用于控制晶片内工艺均匀性的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制晶片内工艺均匀性的方法和装置。衬底处理系统包括气体分配装置，所述气体分配装置被布置成将工艺气体分配在布置在具有上室区域和下室区域的衬底处理室中的衬底的表面上。衬底支撑件布置在所述衬底处理室的所述下室区域中，位于所述气体分配装置下方。圈布置在所述衬底处理室的所述下室区域中，位于所述气体分配装置下方且在所述衬底支撑件上方。所述圈设置成围绕所述气体分配装置的面板以及围绕所述气体分配装置与所述衬底支撑件之间的区域，并且在所述衬底支撑件和所述圈之间限定间隙。

【技术实现步骤摘要】
用于控制晶片内工艺均匀性的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月24日提交的美国临时申请No.62/312,638的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及衬底处理，更具体地涉及用于控制工艺材料分布的系统和方法。
技术介绍
这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该
技术介绍
部分以及在提交时不会以其他方式认为是现有技术的描述的方面中描述的程度上，目前署名的专利技术人的工作既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。衬底处理系统可用于蚀刻衬底(例如半导体晶片)上的膜。衬底处理系统通常包括处理室、气体分配装置和衬底支撑件。在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入到处理室中，并且射频(RF)等离子体可以用于激活化学反应。气体分配装置(例如，喷头)布置在衬底支撑件的上方，在气体分配装置和衬底之间具有固定的间隙。气体分配装置在各种工艺步骤期间将化学反应物分布在衬底的表面上。
技术实现思路
衬底处理系统包括气体分配装置，所述气体分配装置布置成将工艺气体分配在布置在具有上室区域和下室区域的衬底处理室中的衬底的表面上。衬底支撑件布置在所述衬底处理室的所述下室区域中，位于所述气体分配装置下方。圈布置在所述衬底处理室的所述下室区域，位于所述气体分配装置下方且在所述衬底支撑件上方。所述圈设置成围绕所述气体分配装置的面板和在所述气体分配装置与所述衬底支撑件之间的区域，并且在所述衬底支撑件和所述圈之间限定间隙。具体而言，本专利技术的一些方面可以阐述如下：1.一种衬底处理系统，其包括：气体分配装置，其被布置成将工艺气体分配在布置在具有上室区域和下室区域的衬底处理室中的衬底的表面上；衬底支撑件，其被布置在所述衬底处理室的在所述气体分配装置下方的所述下室区域中；以及圈，其被布置在所述衬底处理室的所述下室区域内，位于所述气体分配装置下方且在所述衬底支撑件上方，其中所述圈被布置成围绕(i)所述气体分配装置的面板和(ii)所述气体分配装置和所述衬底支撑件之间的区域，并且其中在所述衬底支撑件和所述圈之间限定间隙。2.根据条款1所述的衬底处理系统，其中所述圈被配置为被选择性地升高和降低。3.根据条款2所述的衬底处理系统，其中所述圈包括内圈和外圈。4.根据条款3所述的衬底处理系统，其中所述内圈和所述外圈被配置为被独立地升高和降低。5.根据条款2所述的衬底处理系统，其还包括控制器，所述控制器选择性地控制致动器以升高和降低所述圈。6.根据条款5所述的衬底处理系统，其中所述控制器选择性地升高和降低所述圈以调节所述圈相对于所述处理室的上表面的高度。7.根据条款5所述的衬底处理系统，其中所述控制器选择性地升高和降低所述圈以调节所述圈的下边缘和所述衬底的上表面之间的距离。8.根据条款5所述的衬底处理系统，其中所述控制器基于在所述衬底处理系统中使用的选定的配方而选择性地升高和降低所述圈。9.根据条款1所述的衬底处理系统，其中所述衬底支撑件被配置为被升高和降低。10.根据条款9所述的衬底处理系统，其还包括控制器，所述控制器选择性地控制致动器以升高和降低衬底支撑件。11.根据条款10所述的衬底处理系统，其中，所述控制器选择性地升高和降低所述衬底支撑件，以调整限定在所述衬底支撑件和所述圈之间的间隙。12.根据条款10所述的衬底处理系统，其中所述控制器基于在所述衬底处理系统中使用的选定的配方而选择性地升高和降低所述衬底支撑件。13.根据条款1所述的衬底处理系统，其中所述圈的直径大于所述面板的直径。14.根据条款1所述的衬底处理系统，其还包括所述圈的下边缘和所述衬底支撑件的上表面之间的间隙。15.根据条款1所述的衬底处理系统，其中所述圈的高度为约0.8英寸。从详细描述、权利要求和附图，本公开的其他适用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意图用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。