用于处理衬底的处理系统和方法技术方案

本发明专利技术描述了一种修整衬底上的构造的方法和系统。在对衬底进行化学处理期间，在包括表面温度和气体压力的受控条件下，将衬底暴露于诸如ＨＦ／ＮＨ３的气态化学品。还引入惰性气体，并且选择惰性气体的流速，以在修整构件期间影响目标修整量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及处理衬底的方法和系统，尤其是涉及对衬底进行化学和热处理的系统和方法。
技术介绍
在半导体处理期间，可以利用(干法)等离子体蚀刻工艺沿在硅衬底上图案化的细线或通孔或接触去除或蚀刻材料。等离子体蚀刻工艺通常包括将带有上覆的图案化的保护层(例如，光刻胶层)的半导体衬底定位在处理室中。一旦该衬底定位在处理室内，将可电离的游离气体混合物以预定的流速引入室内，同时使真空泵节流以获得环境工艺压力。此后，当现存的一小部分气体物质被受热的电子电离时，形成了等离子体。借助于电感或电容方式传递的射频(RF)功率，或者使用例如电子回旋共振(ECR)的微波功率的传输，能够加热电子而且，受热的电子用来解离环境气体物质的一些物质，并且生成适合于暴露表面蚀刻化学的反应性物质。一旦形成等离子体，所选定的衬底表面被等离子体蚀刻。调节该工艺以获得适合的条件，包括所需的反应物的适合浓度和在衬底的所选择的区域蚀刻各种构造(例如，沟道、过孔、接触、栅等)的离子数。需要蚀刻的该种衬底材料包括二氧化硅(SiO2)、低介电常数介电材料、多晶硅和氮化硅。在材料处理期间，蚀刻这些构造通常包括将形成在掩膜层内的图案转移到下面的膜中，在该下面的膜中形成各个构造。掩膜可以例如包括诸如(负或正)光刻胶的光敏材料、包括诸如光刻胶和抗反射涂层(ARC)之类层的多层，或由诸如光刻胶的第一层中的图案转移到下层的硬质掩膜层而形成的硬质掩膜。
技术实现思路
本专利技术涉及用于处理衬底的方法和系统，并且涉及化学处理衬底和热处理衬底的系统和方法。在本专利技术的一方面，描述在化学氧化物的去除工艺中获得衬底上的构造的修整量的方法，包括设定用于化学氧化物去除工艺的工艺处方，其中设定工艺处方包括设定第一工艺气体量，设定第二工艺气体量；通过设定惰性气体量调节用于化学氧化物去除工艺的工艺处方，以获得修整量；通过使用工艺处方暴露衬底，化学处理衬底上的构造；从构造基本去除修整量。在本专利技术的另一方面，描述使用化学氧化物去除工艺修整衬底上构造的方法，包括确定构造的修整量和惰性气体量之间的关系，其中该关系是针对于第一工艺气体量和第二工艺气体量建立的；选择目标修整量；使用该关系选择用于获得目标修整量的惰性气体目标量；通过将衬底暴露于第一气体量、第二气体处理量和惰性气体目标量而化学处理衬底上的构造；从构造基本去除目标修整量。在本专利技术的另一个方面，描述在化学氧化物去除工艺中获得衬底上的硅氧化物构造的修整量的方法，包括设定用于化学氧化物去除工艺的工艺处方，其中设定工艺处方包括设定HF的量和设定NH3的量；通过设定氩的量调节用于化学氧化物去除工艺的工艺处方以获得修整量；通过使用工艺处方将衬底暴露而化学处理衬底上的构造，其中HF的量独立于NH3的量而引入，氩的量与NH3的量一起引入；从构造基本去除修整量，其中增加氩的量对应于减少修整量。在本专利技术的另一个方面，用于在化学氧化物去除工艺中获得衬底上的修整量的系统包括通过将衬底暴露于第一气体处理量、第二气体处理量和惰性气体量而改变衬底上的暴露的表面层的化学处理系统；用于热处理衬底上化学性已改变的表面层的热处理系统；和结合到化学处理系统并且配置成为获得修整量调节惰性气体量的控制器。附图说明在附图中 图1A示出根据本专利技术实施例的用于化学处理系统和热处理系统的传送系统的示意图；图1B示出根据本专利技术另一个实施例的用于化学处理系统和热处理系统的传送系统的示意图；图1C示出根据本专利技术另一个实施例的用于化学处理系统和热处理系统的传送系统的示意图；图2示出根据本专利技术实施例的处理系统的示意剖面图；图3示出根据本专利技术实施例的化学处理系统的示意剖面图；图4示出根据本专利技术另一个实施例的化学处理系统的透视图；图5示出根据本专利技术实施例的热处理系统的示意剖面图；图6示出根据本专利技术另一个实施例的热处理系统的透视图；图7示出根据本专利技术实施例的衬底保持器的示意剖面图；图8示出根据本专利技术实施例的气体分配系统的示意剖面图；图9A示出根据本专利技术另一个实施例的气体分配系统的示意剖面图；图9B示出根据本专利技术实施例的在图9A中所示出的气体分配系统的放大视图；图10A和图10B示出根据本专利技术实施例的在图9A中所示出的气体分配系统的透视图；图11示出根据本专利技术实施例的衬底升降器组件；图12示出根据本专利技术实施例的隔热组件的侧视图；图13示出根据本专利技术实施例的隔热组件的俯视图；图14示出根据本专利技术实施例的隔热组件的剖面侧视图；图15示出处理衬底的流程图；图16示出用于化学氧化物去除工艺的示例性数据；图17示出用于化学氧化物去除工艺的控制模型；图18示出在图17中所描述的关系的分解图；图19示出在图18中所描述的关系的灵敏度；图20示出修整量对氩的流速变化的灵敏度；图21示出用于化学氧化物去除工艺的另一个控制模型； 图22示出在图21中所描述的关系的灵敏度；图23A和23B示出优化图21中所描述关系的方法；图24示出用于化学氧化物去除工艺的另一个控制模型；和图25示出优化在图21中描述的关系的方法。具体实施例方式在材料处理方法学中，图案蚀刻包括将一薄层光敏材料(诸如光刻胶)涂到衬底的上表面，随后对光敏材料进行图案化，以提供用于在蚀刻期间将该图案转移到下层薄膜的掩膜。光敏材料的图案化通常包括使用例如微光刻系统由辐射源通过掩膜原版(和关联的光学装置)对光敏材料进行曝光，然后使用显影剂去除光敏材料受辐射的区域(在正光刻胶的情况下)，或去除未辐射的区域(在负光刻胶的情况下)。此外，可以提供多层和硬质掩膜，用于在薄膜中蚀刻构造。例如，当使用硬质掩膜在薄膜中蚀刻构造时，在薄膜的主蚀刻步骤之前使用单独的蚀刻步骤将光敏层中的掩膜图案转移到硬质掩膜层。