CN101772829A - 具有可变热导轮廓的处理系统平台 - Google Patents
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Abstract
一种用于处理系统的平台包括第一热区和第二热区，第一热区和第二热区由至少一个边界分隔。第一流体导管位于第一热区中。第二流体导管位于第二热区中。流体储藏器具有耦接至第一流体导管的第一输出和耦接至第二流体导管的第二输出。流体储藏器向第一流体导管提供具有第一流体条件的流体，缘此向第一热区提供第一热导，且流体储藏器向第二流体导管提供具有第二流体条件的流体，缘此向第二热区提供第二热导，以便在平台中达成预定热导轮廓。
Description
本文所用的章节标题仅出于组织目的且不应被认为限制本申请中所描述的主旨。
背景技术
半导体已广泛地用于包括半导体元件的许多产品。已做出巨大的努力来改良元件制程以改良元件的效能。一般而言，很多半导体元件可形成于单个半导体基板上。取决于半导体元件的复杂性，基板可经历多个制程。
基于等离子体的制程(plasma based process)可为半导体元件制程中的一种。特定而言，基于等离子体的制程可用于清洁、蚀刻和研磨基板，或用于在基板上沉积材料。最近，基于等离子体的制程已用作掺杂或植入制程。如此项技术中已知，掺杂或植入制程是将杂质引入到基板以改变基板的电、光学和/或机械性质的制程。等离子体掺杂有时被称作PLAD或等离子体浸没离子植入(plasma immersion ion implantation，PIII)制程，其经发展以满足当前技术水平的电子和光学元件的掺杂要求。
PLAD制程可不同于现有的束线离子植入制程(beam-line ion implantationprocess)。在束线离子植入制程中，所要物质的离子可在束线离子植入系统的离子源中产生。然后，所产生的离子由提取电极(extraction electrode)提取且以规定的能量朝向基板的前表面加速。在离子朝向基板加速过程中，离子可根据其质荷比(mass-to-charge ratio)来进行过滤，以使所要的离子可被植入至基板内。
在PLAD制程中，基板可浸没于包含掺杂剂离子的等离子体中。可用一系列电压脉冲使基板偏压以从等离子体吸引离子，且可将所吸引的离子植入至基板内。术语“基板”在本文中被定义为进行植入的金属工件、半导体工件、绝缘工件。
如此项技术中已知，用于执行PLAD制程的系统可包括腔室、介电窗(dielectric window)和靠近介电窗置放的射频(PF)线圈。由平台支撑的基板可被安置于腔室中。在若干系统中，介电窗可为圆柱形介电窗，且线圈可为包围圆柱形介电窗的螺旋线圈。在某些其它系统中，介电窗可为水平延伸的介电窗，且线圈可为安置于水平延伸的介电窗上方的平面线圈。
在操作中，PLAD系统的腔室可经抽空至适合于使等离子体发弧(striking)和维持等离子体的低压。包括杂质的至少一种处理气体(process gas)可被引入至腔室内。之后，可将射频电流(radio frequency current)施加至线圈以将处理气体转化成等离子体。在等离子体中可包含处理气体的电子、离子，中性介子以及残余物。偏压可被施加至基板，且包含于等离子体中的离子可加速并植入于基板中。
如此项技术中已知，PLAD制程可为高温制程。等离子体可产生大量的热。此外，在离子植入至基板中时，会产生热并且将所产生的热施加到基板。如此项技术中已知，施加至基板的过量热可能会导致具有较差效能的元件和/或可能会减少元件的良率。
为了补偿与过量热相关联的有害影响，已提议各种方法和设备。一种提议提供一种平台，该平台包含用于在处理基板的前表面时靠近基板的后表面提供冷却气体的空间。通过靠近后表面提供冷却气体，可降低基板的温度且可减弱过量热的有害影响。
然而，过量热仅是与基板处理期间所产生的或施加到基板的热有关的不利影响中的一种不利影响。虽然上文所述的平台可能补偿这些影响中的一种影响，但该平台可能不能够解决其它不利的与热有关的影响。因此，需要更好的方法和设备。
附图说明
根据本发明之较佳的和示范性实施例，结合附图在下文的具体实施方式中更具体地描述本揭露内容及其进一步的优点。
