專利名稱：利用分壓調(diào)節(jié)化學(xué)氧化物去除工藝的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理襯底的方法和系統(tǒng)，更具體而言，涉及用于襯底的化學(xué)處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體處理過(guò)程中，可利用(干法)等離子體蝕刻工藝來(lái)去除或蝕刻沿細(xì)線或圖案化在硅襯底上的過(guò)孔或觸點(diǎn)內(nèi)的材料。等離子體蝕刻工藝通常包括將具有上覆的圖案化保護(hù)層(例如光刻膠層)的半導(dǎo)體襯底定位在處理室內(nèi)。襯底定位到室內(nèi)之后，以預(yù)定流率將可離子化的、離解的氣體混合物引入室內(nèi)，同時(shí)節(jié)流真空泵以獲得環(huán)境處理壓強(qiáng)。此后，當(dāng)電子將存在的部分氣體物質(zhì)(species)離子化時(shí)，形成等離子體，其中電子是電感性或電容性通過(guò)傳輸射頻(RF)功率，或例如利用電子回旋加速器共振(ECR)產(chǎn)生的微波功率來(lái)加熱的。而且，受熱電子用來(lái)離解某些種類的環(huán)境氣體物質(zhì)，并生成適于暴露表面蝕刻化學(xué)處理的反應(yīng)物物質(zhì)。形成等離子體后，選定的襯底表面就被等離子體蝕刻。調(diào)節(jié)此工藝至合適的條件，包括適當(dāng)濃度的所需反應(yīng)物和離子的量，從而在襯底的選定區(qū)域蝕刻各種特征(例如，溝槽、過(guò)孔、觸點(diǎn)、柵極等)。這種需要蝕刻的襯底材料包括二氧化硅(SiO2)、低k介電材料、多晶硅和氮化硅。
在材料處理過(guò)程中，蝕刻這種特征通常包括將在掩模層內(nèi)形成的圖案?jìng)鬟f給下面的膜，在該膜內(nèi)形成各個(gè)特征。掩?？梢岳绨ü饷舨牧侠?負(fù)性或正性)光刻膠多層(包括光刻膠涂層和抗反射涂層(ARC))，或者掩?？梢园ㄓ蓪⒗绻饪棠z的第一層中的圖案?jìng)鬟f給下面的硬掩模層而形成的硬掩模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于處理襯底的方法和系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，描述了一種用于在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)襯底上的特征的目標(biāo)修整量的方法，包括利用包括第一反應(yīng)物、第二反應(yīng)物和處理壓強(qiáng)在內(nèi)的工藝配方執(zhí)行化學(xué)氧化物去除工藝，以在保持至少一個(gè)恒定參數(shù)恒定的同時(shí)獲取作為可變參數(shù)的函數(shù)的修整量數(shù)據(jù)，其中可變參數(shù)是第一組參數(shù)中的一個(gè)，第一組參數(shù)包括第一反應(yīng)物的量、第二反應(yīng)物的量和處理壓強(qiáng)，不同于可變參數(shù)的至少一個(gè)恒定參數(shù)是第二組參數(shù)中的一個(gè)，第二組參數(shù)包括第一反應(yīng)物的量、第二反應(yīng)物的量和處理壓強(qiáng)；確定修整量數(shù)據(jù)和可變參數(shù)之間的關(guān)系；利用目標(biāo)修整量數(shù)據(jù)和關(guān)系來(lái)確定可變參數(shù)的目標(biāo)值；通過(guò)將襯底暴露于利用可變參數(shù)的目標(biāo)值和至少一個(gè)恒定參數(shù)的工藝配方，來(lái)化學(xué)處理襯底上的特征；以及從特征基本去除目標(biāo)修整量。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，給出了一種用于利用工藝配方執(zhí)行化學(xué)氧化物去除工藝以實(shí)現(xiàn)襯底上的特征的目標(biāo)修整量的方法，包括確定修整量數(shù)據(jù)和工藝配方的某一氣體物質(zhì)的分壓之間的關(guān)系；設(shè)置目標(biāo)修整量；利用關(guān)系和目標(biāo)修整量來(lái)確定該氣體物質(zhì)的分壓的目標(biāo)值；根據(jù)該氣體物質(zhì)的分壓的目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)工藝配方；以及通過(guò)將襯底暴露于工藝配方來(lái)化學(xué)處理襯底上的特征。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，給出了一種用于在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)襯底上的目標(biāo)修整量的系統(tǒng)，包括化學(xué)處理系統(tǒng)，其用于通過(guò)在一段暴露時(shí)間內(nèi)將襯底暴露于工藝配方來(lái)改性襯底上的暴露表面層，工藝配方具有第一處理氣體的量、第二處理氣體的量、可選惰性氣體的量和處理壓強(qiáng)；熱處理系統(tǒng)，其用于熱處理襯底上的經(jīng)化學(xué)改性的表面層；以及控制器，其耦合到化學(xué)處理系統(tǒng)，并且被配置成對(duì)于一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)使用修整量和可變參數(shù)之間的關(guān)系，其中可變參數(shù)是第一組參數(shù)中的一個(gè)，第一組參數(shù)包括第一反應(yīng)物的所述量、第二反應(yīng)物的所述量、可選惰性氣體的量和處理壓強(qiáng)，并且不同于可變參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)是第二組參數(shù)中的一個(gè)，第二組參數(shù)包括第一反應(yīng)物的量、第二反應(yīng)物的量、可選惰性氣體的量和處理壓強(qiáng)。


在附圖中圖1A圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于化學(xué)處理系統(tǒng)和熱處理系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖1B圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于化學(xué)處理系統(tǒng)和熱處理系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖1C圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于化學(xué)處理系統(tǒng)和熱處理系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的化學(xué)處理系統(tǒng)的透視圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱處理系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的熱處理系統(tǒng)的透視圖；
圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底支座的示意性剖視圖；圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣體分配系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖9A圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氣體分配系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖9B給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖9A中所示的氣體分配系統(tǒng)的放大圖；圖10A和10B給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖9A中所示的氣體分配系統(tǒng)的透視圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底升降組件；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱絕緣組件的側(cè)視圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱絕緣組件的頂視圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱絕緣組件的剖面?zhèn)纫晥D；圖15示出了用于處理襯底的流程圖；圖16給出了在化學(xué)氧化物去除工藝中對(duì)于某一壓強(qiáng)修整量數(shù)據(jù)與反應(yīng)氣體比率之間的函數(shù)關(guān)系；圖17給出了在化學(xué)氧化物去除工藝中對(duì)于另一壓強(qiáng)修整量數(shù)據(jù)與反應(yīng)氣體比率之間的函數(shù)關(guān)系；圖18給出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)氧化物去除工藝中的分壓的工藝模型；圖19給出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)氧化物去除工藝中的分壓的工藝模型；以及圖20給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)目標(biāo)修整量的方法。
具體實(shí)施例方式
