用于处理半导体装置结构的工具及系统及相关方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种用于制造半导体装置结构的系统，其包含工具，所述工具包括室及所述室内的平台，所述平台经配置以在其上接收半导体装置结构。所述工具进一步包含与所述平台可操作连通且经配置以控制所述平台的温度的加热及冷却系统。所述加热及冷却系统包括：冷却系统，其包含用于容纳冷传热流体的冷槽，所述冷槽经配置以与所述平台、传热流体供应管线及传热流体回流管线流体连通；加热系统，其包含用于容纳具有比所述冷传热流体高的温度的热传热流体的热槽，所述热槽经配置以与所述平台、所述传热流体供应管线及所述传热流体回流管线流体连通；及至少一个暂时存储槽，其经配置以在将来自所述平台的热负载从所述冷却系统或所述加热系统中的一者切换到所述冷却系统或所述加热系统中的另一者之后从至少所述传热流体回流管线接收至少一些所述冷传热流体或所述热传热流体。本发明专利技术还揭示相关方法及工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理半导体装置结构的工具及系统及相关方法优先权主张本申请案主张2018年5月10日申请的名称为“用于处理半导体装置结构的工具及系统及相关方法(ToolsandSystemsforProcessingaSemiconductorDeviceStructure,andRelatedMethods)”的第15/976,623号美国专利申请案的申请日权益。
本文所揭示的实施例涉及用于处理半导体装置结构的工具及系统及相关方法。更特定来说，本专利技术的实施例涉及用于处理半导体装置结构的工具及系统及维持所要温度的相关方法，此类系统包含加热及冷却设备，所述加热及冷却设备包括至少一热槽及一冷槽且经配置以在工具的加热及冷却要求改变时在所要公差及时段内维持工具中的半导体衬底(例如半导体晶片)的所要温度。
技术介绍
半导体装置的制造尤其包含使材料形成于半导体衬底上及图案化材料以形成通过(例如)电介质材料来彼此隔离的离散特征。使材料形成于衬底上可包含通过原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积或其它方法来将一或多个材料沉积于衬底上。使材料形成于衬底上可包含维持及更改半导体衬底(其可位于例如沉积室的工具中)附近的适合条件，例如温度及压力。可通过例如干式蚀刻的蚀刻来执行图案化衬底上的材料。干式蚀刻包含使衬底上的材料暴露于蚀刻工具中的一或多种干式蚀刻气体(例如等离子体)。在一些例子中，在半导体晶片的图案化期间，使蚀刻工具维持相对较低温度(例如低于约-50℃)。在图案化半导体晶片之后，可期望清洁蚀刻工具，其通常包含升高蚀刻工具的温度。制造半导体装置的每一动作可包含在所要公差及时段内维持蚀刻工具中的半导体晶片的所要温度。然而，随着工具的冷热要求之间的温差增大，工具要设法在适合时段内维持工具内的所要温度。例如，在一些蚀刻工具中，当蚀刻工具的温度改变大于约(例如)50℃的温度时，激冷器上的热负载会因太大而无法在所要时间内适当控制温度。
技术实现思路
本文所揭示的实施例包含一种用于处理半导体装置的系统及相关方法。例如，根据一个实施例，一种用于处理半导体装置结构的系统包括工具，其包括室及所述室内的平台，所述平台经配置以在其上接收半导体装置结构。所述工具进一步包括与所述平台可操作连通且经配置以控制所述平台的温度的加热及冷却系统，所述加热及冷却系统包括：冷却系统，其包含经配置以收容冷传热流体的冷槽，所述冷槽经配置以与所述平台、传热流体供应管线及传热流体回流管线流体连通；加热系统，其包含经配置以收容具有比所述冷传热流体高的温度的热传热流体的热槽，所述热槽经配置以与所述平台、所述传热流体供应管线及所述传热流体回流管线流体连通；及至少一个暂时槽，其经配置以响应于将所述平台的热负载从所述冷却系统或所述加热系统中的一者切换到所述冷却系统或所述加热系统中的另一者而从至少所述传热流体回流管线接收至少一些所述冷传热流体或所述热传热流体。在额外实施例中，一种用于与用于处理半导体装置结构的工具一起使用的温度调节系统包括经配置以与处理工具的平台可操作连通的加热及冷却系统，所述加热及冷却系统包括：冷槽，其界定经配置以收容冷传热流体的容积，所述冷槽经配置以与所述平台流体连通；热槽，其界定经配置以收容热传热流体的容积，所述冷槽经配置以与所述平台流体连通；及传热流体回流管线，其经配置以与所述平台、所述冷槽、所述热槽、第一暂时槽及第二暂时槽中的每一者流体连通，所述第一暂时槽经配置以与所述冷槽流体连通，所述第二暂时槽经配置以与所述热槽流体连通。