图1A说明在第一处理环境下在诸如等离子体掺杂的等离子体处理期间基板的温度轮廓。
图1B说明在第二处理环境下在诸如等离子体掺杂的等离子体处理期间基板的温度轮廓。
图1C说明在第三处理条件下在诸如等离子体掺杂的等离子体处理期间基板的温度轮廓。
图2A是根据本揭示内容的一个实施例的平台的简化平面图，其在等离子体处理时维持均匀的基板温度轮廓。
图2B是根据本揭示内容的一个实施例的图2A所示平台的详细平面图，该平台在等离子体处理时维持均匀的基板温度轮廓。
图2C说明结合图2A至图2B所描述的平台和基板的侧视图。
图3是根据本揭示内容的平台的另一实施例的平面图，该平台具有中央区域和多个相邻区域。
图4是根据本揭示内容的平台的另一实施例的平面图，该平台具有中央区域和在第一子区域与第二子区域中的多个相邻区域。
图5是根据本揭示内容的平台的又一实施例的平面图，该平台包括定位于矩阵中的多个矩形区域。
图6说明根据本揭示内容向平台提供流体的流体供应的一个实施例。
图7说明根据本揭示内容向平台提供流体的流体供应的另一实施例。
图8说明根据本揭示内容包括平台和流体供应的等离子体处理系统。
具体实施方式
在说明书中对“一个实施例”或“实施例(一实施例)”的提及表示结合该实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于本揭示内容的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现的短语“在一个实施例中”未必全指同一实施例。
应了解，只要本揭示内容仍是可行的，本揭示内容的方法的各个步骤可能以任何次序和/或同时执行。而且，还应了解，只要本揭示内容仍是可行的，本揭示内容的设备和方法可包括所描述的实施例中的许多或全部实施例。
现将参看附图所示的本发明的示范性实施例来更详细地描述本教导内容。虽然结合各种实施例和实例来描述本教导内容，但预期本教导内容并不限于这些实施例。相反，如本领域技术人员所了解，本教导内容涵盖各种替代、修改和等效物。能够了解本文的教导内容的本领域技术人员将认识到在如本文所述的本揭示内容的范畴内的额外的实施、修改、实施例和其它使用领域。举例而言，本教导内容可同样地适用于其它类型的处理系统，包括束线离子植入系统或其它基于等离子体的基板处理系统。在另一实例中，本揭示内容可同样地适用于各种类型的基板，包括金属性基板、半导体基板、超导基板或绝缘基板。
本揭示内容至少部分是以下情况：经历等离子体处理的基板可能在径向和方位角方向中具有非均匀温度轮廓(non-uniform temperature profile)。图1A至图1C说明在不同等离子体腔室环境下在诸如等离子体掺杂或等离子体沉积的等离子体处理期间的基板的三维温度轮廓102、104以及106。在本揭示内容中，不同的环境可与不同的腔室压力有关。在温度轮廓102、104以及106中的T轴表示基板温度。
图1A说明在第一等离子体处理环境下在诸如等离子体掺杂的等离子体处理期间基板的温度轮廓102。如图1A所说明，在第一等离子体处理环境下的基板可经历温度变化。举例而言，基板在靠近基板的中央110的区域可经历较低的温度且靠近在第一周边区域120可经历较高的温度。同时，靠近第二周边区域130的温度可高于靠近第一周边区域120的温度。基板在第三周边区域140可经历相对最大温度。
图1B说明在第二等离子体处理环境下的基板的温度轮廓104。如图1B所说明，在第二环境下的基板也可经历沿着径向和方位角方向中的一个方向或两个方向的温度变化。
图1C说明在第三等离子体处理条件期间基板的温度轮廓106。不同于第一处理环境和第二处理环境下的基板，在第三环境下的基板可在靠近中央具有最高温度。如在附图中所说明，在第三环境下的基板的温度可沿着径向和方位角方向中的一个方向或两个方向变化。然而，沿着方位角方向的温度变化程度可能并不明显。
图2A是根据本揭示内容的一个实施例的平台200的简化平面图。图2B是图2A所示的平台200的详细平面图，且图2C是支撑基板212的平台200的侧视图。参看图2A至图2C，平台200可包括第一区域至第三区域201-203；第一流体输入区域至第三流体输入区域208-210；以及用于传送流体的至少一个流体凹槽211。
