避免襯底14的卷曲問題(curling problem)。
可以用具有熱電偶、輻射測量裝置或其他的熱測量工具的試驗襯底14來測量隨著時間襯底14溫度的上升。開始的時候，襯底14和熱卡盤12之間具有顯著的溫度梯度。因此，襯底14降到卡盤12上后的緊接著溫度上升的速率是最大的。隨著襯底14的溫度越來越接近熱卡盤12的溫度，襯底14溫度上升的速率就會減慢。
利用升降機構(gòu)20，襯底14可以有選擇地降到或升離熱卡盤12。優(yōu)選地，不將襯底14升離卡盤12太遠，否則會影響到處理室10的氣流動力學特性，因為這種干擾會影響清除處理的速率和/或均勻性。在所示的實施例中，精確升降機構(gòu)20將襯底14置于一個預知的可重復的位置，該位置在熱卡盤12的上方。因此，可以控制襯底14和卡盤12之間的熱傳遞。利用從經(jīng)驗的儀器測試所收集的數(shù)據(jù)，可以預測襯底14的溫度，該溫度是時間和從固定溫度的卡盤12到襯底的距離的函數(shù)。
利用這些預測值，可以建立自動控制系統(tǒng)，通過改變由支撐桿所支撐的晶片在熱卡盤上方的位置來控制襯底的溫度。自動控制系統(tǒng)也可以包括各種傳感器中的任一種，用以連續(xù)地監(jiān)測一個或多個影響襯底處理的變量。例如，傳感器可以用于監(jiān)測晶片的溫度、卡盤的溫度、晶片支撐桿的位置、處理室內(nèi)的壓強、和/或任何其他影響晶片處理的參數(shù)。來自這些傳感器的信息可以被控制系統(tǒng)利用，從而增大或減小晶片和卡盤之間的間距以達到所需的處理條件。
這里所說的將晶片降到熱卡盤“上”指的是，將晶片降到與卡盤有直接實際接觸(direct physical contact)時所處的位置、和將晶片降到略高于熱卡盤的表面但非常接近該表面時所處的位置。例如，將晶片降到一個位置，在此位置處，晶片被支撐在距離卡盤千分之幾英寸(例如，約0.05毫米到約0.254毫米)的上方，這種情形仍然在本公開文件的將晶片降到卡盤“上”所指的范圍內(nèi)。同樣，升高晶片使其“離開”卡盤廣義地指增大晶片和卡盤之間的間距的任何運動。
在很多處理過程中，希望在各種步驟中，襯底14保持穩(wěn)定的溫度以更好地管理和控制處理結(jié)果。在一個示例性的除去離子注入光刻膠的處理過程中，一旦晶片的溫度達到剛好低于外殼破裂溫度的初始溫度，就可以將襯底14升高，使其與熱卡盤12離開一小段距離從而限制襯底14溫度的進一步增高。因為襯底14被掛置于一個相對的真空內(nèi)，到晶片和來自晶片的熱傳遞的基本模式，是通過支撐桿16進行的傳導、或到(或來自)卡盤和/或處理室壁的輻射發(fā)生的。因為支撐桿16和襯底之間的接觸很小(因此使通過支撐桿16進行的傳導最小化)，而且因為卡盤的溫度高于晶片的溫度，所以襯底14一般保持在相對恒定的溫度(在顆接受的幾度的溫度變化范圍內(nèi))，直到襯底降回熱卡盤12上。因此，利用固定溫度的熱卡盤12通過控制晶片相對于卡盤12的位置，可以達到逐次增加的、可控制的襯底14溫度。
現(xiàn)在參考圖2a，示出了一個優(yōu)選的除去注入光刻膠的處理過程。在開始處理之前，優(yōu)選地將熱卡盤加熱到一定的溫度，該溫度至少等于在處理過程中晶片被加熱到的最高溫度。例如，在圖2所示的實施例中，熱卡盤可以被加熱到并保持在等于或高于步驟170的大量清除的溫度。在單個處理進程中或在一批處理進程(例如，在幾個襯底的處理進程中)中，熱卡盤的溫度可以一直有利地保持等于或高于大量清除的溫度。
根據(jù)光刻膠清除處理的一個優(yōu)選的實施例，在步驟100，襯底被裝載到壓強處于大氣壓的處理室內(nèi)。開始的時候，襯底被支撐在卡盤的上方(例如，通過圖1實施例中的升降桿)。然后，在步驟110，抽空處理室到近似于執(zhí)行處理所需的壓強(優(yōu)選地，在約0.5托和3托之間)。在所述的處理過程中，而且優(yōu)選地在一批幾個晶片的順序處理過程中，卡盤大約保持處理溫度(優(yōu)選地在大約200℃和300℃之間，更優(yōu)選地，在大約225℃和250℃之間)。
