通过背面气体流量控制工件温度制造技术

公开了一种用于在加工期间调制及控制工件的局部温度的系统及方法。所述系统使用具有一或多个壁的台板，所述一或多个壁在所述台板的顶面上界定多个分立的区。当工件安置于所述台板上时，形成多个隔室，其中每一隔室由所述工件的背面及所述台板的相应区界定。所述隔室中的每一隔室内的背面气体的压力可被单独地控制。背面气体的压力决定自所述工件传递至所述台板的热量的量。通过局部地调节背面气体的压力，所述工件的不同区可维持在不同温度。在某些实施例中，使用多个阀来控制流至所述隔室的流动速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过背面气体流量控制工件温度
本揭示的实施例涉及用于在加工期间控制工件的温度的系统及方法，且更具体而言，涉及利用背面气体流量的变化来局部地控制所述工件温度的系统及方法。
技术介绍
半导体元件的制造涉及多个分立的复杂工艺。一个此种工艺可为自工件移除材料的蚀刻工艺。另一工艺可为将材料沉积于工件上的沉积工艺。再一工艺可为其中将离子植入至工件中的离子植入工艺。此外，在某些实施例中，总体半导体制造过程中的某些工艺可具有不均匀性。举例而言，例如化学机械抛光(chemicalmechanicalplanarization，CMP)等某些工艺可以非均匀方式研磨工件，以使较多材料自所述工件的某些部分移除。在某些实施例中，某些工艺可用于修正在制造过程早期中引入的不均匀性。举例而言，所述蚀刻工艺、所述沉积工艺或所述离子植入工艺可用于修正在早期工艺中引入的不均匀性。此外，这些工艺可用于补偿在后续工艺中引入的不均匀性。在某些实施例中，这些工艺可因在工件的某些部分上进行加工的持续时间较长而变化。然而，也可使用其他机制。在某些实施例中，这些工艺可对工件的温度敏感。举例而言，在某些时间段中所加工的材料的量可基于工件的温度而变化。因此，通过改变工件温度，可使这些工艺不均匀。然而，所述工件温度的精确控制并非不重要。由于工件及台板起到传播热量的作用，因而可能难以维持工件的两个邻近部分之间的温度梯度。因此，若存在用于在加工期间控制工件的温度的系统及方法，则将有所助益。若所述工件上多个区的温度可独立控制，则也将较为有益。
技术实现思路
公开了一种用于在加工期间调制及控制工件的局部温度的系统及方法。所述系统使用具有一或多个壁的台板，所述一或多个壁在所述台板的顶面上界定多个分立的区。当工件安置于所述台板上时，形成多个隔室，其中每一隔室均为由所述工件的背面及所述台板的相应区所界定的闭合体积。所述隔室中的每一个中的背面气体的压力可被单独地控制。所述背面气体的压力决定自所述工件传递至所述台板的热量的量。通过局部地调节所述背面气体的压力，所述工件的不同区可维持于不同的温度。在某些实施例中，使用多个阀来控制流至所述隔室的流动速率。在一个实施例中，公开了一种用于在加工期间控制工件的多个区的温度的系统。所述系统包括：台板，所述台板包括具有一或多个壁的顶面，所述一或多个壁界定多个分立的区，其中当工件安置于所述台板上时，所述多个分立的区形成多个隔室，每一隔室均对应于所述工件的区，其中所述多个隔室中的每一个具有相关联的开口；多个管道，所述多个管道中的每一个分别与相应的开口连通；多个阀，每一个阀分别与所述多个管道中的相应一个管道连通且与背面气体供应系统连通；以及控制器，与所述多个阀连通，以独立地控制通过所述多个阀中的每一个的流动速率以维持所述多个隔室中的每一个内的压力，其中所述压力被选择以维持对应至相应隔室的所述工件的每一个区的温度。在另一实施例中，公开了一种用于在加工期间控制工件的多个区的温度的系统。所述系统包括：台板，所述台板包括具有一或多个壁的顶面，所述一或多个壁界定多个分立的区，其中当工件安置于所述台板上时，所述多个分立的区形成多个隔室，每一隔室均对应于所述工件的区；背面气体供应系统；以及控制器，用以独立地调节自所述背面气体供应系统至所述隔室中的每一个的流动速率。根据另一实施例，公开了一种控制工件的多个区的温度的方法。所述方法包括：将工件安置于台板上，所述台板包括具有一或多个壁的顶面，所述一或多个壁界定多个分立的区，其中当所述工件安置于所述台板上时，所述多个分立的区形成多个隔室，每一隔室均对应于所述工件的区，其中所述多个隔室中的每一个均与背面气体供应系统连通；以及调整所述多个隔室中的每一个中的背面气体的压力，以独立地控制所述工件中的所述多个区的所述温度。附图说明为更佳地理解本揭示，请参照附图，所述附图并入本文供参考且其中：图1是根据一个实施例的台板的顶视图。图2是使用图1所示台板的温度控制系统的实施例。图3是示出图2所示系统的操作的流程图。图4是使用图1所示台板的温度控制系统的另一实施例。图5是示出图4所示系统的操作的流程图。具体实施方式如上所述，半导体元件的制造包括各种工艺，包括蚀刻工艺、沉积工艺及离子植入。这些工艺中的一或多个工艺可对温度敏感。在某些实施例中，此种温度依赖性可用于改善总体半导体制造过程及提高其效率。换言之，可调制工件的温度而非改变用于加工工件的某些区的时间。此能够得到与增加时间相同的结果而不降低效率。一种用于改变工件温度的机制可为控制工件向台板散发热量的能力。举例而言，通常在工件的背面与台板之间的小体积中安置背面气体。此种背面气体的压力决定在工件与台板之间所实现的热传递的量，其中工件通常充当热源，且台板通常充当散热件(heatsink)。换言之，越大的背面气体压力会使越多的热量自工件传递至台板。图1示出根据一个实施例的台板100。台板100包括顶面106，顶面106被一或多个壁120划分成多个分立的区110。