在本实施例中，平台200可包括三个区域201-203，四个边界204-207以及三个流体凹槽211。然而，应构想到平台200可包括任意多个区域、边界以及流体凹槽。还应构想到每个区域204-207包含任意多个凹槽。举例而言，每个区域204-207可包括一个流体凹槽211或多个流体凹槽211。在另一实例中，平台200的至少一个区域可能不包含凹槽211。
如上文所述，平台200还可包括第一区域流体输入口至第三区域流体输入口208-310。如图2B所说明，平台200可在每个区域201-203中具有单个流体输入口。在另一实施例中，区域201-203中至少一者可具有多个流体输入口。在另一实施例中，区域201-203可具有不同数目的流体输入口。在又一实施例中，区域201-203中的至少一者可能不具有流体输入口。在最后一个实施例中，进入区域201-203中的一者的流体可能被传送到区域201-203的另一个区域。平台200还可视情况包括安置于第一区域至第三区域201-203的至少一者中的至少一个气体输出口(未图示)。平台200的每个区域201-203可配备流体输出口。然而，还构想到区域201-203中的至少一个区域或全部区域可不具有流体输出口。若这些区域中的一者并不包含流体输出口，则在该区域中的流体可能流出来至另一相邻区域或至等离子体腔室。
如图2C所示，基板212可通过平台200支撑。基板212的后表面可朝向第一区域至第三区域201-203和第一边界至第四边界204-207。在本揭示内容中，可靠近后表面提供流体且流体可甚至接触后表面以提供热传导。同时，基板212的前表面和进行处理的表面可远离第一区域至第三区域201-203和第一至第四边界204-207来安置。
在本揭示内容的本实施例中，平台200的第一区域201可靠近中央安置，而第二区域202和第三区域203可靠近第一区域201安置。虽然本实施例的平台200可包括设于特定位置的三个区域，但本领域技术人员将认识到每个区域的位置并不限于此。
在本揭示内容中不同区域的形状也不受到限制。举例而言，本实施例的平台200可配置成靠近中央的第一区域201具有大体上圆形的几何结构，而第二区域202和第三区域203可具有相互成镜像的形状。然而，一般本领域技术人员将认识到本揭示内容的平台的区域可具有其它的形状或几何结构。举例而言，平台200可配置成这些区域均不与另一区域相互成镜像。一般本领域技术人员还将认识到不同区域的形状或几何结构可相同或不同。举例而言，这些区域可具有相同高度或不同高度使得区域可具有相同或不同的体积。
在本揭示内容中，平台200可在区域201-203中配置成具有与另一区域的一部分直接相邻的一部分。举例而言，平台200可经成形使得第二区域202的至少一部分与第三区域203的至少一部分相邻。然而，一般本领域技术人员将认识到该平台可配置成存在并不与另一区域直接相邻的区域。举例而言，平台可包括三个并排安置的区域，其中第一区域靠近平台的中央安置且第二区域和第三区域安置于第一区域的相对侧。在该实例中，第二区域和第三区域未必具有彼此相邻的部分。
如本文所述，第一边界至第四边界204-207可界定第一区域至第三区域201-203。平台200的第一边界204可位于第一区域201与第二区域202和/或第一区域201与第三区域203之间。第二边界205可最接近平台200的周边且第三边界206和第四边界207可安置于第二区域202与第三区域203之间。在一个实施例中，第一边界204可具有例如大约100mm的直径和例如大约1mm的厚度。同时，第二边界205可具有例如大约295mm的直径和例如大约2mm的厚度。而且，流体凹槽211可具有大约1mm的厚度和大约0.5mm的深度。
在本实施例中，一种或多种流体可被提供到一个或多个区域201至203。在区域201-203中，流体可靠近基板212的后表面提供或甚至可能接触基板212的后表面以提供热传导。虽然本实施例揭示了流体被提供至这些区域中的每个区域，还应构想到可能存在至少一个不提供流体的区域。
在本揭示内容中，流体可以静态模式、动态模式或其组合来提供。在静态模式下，可在这些区域中提供并维持流体持续一定的时间周期。在动态模式下，流体可持续地流入至区域201-203内以向平台212提供热传导且然后从区域201-203流出来。