在材料處理方法中，圖案蝕刻包括在襯底上表面上涂布光敏材料(例如光刻膠)薄層，隨后將其圖案化以提供用于在蝕刻時(shí)將此圖案?jìng)鬟f至下面薄膜的掩模。光敏材料的圖案化通常包括利用例如微光刻系統(tǒng)由輻射源通過(guò)光罩(和相關(guān)光學(xué)器件)曝光光敏材料，然后利用顯影溶液去除光敏材料的輻照區(qū)域(在正性光刻膠的情況下)或未輻照區(qū)域(在負(fù)性光刻膠的情況下)。
另外，可以使用多層和硬掩模來(lái)蝕刻薄膜中的特征。例如，當(dāng)用硬掩模蝕刻薄膜中的特征時(shí)，采用在薄膜主要蝕刻步驟之前的單獨(dú)的蝕刻步驟將光敏層中的掩模圖案轉(zhuǎn)移至硬掩模層。硬掩?？衫邕x自用于硅處理的幾種材料，包括例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)或碳。
為了減小形成在薄膜中的特征尺寸，可用例如兩步法對(duì)硬掩模進(jìn)行側(cè)面修整，該兩步法包括硬掩模層暴露表面的化學(xué)處理以改性硬掩模層的表面化學(xué)，以及硬掩模層暴露表面的后處理以解吸改性的表面化學(xué)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，圖1A示出了用于例如利用掩模層修整來(lái)處理襯底的處理系統(tǒng)1。處理系統(tǒng)1包括第一處理系統(tǒng)10和耦合到第一處理系統(tǒng)10的第二處理系統(tǒng)20。例如，第一處理系統(tǒng)10可包括化學(xué)處理系統(tǒng)，第二處理系統(tǒng)20可包括熱處理系統(tǒng)。或者，第二處理系統(tǒng)20可包括襯底沖洗系統(tǒng)，例如水沖洗系統(tǒng)。另外，如圖1A所示，傳輸系統(tǒng)30可耦合到第一處理系統(tǒng)10，以將襯底傳入和傳出第一處理系統(tǒng)10和第二處理系統(tǒng)20，并與多元制造系統(tǒng)40交換襯底。第一和第二處理系統(tǒng)10、20和傳輸系統(tǒng)30可例如包括多元制造系統(tǒng)40內(nèi)的處理元件。例如，多元制造系統(tǒng)40可將襯底傳入或傳出處理元件，所述處理元件包括諸如蝕刻系統(tǒng)、沉積系統(tǒng)、涂布系統(tǒng)、圖案化系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等之類的設(shè)備。為了隔離第一和第二系統(tǒng)中進(jìn)行的工藝，可用隔離組件50耦合各個(gè)系統(tǒng)。例如，隔離組件50可包括提供熱隔離的熱絕緣組件和提供真空隔離的閘門閥組件中的至少之一。當(dāng)然，處理系統(tǒng)10和20以及傳輸系統(tǒng)30可以任意次序布置。
或者，在另一個(gè)實(shí)施例中，圖1B示出了用于利用諸如掩模層修整之類的工藝來(lái)處理襯底的處理系統(tǒng)100。處理系統(tǒng)100包括第一處理系統(tǒng)110和第二處理系統(tǒng)120。例如，第一處理系統(tǒng)110可包括化學(xué)處理系統(tǒng)，第二處理系統(tǒng)120可包括熱處理系統(tǒng)?；蛘?，第二處理系統(tǒng)120可包括襯底沖洗系統(tǒng)，例如水沖洗系統(tǒng)。另外，如圖1B所示，傳輸系統(tǒng)130可耦合到第一處理系統(tǒng)110，以將襯底傳入和傳出第一處理系統(tǒng)110，并且可耦合到第二處理系統(tǒng)120，以將襯底傳入和傳出第二處理系統(tǒng)120。另外，傳輸系統(tǒng)130可與一個(gè)或多個(gè)襯底盒(未示出)交換襯底。盡管在圖1B中只示出了兩個(gè)處理系統(tǒng)，但是其他處理系統(tǒng)也可訪問(wèn)傳輸系統(tǒng)130，包括諸如蝕刻系統(tǒng)、沉積系統(tǒng)、涂布系統(tǒng)、圖案化系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等之類的設(shè)備。為了隔離第一和第二系統(tǒng)中進(jìn)行的工藝，可用隔離組件150耦合各個(gè)系統(tǒng)。例如，隔離組件150可包括提供熱隔離的熱絕緣組件和提供真空隔離的閘門閥組件中的至少之一。另外例如，傳輸系統(tǒng)130可充當(dāng)隔離組件150的一部分。
或者，在另一個(gè)實(shí)施例中，圖1C示出了用于利用諸如掩模層修整之類的工藝來(lái)處理襯底的處理系統(tǒng)600。處理系統(tǒng)600包括第一處理系統(tǒng)610和第二處理系統(tǒng)620，其中第一處理系統(tǒng)610在垂直方向上層疊于第二處理系統(tǒng)620的頂部，如圖所示。例如，第一處理系統(tǒng)610可包括化學(xué)處理系統(tǒng)，第二處理系統(tǒng)620可包括熱處理系統(tǒng)?；蛘撸诙幚硐到y(tǒng)620可包括襯底沖洗系統(tǒng)，例如水沖洗系統(tǒng)。另外，如圖1C所示，傳輸系統(tǒng)630可耦合到第一處理系統(tǒng)610，以將襯底傳入和傳出第一處理系統(tǒng)610，并且可耦合到第二處理系統(tǒng)620，以將襯底傳入和傳出第二處理系統(tǒng)620。另外，傳輸系統(tǒng)630可與一個(gè)或多個(gè)襯底盒(未示出)交換襯底。盡管在圖1C中只示出了兩個(gè)處理系統(tǒng)，但是其他處理系統(tǒng)也可訪問(wèn)傳輸系統(tǒng)630，包括諸如蝕刻系統(tǒng)、沉積系統(tǒng)、涂布系統(tǒng)、圖案化系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等之類的設(shè)備。為了隔離第一和第二系統(tǒng)中進(jìn)行的工藝，可用隔離組件650耦合各個(gè)系統(tǒng)。例如，隔離組件650可包括提供熱隔離的熱絕緣組件和提供真空隔離的閘門閥組件中的至少之一。另外例如，傳輸系統(tǒng)630可充當(dāng)隔離組件650的一部分。
通常，圖1A中所示的處理系統(tǒng)1的第一處理系統(tǒng)10和第二處理系統(tǒng)20的至少一個(gè)包括至少兩個(gè)傳輸開口，以允許襯底通過(guò)其進(jìn)行傳輸。例如，如圖1A所示，第二處理系統(tǒng)20包括兩個(gè)傳輸開口，第一傳輸開口允許襯底在第二處理系統(tǒng)20與傳輸系統(tǒng)30之間傳輸，第二傳輸開口允許襯底在第一處理系統(tǒng)與第二處理系統(tǒng)之間傳輸。然而，關(guān)于圖1B中所示的處理系統(tǒng)100和圖1C中所示的處理系統(tǒng)600，每個(gè)處理系統(tǒng)110、120和610、620分別包括至少一個(gè)傳輸開口以允許襯底通過(guò)其進(jìn)行傳輸。
現(xiàn)參考圖2，圖2示出了用于對(duì)襯底進(jìn)行化學(xué)處理和熱處理的處理系統(tǒng)200。處理系統(tǒng)200包括化學(xué)處理系統(tǒng)210和耦合到化學(xué)處理系統(tǒng)210的熱處理系統(tǒng)220?；瘜W(xué)處理系統(tǒng)210包括可進(jìn)行溫度控制的化學(xué)處理室211。熱處理系統(tǒng)220包括可進(jìn)行溫度控制的熱處理室221?；瘜W(xué)處理室211和熱處理室221可用熱絕緣組件230使彼此絕熱，用閘門閥組件296使彼此真空隔離，這將在下文中更詳細(xì)地描述。
如圖2和3所示，化學(xué)處理系統(tǒng)210還包括被配置成與化學(xué)處理室211基本上絕熱并且支撐襯底242的溫度受控襯底支座240、耦合到化學(xué)處理室211以對(duì)化學(xué)處理室211進(jìn)行抽真空的真空泵系統(tǒng)250和用于將處理氣體引入到化學(xué)處理室211內(nèi)的處理空間262中的氣體分配系統(tǒng)260。
如圖2和5所示，熱處理系統(tǒng)220還包括安裝在熱處理室221內(nèi)的被配置成與熱處理室221基本上絕熱并且支撐襯底242’的溫度受控襯底支座270、用于對(duì)熱處理室221進(jìn)行抽真空的真空泵系統(tǒng)280和耦合到熱處理室221的襯底升降組件290。升降組件290可在支撐面(實(shí)線)與襯底支座270(虛線)或位于其間的傳輸面之間垂直移動(dòng)襯底242”。熱處理室221還可包括上部組件284。
另外，化學(xué)處理室211、熱處理室221和熱絕緣組件230定義了一個(gè)共用的開口294，襯底可通過(guò)其傳輸。在處理中，共用開口294可用閘門閥組件296封閉，從而允許在兩個(gè)室211、221內(nèi)進(jìn)行獨(dú)立處理。此外，可在熱處理室221內(nèi)形成傳輸開口298，以允許襯底如圖1A所示的與傳輸系統(tǒng)進(jìn)行襯底交換。例如，可運(yùn)用第二熱絕緣組件231以使熱處理室221與傳輸系統(tǒng)(未示出)之間絕熱。雖然圖中所示開口298為熱處理室221的一部分(與圖1A一致)，但傳輸開口298可在化學(xué)處理室211而不是熱處理室221中形成(室的位置與圖1A相反)，或者傳輸開口298既可在化學(xué)處理室211中形成，又可在熱處理室221中形成(如圖1B和1C所示)。