在另外实施例中，一种操作用于处理半导体装置结构的工具的方法包括：将工具的平台的热负载从加热及冷却设备的冷槽切换到所述加热及冷却设备的热槽，冷传热流体保留于所述冷槽与所述平台之间的传热流体管线中；当将热传热流体从所述热槽导引到所述平台及从所述平台导引到所述传热流体回流管线时，将保留于所述传热流体回流管线中的所述冷传热流体导引到与所述热槽流体连通的暂时槽；将所述热传热流体从所述传热流体回流管线导引到所述热槽；将所述平台的所述热负载从所述热槽切换到所述冷槽；当将所述冷传热流体从所述冷槽导引到所述平台及从所述平台导引到所述传热流体回流管线时，将保留于所述传热流体回流管线中的所述热传热流体导引到与所述冷槽流体连通的暂时槽；及将所述冷传热流体从所述传热流体回流管线导引到所述冷槽。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的用于制造半导体晶片的工具的简化示意图；图2是根据本专利技术的实施例的工具的加热及冷却设备的简化示意图；图3是根据本专利技术的实施例的维持半导体晶片的处理期间所使用的工具的温度的方法的简化流程图；图4是根据本专利技术的其它实施例的工具的加热及冷却设备的简化示意图；及图5是根据本专利技术的其它实施例的维持半导体晶片的处理期间所使用的工具的温度的方法的简化流程图。具体实施方式与其一起包含的说明不意味着任何特定系统、半导体结构或半导体装置的实际图，而是仅为用于描述本文的实施例的理想表示。除为便于以下描述，在大多数情况下，元件符号以其上引入或充分描述元件的图式的图号开始之外，图式之间的共同元件及特征可保持相同数字标示。以下描述提供例如材料类型、材料厚度及处理条件的具体细节以提供本文所描述的实施例的彻底描述。然而，所属领域的一般技术人员应理解，可在不采用这些具体细节的情况下实践本文所揭示的实施例。其实，实施例可结合用于半导体工业中的常规制造技术实践。另外，本文所提供的描述不形成半导体装置结构、半导体装置结构的处理期间所使用的工具的完整描述或用于制造半导体装置的工艺流程的完整描述。下文将描述的结构不形成完整半导体装置结构或用于处理半导体装置结构的工具或系统。下文将仅详细描述理解本文所描述的实施例所需的过程动作及结构。用于形成完整半导体装置结构或用于处理半导体装置结构的工具或系统的额外动作可由常规技术执行。如本文所使用，术语“管线”意味着及包含管路、导管、管件或用于将一或多种物质从一位置传输(例如输送)到另一位置的任何构件。管线可包含适合导管、接头、阀、凸缘或用于形成传输一或多种物质的密封系统的其它组件。根据本文所揭示的实施例，在晶片处理工具(例如(但不限于)蚀刻工具)中制造半导体装置结构，例如半导体晶片或其它半导体衬底(包含(例如)一或多个半导体装置)。半导体晶片的处理可包含在宽温度范围内操作蚀刻工具(例如当图案化半导体晶片或清洁蚀刻工具时)。例如，在半导体晶片的处理期间，可在半导体晶片的图案化期间以低到约-70℃的温度及在蚀刻工具的清洁期间以高达70℃的温度、在不同图案化动作期间或两者重复操作蚀刻工具。蚀刻工具可包含可在半导体晶片的处理期间将半导体晶片安置于其上的晶片载台(例如静电吸盘)。蚀刻工具可包含与蚀刻工具的至少一部分(例如静电吸盘)可操作连通的加热及冷却设备，其经配置以控制蚀刻工具的至少一部分的温度。在一些实施例中，加热及冷却设备与静电吸盘可操作连通且经配置以加热及冷却静电吸盘到所要温度。在其它晶片处理工具中，晶片载台可不包括静电吸盘，且为了本专利技术，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理半导体装置结构的系统，所述系统包括：/n工具，其包括：/n室；及/n平台，其位于所述室内，所述平台经配置以在其上接收半导体装置结构；及/n加热及冷却系统，其与所述平台可操作连通且经配置以控制所述平台的温度，所述加热及冷却系统包括：/n冷却系统，其包含经配置以收容冷传热流体的冷槽，所述冷槽经配置以与所述平台、传热流体供应管线及传热流体回流管线流体连通；/n加热系统，其包含经配置以收容具有比所述冷传热流体高的温度的热传热流体的热槽，所述热槽经配置以与所述平台、所述传热流体供应管线及所述传热流体回流管线流体连通；及/n至少一个暂时槽，其经配置以响应于将所述平台的热负载从所述冷却系统或所述加热系统中的一者切换到所述冷却系统或所述加热系统中的另一者而从至少所述传热流体回流管线接收至少一些所述冷传热流体或所述热传热流体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180510 US 15/976,6231.一种用于处理半导体装置结构的系统，所述系统包括：