在本揭示内容中，相同或不同类型的流体可被提供到不同的区域。举例而言，气态或液态形式的空气、去离子水、Ar、He、H2、N2、Xe和Ne流体中的一者或组合可被提供到平台200的第一区域至第三区域201-203。在另一实例中，区域201-203中的一者可被提供空气、水、Ar、He、H2、N2、Xe和Ne流体中的一者或组合，且区域201-203的另一者可被提供空气、水、Ar、He、H2、N2、Xe和Ne流体中的另一组合。
即使相同类型的流体被提供到不同的区域，被提供到不同区域201-203的流体可具有相同或不同的性质。举例而言，提供至不同区域的流体可具有相同或不同温度。在另一实例中，流体可以相同的流动速率或不同的流动速率被提供至不同区域201-203。而且，在不同区域中的流体可维持在相同压力水平或不同的压力水平下。
在本揭示内容中，边界204-207可用于隔离一个区域与其它区域。此外，第二边界205可用于隔离平台200的区域201-103与等离子体腔室的条件。然而，若较佳地，至少一个通道(未图示)可安置于一个或多个边界，以使得提供至一个区域的流体可流动到另一区域内。在本揭示内容中，该通道可安置于靠近一个或多个边界204-207的顶部、中部和/或底部处。
若区域201-203相互隔离，则该区域的条件可维持在相同条件或不同条件以向基板212的不同部分提供不同的热传导。举例而言，区域201-203可维持在相同温度或不同温度以向基板212的不同部分提供相同或不同的热传导。在另一实例中，区域201-203可维持在相同压力水平或不同压力水平以提供相同或不同的热传导率。在另一实例中，流体可以相同流动速率或不同流动速率被提供至不同的区域。在又一实例中，区域201-203可被提供相同类型流体。或者，区域201-203可被提供具有不同热导的不同类型的流体以便提供不同的热传导。通过提供相同的热传导率或不同的热传导率，本揭示内容的平台可促进或阻碍在基板中的温度变化，如图1A至图1C所示。
图3是根据本揭示内容的另一实施例的平台300的平面图。如在图3中所说明，平台300包括靠近平台300中央的第一区域301和与第一区域301相邻的第二区域至第九区域302-309。此外，平台300可包括界定第一区域至第九区域309的多个边界310-319。如图3所示，第一边界310安置于第一区域301与第二区域至第九区域302-309之间，且第二边界311安置于最接近平台300的外周边处。同时，第三边界至第十边界312-319中的每一者可经安置以界定第二区域至第九区域302-309。
在本揭示内容中，本实施例的平台300可具有类似于图2A至图2C所述的平台200中的平台的许多特点。这些类似特点可包括平台300也可包括具有类似形状或不同形状的区域301-309(参见302-309)。此外，平台300的区域301-309可包含流体以向平台300所支撑的基板(现在图示)提供热传导。
类似于结合图2所描述的平台200，本实施例的平台300可配置成可在相同条件或不同条件下控制且维持不同区域301-309的条件。如本文所述，控制平台300的不同区域的条件可使得平台300提供均匀或非均匀热传导和最小化基板的非均匀温度轮廓。若需要，平台300可提供均匀或非均匀热传导以最小化基板的均匀温度轮廓(如结合平台200的叙述)。平台300的不同区域301-309的条件可通过向区域301-309提供具有相同性质或不同性质的流体来进行控制。举例而言，具有相同或不同热导的流体可被提供到区域301-309。在另一实例中，具有相同或不同温度的相同或不同流体可被提供至区域301-309。
区域301-309的条件也可通过在相同流动速率或不同流动速率下提供流体而受到控制。而且，不同区域的压力可维持在相同压力水平或不同的压力水平。在本实施例中，提供至区域的流体可包括(例如)气态或液态形式的空气、水、Ar、He、H2、N2、Xe和Ne或其组合。
与平台200的特点不同的本平台300的特点可为区域301-309中的某些区域或全部区域的数目、形状、尺寸或相对位置。