在步驟110，處理室壓強被降低后，在步驟120，將襯底朝熱晶片卡盤降低。優(yōu)選地，在步驟120，降低襯底直到其實際接觸到卡盤，雖然在某些實施例中，襯底可以保持在略高于卡盤的上方(例如，晶片可以被支撐在距離卡盤千分之幾英寸、或約0.05毫米和約0.254毫米的上方)，從而能夠主要通過輻射使晶片非常均勻地受熱。在步驟130，將襯底加熱預定的一段時間，直到襯底達到中間溫度，在該中間溫度下，執(zhí)行步驟150的除去外殼過程。總體而言，除去外殼的溫度典型地低于卡盤所保持的溫度。然后在步驟140將襯底升離卡盤，以進行下一個步驟。
一旦在步驟140襯底被升到卡盤的上方，在步驟150就可以除去光刻膠的注入外殼，而此時，晶片處于除去外殼的溫度。除了包括氧化劑氣體(例如，通過遠距離的等離子體單元提供的5slm的作為載氣的氧氣)的常規(guī)等離子體灰化化學試劑(plasma asher chemistry)外，優(yōu)選地加入氫氣和含氟的氣體以便于除去光刻膠外殼。例如，優(yōu)選地通過遠距離的等離子體發(fā)生器向氣流中加入3-15％(在N2和He中)的1000sccm的H2和/或CF4(整個氣體流量的1-3％)，也可以使用現(xiàn)場等離子體發(fā)生器。
除去外殼后，在步驟160，再將襯底降到卡盤上以再次加熱襯底。在步驟170，襯底被加熱到更高的溫度，在此溫度下，進行標準(非注入的)光刻膠的清除過程。然后在步驟180，標準(非注入的)光刻膠可以在升高的溫度被更快地清除。
在可選的一個實施例中，例如，由圖2b所示，通過改變處理室10內(nèi)的壓強到中間壓強可以加速襯底14的加熱速率，從而增強襯底14和熱卡盤12之間的熱傳遞，該中間壓強在處理壓強和裝載/卸載壓強之間。根據(jù)某些實施例，中間壓強優(yōu)選地在約10托和約100托之間，例如，如在2000年12月27日授權(quán)的共有的美國專利No.6409932所述的那樣，該專利在這里被參考引入。在圖2b所示的實施例中，在步驟130將襯底加熱到除去外殼的溫度之前，在步驟112將處理室內(nèi)的壓強降到中間加熱壓強。為了執(zhí)行除去外殼的處理過程，在步驟132，再將處理室的壓強降到用于除去外殼的處理過程所需的處理壓強。
在又一個可選的實施例中，例如，由圖2c所示，隨著襯底14的溫度接近熱卡盤12的溫度，在第二(更高溫度)處理階段期間，襯底14的加熱速率可以被加速。如普通技術(shù)人員所理解的那樣，在正常情況下，隨著襯底14的溫度接近熱卡盤12的溫度，熱卡盤和襯底之間的熱傳遞速率會減小。因此，在步驟152，通過將處理室內(nèi)的壓強增大到中間壓強，卡盤12和襯底14之間的熱傳遞速率會增大到大于處理室內(nèi)的壓強為處理壓強時熱量被傳遞的速率。
在又一個實施例中，對于加熱步驟130和170，通過改變處理室10內(nèi)的壓強到中間壓強，可以將圖2b和圖2c的處理過程結(jié)合起來。另外，在包括另外步驟的其他處理循環(huán)中，對于任何加熱步驟，處理室內(nèi)的壓強都可以被改變到中間壓強。
在圖2a所示的注入光刻膠的清除處理過程中，襯底在兩個階段130，170被加熱。在某些情況下，可能希望以超過兩個的階段來加熱襯底。例如，在圖3的曲線圖中，襯底被以三個上升階段200、210和220被加熱。在這些加熱階段200、210和220中，襯底與卡盤接觸，或者非常接近卡盤。在加熱階段200、210和220之間的穩(wěn)定狀態(tài)階段250和260期間，襯底從卡盤移開，從而保持相對恒定的溫度，在所述穩(wěn)定狀態(tài)階段期間，通常會對襯底進行處理。另外，至少在穩(wěn)定狀態(tài)階段250和260中，優(yōu)選地將處理室保持在低壓狀態(tài)。在另外的實施例中，在上升階段200、210和220中，可以將處理室壓強保持在中間壓強(約10到約100托)狀態(tài)。