如圖2和3所示，化學(xué)處理系統(tǒng)210包括襯底支座240和襯底支座組件244，從而為熱控制和處理襯底242提供若干操作功能。襯底支座240和襯底支座組件244可包括靜電夾緊系統(tǒng)(或機(jī)械夾緊系統(tǒng))，從而以電方式(或機(jī)械方式)將襯底242夾緊到襯底支座240。此外，襯底支座240還可例如包括具有再循環(huán)冷卻劑流的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)接收來(lái)自襯底支座240的熱并將其傳輸至熱交換系統(tǒng)(未示出)，或當(dāng)加熱時(shí)，傳輸來(lái)自熱交換系統(tǒng)的熱。而且，可例如通過(guò)背面氣體系統(tǒng)將傳熱氣體送至襯底242的背面，從而提高襯底242與襯底支座240之間氣隙的導(dǎo)熱性。例如，供至襯底242背面的傳熱氣體可包括惰性氣體，例如氦氣、氬氣、氙氣、氪氣；處理氣體；或其它氣體，例如氧氣、氮?dú)饣驓錃?。?dāng)需要在高溫或低溫下對(duì)襯底進(jìn)行溫度控制時(shí)，可使用這樣的系統(tǒng)。例如，背面氣體系統(tǒng)可包括諸如兩區(qū)(中心-邊緣)系統(tǒng)之類的多區(qū)氣體分配系統(tǒng)，其中背面氣隙壓強(qiáng)可在襯底242中心與邊緣之間獨(dú)立變化。在其它實(shí)施例中，諸如電阻加熱元件或熱-電加熱器/冷卻器之類的加熱/冷卻元件可包含于化學(xué)處理室211的襯底支座240以及室壁中。
例如，圖7示出了用于執(zhí)行若干上述功能的溫度受控襯底支座300。襯底支座300包括耦合到化學(xué)處理室211的下壁的室配合構(gòu)件310、耦合到室配合構(gòu)件310的絕緣構(gòu)件312以及耦合到絕緣構(gòu)件312的溫度控制構(gòu)件314。室配合構(gòu)件310與溫度控制構(gòu)件314可由諸如鋁、不銹鋼、鎳等之類的導(dǎo)電和導(dǎo)熱材料制成。絕緣構(gòu)件312可由諸如石英、礬土、聚四氟乙烯(Teflon)等之類的具有較低導(dǎo)熱率的熱阻材料制成。
溫度控制構(gòu)件314可包括溫度控制元件，例如冷卻通道、加熱通道、電阻加熱元件或熱電元件。例如，如圖7所示，溫度控制構(gòu)件314包括具有冷卻劑入口322和冷卻劑出口324的冷卻劑通道320。冷卻劑通道320可例如是溫度控制構(gòu)件314內(nèi)的螺旋通路，允許例如水、Fluorinet、Galden HT-135等的冷卻劑流通過(guò)，從而提供溫度控制構(gòu)件314的傳導(dǎo)-對(duì)流冷卻。或者，溫度控制構(gòu)件314可包括一組熱電元件，能夠依賴于電流流過(guò)各個(gè)元件的方向?qū)σr底進(jìn)行加熱或冷卻。熱電元件的一個(gè)例子是可從Advanced Thermoelectric購(gòu)得的型號(hào)為ST-127-1.4-8.5M的元件(尺寸為40×40×3.4mm、最大傳熱功率為72W的熱電器件)。
另外，襯底支座300還可包括靜電夾緊裝置(ESC)328，該裝置包括陶瓷層330、嵌入陶瓷層330中的夾緊電極332以及通過(guò)電連接336與夾緊電極332相耦合的高電壓(HV)DC電壓源334。ESC328可例如是單極或雙極的。設(shè)計(jì)與實(shí)施這樣的夾緊裝置對(duì)靜電夾緊系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。
另外，襯底支座300還可包括背面氣體供給系統(tǒng)340，用于將傳熱氣體(例如惰性氣體，包括氦氣、氬氣、氙氣、氪氣；處理氣體；或其它氣體，包括氧氣、氮?dú)饣驓錃?通過(guò)至少一條氣體供給線342和多個(gè)氣孔和通道中的至少一個(gè)供給至襯底242的背面。背面氣體供給系統(tǒng)340可例如為諸如兩區(qū)(中心-邊緣)系統(tǒng)之類的多區(qū)供給系統(tǒng)，其中背面壓強(qiáng)可從中心至邊緣徑向變化。
絕緣構(gòu)件312還可包括熱絕緣間隙350，從而在溫度控制構(gòu)件314與下面的配合構(gòu)件310之間提供附加的熱絕緣。可用泵系統(tǒng)(未示出)或作為真空泵系統(tǒng)250一部分的真空管線將熱絕緣間隙350抽真空，和/或?qū)峤^緣間隙350耦合到氣體源(沒(méi)有示出)，從而改變其導(dǎo)熱率。氣體源可例如是背面氣體供給系統(tǒng)340，用于將傳熱氣體連接到襯底242的背面。
配合構(gòu)件310還可包括升降釘組件360，該升降釘組件360能升高或降低三個(gè)或更多升降釘362，從而將襯底242垂直移動(dòng)至處理系統(tǒng)的襯底支座300的上表面與傳輸面以及從所述的面開始垂直移動(dòng)。
每個(gè)構(gòu)件310、312和314還可包括緊固裝置(例如螺栓和螺孔)，從而使構(gòu)件之間彼此固定以及將襯底支座300固定于化學(xué)處理室211。而且，每個(gè)構(gòu)件310、312和314便于各個(gè)構(gòu)件的上述使用，當(dāng)需要將處理系統(tǒng)保持真空完整性時(shí)，可使用諸如彈性O(shè)型圈之類的真空密封件。
可用諸如熱電偶(例如K型熱電偶，Pt傳感器等)之類的溫度傳感裝置344來(lái)監(jiān)測(cè)溫度受控襯底支座240的溫度。而且，控制器可利用溫度測(cè)量作為至襯底支座組件244的反饋來(lái)控制襯底支座240的溫度。例如，可對(duì)流體流率、流體溫度、傳熱氣體類型、傳熱氣體壓強(qiáng)、夾緊力、電阻加熱元件的電流或電壓、熱電裝置電流或極性等中的至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)引起襯底支座240和/或襯底242的溫度變化。
參見圖2和3，化學(xué)處理系統(tǒng)210包括氣體分配系統(tǒng)260。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖8所示，氣體分配系統(tǒng)400包括噴淋頭氣體注入系統(tǒng)，其具有氣體分配組件402和耦合到氣體分配組件402并且被配置成形成氣體分配充氣空間406的氣體分配板404。盡管未示出，但是氣體分配充氣空間406可包括一個(gè)或多個(gè)氣體分配擋板。氣體分配板404還包括一個(gè)或多個(gè)氣體分配孔408，以將來(lái)自氣體分配充氣空間406的處理氣體分配至化學(xué)處理室211內(nèi)的處理空間。另外，一條或多條氣體供給線410、410’等可通過(guò)例如氣體分配組件耦合到氣體分配充氣空間406，以提供包括一種或多種氣體的處理氣體。處理氣體可例如包括NH3、HF、H2、O2、CO、CO2、Ar、He等。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖9A和9B(圖9A的放大圖)所示，用于分配包含至少兩種氣體的處理氣體的氣體分配系統(tǒng)420包括具有一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件424、426和428的氣體分配組件422；耦合到氣體分配組件422的第一氣體分配板430，其被配置來(lái)將第一氣體耦合到化學(xué)處理室211的處理空間；以及耦合到第一氣體分配板430的第二氣體分配板432，被配置來(lái)將第二氣體耦合到化學(xué)處理室211的處理空間。當(dāng)?shù)谝粴怏w分配板430耦合到氣體分配組件422時(shí)，形成第一氣體分配充氣空間440。另外，當(dāng)?shù)诙怏w分配板432耦合到第一氣體分配板430時(shí)，形成第二氣體分配充氣空間442。雖然并未示出，但是氣體分配充氣空間440、442可包括一個(gè)或多個(gè)氣體分配擋板。第二氣體分配板432還包括一個(gè)或多個(gè)孔444的第一陣列，其耦合到第一氣體分配板430內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)通路446的陣列并與之相對(duì)應(yīng)；以及一個(gè)或多個(gè)孔448的第二陣列。與一個(gè)或多個(gè)通路446的陣列結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)孔444的第一陣列被配置來(lái)將來(lái)自第一氣體分配充氣空間440的第一氣體分配至化學(xué)處理室211的處理空間。一個(gè)或多個(gè)孔448的第二陣列被配置來(lái)將來(lái)自第二氣體分配充氣空間442的第二氣體分配至化學(xué)處理室211的處理空間。處理氣體可例如包括NH3、HF、H2、O2、CO、CO2、Ar、He等。作為這種設(shè)置的結(jié)果，第一氣體和第二氣體被獨(dú)立地引入處理空間，而只在處理空間內(nèi)發(fā)生相互作用。
如圖10A所示，第一氣體可通過(guò)在氣體分配組件422內(nèi)形成的第一氣體供給通路450耦合到第一氣體分配充氣空間440。另外，如圖10B所示，第二氣體可通過(guò)在氣體分配組件422內(nèi)形成的第二氣體供給通路452耦合到第二氣體分配充氣空間442。
參考圖2和3，化學(xué)處理系統(tǒng)220還包括保持在高溫下的溫度受控化學(xué)處理室211。例如，壁加熱元件266可耦合到壁溫控制單元268，壁加熱元件266可被配置成耦合到化學(xué)處理室211。加熱元件可例如包括諸如鎢、鎳鉻合金、鋁鐵合金或氮化鋁等的絲之類的電阻加熱元件?？少?gòu)得的用于制作電阻加熱元件的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，這些都是由CT，Bethel的Kanthal Corporation生產(chǎn)的金屬合金的注冊(cè)商標(biāo)名。Kanthal族包括鐵素體合金(FeCrAl)，Nikrothal族包括奧氏體合金(NiCr，NiCrFe)。當(dāng)電流流經(jīng)電阻絲時(shí)，功率耗散為熱，因此，壁溫控制單元268可例如包括可控DC電源。例如，壁加熱元件266可包括可從Watlow(1310 Kingsland Dr.，Batavia，IL，60510)購(gòu)得的至少一個(gè)Firerod筒形加熱器。冷卻元件也可用于化學(xué)處理室211?？捎弥T如熱電偶(例如，K型熱電偶、Pt傳感器等)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)化學(xué)處理室211的溫度。此外，控制器可利用溫度測(cè)量作為至壁溫控制單元268的反饋，來(lái)控制化學(xué)處理室211的溫度。
