包括带有远心透镜的透镜电路、光束折叠组件或多边形扫描仪的原子层蚀刻和沉积处理系统技术方案

一种衬底处理系统包括：处理室、衬底支撑件、激光器和准直组件。所述衬底支撑件被设置在所述处理室中并且被配置为支撑衬底。所述激光器被配置为产生激光束。所述准直组件包括多个透镜或反射镜，所述多个透镜或反射镜被布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述衬底的暴露的材料。所述多个透镜或反射镜被配置成沿在与所述衬底的表面垂直的预定范围内的方向引导所述激光束。方向引导所述激光束。方向引导所述激光束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括带有远心透镜的透镜电路、光束折叠组件或多边形扫描仪的原子层蚀刻和沉积处理系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2018年11月15日申请的美国临时申请No.62/767,574和2018年5月8日申请的美国临时申请No.62/668,552的权益。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。


[0002]本公开内容涉及衬底蚀刻和沉积工艺，并且更具体地涉及原子层蚀刻和沉积。

技术介绍

[0003]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
[0004]在诸如半导体晶片之类的衬底的原子层蚀刻(ALE)期间，将反应物(例如，氯气(Cl2)气体)引入到处理室中以使衬底的表面改性。在硅(Si)、锗(Ge)和金属氧化物(MO
x
)的ALE过程中经常使用基于氯的气体来提供注入氯的顶层。举例而言，可以引入氯气以将硅衬底的由Si形成的顶部部分转变为氯化硅(SiCl
x
)层，其中x为1、2、3或4。在表面改性之后，从室内清扫掉氯气。提供氩(Ar)等离子体以进行离子轰击并且主动去除氯化硅反应层，然后清扫掉副产物。