工具，其包括：
室；及
平台，其位于所述室内，所述平台经配置以在其上接收半导体装置结构；及
加热及冷却系统，其与所述平台可操作连通且经配置以控制所述平台的温度，所述加热及冷却系统包括：
冷却系统，其包含经配置以收容冷传热流体的冷槽，所述冷槽经配置以与所述平台、传热流体供应管线及传热流体回流管线流体连通；
加热系统，其包含经配置以收容具有比所述冷传热流体高的温度的热传热流体的热槽，所述热槽经配置以与所述平台、所述传热流体供应管线及所述传热流体回流管线流体连通；及
至少一个暂时槽，其经配置以响应于将所述平台的热负载从所述冷却系统或所述加热系统中的一者切换到所述冷却系统或所述加热系统中的另一者而从至少所述传热流体回流管线接收至少一些所述冷传热流体或所述热传热流体。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个暂时槽包括：
暂时槽，其与所述冷却系统相关联，所述暂时槽经配置以与所述传热流体回流管线及所述冷槽流体连通；及
另一暂时槽，其与所述加热系统相关联，所述另一暂时槽经配置以与所述传热流体回流管线及所述热槽流体连通。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个暂时槽包括经配置以与所述传热流体回流管线及所述冷槽及所述热槽中的每一者流体连通的单个暂时槽。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个暂时槽经配置以在所述热传热流体从所述热槽循环到所述平台、从所述平台循环到所述传热流体回流管线及从所述传热流体回流管线循环到所述热槽时将所述冷传热流体提供到所述冷槽。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个暂时槽经配置以在所述冷传热流体从所述冷槽循环到所述平台且返回到所述冷槽时将所述热传热流体释放到所述热槽。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述热传热流体及所述冷传热流体包括具有不同温度的相同材料。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述热传热流体经调配及配置以展现至少约70℃的温度且所述冷传热流体经调配及配置以展现约-70℃或更低的温度。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述热传热流体及所述冷传热流体包括氟碳化合物材料。


9.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括接近阀且与所述阀可操作连通的温度指示器，所述阀经配置以响应于在所述热传热流体从所述热槽循环到所述平台时测量到所述阀附近的所述传热流体的温度低于预定温度而使所述传热流体回流管线与所述至少一个暂时槽流体连通。


10.一种操作用于处理半导体装置结构的工具的方法，所述方法包括：
将工具的平台的热负载从加热及冷却设备的冷槽切换到所述加热及冷却设备的热槽，冷传热流体保留于所述冷槽与所述平台之间的传热流体管线中；
当将热传热流体从所述热槽导引到所述平台及从所述平台导引到所述传热流体回流管线时，将保留于所述传热流体回流管线中的所述冷传热流体导引到与所述热槽流体连通的暂时槽；
将所述热传热流体从所述传热流体回流管线导引到所述热槽；
将所述平台的所述热负载从所述热槽切换到所述冷槽；
当将所述冷传热流体从所述冷槽导引到所述平台及从所述平台导引到所述传热流体回流管线时，将保留于所述传热流体回流管线中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·科乌通斯基，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US