图4是根据本揭示内容的另一实施例的平台400的平面图。如在图4中所说明，平台400可包括靠近平台400中央的第一区域401；与第一区域401相邻的第二子区域至第九子区域402-409；以及与第二子区域至第九子区域402-409相邻的第十子区域至第十七子区域410-417。平台400也可包括位于第一区域401与第二子区域至第九子区域402-409之间的第一边界418；最接近平台400的周边的第二边界419；位于第二子区域至第九子区域402-409与第十子区域至第十七子区域410-417之间的第三边界420。平台400也可包括定义平台600的第二子区域至第十七子区域402-417的多个子边界421-436。
在本揭示内容中，本实施例的平台400可具有与平台200和300的特点类似的若干特点。出于清楚和简化的目的，将不结合图4描述类似的特点。
图4所示的本实施例的一个不同特点可见于平台400的第十子区域至第十七子区域410-417。如在图4中所说明，第十子区域至第十七子区域410-417可间隔开且并不与第一区域401直接相邻。该配置可使得第一区域能够(例如)与第十子区域至第十七子区域410-417热隔离。
图5是根据本揭示内容的另一实施例的平台500的平面图。如图5所说明，本实施例的平台500可包括以阵列定位的多个矩形区域502；经定位以界定区域502的多个边界504。在本揭示内容中，本实施例的平台500可包括与前面所述的平台200、300和400的特点类似的特点。出于清楚和简化的目的，将不结合图5来描述平台500的类似特点。
图5所示的本实施例的一个不同特点可在于区域502的形状和尺寸。此外，每个区域相对于其它区域502的位置可不同。举例而言，平台500的区域不是同心的。
图6说明根据本揭示内容的一个实施例用于向平台200、300、400和500供应流体的流体供应单元600。流体供应单元600可包括流体储藏器601和第一压力控制器至第三压力控制器602-604；以及第一过滤器至第三过滤器605-607；第一阀至第三阀608-610；第一孔口至第三孔口611-613；压载箱(ballast tank)614以及真空泵615。
在本实施例中，第一压力控制器至第三压力控制器602-604可独立地控制自储藏器601至第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C的流体的流动速率和/或压力。此外，第一压力控制器至第三压力控制器602-604可监视和/或设定提供至每个区域的流体的压力。同时，第一过滤器至第三过滤器605-607可过滤通过第一流体导管至第三流体导管801A、801B和801C行进的流体。
第一阀至第三阀608-610可控制流体自过滤器605-607至与阀608-610连通的平台620的区域的流动。并联地连接至第一阀至第三阀608-610的第一孔口至第三孔口6111-613可限制流体至平台620的区域的流动。
如图6所说明，压载箱614可耦接至第一阀至第三阀608-610且耦接至第一孔口至第三孔口611-613。同时，真空泵615可耦接至压载箱614且产生压差以自流体储藏器601经由第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C传送流体。此外，真空泵615可产生压差以自平台620的区域抽空流体。在一个实施例中，流体供应单元600可包括至少一个温度控制器601D，诸如最接近储藏器601定位的加热器和/或冷却器。在另一实施例中，一个或多个温度控制器(未图示)可提供至第一流体导管至第三流体导管601A、601B和601C中的至少一者以便独立地控制导管601A、601B和601C中的流体的温度。
如图6所示，第一压力控制器至第三压力控制器602-604可直接耦接至储藏器601。第一压力控制器602、第一过滤器605和第一阀608可经由第一导管601A串联地耦接在一起。第二压力控制器603、第二过滤器606以及第二阀609可经由第二导管601B串联地耦接在一起。第三压力控制器604、第三过滤器607以及第三阀610可经由第三导管601C串联地耦接在一起。同时，第一孔口至第三孔口611-613可与第一阀至第三阀608-610中的各别一者并联地耦接。压载箱614可耦接至第一阀至第三阀608-610和至第一孔口至第三孔口611-613。真空泵615可耦接至压载箱614。