為了控制在處理過程中，CF4和其他含氟的氣體化合物在襯底的二氧化硅層和其他敏感層上的反應(yīng)速率，CF4的百分比或數(shù)量可以作為襯底溫度的函數(shù)而變化。例如，在上述的除去光刻膠的過程中，在最低的溫度范圍內(nèi)用3％的CF4?？梢杂酶甙俜直鹊腃F4，這取決于特定的處理過程所允許的最大二氧化硅損失。
圖4所示為CF4的濃度曲線，該濃度是處理時間的函數(shù)，該函數(shù)呈分級的變化，該變化對應(yīng)于圖3中的恒定溫度卡盤處理過程中所示的襯底處理溫度。如所示的那樣，在低襯底溫度200下，或當襯底從室溫升高到初始溫度平衡段(temperature palteau)時，CF4氣的百分比可以是最大的所需的安全水平。在具有更高溫度的第二階段250，CF4的百分比可以降到，例如，約2％的水平。這個順序可以繼續(xù)下去，直到CF4的含量降到僅僅為大約0.25％、0.125％、或者甚至為0％?？蛇x地，隨著襯底溫度的上升，CF4和其他含氟氣體的百分比可以保持不變。然而，如果在改變氣體組成的同時將襯底保持在相對恒定的溫度，就可以得到更適于預測的、更一致的結(jié)果和更短的總處理時間。
作為一種額外的或者可選的控制二氧化硅損失的方法，在上述的一個或更多個恒頂溫度卡盤處理過程中，可以根據(jù)襯底溫度有選擇地改變等離子體功率級。例如，在圖3的處理過程中，在上升階段200、210和220中，可以降低等離子體功率級，從而進一步降低二氧化硅損失的風險。
在步驟180，清除完余下的光刻膠后，打開處理室，從處理室移走或卸載被處理過的晶片。然后新的襯底被裝載到處理室內(nèi)，從而又開始上述的工序。
雖然本發(fā)明公開了某些優(yōu)選的實施例和示例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍不僅僅限于這些具體公開的實施例，還可擴展到其他可選的實施例、和/或本發(fā)明的用途、和明顯的修改、和與其等同的。應(yīng)該進一步理解的是，可以將實施例的具體特征和方面進行各種組合或子組合，組合的結(jié)果仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。所希望的是，在此所公開的本發(fā)明的范圍并不是由特定的上述公開實施例限定的，而是應(yīng)該僅由所附的權(quán)利要求書的正確含義確定。
應(yīng)該注意到的是，上述本發(fā)明的某些目的和優(yōu)點是為了描述本發(fā)明和相對現(xiàn)有技術(shù)所獲得的優(yōu)點。當然，應(yīng)當理解的是，根據(jù)本發(fā)明的任何特定的實施例，并不是可以獲得這些所有的目的和優(yōu)點。因此，例如，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認識到的是，可以按下面的方式來實施和執(zhí)行本發(fā)明，即能夠獲得或優(yōu)化這里所提供的一個優(yōu)點或一組優(yōu)點，而不需要獲得這里所提供或建議的其他目的和優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種在處理室內(nèi)利用熱卡盤加熱襯底的方法，包括將所述襯底降到所述卡盤上；將所述襯底加熱到低于所述卡盤的溫度的第一溫度；升高所述襯底，使其離開所述卡盤，此時，所述襯底的溫度為所述第一溫度；對所述襯底進行處理，此時，所述襯底被升高離開所述卡盤；將所述襯底降回到所述卡盤上；將所述襯底加熱到大于所述第一溫度的第二溫度；和將所述襯底加熱到所述第二溫度后，進一步對所述襯底進行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理包括光刻膠灰化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述卡盤的溫度在所述方法的所有步驟中，一直保持恒定。