參考圖3，化學(xué)處理系統(tǒng)210還可包括可保持在任何選定溫度的溫度受控氣體分配系統(tǒng)260。例如，氣體分配加熱元件267可耦合到氣體分配系統(tǒng)溫度控制單元269，并且氣體分配加熱元件267可被配置成耦合到氣體分配系統(tǒng)260。加熱元件可例如包括諸如鎢、鎳鉻合金、鋁鐵合金或氮化鋁等的絲之類的電阻加熱元件?？少?gòu)得的用于制作電阻加熱元件的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，這些都是由CT，Bethel的Kanthal Corporation生產(chǎn)的金屬合金的注冊(cè)商標(biāo)名。Kanthal族包括鐵素體合金(FeCrAl)，Nikrothal族包括奧氏體合金(NiCr，NiCrFe)。當(dāng)電流流經(jīng)電阻絲時(shí)，功率耗散為熱，因此，氣體分配系統(tǒng)溫度控制單元269可例如包括可控DC電源。例如，氣體分配加熱元件267可包括能夠達(dá)到約1400W(或者約5W/in2的功率密度)的雙區(qū)硅橡膠加熱器(約1mm厚)?？捎弥T如熱電偶(例如，K型熱電偶、Pt傳感器等)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)氣體分配系統(tǒng)260的溫度。此外，控制器可利用溫度測(cè)量作為至氣體分配系統(tǒng)溫度控制單元269的反饋，來(lái)控制氣體分配系統(tǒng)260的溫度。圖8-10B的氣體分配系統(tǒng)也可結(jié)合溫度控制系統(tǒng)?；蛘呋虼送猓鋮s元件可用于任何一個(gè)實(shí)施例。
參考圖2和3，真空泵系統(tǒng)250可包括真空泵252和用于對(duì)室壓節(jié)流控制的閘門閥254。真空泵252可例如包括泵速可至5000升每秒(及更大)的渦輪分子真空泵(TMP)。例如，TMP可為Seiko STP-A803真空泵，或Ebara ETl301W真空泵。TMP可用于通常壓強(qiáng)小于約50mTorr的低壓處理。對(duì)于高壓處理(即，大于約100mTorr)或低吞吐量處理(即，沒(méi)有氣體流動(dòng))，可使用機(jī)械增壓泵和干粗抽泵。
參考圖3，化學(xué)處理系統(tǒng)210還可包括具有微處理器、存儲(chǔ)器和數(shù)字I/O端口的控制器235，其能夠生成控制電壓，該控制電壓足以傳輸和激活至化學(xué)處理系統(tǒng)210的輸入以及監(jiān)測(cè)化學(xué)處理系統(tǒng)210的輸出(如溫度和壓強(qiáng)傳感設(shè)備)。而且，控制器235可與襯底支座組件244、氣體分配系統(tǒng)260、真空泵系統(tǒng)250、閘門閥組件296、壁溫控制單元268和氣體分配系統(tǒng)溫度控制單元269相耦合并與其交換信息。例如，可利用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序來(lái)激活根據(jù)工藝配方的到化學(xué)處理系統(tǒng)210的前述構(gòu)件的輸入?？刂破?35的一個(gè)例子為可從美國(guó)Texas州Austin的Dell公司購(gòu)得的DELL PRECISION WORKSTATION 610TM。
在一個(gè)示例中，圖4示出了化學(xué)處理系統(tǒng)210’，化學(xué)處理系統(tǒng)210’還包括帶手柄213、至少一個(gè)鎖扣214和至少一個(gè)鉸鏈217的蓋212、可視窗口215以及至少一個(gè)壓強(qiáng)傳感設(shè)備216。
如圖2和5所述，熱處理系統(tǒng)220還包括溫度受控襯底支座270。襯底支座270包括用熱阻擋層274與熱處理室221絕熱的基座272。例如，襯底支座270可由鋁、不銹鋼或鎳制成，熱阻擋層274可由諸如聚四氟乙烯、礬土或石英之類的熱絕緣體制成。襯底支座270還包括嵌入其中的加熱元件276和與其相耦合的襯底支座溫度控制單元278。加熱元件276可例如包括電阻加熱元件，如鎢、鎳鉻合金、鋁鐵合金或氮化鋁的絲等?？少?gòu)得的用于制作電阻加熱元件的材料示例包括Kanthal、Nikrothal和Akrothal，這些都是由CT，Bethel的Kanthal Corporation生產(chǎn)的金屬合金的注冊(cè)商標(biāo)名。Kanthal族包括鐵素體合金(FeCrAl)，Nikrothal族包括奧氏體合金(NiCr，NiCrFe)。當(dāng)電流流經(jīng)電阻絲時(shí)，功率耗散為熱，因此，襯底支座溫度控制單元278可例如包括可控DC電源?；蛘?，溫度受控襯底支座270可例如為可從Watlow(1310 Kingsland Dr.，Batavia，IL，60510)購(gòu)得的內(nèi)鑄的加熱器，其能夠達(dá)到約400℃到約450℃的最大操作溫度，或者可為包括氮化鋁材料的薄膜加熱器，其也可從Watlow購(gòu)得，并且能夠操作高至約300℃的溫度和高至23W/cm2的功率密度?；蛘撸谝r底支座270中可以包含冷卻元件。
可用諸如熱電偶(例如，K型熱電偶等)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)襯底支座270的溫度。此外，控制器可利用溫度測(cè)量作為至襯底支座溫度控制單元278的反饋，來(lái)控制襯底支座270的溫度。
另外，可用諸如光纖溫度計(jì)或帶邊緣溫度測(cè)量系統(tǒng)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)襯底溫度，光纖溫度計(jì)可從Advanced Energies Inc.(1625 SharpPoint Drive，F(xiàn)ort Collins，CO，80525)購(gòu)得，型號(hào)為No.OR2000F，能夠測(cè)量從約50℃到約2000℃的溫度，精度約為±1.5℃，帶邊緣溫度測(cè)量系統(tǒng)在2002年7月2日提交的未決美國(guó)專利申請(qǐng)10/168544中有所描述，這里通過(guò)引用并入其全部?jī)?nèi)容。
參考圖5，熱處理系統(tǒng)220還包括保持在選定溫度下的溫度受控?zé)崽幚硎?21。例如，熱壁加熱元件283可耦合到熱壁溫度控制單元281，熱壁加熱元件283可被配置成耦合到熱處理室221。加熱元件可例如包括諸如鎢、鎳鉻合金、鋁鐵合金或氮化鋁等的絲之類的電阻加熱元件?？少?gòu)得的用于制作電阻加熱元件的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，這些都是由CT，Bethel的Kanthal Corporation生產(chǎn)的金屬合金的注冊(cè)商標(biāo)名。Kanthal族包括鐵素體合金(FeCrAl)，Nikrothal族包括奧氏體合金(NiCr，NiCrFe)。當(dāng)電流流經(jīng)電阻絲時(shí)，功率耗散為熱，因此，熱壁溫度控制單元281可例如包括可控DC電源。例如，熱壁加熱元件283可包括可從Watlow(1310 Kingsland Dr.，Batavia，IL，60510)購(gòu)得的至少一個(gè)Firerod筒形加熱器?；蛘呋虼送?，冷卻元件也可用于熱處理室221?？捎弥T如熱電偶(例如，K型熱電偶、Pt傳感器等)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)熱處理室221的溫度。此外，控制器可利用溫度測(cè)量作為至熱壁溫度控制單元281的反饋，來(lái)控制熱處理室221的溫度。
參考圖2和5，熱處理系統(tǒng)220還包括上部組件284。上部組件284可例如包括用于將凈化氣體、處理氣體或清洗氣體引入到熱處理室221的氣體注入系統(tǒng)。或者，熱處理室221可包括與上部組件相分離的氣體注入系統(tǒng)。例如，凈化氣體、處理氣體或清洗氣體可通過(guò)側(cè)壁引入到熱處理室221。其還可包括蓋子或蓋，其具有至少一個(gè)鉸鏈、手柄和用于將蓋鎖在閉合位置的鎖扣。在替換實(shí)施例中，上部組件284可包括諸如鎢鹵素?zé)絷嚵兄惖妮椛浼訜崞鳎溆糜诩訜嵛挥谝r底升降組件290的葉片500(見圖11)頂部的襯底242”。這種情況下，襯底支座270可不包括在熱處理室221中。
參考圖5，熱處理系統(tǒng)220還可包括可保持在選定溫度下的溫度受控上部組件284。例如，上部組件加熱元件285可耦合到上部組件溫度控制單元286，上部組件加熱元件285可被配置成耦合到上部組件284。加熱元件可例如包括諸如鎢、鎳鉻合金、鋁鐵合金或氮化鋁等的絲之類的電阻加熱元件。可購(gòu)得的用于制作電阻加熱元件的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，這些都是由CT，Bethel的Kanthal Corporation生產(chǎn)的金屬合金的注冊(cè)商標(biāo)名。Kanthal族包括鐵素體合金(FeCrAl)，Nikrothal族包括奧氏體合金(NiCr，NiCrFe)。當(dāng)電流流經(jīng)電阻絲時(shí)，功率耗散為熱，因此，上部組件溫度控制單元286可例如包括可控DC電源。例如，上部組件加熱元件285可包括能夠達(dá)到約1400W(或者約5W/in2的功率密度)的雙區(qū)硅橡膠加熱器(約1mm厚)?？捎弥T如熱電偶(例如，K型熱電偶、Pt傳感器等)之類的溫度傳感設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)上部組件284的溫度。此外，控制器可利用溫度測(cè)量作為至上部組件溫度控制單元286的反饋，來(lái)控制上部組件284的溫度。此外或或者，上部組件284可包括冷卻元件。