在操作中，真空泵615可产生压差且将储藏器601中的流体传送到第一流体导管至第三流体导管601A-601C。如上文所述，包含于流体储藏器601中且经由第一流体导管至第三流体导管601A至601C传送的流体可为空气、去离子水空气、Ar、He、H2、N2、Xe以及Ne中的一者或其组合。包含于流体储藏器601中的流体可为液态或气态形式。
经由第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C流动的流体的压力可独立地受到压力控制器602-604的控制。举例而言，压力控制器602-604可用于监视并将通过第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C中的任一者流动的流体的流动速率设定为高流动速率、中流动速率或低流动速率。或者，压力控制器602-604可防止流体通过第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C中任一者流动。过滤器605-607中每一者可过滤流体且阀608-610可控制流体至平台300的区域、孔口611-613以及压载箱614的流动。压力控制器602-604、压载箱614、孔口611-613以及真空泵615的组合可将平台300中的区域中的流体压力维持在一或多个所要水平。
举例而言，每个压力控制器602-604可配置成提供预定压力的流体。压载箱614和真空泵615配置成快速地抽运且向第一流体导管至第三流体导管601A、601B以及601C中的流体提供压差。第一孔口至第三孔口611-612可减小流体自压力控制器602-604至压载箱614的流动。第一孔口至第三孔口611-613也可经设计以将平台300的区域中的每一者的压力维持在一个或多个预定水平。
在本揭示内容中，流体供应单元600也可包括流体输出导管(未图示)，其使得包含于这些区域中的流体从这些区域流出来且被提供至压载箱614。该流体输出导管也可耦接至第一阀至第三阀608-610。
图7说明根据本揭示内容的流体供应单元700的另一实施例。流体供应单元700可包括与流体供应单元600的特点类似的特点。然而，流体供应单元700可包括多个流体储藏器701和702；多个相应的压载箱715和716，以及多个真空泵717和718。
如图7所说明，流体供应单元700可包括第一流体储藏器701和第二流体储藏器702。然而，一般本领域技术人员将认识到流体供应单元700可包括不同数目的流体储藏器。在本揭示内容中，储藏器701和702可包含相同类型或不同类型的流体。举例而言，储藏器701和702可包含具有不同热导的不同流体。此外，储藏器701和702可包含具有相同性质或不同性质(例如，温度和流动速率)的流体。第一流体储藏器701与第二流体储藏器702中的每一者可包括温度控制器701A和702A以控制流体温度。如本文所述的其它实施例的温度控制器，本实施例的温度控制器701D和702D可为加热器和/或冷却器。而且，至少一个温度控制器(未图示)可靠近导管701A、701B以及701C提供，作为靠近储藏器701和702的温度控制器701D和702D的补充或替代。
如图7所说明，第一压力控制器与第二压力控制器703-704可耦接至第一储藏器701，而第三压力控制器705可耦接至第二储藏器702。第一压力控制器703可经由第一流体导管701A与第一过滤器706和第一阀709串联地耦接。而且，第二压力控制器704可经由第二流体导管701B与第二过滤器707和第二阀710串联地耦接。此外，第三压力控制器705可经由第三流体导管701C与第三过滤器708和第三阀711串联地耦接。
如图7所说明，第一孔口至第三孔口712-714中每一者可分别并联地连接至第一阀至第三阀709-711。第一压载箱715可耦接至第一阀709和第二阀710且耦接至第一孔口712和第二孔口713。而且，第二压载箱716可耦接至第三阀711和耦接至第三孔口714。而且，第一真空泵717和第二真空泵718可分别耦接至第一压载箱715与第二压载箱716。
流体供应单元700的操作可类似于结合图6所描述的流体供应单元600的操作。如本文所述，供应单元700可能够提供具有不同流体特征和不同操作条件的不同类型的流体。