4.一種在襯底的處理順序過程中控制襯底溫度的方法，所述方法包括提供處于第一溫度的熱卡盤，所述第一溫度至少等于所需的最高襯底溫度，而且將所述卡盤的溫度保持在所述第一溫度；將晶片支撐在所述卡盤的上方；通過有選擇地增大和減小所述襯底和所述卡盤之間的間距，在多個位置之間有選擇地移動所述襯底；和在所述多個位置處對所述晶片進行處理，同時，將所述卡盤的溫度保持在所述第一溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括，在預定長度的一段時間內(nèi)，保持所述襯底鄰近所述卡盤以使所述襯底的溫度升高到所需的溫度。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括，在加熱或冷卻的步驟中，改變室內(nèi)的壓強以便于所述卡盤和所述襯底之間的熱傳遞。
7.一種襯底處理系統(tǒng)，包括處理室；熱卡盤，其設(shè)計成在順次進行裝載、處理和卸載多個晶片的過程中保持恒定的溫度；和用于支撐襯底的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)與運動控制系統(tǒng)耦合，所述控制系統(tǒng)北設(shè)計成能夠在多個分離的位置之間，有選擇地改變所述熱卡盤頂面和所述襯底底面之間的距離；其中當所述襯底被支撐在兩個或多個分離的位置時，所述系統(tǒng)也能夠處理襯底。
8.如權(quán)利要求6所述的襯底處理系統(tǒng)，進一步包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)被編程以順次執(zhí)行下列步驟將室內(nèi)的壓強降到處理壓強；降低所述襯底，使其鄰近所述卡盤；保持所述襯底鄰近卡盤直到所述襯底達到第一溫度；升高所述襯底，使其位于所述卡盤的上方；以及執(zhí)行第一處理步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的襯底處理系統(tǒng)，其中，執(zhí)行完所述第一處理步驟后，所述自動控制系統(tǒng)進一步被編程以順次執(zhí)行下列步驟降低所述襯底，使其鄰近所述卡盤，保持所述襯底鄰近所述卡盤直到所述襯底達到第二溫度；執(zhí)行第二處理步驟。
10.如權(quán)利要求8所述的襯底處理系統(tǒng)，其中，所述自動控制系統(tǒng)進一步設(shè)計成能夠在降低所述襯底使其鄰近所述卡盤之前，改變室內(nèi)的壓強到中間壓強，所述中間壓強在處理壓強和裝載/卸載壓強之間。
11.一種在對二氧化硅襯底進行處理期間控制二氧化硅損失的方法，所述方法包括，改變含氟氣體化合物的濃度，所述濃度是襯底溫度的反函數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述襯底溫度是由熱卡盤控制的，在多個處理循環(huán)中所述熱卡盤一直保持固定的溫度。
13.一種在對二氧化硅襯底進行處理期間控制二氧化硅損失的方法，所述方法包括，改變等離子體功率級，所述等離子體功率級是襯底溫度的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述襯底溫度是由熱卡盤控制的，在多個處理循環(huán)中所述熱卡盤一直保持固定的溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用熱卡盤在處理室內(nèi)加熱襯底的方法。根據(jù)所述方法，將所述襯底降到所述的卡盤上，并加熱到低于所述卡盤的溫度的第一溫度。然后升高所述襯底，使其離開所述卡盤，對所述襯底進行處理，此時，所述襯底被支撐在所述卡盤的上方。然后將所述襯底降回到所述卡盤，加熱到大于所述第一溫度的第二溫度以進一步對襯底進行處理。
文檔編號H01L21/02GK1682350SQ03821363
公開日2005年10月12日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
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