技术实现思路

[0005]提供了一种衬底处理系统，并且其包括：处理室、衬底支撑件、激光器和准直组件。所述衬底支撑件被设置在所述处理室中并且被配置为支撑衬底。所述激光器被配置为产生激光束。所述准直组件包括多个透镜或反射镜，所述多个透镜或反射镜被布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述衬底的暴露的材料。所述多个透镜或反射镜被配置成沿在与所述衬底的表面垂直的预定范围内的方向引导所述激光束。
[0006]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括透镜电路，所述透镜电路包括光束成形光学器件，以将所述激光束从圆形激光束转换为方形激光束。
[0007]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括透镜电路，所述透镜电路包括：平顶光学器件，其用于将所述激光束从圆形激光束转换为平顶形激光束；以及衍射光学器件，其用于将所述平顶形激光束转换为方形激光束。
[0008]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括控制器，所述控制器被配置为执行快速热退火工艺，所述快速热退火工艺包括：(i)生成控制信号以调制所述激光束，以使所述暴露的材料经受多个热能脉冲，以及(ii)使得所述暴露的材料能在所述多个热能脉冲中的连续的热能脉冲之间冷却。在其他特征中，所述衬底处理系统还包括反射镜电路，所述反射镜电路包括第一反射镜、第二反射镜、第一马达和第二马达。所述控制器被配置为经由所述第
一马达和所述第二马达移动所述第一反射镜和所述第二反射镜，以调节所述激光束在所述衬底上的位置。
[0009]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括光束尺寸调节设备，该光束尺寸调节设备被配置为在所述激光束被所述衬底接收之前调节所述激光束的尺寸。
[0010]在其他特征中，所述准直组件包括远心透镜组件，所述远心透镜组件包括透镜，所述透镜被布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述暴露的材料。所述透镜被配置为沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束。所述透镜被配置成沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束。在其他特征中，所述衬底处理系统还包括反射镜电路和控制器。所述反射镜电路包括第一反射镜、第二反射镜、第一马达和第二马达。所述激光束被朝所述第一反射镜引导。所述激光束被从所述第一反射镜引导到所述第二反射镜。所述激光束被从所述第二反射镜引导穿过所述远心透镜组件并且到达所述衬底。所述控制器被配置为经由所述第一马达和所述第二马达移动所述第一反射镜和所述第二反射镜，以调节所述激光束在所述衬底上的位置。
[0011]在其他特征中，当所述控制器调节所述激光束在所述衬底上的所述位置时，所述多个透镜使所述激光束与所述衬底的所述表面保持垂直关系。
[0012]在其他特征中，所述处理室是感应耦合等离子体室或远程等离子体源连接室。所述远心透镜组件位于所述处理室的介电窗上方。在其他特征中，所述多个透镜是平凸透镜。在其他特征中，所述多个透镜具有不同的直径。
[0013]在其他特征中，所述透镜被串联布置，其包括第一透镜和最后透镜。从第一透镜到最后透镜，所述多个透镜的直径增大。在其他特征中，所述激光束在所述第一透镜处接收，并且从所述最后透镜输出到所述衬底。
[0014]在其他特征中，所述准直组件包括光束折叠组件，所述光束折叠组件包括反射镜，所述反射镜布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述暴露的材料。所述多个透镜被配置成沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束。所述反射镜被布置成沿在与所述衬底的所述表面垂直的预定范围内的方向反射和引导所述激光束。
[0015]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述激光器以预定频率脉冲化所述激光束。
[0016]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括气体输送系统和控制器。所述气体输送系统被配置为向所述处理室供应工艺气体。所述控制器被配置为控制所述气体输送系统和所述激光器以迭代地执行各向同性原子层蚀刻工艺。所述工艺包括：在所述各向同性原子层蚀刻工艺的迭代过程中，执行预处理、原子吸附和脉冲热退火；在所述原子吸附期间，将所述衬底的所述表面暴露于包括卤素物质的所述工艺气体中，所述卤素物质被选择性地吸附到所述衬底的所述暴露的材料上以形成改性材料；以及在所述脉冲热退火期间，在预定的时间内多次开启和关断激光脉冲，以暴露和去除所述改性材料。
[0017]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括：声光调制器，其被配置为接收所述激光束；和控制器，其被配置为产生射频信号。所述激光器被配置为以连续模式运行。所述声光调制器被配置为基于所述射频信号并以预定频率在允许所述激光束传送到所述多个透镜或反射镜和防止所述激光束传送到所述透镜或反射镜之间切换。
[0018]在其他特征中，所述准直组件包括光束折叠组件，所述光束折叠组件包括反射镜。
所述反射镜布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述暴露的材料。所述透镜被配置成沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束。所述反射镜被布置成沿在与所述衬底的所述表面垂直的预定范围内的方向反射和引导所述激光束。
