温度受控/电偏压晶片环绕制造技术

本发明专利技术公开一种用于均匀地蚀刻工件的系统及方法。系统包括：半导体处理系统，生成带状离子束；及工件固持器，使工件接受带状离子束的扫描。工件固持器包括延伸超出工件的一部分，所述部分被称为环圈。可独立地对环圈进行加热以补偿蚀刻速率不均匀性。在一些实施例中，可独立地对环圈加偏压以使得其电势不同于施加到工件的电势。在某些实施例中，环圈可被划分成可被单独控制的多个热区带。如此一来，可通过控制环圈的所述多个热区带中的各个热的电势和/或温度来解决各种蚀刻速率不均匀性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】温度受控/电偏压晶片环绕
[0001]本申请主张2021年2月4日提出申请的序列号为17/167,416的美国专利申请的优先权，所述美国专利申请的全部公开内容并入本案供参考。


[0002]本公开的实施例涉及提高蚀刻速率均匀性且更确切来说提高通过带状离子束扫描的工件的蚀刻速率均匀性的系统及方法。

技术介绍

[0003]离子束可用于植入掺杂物、蚀刻材料或将工件(例如，硅衬底)非晶化。这些离子束可使用半导体处理系统来形成，所述半导体处理系统包括生成所期望物种的离子的离子源。在某些实施例中，通过选择所期望物种的多个组件来提取并操控这些离子且朝向工件引导所述离子。在其他实施例中，离子源被定位成靠近工件且从离子源朝向工件吸引离子。
[0004]在一些实施方案中，可需要严密地控制各种参数的均匀性。举例来说，在某些应用中，可期望晶片宽度(Width in Wafer，WiW)蚀刻速率在3％到5％(3σ值)内或更好。然而，由于束流在其整个宽度上的变化且由于其他现象，可能难以达成所述蚀刻速率。
[0005]举例来说，就带状离子束来说，这些带状束通常在X方向上具有不均匀束流，尤其是在带状束的末端处。
[0006]此外，可将工件设置在穿过带状离子束的工件固持器上。此工件固持器可包括延伸超出工件的一部分。此部分可被称为环绕件或环圈。工件与环圈之间的任何电不连续性或热不连续性均可能会导致蚀刻速率均匀性发生变化。
[0007]因此，如果存在使用扫描带状离子束达成所期望的蚀刻速率均匀性的系统及方法，则将是有益的。此外，如果所述系统可容易适应不同的蚀刻物种，则将是有益的。