壁120完全包绕分立的区110中的每一个。因此，壁120界定邻近的分立的区110之间的边界。尽管未示出，然而台板100还可包括外部密封环。此外部密封环充当背面气体的屏障，从而有效地在台板的外圆周周围形成壁以容纳背面气体。在某些实施例中，壁120中的一或多个壁可充当外部密封环。举例而言，最外侧的壁120还可充当外部密封环。在某些实施例中，台板还可包括多个凸起(图中未示出)。这些凸起可为小的环形突出部，用于支撑工件并维持台板与工件之间所期望的间距以使背面气体流过。这些壁120可为台板100的一部分。换言之，在某些实施例中，壁120可被机械加工或蚀刻至台板100的顶面中。在其他实施例中，可例如通过以化学气相沉积(chemicalvapordeposition，CVD)、等离子体气相沉积(plasmavapordeposition，PVD)、或等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，PECVD)进行图案化沉积(patterneddeposition)而将壁120添加至台板100的顶面。在其他实施例中，壁120可为附加至台板100的顶面的单独元件。举例而言，密封环可用作壁120。此外，在某些实施例中，可进行最终研磨或抛光工艺以确保所有壁120均具有相同高度。在一个实施例中，壁120可延伸至高于台板100的顶面约5μm。尽管图1示出了具有总共十三个分立的区110的台板100，然而分立的区110的数目不受本揭示限制。分立的区110的数目可大得多，例如大于150个。此外，安置于台板100的顶面上的分立的区的图案可有所变化。尽管图1示出了基于同心圆的扇区的分立的区110的图案，然而也可使用其他图案。举例而言，可使用格栅图案。此外，可使用基于同心圆的扇区的其他图案。举例而言，图案可包括更大数目的同心圆，所述同心圆中的每一个具有相应数目的扇区。当然，每一同心圆中的扇区的数目并不需要相同。在某些实施例中，每一同心圆的扇区的数目可被选择成使每一分立的区110占据与工件大致相同的面积。此外，尽管图中未示出，然而一或多个凸起可安置于分立的区110中。举例而言，若分立的区涵盖大的面积，则引入一或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在加工期间控制工件的多个区的温度的系统，包括：台板，包括具有一或多个壁的顶面，所述一或多个壁界定多个分立的区，其中当工件安置于所述台板上时，所述多个分立的区形成多个隔室，每一隔室均对应于所述工件的区，其中所述多个隔室中的每一个具有相关联的开口；多个管道，所述多个管道中的每一个分别与相应的开口连通；多个阀，每一个阀分别与所述多个管道中的相应一个管道连通且与背面气体供应系统连通；以及控制器，与所述多个阀连通，以独立地控制通过所述多个阀中的每一个的流动速率以维持所述多个隔室中的每一个内的压力，其中所述压力被选择以维持对应至相应隔室的所述工件的每一个区的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.19 US 14/548,1831.一种用于在加工期间控制工件的多个区的温度的系统，包括：台板，包括具有一或多个壁的顶面，所述一或多个壁界定多个分立的区，其中当工件安置于所述台板上时，所述多个分立的区形成多个隔室，每一隔室均对应于所述工件的区，其中所述多个隔室中的每一个具有相关联的开口；多个管道，所述多个管道中的每一个分别与相应的开口连通；多个阀，每一个阀分别与所述多个管道中的相应一个管道连通且与背面气体供应系统连通；以及控制器，与所述多个阀连通，以独立地控制通过所述多个阀中的每一个的流动速率以维持所述多个隔室中的每一个内的压力，其中所述压力被选择以维持对应至相应隔室的所述工件的每一个区的温度。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个阀包括数字阀，其中所述控制器调制每一个阀的负载循环以控制所述流动速率。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个阀以下列两种模式中的一种模式工作：在第一种模式中，背面气体经由所述阀朝所述相应隔室流动，在第二种模式中，流动停止。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个阀以下列三种模式中的一种模式工作：在第一种模式中，背面气体经由所述阀朝所述相应隔室流动，在第二种模式中，流动停止，且在第三种模式中，所述背面气体流出所述相应隔室。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器使用开环控制来控制所述流动速率。6.根据权利要求1所述的系统，还包括多个压力传感器，所述多个压力传感器中的每一个分别与相应隔室连通。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述多个阀以下列两种模式中的一种模式工作：在第一种模式中，背面气体经由所述阀朝所述相应隔室流动，在第二种模式中，流动停止。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述多个阀以下列三种模式中的一种模式工作：在第一种模式中，背面气体经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安·G·布雷克，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US