參考圖2和5，熱處理系統(tǒng)220還包括襯底升降組件290。襯底升降組件290被配置成將襯底242’降低至襯底支座270的上表面，以及將襯底242”從襯底支座270的上表面升高至支撐面或位于其間的傳輸面。在傳輸面上，襯底242”可與傳輸系統(tǒng)進(jìn)行交換，該傳輸系統(tǒng)用來(lái)將襯底傳入和傳出化學(xué)和熱處理室211、221。在支撐面上，襯底242”可以被冷卻，同時(shí)另一個(gè)襯底在傳輸系統(tǒng)與化學(xué)和熱處理室211、221之間交換。如圖11所示，襯底升降組件290包括具有三個(gè)或更多個(gè)舌片510的葉片500、用于將襯底升降組件290耦合到熱處理室221的法蘭520和用于在熱處理室221內(nèi)垂直移動(dòng)葉片500的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)530。舌片510被配置成在升高的位置上抓緊襯底242”，并當(dāng)處于較低位置時(shí)，舌片510凹入在襯底支座270內(nèi)形成的接受空腔540(見圖5)中。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)530可例如是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)來(lái)滿足各種技術(shù)要求，包括氣缸沖程長(zhǎng)度、氣缸沖程速度、位置精度、非旋轉(zhuǎn)精度等，這對(duì)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。
參考圖2和5，熱處理系統(tǒng)220還包括真空泵系統(tǒng)280。真空泵系統(tǒng)280可例如包括真空泵和諸如閘門閥或蝶閥之類的節(jié)流閥。真空泵可例如包括泵速可至5000升每秒(及更大)的渦輪分子真空泵(TMP)。TMP可用于通常壓強(qiáng)小于約50mTorr的低壓處理。對(duì)于高壓處理(即，大于約100mTorr)，可使用機(jī)械增壓泵和干粗抽泵。
參考圖5，熱處理系統(tǒng)220還可包括具有微處理器、存儲(chǔ)器和數(shù)字I/O端口的控制器275，其能夠生成控制電壓，該控制電壓足以傳輸和激活至熱處理系統(tǒng)220的輸入以及監(jiān)測(cè)熱處理系統(tǒng)220的輸出。而且，控制器275可與襯底支座溫度控制單元278、上部組件溫度控制單元286、上部組件284、熱壁溫度控制單元281、真空泵系統(tǒng)280和襯底升降組件290相耦合并與其交換信息。例如，可利用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序來(lái)激活根據(jù)工藝配方的到熱處理系統(tǒng)220的前述構(gòu)件的輸入?？刂破?75的一個(gè)例子為可從美國(guó)Texas州Austin的Dell公司購(gòu)得的DELL PRECISIONWORKSTATION 610TM。
在替換實(shí)施例中，控制器235和275可以是相同的控制器。
在一個(gè)示例中，圖6示出了熱處理系統(tǒng)220’，熱處理系統(tǒng)220’還包括帶手柄223和至少一個(gè)鉸鏈224的蓋222、可視窗口225以及至少一個(gè)壓強(qiáng)傳感設(shè)備226。此外，熱處理系統(tǒng)220’還包括襯底檢測(cè)系統(tǒng)227，以識(shí)別襯底是否位于支撐面中。襯底檢測(cè)系統(tǒng)可例如包括Keyence數(shù)字激光傳感器。
圖12、13和14分別示出了熱絕緣組件230的側(cè)視圖、頂視圖和側(cè)視剖視圖。類似的組件也可用作熱絕緣組件50、150或650。熱絕緣組件230可包括接口板231和絕緣板232，接口板231例如耦合到化學(xué)處理室211，如圖12所示，并且被配置成形成熱處理室221(圖14)和化學(xué)處理室211之間的結(jié)構(gòu)接觸，絕緣板232耦合到接口板231，并且被配置成減少熱處理室221和化學(xué)處理室211之間的熱接觸。此外，在圖12中，接口板231包括一個(gè)或多個(gè)具有配合面234的結(jié)構(gòu)接觸件233，配合面234被配置成與熱處理室221上的配合面相耦合。接口板231可由諸如鋁、不銹鋼等之類的金屬制成，以形成兩個(gè)室211、221之間的剛性接觸。絕緣板232可由諸如聚四氟乙烯、礬土、石英等之類的具有低熱導(dǎo)率的材料制成。熱絕緣組件在2003年11月12日提交的題為“Method and ApparatusFor Thermally Insulating Adjacent Temperature Controlled Chambers”的未決美國(guó)申請(qǐng)No.10/705,397中有更詳細(xì)的描述，這里通過(guò)引用并入其全部?jī)?nèi)容。
如圖2和14所示，閘門閥組件296被用于垂直移動(dòng)閘門閥297以開啟和閉合公用開口294。閘門閥組件296還可包括閘門閥適配板239，其提供了與接口板231的真空密封和與閘門閥297的密封。
兩個(gè)室211、221可以通過(guò)如下方式彼此耦合利用一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備235并在一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)受體235’中終接(如圖6所示)，以及使一個(gè)或多個(gè)緊固設(shè)備236(即螺栓)延伸通過(guò)第一室(例如，化學(xué)處理室211)上的法蘭237，并在第二室(例如，熱處理室221)中的一個(gè)或多個(gè)接收設(shè)備236’(即螺紋孔，如圖6所示)內(nèi)終接。如圖14所示，可以使用例如彈性體O形環(huán)密封238在絕緣板232、接口板231、閘門適配板239和化學(xué)處理室211之間形成真空密封，并且可以經(jīng)由O形環(huán)密封238在接口板232和熱處理室221之間形成真空密封。
此外，包括化學(xué)處理室211和熱處理室221的構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)表面可涂布有保護(hù)阻擋層。保護(hù)阻擋層可包括Kapton、聚四氟乙烯、表面陽(yáng)極化物、諸如礬土、氧化釔等之類的陶瓷噴射涂層、等離子體電解氧化物等中的至少一種。
圖15示出了操作包括化學(xué)處理系統(tǒng)210和熱處理系統(tǒng)220的處理系統(tǒng)200的方法。該方法被示為流程圖800，流程圖800開始于810，在810，利用襯底傳輸系統(tǒng)將襯底傳入化學(xué)處理系統(tǒng)210。襯底被位于襯底支座內(nèi)的升降釘接收，并且襯底被降低到襯底支座上。其后，利用諸如靜電夾緊系統(tǒng)之類的夾緊系統(tǒng)將襯底固定于襯底支座上，并將傳熱氣體供應(yīng)到襯底背面。
在820，設(shè)置襯底的化學(xué)處理的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)處理參數(shù)。例如，這一個(gè)或多個(gè)化學(xué)處理參數(shù)包括化學(xué)處理處理壓強(qiáng)、化學(xué)處理壁溫、化學(xué)處理襯底支座溫度、化學(xué)處理襯底溫度、化學(xué)處理氣體分配系統(tǒng)溫度和化學(xué)處理氣體流率中的至少一個(gè)。例如，可能發(fā)生以下情形中的一種或多種1)采用耦合到壁溫控制單元和第一溫度傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置化學(xué)處理室的化學(xué)處理室溫；2)采用耦合到氣體分配系統(tǒng)溫度控制單元和第二溫度傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置化學(xué)處理室的化學(xué)處理氣體分配系統(tǒng)溫度；3)采用耦合到至少一個(gè)溫度控制元件和第三溫度傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置化學(xué)處理襯底支座溫度；4)采用耦合到溫度控制元件、背面氣體供給系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)中的至少一個(gè)以及襯底支座內(nèi)的第四溫度傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置化學(xué)處理襯底溫度；5)采用耦合到真空泵系統(tǒng)和氣體分配系統(tǒng)中的至少一個(gè)以及壓強(qiáng)傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置化學(xué)處理室內(nèi)的處理壓強(qiáng)；和/或6)通過(guò)耦合到氣體分配系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量流量控制器的控制器來(lái)設(shè)置一種或多種處理氣體的質(zhì)量流率。
在830，在820中所設(shè)置的條件下對(duì)襯底化學(xué)處理第一時(shí)段。第一時(shí)段的范圍可例如從約10到約480秒。
在840，將襯底從化學(xué)處理室傳入到熱處理室。在此期間，去除襯底夾緊，并終止到襯底背面的傳熱氣體的流動(dòng)。利用位于襯底支座內(nèi)的升降釘組件將襯底從襯底支座垂直升到傳輸面。傳輸系統(tǒng)從升降釘接收襯底，并將襯底定位在熱處理系統(tǒng)內(nèi)。在熱處理系統(tǒng)中，襯底升降組件從傳輸系統(tǒng)接收襯底，并將襯底降低到襯底支座上。