[0019]在其他特征中，所述衬底处理系统还包括气体输送系统，所述气体输送系统构造成将工艺气体供应到所述处理室。所述控制器被配置为控制所述气体输送系统和所述激光器以迭代地执行各向同性原子层蚀刻工艺。所述工艺包括：在所述各向同性原子层蚀刻工艺的迭代过程中，执行预处理、原子吸附和脉冲热退火；在所述原子吸附期间，将所述衬底的所述表面暴露于包括卤素物质的所述工艺气体中，所述卤素物质被选择性地吸附到所述衬底的所述暴露的材料上以形成改性材料；以及在所述脉冲热退火过程中，产生所述射频信号以在预定时间段内调制所述激光束，以暴露和去除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种衬底处理系统，其包括：处理室；衬底支撑件，其设置在所述处理室中并且被配置为支撑衬底；激光器，其被配置为产生激光束；和包括多个透镜或反射镜的准直组件，所述多个透镜或反射镜被布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述衬底的暴露的材料，其中，所述多个透镜或反射镜被配置成沿在与所述衬底的表面垂直的预定范围内的方向引导所述激光束。2.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括透镜电路，所述透镜电路包括光束成形光学器件，以将所述激光束从圆形激光束转换为方形激光束。3.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括透镜电路，所述透镜电路包括：平顶光学器件，其用于将所述激光束从圆形激光束转换为平顶形激光束；以及衍射光学器件，其用于将所述平顶形激光束转换为方形激光束。4.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括控制器，所述控制器被配置为执行快速热退火工艺，所述快速热退火工艺包括：(i)生成控制信号以调制所述激光束，以使所述暴露的材料经受多个热能脉冲，以及(ii)使得所述暴露的材料能在所述多个热能脉冲中的连续的热能脉冲之间冷却。5.根据权利要求4所述的衬底处理系统，其还包括反射镜电路，所述反射镜电路包括第一反射镜、第二反射镜、第一马达和第二马达，其中，所述控制器被配置为经由所述第一马达和所述第二马达移动所述第一反射镜和所述第二反射镜，以调节所述激光束在所述衬底上的位置。6.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括光束尺寸调节设备，该光束尺寸调节设备被配置为在所述激光束被所述衬底接收之前调节所述激光束的尺寸。7.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中：所述准直组件包括远心透镜组件，所述远心透镜组件包括多个透镜，所述多个透镜被布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述暴露的材料，其中，所述多个透镜被配置成沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束；以及所述多个透镜被配置为沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束。8.根据权利要求7所述的衬底处理系统，其还包括：反射镜电路，其包括第一反射镜、第二反射镜、第一马达和第二马达，其中所述激光束被朝所述第一反射镜引导，所述激光束被从所述第一反射镜引导到所述第二反射镜，并且所述激光束被从所述第二反射镜引导穿过所述远心透镜组件并且到达所述衬底；以及控制器，其被配置为经由所述第一马达和所述第二马达移动所述第一反射镜和所述第二反射镜，以调节所述激光束在所述衬底上的位置。9.根据权利要求8所述的衬底处理系统，其中，当所述控制器调节所述激光束在所述衬底上的所述位置时，所述多个透镜使所述激光束与所述衬底的所述表面保持垂直关系。10.根据权利要求7所述的衬底处理系统，其中：所述处理室是感应耦合等离子体室或远程等离子体源连接室；并且所述远心透镜组件位于所述处理室的介电窗上方。
11.根据权利要求7所述的衬底处理系统，其中，所述多个透镜是平凸透镜。12.根据权利要求7所述的衬底处理系统，其中，所述多个透镜具有不同的直径。13.根据权利要求12所述的衬底处理系统，其中：所述多个透镜被串联布置，其包括第一透镜和最后透镜；从第一透镜到最后透镜，所述多个透镜的直径增大；以及所述激光束在所述第一透镜处接收，并且从所述最后透镜输出到所述衬底。14.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中：所述准直组件包括光束折叠组件，所述光束折叠组件包括多个反射镜，所述多个反射镜布置成将所述激光束朝所述衬底引导以加热所述暴露的材料，其中，所述多个透镜被配置成沿垂直于所述衬底的所述表面的方向引导所述激光束；以及所述多个反射镜被布置成沿在与所述衬底的所述表面垂直的预定范围内的方向反射和引导所述激光束。15.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述激光器以预定频率脉冲化所述激光束。16.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括：气体输送系统，其被配置为向所述处理室供应工艺气体；和控制器，其被配置为控制所述气体输送系统和所述激光器以迭代地执行各向同性原子层蚀刻工艺，其包括在所述各向同性原子层蚀刻工艺的迭代过程中，执行预处理、原子吸附和脉冲热退火，在所述原子吸附期间，将所述衬底的所述表面暴露于包括卤素物质的所述工艺气体中，所述卤素物质被选择性地吸附到所述衬底的所述暴露的材料上以形成改性材料，以及在所述脉冲热退火期间，在预定的时间内多次开启和关断激光脉冲，以暴露和去除所述改性材料。17.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其还包括：声光调...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭东宇，云桑，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：