硬质掩膜可以例如从用于硅处理的包括例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)或碳的若干材料中选择。为了降低在薄膜中形成的特征尺寸，可以使用例如两步骤工艺在沿横向修整硬质掩膜。该工艺包括对硬质掩膜层的暴露表面进行化学处理，以改变硬质掩膜层的表面化学性，然后对硬质掩膜层的暴露表面进行后处理，以去掉改变了的表面化学性。根据一个实施例，图1A示出使用例如掩膜层修整处理衬底的处理系统1。处理系统1包括第一处理系统10和结合到第一处理系统10的第二处理系统20。例如，第一处理系统10可以包括化学处理系统，第二处理系统20可以包括热处理系统。或者，第二处理系统20可以包括诸如水清洗系统的衬底清洗系统。如图1A所示，传送系统30也可以结合到第一处理系统10，以将衬底传送入和传送出第一处理系统10和第二处理系统20，并且与多元件制造系统40交换衬底。第一处理系统10和第二处理系统20以及传送系统30可以例如在多元件制造系统40内包括处理元件。例如，多元件制造系统40可以允许将衬底传送到包括诸如蚀刻系统、沉积系统、涂覆系统、图案化系统、测量系统等之类的装置的处理元件中，并且从其传送出来。为了将在第一系统和第二系统中进行的工艺隔离开来，可以利用隔离组件50结合每一个系统。例如，隔离组件50可以包括提供隔热的隔热组件和提供真空隔离的闸门阀组件中至少一个。当然，处理系统10和20和传送系统30可以以任何顺序布置。或者，在另一个实施例中，图1B示出用于使用诸如掩膜层修整的工艺处理衬底的处理系统100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在化学氧化物去除工艺中获得衬底上的构造修整量的方法，包括：设定用于所述化学氧化物去除工艺的工艺处方，其中，所述设定工艺处方包括设定第一工艺气体量和设定第二工艺气体量；通过设定惰性气体量调节用于所述化学氧化物去除工艺的所述 工艺处方，以获得所述修整量；通过使用所述工艺处方暴露所述衬底，对所述衬底上的所述构造进行化学处理；和从所述构造基本去除所述修整量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-3-30 10/812,3471.一种在化学氧化物去除工艺中获得衬底上的构造修整量的方法，包括设定用于所述化学氧化物去除工艺的工艺处方，其中，所述设定工艺处方包括设定第一工艺气体量和设定第二工艺气体量；通过设定惰性气体量调节用于所述化学氧化物去除工艺的所述工艺处方，以获得所述修整量；通过使用所述工艺处方暴露所述衬底，对所述衬底上的所述构造进行化学处理；和从所述构造基本去除所述修整量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述从所述构造基本去除所述修整量包括通过在所述化学处理之后升高所述衬底的温度对所述衬底进行热处理。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述从所述构造基本去除所述修整量包括在所述化学处理之后在水溶液中清洗所述衬底。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述第一工艺气体的所述量包括设定HF量，并且所述设定所述第二工艺气体的所述量包括设定NH3量。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述惰性气体的所述量包括设定氩的量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述构造进行化学处理包括独立于所述第二工艺气体引入所述第一工艺气体。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述工艺处方进一步包括设定压力。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述工艺处方进一步包括设定所述衬底的温度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述工艺处方进一步包括设定用于对所述衬底进行化学处理的时间长度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定所述工艺处方进一步包括设定用于对所述衬底进行化学处理的化学处理工艺的温度。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述构造进行化学处理进一步包括对硅氧化物构造进行化学处理。12.一种使用化学氧化物去除工艺修整衬底上的构造的方法，包括确定所述构造的修整量和惰性气体量之间的关系，其中，所述关系是针对第一工艺气体量和第二工艺气体量建立的；选择目标修整量；使用所述关系选择获得所述目标修整量的惰性气体的目标量；通过将所述衬底暴露于所述量的所述第一工艺气体、所述量的所述第二工艺气体和所述量的所述惰性气体，而对所述衬底上的所述构造进行化学处理；和从所述构造基本去除所述目标修整量。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述从所述构造基本去除所述目标修整量包括通过在所述化学处理之后升高所述衬底的温度对所述衬底热处理。14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述从所述构造基本去除所述目标修整量包括在所述化学处理之后在水溶液中清洗所述衬底。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述针对所述第一工艺气体的所述量和所述第二工艺气体的所述量建立的所述关系包括HF量与NH3量之间的关系。16.根据权利要求12所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋口文彦，高桥宏幸，高明辉，岳红宇，山下朝夫，神原弘光，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]