在850，設(shè)置襯底的熱處理的熱處理參數(shù)。例如，一個(gè)或多個(gè)熱處理參數(shù)包括熱處理壁溫、熱處理上部組件溫度、熱處理襯底溫度、熱處理襯底支座溫度和熱處理處理壓強(qiáng)中的至少一個(gè)。例如，可能發(fā)生以下情形中的一種或多種1)采用耦合到熱處理室內(nèi)的第一溫度傳感設(shè)備和熱壁溫度控制單元的控制器來(lái)設(shè)置熱處理壁溫；2)采用耦合到上部組件內(nèi)的第二溫度傳感設(shè)備和上部組件溫度控制單元來(lái)設(shè)置熱處理上部組件溫度；3)采用耦合到被加熱襯底支座內(nèi)的第三溫度傳感設(shè)備和襯底支座溫度控制單元來(lái)設(shè)置熱處理襯底支座溫度；4)采用耦合到被加熱襯底支座內(nèi)的第四溫度傳感設(shè)備和襯底支座溫度控制單元并且耦合到襯底的控制器來(lái)設(shè)置熱處理襯底溫度；和/或5)采用耦合到真空泵系統(tǒng)、氣體分配系統(tǒng)和壓強(qiáng)傳感設(shè)備的控制器來(lái)設(shè)置熱處理室內(nèi)的熱處理處理壓強(qiáng)。
在860，在850中所設(shè)置的條件下對(duì)襯底熱處理第二時(shí)段。第二時(shí)段的范圍可例如從約10到約480秒。
在示例中，如圖2所示的處理系統(tǒng)200可以是用于修整氧化物硬掩模的化學(xué)氧化物去除系統(tǒng)。處理系統(tǒng)200包括化學(xué)處理系統(tǒng)210，化學(xué)處理系統(tǒng)210用于化學(xué)處理襯底上的諸如氧化物表面層之類的暴露表面層，從而，暴露表面上處理化學(xué)劑的吸附影響了表面層的化學(xué)改性。另外，處理系統(tǒng)200包括熱處理系統(tǒng)220，熱處理系統(tǒng)220用于熱處理襯底，從而升高襯底溫度以解吸附(或蒸發(fā))襯底上經(jīng)化學(xué)改性的暴露表面層。
在化學(xué)處理系統(tǒng)210中，對(duì)處理空間262(見圖2)抽真空，并引入包括諸如HF之類的第一處理氣體和諸如NH3之類的第二處理氣體的處理氣體?；蛘撸谝缓偷诙幚須怏w還可包括載氣。載氣可例如包括惰性氣體，如氬氣、氙氣、氦氣等。處理壓強(qiáng)范圍可從1到100mTorr，例如可從約2到約25mTorr。處理氣體流率范圍可從每種物質(zhì)約1到約200sccm，例如可從約10到約100sccm。
另外，可將化學(xué)處理室211加熱到范圍從約10℃到約200℃的溫度，例如，溫度范圍可從約35℃到約55℃。另外，可將氣體分配系統(tǒng)加熱到范圍從約10℃到約200℃的溫度，例如，溫度范圍可從約40℃到約60℃。可將襯底保持在范圍從約10℃到約50℃的溫度，例如，襯底溫度范圍可從約25℃到約30℃。
在熱處理系統(tǒng)220中，可將熱處理室221加熱到范圍從約20℃到約200℃的溫度，例如，溫度范圍可從約75℃到約100℃。另外，可將上部組件加熱到范圍從約20℃到約200℃的溫度，例如，溫度范圍可從約75℃到約100℃。可將襯底加熱到超過(guò)約100℃范圍從約100℃到約200℃的溫度，例如，溫度范圍可從約100℃到約150℃。
如上所述，在化學(xué)處理系統(tǒng)210中使用的第一和第二處理氣體可包括HF和NH3。利用在圖9A、9B、10A和10B中描述的氣體分配組件，可將第一處理氣體HF與第二處理氣體NH3獨(dú)立地引入到化學(xué)處理系統(tǒng)內(nèi)的處理空間?；蛘?，將兩種處理氣體混合，并作為氣體混合物引入到處理空間。
圖16示出了在襯底被暴露于第一(HF)和第二(NH3)處理氣體期間，在處理壓強(qiáng)為15mTorr的情況下修整量數(shù)據(jù)(nm；由星號(hào)“*”代表)與(摩爾)HF氣體比率(或HF摩爾分?jǐn)?shù))(即，HF摩爾數(shù)對(duì)處理氣體總摩爾數(shù)的比率)之間的函數(shù)關(guān)系。處理配方例如對(duì)應(yīng)于HF的流率、NH3的流率、處理空間中的壓強(qiáng)、化學(xué)處理系統(tǒng)210中襯底支座的溫度和化學(xué)處理室211的溫度。例如，當(dāng)HF氣體比率等于0時(shí)，只引入了NH3，而當(dāng)HF氣體比率等于1時(shí)，只引入了HF。如圖16所示，修整量在HF氣體比率為50％時(shí)達(dá)到峰值。另外，修整量數(shù)據(jù)的擬合方程(實(shí)線)具有下面的形式y(tǒng)＝Ax(1-x)(1)其中y代表修整量，x代表HF氣體比率，A是常數(shù)。虛線指示預(yù)測(cè)的95％置信限度。盡管圖16的上述描述示出了修整量和處理氣體的(摩爾)氣體比率(或摩爾分?jǐn)?shù))之間的關(guān)系，但是也可以在修整量和處理氣體(即，第一處理氣體、第二處理氣體、惰性氣體等)量之間建立關(guān)系。例如，處理氣體量可包括質(zhì)量、摩爾數(shù)、質(zhì)量流率、摩爾流率、氣體濃度、分壓、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)、第一和第二處理氣體間的氣體(質(zhì)量或摩爾)比率、第一或第二處理氣體和惰性氣體間的氣體(質(zhì)量或摩爾)比率等等。
此外，圖17示出了在處理壓強(qiáng)約為10mTorr的情況下修整量數(shù)據(jù)(nm；由星號(hào)“*”代表)與(摩爾)HF氣體比率(或HF摩爾分?jǐn)?shù))之間的函數(shù)關(guān)系。同樣，利用以方程(1)形式表示的方程來(lái)擬合修整量數(shù)據(jù)。使用方程(1)來(lái)擬合圖16和17中表示的修整量數(shù)據(jù)表明，修整量直接正比于HF氣體比率和NH3氣體比率，即y＝Ax(1-x)＝Bα(HF)α(NH3)(2)其中α(HF)代表摩爾HF氣體比率(或摩爾分?jǐn)?shù))，α(NH3)代表摩爾NH3氣體比率(或摩爾分?jǐn)?shù))，B是常數(shù)?；蛘?，方程(2)可重寫為包括在化學(xué)處理中出現(xiàn)的每種物質(zhì)的分壓。例如，y＝Ax(1-x)＝BP-2p(HF)p(NH3) (3)其中p(HF)代表HF的分壓，p(NH3)代表NH3的分壓，P代表處理壓強(qiáng)，B是常數(shù)。每種物質(zhì)的分壓表示為p(HF)＝{n(HF)/[n(HF)+n(NH3)]}P(4a)p(NH3)＝{n(NH3)/[n(HF)+n(NH3)]}P (4b)或，p(HF)＝{(m(HF)/MW(HF))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)]}P(4c)p(NH3)＝{(m(NH3)/MW(NH3))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)]}P(4d)其中n(HF)代表HF的摩爾數(shù)，m(HF)代表HF的質(zhì)量，MW(HF)代表HF的分子量，n(NH3)代表NH3的摩爾數(shù)，m(NH3)代表NH3的質(zhì)量，MW(NH3)代表NH3的分子量，處理壓強(qiáng)P是分壓的總和，即P＝p(HF)+p(NH3) (4e)當(dāng)還引入了諸如氬氣之類的惰性氣體時(shí)，方程組(4a-d)變?yōu)閜(HF)＝{n(HF)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)]}P (5a)p(NH3)＝{n(NH3)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)]}P(5b)p(Ar)＝{n(Ar)/[n(HF)+n(NH3)+n(Ar)]}P (5c)p(HF)＝{(m(HF)/MW(HF))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P(5d)p(NH3)＝{(m(NH3)/MW(NH3))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P(5e)p(Ar)＝{(m(Ar)/MW(Ar))/[m(HF)/MW(HF)+m(NH3)/MW(NH3)+m(Ar)/MW(Ar)]}P (5f)其中n(Ar)代表Ar的摩爾數(shù)，m(Ar)代表Ar的質(zhì)量，MW(Ar)代表Ar的分子量，處理壓強(qiáng)P等于P＝p(HF)+p(NH3)+p(Ar)(4e)注意，在上述方程組中，在任何位置質(zhì)量m都可被替代以相應(yīng)的質(zhì)量流率，并且在任何位置摩爾數(shù)n都可被替代以摩爾流率。
利用上述方程組，開發(fā)出用于設(shè)置化學(xué)氧化物去除工藝中的工藝配方的參數(shù)的工藝模型或關(guān)系。工藝配方包括兩種或更多種物質(zhì)的流率和處理壓強(qiáng)。例如，用于化學(xué)氧化物去除工藝的工藝配方包括第一反應(yīng)物物質(zhì)的流率、第二反應(yīng)物物質(zhì)的流率和處理壓強(qiáng)。或者例如，工藝配方包括第一反應(yīng)物物質(zhì)的流率、第二反應(yīng)物物質(zhì)的流率、惰性氣體的流率和處理壓強(qiáng)。在前一示例中，第一反應(yīng)物物質(zhì)的流率可以是HF的流率，第二反應(yīng)物物質(zhì)的流率可以是NH3的流率。在后一示例中，第一反應(yīng)物物質(zhì)的流率可以是HF的流率，第二反應(yīng)物物質(zhì)的流率可以是NH3的流率，惰性氣體的流率可以是Ar的流率。
