多区平台温度控制制造技术

揭示一种用于以均匀的方式蚀刻工件的系统及方法。所述系统包括产生带状离子束的半导体处理系统及扫描工件通过带状离子束的工件托座。工件托座包括多个独立控制的热区，从而可分开地控制工件的不同区域的温度。在某些实施例中，蚀刻速率均匀性可以是距工件中心的距离的函数，也称为径向不均匀性。此外，当扫描工件时，在平移方向上也可能存在蚀刻速率均匀性问题，称为线性不均匀性。本发明专利技术的工件托座包括多个独立控制的热区，以补偿径向及线性蚀刻速率的不均匀性。速率的不均匀性。速率的不均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多区平台温度控制


[0001]本揭示的实施例是关于用于改良蚀刻速率均匀性的系统及方法，并且更具体而言是关于用于改良扫描通过带状离子束的工件的蚀刻速率均匀性的系统及方法。

技术介绍

[0002]离子束可用于植入掺杂剂、蚀刻材料或使工件(例如硅基板)非晶化。可以使用半导体处理系统来创建这些离子束，所述半导体处理系统包括产生所欲物质的离子的离子源。在某些实施例中，这些离子由多个组件提取及操纵，所述多个组件选择所欲物质并将离子引向工件。在其他实施例中，离子源位于工件附近，并且离子从离子源被吸引向工件。
[0003]在一些实施方式中，可能需要严格控制各种参数的均匀性。例如，在某些应用中，可能希望晶圆宽度(Width in Wafer，WiW)蚀刻速率在3
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5％(3σ值)或更好的范围内。但是，由于束电流在其整个宽度上的变化及其他现象，这可能很难实现。
[0004]例如，对于带状离子束而言，这些带状束在X方向上，特别是在带状束的端部处通常具有不均匀的束电流。
[0005]此外，已知许多物质的蚀刻速率取决于温度。例如，用基于CF4的化学物质刻蚀氧化膜可显示刻蚀速率与平台温度有直接关系。用基于CH3F的化学物质刻蚀氮化膜可显示刻蚀速率与平台温度成反比关系。保持均匀的工件温度可能会有问题，因为工件的外边缘通常比工件的中央部分凉一些。另外，工件的边缘与工件托座之间的界面可影响等离子体体鞘、蚀刻剂浓度或其他参数。
[0006]因此，如果有一种使用扫描带状离子束实现所欲的蚀刻速率均匀性的系统及方法，将是有益的。此外，如果所述系统易于适应于不同的蚀刻物质，将是有益的。