技术实现思路

[0008]公开一种用于均匀地蚀刻工件的系统及方法。所述系统包括：半导体处理系统，生成带状离子束；及工件固持器，使所述工件接受带状离子束的扫描。所述工件固持器包括延伸超出工件的一部分，所述部分被称为环圈。可独立地对所述环圈进行加热以补偿蚀刻速率不均匀性。在一些实施例中，可独立地对所述环圈加偏压以使得其电势不同于施加到工件的电势。在某些实施例中，所述环圈可被划分成可被单独控制的多个热区带。如此一来，可通过控制所述环圈的各个热的电势和/或温度来解决各种蚀刻速率不均匀性。
[0009]根据一个实施例，公开一种蚀刻系统。所述蚀刻系统包括：半导体处理系统，用于生成带状离子束；工件固持器；环圈，设置在所述工件固持器周围；以及扫描电动机，用于使所述工件固持器移动穿过所述带状离子束，其中所述环圈包括电阻加热器以修改所述环圈的温度。在某些实施例中，所述环圈包括导电框架及设置在所述导电框架上的保护覆盖层，且所述电阻加热器设置在所述保护覆盖层中或设置在所述保护覆盖层上。在某些实施例中，所述电阻加热器设置在所述保护覆盖层的面向所述导电框架的外表面上。在一些实施
例中，所述蚀刻系统包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述环圈上以监测所述环圈的温度。在某些实施例中，所述环圈包括导电框架及设置在所述导电框架上的保护覆盖层以及环圈偏压电力供应器，所述环圈偏压电力供应器用于以与施加到所述工件固持器的电压不同的电压对所述导电框架加偏压。在一些实施例中，所述环圈偏压电力供应器以所述工件固持器为参考，使得所述环圈维持与所述工件固持器的恒定电压偏移。在一些实施例中，使用绝缘材料将所述环圈与所述工件固持器电隔离。
[0010]根据另一实施例，公开一种蚀刻系统。所述蚀刻系统包括：半导体处理系统，用于生成带状离子束；工件固持器；环圈，设置在所述工件固持器周围；以及扫描电动机，用于使所述工件固持器移动穿过所述带状离子束，其中所述环圈包括多个热区带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。在一些实施例中，所述环圈包括框架及设置在所述框架上的保护覆盖层，且在所述保护覆盖层中或在所述保护覆盖层上设置有电阻加热器。在某些实施例中，所述电阻加热器设置在所述保护覆盖层的面向所述框架的外表面上。在一些实施例中，所述环圈被划分成多个热区带。在一些其他实施例中，所述多个热区带可被独立地控制。在一些实施例中，所述蚀刻系统包括热控制器及与所述热控制器连接的控制器，所述热控制器包括与所述多个热区带连接的多个电力供应器，其中将工件类型及蚀刻物种输入到所述控制器且所述热控制器将电力供应到所述多个热区带以达成所期望的温度轮廓(profile)。在某些实施例中，所述蚀刻系统包括温度传感器，所述温度传感器设置在至少一个热区带中以监测所述至少一个热区带的温度。
[0011]根据另一实施例，公开一种蚀刻系统。所述蚀刻系统包括：半导体处理系统，用于生成带状离子束；工件固持器；环圈，设置在所述工件固持器周围，其中所述环圈包括导电框架及设置在导电框架上的保护覆盖层；扫描电动机，用于使所述工件固持器移动穿过所述带状离子束；以及环圈偏压电力供应器，用于以与施加到所述工件固持器的电压不同的电压对所述导电框架加偏压。在一些实施例中，所述环圈偏压电力供应器以所述工件固持器为参考，使得所述环圈维持与所述工件固持器的恒定电压偏移。在一些实施例中，使用绝缘材料将所述环圈与所述工件固持器电隔离。在某些实施例中，所述导电框架被划分成多个导电区，其中施加到每一导电区的电压被独立地控制。在某些实施例中，所述蚀刻系统包括与所述环圈偏压电力供应器连接的控制器，其中将工件类型及蚀刻物种输入到所述控制器且所述环圈偏压电力供应器将电力供应到所述导电框架以达成边缘蚀刻速率的所期望改变。
附图说明
[0012]参考附图以更好地理解本公开，附图并入本案供参考且在附图中：
[0013]图1是根据一个实施例的半导体处理系统。
[0014]图2A
‑
2C示出使用环圈偏压电力供应器的三个实施例。
[0015]图3示出根据一个实施例的电阻加热器。
[0016]图4是具有多个热区带的环圈的第一实施例。
[0017]图5A
‑
5E示出各种蚀刻物种及工件类型的蚀刻速率图。
[0018]图6A
‑
6E说明用于图4的环圈的针对各种蚀刻速率图的加热图案。
具体实施方式
[0019]如上文所述，可使用本专利技术系统来提高采用工件的系统的蚀刻速率均匀性，所述工件是由带状离子束扫描。
[0020]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构成的离子源腔室100。在某些实施例中，这些腔室壁101中的一者或多者可由例如石英等介电材料构造而成。第一介电壁102的外部表面上可设置有射频(radio frequency，RF)天线110。RF天线110可由RF电力供应器120供电。在离子源腔室100内辐射递送到RF天线110的能量以将经由气体入口130引入的进气离子化。
[0021]在其他实施例中，离子源可以是间接加热式阴极(indirectly heated cathode，IHC)离子源、电容耦合等离子体源或另一类型的源。
[0022]被称为提取板104的一个腔室壁包括提取孔105，离子束106可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蚀刻系统，包括：半导体处理系统，用于生成带状离子束；工件固持器；环圈，设置在所述工件固持器周围；以及扫描电动机，用于使所述工件固持器移动穿过所述带状离子束，其中所述环圈包括电阻加热器以修改所述环圈的温度。2.根据权利要求1所述的蚀刻系统，其中所述环圈包括导电框架及设置在所述导电框架上的保护覆盖层，且其中所述电阻加热器设置在所述保护覆盖层中或设置在所述保护覆盖层上。3.根据权利要求2所述的蚀刻系统，其中所述电阻加热器设置在所述保护覆盖层的面向所述导电框架的外表面上。4.根据权利要求1所述的蚀刻系统，包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述环圈上以监测所述环圈的温度。5.根据权利要求1所述的蚀刻系统，其中所述环圈包括导电框架及设置在所述导电框架上的保护覆盖层且包括环圈偏压电力供应器，所述环圈偏压电力供应器用于以与施加到所述工件固持器的电压不同的电压对所述导电框架加偏压。6.根据权利要求5所述的蚀刻系统，其中所述环圈偏压电力供应器以所述工件固持器为参考，使得所述环圈维持与所述工件固持器的恒定电压偏移。7.根据权利要求5所述的蚀刻系统，其中使用绝缘材料将所述环圈与所述工件固持器电隔离。8.一种蚀刻系统，包括：半导体处理系统，用于生成带状离子束；工件固持器；环圈，设置在所述工件固持器周围；以及扫描电动机，用于使所述工件固持器移动穿过所述带状离子束，其中所述环圈包括多个热区带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。9.根据权利要求8所述的蚀刻系统，其中所述环圈包括框架及设置在所述框架上的保护覆盖层，且其中在所述保护覆盖层中或在所述保护覆盖层上设置有电阻加热器。10.根据权利要求9所述的蚀刻系统，其中所述电阻加热器设置在所...

【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：