工藝模型建立了工藝結(jié)果和可變參數(shù)之間的關(guān)系，同時(shí)至少一個(gè)恒定參數(shù)保持為常數(shù)。例如，工藝結(jié)果包括化學(xué)氧化物去除工藝中的修整量。修整量和可變參數(shù)之間的關(guān)系可基于內(nèi)插、外推和/或數(shù)據(jù)擬合確定。數(shù)據(jù)擬合可包括多項(xiàng)式擬合、指數(shù)擬合和/或冪律擬合。在工藝配方包括兩種反應(yīng)物和處理壓強(qiáng)的前一示例中，在工藝模型的準(zhǔn)備期間可以保持一個(gè)恒定參數(shù)恒定?；蛘?，在工藝配方包括兩種反應(yīng)物、惰性氣體和處理壓強(qiáng)的后一示例中，可以保持兩個(gè)恒定參數(shù)恒定?？勺儏?shù)可包括任何氣體物質(zhì)的量(例如，第一處理氣體或反應(yīng)物物質(zhì)的量、第二處理氣體或反應(yīng)物物質(zhì)的量、惰性氣體的量等等)和處理壓強(qiáng)。例如，可變參數(shù)可包括任何種類的分壓、任何種類的摩爾分?jǐn)?shù)、任何種類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理壓強(qiáng)、任何兩個(gè)種類間的質(zhì)量比、任何兩個(gè)種類間的摩爾比、任何種類的質(zhì)量、任何種類的質(zhì)量流率、任何種類的摩爾數(shù)或任何種類的摩爾流率。恒定參數(shù)不同于可變參數(shù)，并且可包括任何種類的分壓、任何種類的摩爾分?jǐn)?shù)、任何種類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理壓強(qiáng)、任何兩個(gè)種類間的質(zhì)量比、任何兩個(gè)種類間的摩爾比、任何種類的質(zhì)量、任何種類的質(zhì)量流率、任何種類的摩爾數(shù)或任何種類的摩爾流率。
其后，一旦指定了諸如目標(biāo)修整量之類的目標(biāo)工藝結(jié)果，就利用工藝模型來(lái)確定可變參數(shù)的目標(biāo)值。利用可變參數(shù)的目標(biāo)值和一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)，使用方程組4(a，b，e)或4(c，d，e)和方程組5(a-c，g)或5(d-f，g)來(lái)確定剩余參數(shù)，其中方程組4(a，b，e)或4(c，d，e)用于具有兩種物質(zhì)和一個(gè)處理壓強(qiáng)的工藝配方，方程組5(a-c，g)或5(d-f，g)用于具有三種物質(zhì)和一個(gè)處理壓強(qiáng)的工藝配方。
參考圖18，提供了用于使用基于分壓的工藝模型來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)工藝結(jié)果的示例。在圖18中，修整量數(shù)據(jù)(nm)是針對(duì)將具有均厚二氧化硅層的襯底暴露于工藝配方的情形獲取的。工藝配方包括處理壓強(qiáng)和包括HF、NH3和Ar的氣相化學(xué)劑。如圖18所示，在保持HF對(duì)NH3的摩爾比(第一恒定參數(shù))恒定和處理壓強(qiáng)(第二恒定參數(shù))恒定的同時(shí)，修整量數(shù)據(jù)與HF的分壓(可變參數(shù))相關(guān)聯(lián)。質(zhì)量比是如上定義的每種物質(zhì)的質(zhì)量比，并且與摩爾比有如下關(guān)系m(HF)/m(NH3)＝f(HF)/f(NH3)＝[n(HF)MW(HF)]/[n(NH3)MW(NH3)](6)其中f(HF)代表HF的質(zhì)量流率(Kg/sec，或sccm)，f(NH3)代表NH3的質(zhì)量流率(Kg/sec，或sccm)。
參考圖18，修整量數(shù)據(jù)由諸如多項(xiàng)式方程之類的關(guān)系表示。例如，實(shí)線對(duì)應(yīng)于修整量數(shù)據(jù)的三階多項(xiàng)式擬合。虛線代表曲線擬合的預(yù)測(cè)的95％置信限度。
因此，可以選擇目標(biāo)修整量，并且利用圖18的關(guān)系(或工藝模型)，可以確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)修整量的HF的分壓。例如根據(jù)HF的分壓和已知的處理壓強(qiáng)以及HF對(duì)NH3的摩爾比，可以從方程組5(a-c，g)中確定相應(yīng)的NH3的分壓和Ar的分壓。
參考圖19，提供了用于使用基于分壓的工藝模型來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)工藝結(jié)果的另一示例。這種情況下，修整量數(shù)據(jù)(nm)是針對(duì)具有圖案化的二氧化硅層的襯底獲取的。在引入HF、NH3和Ar的期間，將襯底暴露于保持在處理壓強(qiáng)的工藝環(huán)境。修整量數(shù)據(jù)(nm)在圖19中表示為HF的分壓(可變參數(shù))的函數(shù)，其中數(shù)據(jù)是在保持HF對(duì)NH3的摩爾比(第一恒定參數(shù))恒定和處理壓強(qiáng)(第二恒定參數(shù))恒定的同時(shí)獲取的。修整量數(shù)據(jù)由諸如多項(xiàng)式曲線擬合之類的關(guān)系表示。例如，實(shí)線對(duì)應(yīng)于修整量數(shù)據(jù)的三階多項(xiàng)式擬合。虛線代表曲線擬合的預(yù)測(cè)的95％置信限度。
因此，可以選擇目標(biāo)修整量，并且利用圖19的關(guān)系(或工藝模型)，可以確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)修整量的HF的分壓。例如根據(jù)HF的分壓和已知的處理壓強(qiáng)以及HF對(duì)NH3的摩爾比，可以從方程組5(a-c，g)中確定相應(yīng)的NH3的分壓和Ar的分壓。
一旦對(duì)于所有參數(shù)解出了方程組，就可以通過(guò)指定一個(gè)質(zhì)量流率或摩爾流率來(lái)確定這些物質(zhì)的流率等的絕對(duì)值(如果還未已知或者不是保持恒定(作為恒定參數(shù))的話)。
圖20示出了在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)襯底上的特征的目標(biāo)修整量的方法。該方法包括流程圖900，流程圖900開始于910，在910中，在保持一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)恒定的同時(shí)，獲取諸如修整量數(shù)據(jù)之類的工藝數(shù)據(jù)，作為工藝配方的可變參數(shù)的函數(shù)。工藝配方可包括第一處理氣體(如HF)的流率、第二處理氣體(如NH3)的流率、惰性氣體(如Ar)的流率、壓強(qiáng)和溫度。
在920中，確定工藝結(jié)果和可變參數(shù)之間的關(guān)系。例如，利用多項(xiàng)式表達(dá)式、指數(shù)表達(dá)式或冪律表達(dá)式對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合。
在930中，使用該關(guān)系來(lái)確定對(duì)給定目標(biāo)工藝結(jié)果的可變參數(shù)的目標(biāo)值。
在940中，將襯底暴露于化學(xué)處理系統(tǒng)中的工藝配方預(yù)定的時(shí)段，其中該工藝配方是根據(jù)可變參數(shù)和一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)確定的。
在950中，或者通過(guò)在熱處理系統(tǒng)中升高襯底溫度，或者通過(guò)沖洗襯底，基本去除目標(biāo)修整量。
盡管上面只詳細(xì)描述了本發(fā)明的某些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易意識(shí)到，在實(shí)質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的前提下可以對(duì)實(shí)施例進(jìn)行許多修改。因此，所有這些修改都應(yīng)當(dāng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)襯底上的特征的目標(biāo)修整量的方法，包括利用包括第一反應(yīng)物、第二反應(yīng)物和處理壓強(qiáng)在內(nèi)的工藝配方執(zhí)行化學(xué)氧化物去除工藝，以在保持至少一個(gè)恒定參數(shù)恒定的同時(shí)獲取作為可變參數(shù)的函數(shù)的修整量數(shù)據(jù)，其中所述可變參數(shù)是第一組參數(shù)中的一個(gè)，第一組參數(shù)包括所述第一反應(yīng)物的量、所述第二反應(yīng)物的量和處理壓強(qiáng)，不同于所述可變參數(shù)的所述至少一個(gè)恒定參數(shù)是第二組參數(shù)中的一個(gè)，第二組參數(shù)包括所述第一反應(yīng)物的量、所述第二反應(yīng)物的量和處理壓強(qiáng)；確定所述修整量數(shù)據(jù)和所述可變參數(shù)之間的關(guān)系；利用所述修整量數(shù)據(jù)和所述關(guān)系來(lái)確定所述可變參數(shù)的目標(biāo)值；通過(guò)將所述襯底暴露于利用所述可變參數(shù)的所述目標(biāo)值和所述至少一個(gè)恒定參數(shù)的所述工藝配方，來(lái)化學(xué)處理所述襯底上的所述特征；以及從所述特征基本去除所述目標(biāo)修整量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述利用所述工藝配方執(zhí)行所述化學(xué)氧化物去除工藝的步驟包括如下可變參數(shù)和不同于所述可變參數(shù)的至少一個(gè)恒定參數(shù)，其中所述可變參數(shù)選自由以下各項(xiàng)組成的組第一反應(yīng)物的分壓、第二反應(yīng)物的分壓、處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)和所述第二反