技术实现思路

[0007]揭示一种用于以均匀的方式蚀刻工件的系统及方法。所述系统包括产生带状离子束的半导体处理系统及扫描工件通过带状离子束的工件托座。工件托座包括多个独立控制的热区，从而可分开地控制工件的不同区域的温度。在某些实施例中，蚀刻速率均匀性可以是距工件中心的距离的函数，也称为径向不均匀性。此外，当扫描工件时，在平移方向上也可能存在蚀刻速率均匀性问题，称为线性不均匀性。本专利技术的工件托座包括多个独立控制的热区，以补偿径向蚀刻速率不均匀性及线性蚀刻速率不均匀性两者。
[0008]根据一个实施例，揭示一种工件托座。所述工件托座包括：内部热区；以及至少一个同心环，所述至少一个同心环围绕所述内部热区，其中所述至少一个同心环中的至少一个被划分成多个外部热区。在某些实施例中，可独立控制所述内部热区及所述多个外部热区。在某些实施例中，加热元件被嵌入所述内部热区及每个外部热区中。在一些实施例中，使用径向辐条划分所述至少一个同心环中的一个。在某些进一步实施例中，所述多个外部热区是相同大小的。在一些实施例中，使用水平及竖直边界划分所述至少一个同心环中的一个。
[0009]根据另一个实施例，揭示一种蚀刻系统。所述蚀刻系统包括：半导体处理系统，以产生带状离子束；工件托座；及扫描马达，以使所述工件托座移动通过所述带状离子束，其中所述工件托座包括多个热区，以补偿径向蚀刻速率不均匀性及线性蚀刻速率不均匀性两者。在某些实施例中，所述工件托座包括内部热区；围绕所述内部热区的至少一个同心环，其中所述至少一个同心环中的至少一个被划分成多个外部热区。在某些实施例中，可独立控制所述内部热区及所述多个外部热区。在某些实施例中，加热元件被嵌入所述内部热区及每个外部热区中。在一些实施例中，使用径向辐条划分所述至少一个同心环中的一个。在某些进一步实施例中，所述多个外部热区是相同大小的。在一些实施例中，使用水平及竖直边界划分所述至少一个同心环中的一个。在一些实施例中，所述工件托座包括中央热区及设置在所述中央热区的相对侧上的一或多个水平热区。在某些实施例中，所述蚀刻系统包括热控制器以及与所述热控制器联通的控制器，所述热控制器包括与所述多个热区联通的多个电源，其中工件类型及蚀刻物质被输入到所述控制器且所述热控制器向所述多个热区供应电力，以实现所欲的温度轮廓。
[0010]根据另一个实施例，揭示一种蚀刻系统。所述蚀刻系统包括：半导体处理系统，以产生带状离子束；工件托座；及扫描马达，以使所述工件托座移动通过所述带状离子束，其中所述工件托座包括多个热区，以补偿线性蚀刻速率不均匀性。在某些实施例中，所述工件托座包括中央热区及设置在所述中央热区的相对侧上的一或多个竖直热区。在一些实施例中，可独立控制所述中央热区及所述一或多个竖直热区。在一些实施例中，加热元件嵌入在所述中央热区及所述一或多个竖直热区中的每一个中。在某些实施例中，所述蚀刻系统包括热控制器以及与所述热控制器联通的控制器，所述热控制器包括与所述多个热区联通的多个电源，其中工件类型及蚀刻物质被输入到所述控制器且所述热控制器向所述多个热区供应电力，以实现所欲的温度轮廓。
附图说明
[0011]参考附图以更好地理解本揭示，在此通过引用方式将附图并入本文中，
[0012]其中：
[0013]图1是根据一个实施例的半导体处理系统。
[0014]图2是根据第二实施例的半导体处理系统。
[0015]图3A
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3E示出各种蚀刻物质及工件类型的蚀刻速率地图。
[0016]图4是多区加热工件托座的第一实施例。
[0017]图5A
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5E示出图4的工件托座对于各种蚀刻速率地图的加热模式。
[0018]图6是多区加热工件托座的第二实施例。
[0019]图7是多区加热工件托座的第三实施例。
[0020]图8A
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8E示出图7的工件托座对于各种蚀刻速率地图的加热模式。
[0021]图9是多区加热工件托座的第四实施例。
[0022]图10是多区加热工件托座的第五实施例。
具体实施方式
[0023]如上所述，在采用扫描通过带状离子束的工件的系统中，可使用本系统来改良蚀
刻速率均匀性。
[0024]半导体处理系统1包括离子源，所述离子源包括由多个腔室壁101组成的离子源腔室100。在某些实施例中，这些腔室壁101中的一个或多个可由诸如石英的介电材料构造。RF天线110可设置在第一介电壁102的外表面上。RF天线110可由RF电源120供应电力。传递到RF天线110的能量在离子源腔室100内辐射，以使经由进气口130引入的进料气游离。
[0025]一个腔室壁(称为提取板104)包括提取孔105，离子束106可通过提取孔105离开离子源腔室100。离子束106在水平方向(也称为X方向)上可比在高度方向上宽得多。具有这些特性的离子束可被称为带状离子束。提取板104可由诸如钛、钽或其他金属的导电材料构成。提取板104的宽度可超过300毫米。此外，提取孔105在X方向上可比工件10的直径更宽。此提取板104可被偏压在提取电压下。在其他实施例中，提取板104可接地。
[0026]除了半导体处理系统1之外，还有工件托座155。工件托座155可被设置成靠近提取孔105本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工件托座，包括：内部热区；及至少一个同心环，围绕所述内部热区，其中所述至少一个同心环中的至少一个被划分成多个外部热区。2.根据权利要求1所述的工件托座，其中所述内部热区及所述多个外部热区可独立控制。3.根据权利要求1所述的工件托座，其中加热元件被嵌入所述内部热区及每个外部热区中。4.根据权利要求1所述的工件托座，其中使用径向辐条划分所述至少一个同心环中的所述一个。5.根据权利要求4所述的工件托座，其中所述多个外部热区是相同大小的。6.根据权利要求1所述的工件托座，其中使用水平及竖直边界划分所述至少一个同心环中的所述一个。7.一种蚀刻系统，包括：半导体处理系统以产生带状离子束；工件托座；及扫描马达以使所述工件托座移动通过所述带状离子束，其中所述工件托座包括多个热区，以补偿径向蚀刻速率不均匀性及线性蚀刻速率不均匀性两者。8.根据权利要求7所述的蚀刻系统，其中所述工件托座包括内部热区；以及至少一个同心环，围绕所述内部热区，其中所述至少一个同心环中的至少一个被划分成多个外部热区。9.根据权利要求8所述的蚀刻系统，其中所述内部热区及所述多个外部热区可独立控制。10.根据权利要求8所述的蚀刻系统，其中加热元件被嵌入所述内部热区及每个外部热区中。11.根据权利要求8所述的蚀刻系统，其中使用径向辐条划分所述至少一个同心环中的所述一个。12.根据权利要求11所述的蚀刻系统，其中所述多个外...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：