附图说明从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：图1是没有流动控制特征(flow-controllingfeature)的示例性处理室；图2A示出了没有流动控制特征的处理室中的示例性流动分布(flowdistribution)；图2B示出了没有流动控制特征的处理室中的流动分布中的示例性不均匀百分比；图3A、3B和3C示出了没有流动控制特征的处理室中的流动模式(flowpattern)；图4是根据本公开的包括流动控制特征的示例性处理室的功能框图；图5是根据本公开的包括流动控制特征的示例性处理室；图6A示出了根据本公开的包括流动控制特征的处理室中的针对第一配方的示例性流动分布；图6B示出了根据本公开的包括流动控制特征的处理室中的针对第一配方的流动分布中的示例性不均匀百分比；图7A示出了根据本公开的包括流动控制特征的处理室中的针对第二配方的示例性流动分布；图7B示出了根据本公开的包括流动控制特征的处理室中的针对第二配方的流动分布中的示例性不均匀百分比；图8A示出了根据本公开的包括流动控制特征的处理室中的针对第三配方的示例性流动分布；图8B示出了包括根据本公开的流动控制特征的处理室中的针对第三配方的流动分布中的示例性不均匀百分比；图9A和9B示出了根据本公开的包括可调节环形圈(annularring)的示例性衬底处理室；以及图10示出了根据本公开的示例性衬底处理方法的步骤。在附图中，附图标记可以重复使用以标识相似和/或相同的元件。具体实施方式衬底处理系统中的气体分配装置(例如，喷头)在衬底的表面上分配化学反应物(例如气体)。衬底布置在气体分配装置下方的衬底支撑件上。通常，气体分配装置包括具有多个开口或孔的面板，以用于分配从面板上方提供的气体。气体分配受各种因素影响，各种因素包括但不限于：开口的尺寸和密度、面板上方的流动均匀性、正被提供的工艺气体混合物、气体流量(如流速)等。气体在衬底上的均匀分布显著影响正在进行的工艺步骤的精度和效率。因此，可以实施各种特征以控制气体的分布，从而改善处理。在一些示例中，面板可以是可互换的。例如，针对特定的处理，可以选择并安装具有期望的孔图案、孔尺寸等的面板。然而，在处理和/或处理步骤之间更换面板可能会导致生产率的下降、延长的停机时间、增加的维护和清洁等。根据本公开的原理的系统和方法在处理室内在面板下方提供流动控制特征(例如，环形圈或其他屏障)，并且选择性地调整衬底支撑件的高度以控制衬底的上表面与流动控制特征之间的有效间隙。尽管这里描述为环形圈，但是流动控制特征可以具有其它合适的形状。现在参考图1，示例性衬底处理室10包括气体分配装置(诸如喷头14)。喷头14经由入口18接收一种或多种气体，并将气体分配到包括衬底(例如晶片)22的反应体积中。喷头14经由面板26分配气体。气体可以经由出口30从室10排出。如图所示，喷头14不包括根据本公开的原理的流动控制特征。图2A示出了在衬底处理室10中提供的相应配方的在衬底22的表面上方大约0.1英寸处的不同流动分布(例如，表示为由平均速度归一化的局部速度)。速度随着距衬底22的中心的径向距离的增加(例如，从0到150mm)而变化。对应于N2O+O2+CF4的配方的流动分布示于34，对应于CF4和H2+NF3的配方的流动分布示于38。对于34，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理系统，其包括：气体分配装置，其被布置成将工艺气体分配在布置在具有上室区域和下室区域的衬底处理室中的衬底的表面上；衬底支撑件，其被布置在所述衬底处理室的在所述气体分配装置下方的所述下室区域中；以及圈，其被布置在所述衬底处理室的所述下室区域内，位于所述气体分配装置下方且在所述衬底支撑件上方，其中所述圈被布置成围绕(i)所述气体分配装置的面板和(ii)所述气体分配装置和所述衬底支撑件之间的区域，并且其中在所述衬底支撑件和所述圈之间限定间隙。

【技术特征摘要】
2016.03.24 US 62/312,638;2017.03.21 US 15/464,7931.一种衬底处理系统，其包括：气体分配装置，其被布置成将工艺气体分配在布置在具有上室区域和下室区域的衬底处理室中的衬底的表面上；衬底支撑件，其被布置在所述衬底处理室的在所述气体分配装置下方的所述下室区域中；以及圈，其被布置在所述衬底处理室的所述下室区域内，位于所述气体分配装置下方且在所述衬底支撑件上方，其中所述圈被布置成围绕(i)所述气体分配装置的面板和(ii)所述气体分配装置和所述衬底支撑件之间的区域，并且其中在所述衬底支撑件和所述圈之间限定间隙。2.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述圈被配置为被选择性地升高和降低。3.根据权利要求2所述的衬底处理系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾夫林·安格洛夫，克里斯蒂安·赛拉迪，阿伦·凯沙瓦穆尔蒂，朴俊洪，詹森·特雷德韦尔，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US