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)，并且所述至少一個(gè)恒定參數(shù)選自由以下各項(xiàng)組成的組所述第一反應(yīng)物的所述分壓、所述第二反應(yīng)物的所述分壓、所述處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第二反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的摩爾比、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第一反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第二反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第一反應(yīng)物的摩爾流率和所述第二反應(yīng)物的摩爾流率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一反應(yīng)物的所述量包括所述第一反應(yīng)物的分壓、所述第二反應(yīng)物的分壓、處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)和所述第二反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)中的一個(gè)，并且不同于所述可變參數(shù)的所述至少一個(gè)恒定參數(shù)是第二組參數(shù)中的一個(gè)，所述第二組參數(shù)包括所述第一反應(yīng)物的所述分壓、所述第二反應(yīng)物的所述分壓、所述處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第二反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的摩爾比、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第一反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第二反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第一反應(yīng)物的摩爾流率和所述第二反應(yīng)物的摩爾流率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述從所述特征基本去除所述修整量的步驟包括通過(guò)在所述化學(xué)處理之后升高所述襯底的溫度來(lái)熱處理所述襯底。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述從所述特征基本去除所述修整量的步驟包括在所述化學(xué)處理之后在水溶液中沖洗所述襯底。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述執(zhí)行所述化學(xué)氧化物去除工藝的步驟包括使用包括HF氣體和NH3氣體的工藝配方。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述執(zhí)行所述化學(xué)氧化物去除工藝的步驟還包括使用具有惰性氣體的工藝配方，其中所述第一組參數(shù)還包括所述惰性氣體的分壓，并且所述第二組參數(shù)還包括所述惰性氣體的分壓、所述惰性氣體的摩爾分?jǐn)?shù)、所述惰性氣體的質(zhì)量、所述惰性氣體的質(zhì)量流率、所述惰性氣體的摩爾數(shù)、所述惰性氣體的摩爾流率、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述惰性氣體的質(zhì)量比、所述第二反應(yīng)物對(duì)所述惰性氣體的質(zhì)量比、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述惰性氣體的摩爾比和所述第二反應(yīng)物對(duì)所述惰性氣體的摩爾比。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述執(zhí)行所述化學(xué)氧化物去除工藝的步驟包括使用包括HF氣體、NH3氣體和Ar氣體的工藝配方。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述對(duì)所述恒定參數(shù)獲取所述修整數(shù)據(jù)作為所述可變參數(shù)的函數(shù)的步驟包括在HF對(duì)NH3的質(zhì)量比和所述處理壓強(qiáng)是恒定值的情況下獲取所述修整數(shù)據(jù)作為HF的分壓的函數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述化學(xué)處理所述特征的步驟包括化學(xué)處理二氧化硅特征。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定所述關(guān)系的步驟包括內(nèi)插、外推和數(shù)據(jù)擬合中的至少一種。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)擬合包括多項(xiàng)式擬合、指數(shù)擬合和冪律擬合中的至少一種。
13.一種用于利用工藝配方執(zhí)行化學(xué)氧化物去除工藝以實(shí)現(xiàn)襯底上的特征的目標(biāo)修整量的方法，包括確定修整量數(shù)據(jù)和所述工藝配方的某一氣體物質(zhì)的分壓之間的關(guān)系；設(shè)置所述目標(biāo)修整量；利用所述關(guān)系和所述目標(biāo)修整量來(lái)確定所述氣體物質(zhì)的所述分壓的目標(biāo)值；根據(jù)所述氣體物質(zhì)的所述分壓的所述目標(biāo)值來(lái)調(diào)節(jié)所述工藝配方；以及通過(guò)將所述襯底暴露于所述工藝配方來(lái)化學(xué)處理所述襯底上的所述特征。
14.一種用于在化學(xué)氧化物去除工藝中實(shí)現(xiàn)襯底上的目標(biāo)修整量的系統(tǒng)，包括化學(xué)處理系統(tǒng)，其用于通過(guò)在一段暴露時(shí)間內(nèi)將所述襯底暴露于工藝配方來(lái)改性所述襯底上的暴露表面層，所述工藝配方具有第一處理氣體的量、第二處理氣體的量、可選惰性氣體的量和處理壓強(qiáng)；熱處理系統(tǒng)，其用于熱處理所述襯底上的所述經(jīng)化學(xué)改性的表面層；以及控制器，其耦合到所述化學(xué)處理系統(tǒng)，并且被配置成對(duì)于一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)使用修整量和可變參數(shù)之間的關(guān)系，其中所述可變參數(shù)是第一組參數(shù)中的一個(gè)，所述第一組參數(shù)包括所述第一反應(yīng)物的所述量、所述第二反應(yīng)物的所述量、所述可選惰性氣體的所述量和所述處理壓強(qiáng)，并且不同于所述可變參數(shù)的所述一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)是第二組參數(shù)中的一個(gè)，所述第二組參數(shù)包括所述第一反應(yīng)物的所述量、所述第二反應(yīng)物的所述量、所述可選惰性氣體的所述量和所述處理壓強(qiáng)。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述可變參數(shù)選自由以下各項(xiàng)組成的組所述第一反應(yīng)物的分壓、所述第二反應(yīng)物的分壓、所述第一反應(yīng)物、所述第二反應(yīng)物和所述可選惰性氣體的處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)和所述第二反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)，并且所述一個(gè)或多個(gè)恒定參數(shù)選自由以下各項(xiàng)組成的組所述第一反應(yīng)物的所述分壓、所述第二反應(yīng)物的所述分壓、所述第一反應(yīng)物、所述第二反應(yīng)物和所述可選惰性氣體的所述處理壓強(qiáng)、所述第一反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第二反應(yīng)物的所述摩爾分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、所述第一反應(yīng)物對(duì)所述第二反應(yīng)物的摩爾比、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量、所述第一反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第二反應(yīng)物的質(zhì)量流率、所述第一反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第二反應(yīng)物的摩爾數(shù)、所述第一反應(yīng)物的摩爾流率和所述第二反應(yīng)物的摩爾流率。
全文摘要
公開了一種用于修整襯底上的特征的方法和系統(tǒng)。在襯底的化學(xué)處理期間，在受控條件下將襯底暴露于反應(yīng)性氣相化學(xué)物質(zhì)，如HF/NH
文檔編號(hào)H01L21/66GK1938840SQ200580009954
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者岳紅宇 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社