图8说明根据本揭示内容的包括平台805和流体供应806的等离子体处理系统800。在一个实施例中，等离子体处理系统800是等离子体掺杂系统。然而，本领域技术人员应了解到本揭示内容的平台和流体供应单元可应用于任何类型的基于等离子体的处理系统和使用平台的任何其它类型的处理系统。举例而言，等离子体处理系统可为另一种掺杂系统，诸如束线离子植入系统或基于等离子体的蚀刻或沉积系统。
等离子体处理系统800包括至少一个腔室801，在腔室801中安置并处理基板802。腔室801可包括加热器和/或冷却器，其控制平台805和/或基板802的温度。诸如结合图6和图7所述的流体供应单元600和700的流体供应单元806可向平台805的每一区域提供至少一种流体。在一个实施例中，流体供应单元806包括压力控制器，诸如在上文所述的压力控制器602-604和703-705。压力控制器可配置成监视和/或设定传送到平台805的每个区域的流体的压力。或者，系统800可包括一或多个流体监视器，而不是压力控制器，其监视在平台805的每个区域中的流体性质。等离子体处理系统800也可包括温度监视器，其监视基板802的温度变化。
腔室801包括第一线圈803和第二线圈804。第一线圈803和第二线圈804中的至少一者是主动线圈(active coil)，其直接连接至RF电源807。在某些实施例中，第一线圈803和第二线圈804中的一者是寄生线圈或寄生天线。术语“寄生天线”在本文中被定义成表示与主动天线进行电磁通信但不直接连接至电源的天线。换言之，寄生天线并不直接由电源激发，而是由经定位与该寄生天线进行电磁通信的主动天线来激发。在本揭示内容的某些实施例中，寄生天线的一端电连接至接地电位以提供天线调谐能力。在这个实施例中，寄生天线包括线圈调整器，其用于改变寄生天线线圈的有效匝数。可使用多种不同类型的线圈调整器，诸如金属短杆(metal short)。
在操作中，基板802可置于腔室801中，且腔室801可被抽空。流体供应单元806可向平台805的不同区域提供在预定压力和/或温度的至少一种流体。提供至平台805的不同区域的具有预定压力和/或温度的流体可在基板802中达成所要热导轮廓(thermal conductivity profile)。
在一个实施例中，流体供应单元806也监视在平台805的区域中至少一者中的流体压力。若流体供应单元806侦测到存在流体泄漏，则压力控制器602-604、703-705可向系统800传输讯号以终止该制程或采取校正措施来维持所要的基板802温度轮廓。在区域之间的流体泄漏可通过侦测在一个区域中压力的降低和/或在另一区域中的压力增加而进行判断。在平台805中区域之间的流体泄漏也可通过侦测到基板802的温度变化的增加而进行判断。可通过侦测到流体泄漏且采取校正措施来改良总制程良率。
将射频功率施加到第一线圈803和第二线圈804中至少一者。至少一个加电线圈产生等离子体809。然后，来自等离子体809的离子可通过(例如)直接地或间接地向平台805或基板802施加偏压而朝向基板802导向。
通过向平台805的不同区域提供具有不同的压力和/或温度的流体，可向基板802的不同区域提供不同的热传导率(即，冷却/加热速率)。因此，流体供应单元806可提供特定等离子体制程所要的热导轮廓。几乎存在可用于执行许多不同制程的无穷多种可能的热导轮廓。在这个最简单的实例中，流体供应单元806可用于在平台805中提供相对均匀的热导轮廓，其最小化平台805上的温度变化。
在一个实施例中，至少两种不同的流体被提供至平台805的至少两个不同的区域。在各种实施例中，不同类型的流体的热导可显著不同或者可类似。使用至少两种不同流体可提供相对均匀的热导轮廓而无需在平台805的不同部段中使用不同的流体压力。举例而言，流体供应单元806可通过向靠近具有相对低温度的基板802的部分的平台805的一个区域，提供具有相对低热导的流体(诸如，N2)来提供相对均匀的热导轮廓。此外，流体供应单元806可向靠近具有相对高温的基板802的另一区域，提供具有相对高热导的流体(诸如，He)。
本揭示内容的平台的一个优点可在于该平台可能够提供或维持不同类型的流体和/或具有相同性质或不同性质的流体。因此，本揭示内容的平台能够减少有效但成本较高的流体的体积要求。举例而言，He，虽然在提供热传导方面非常有效但却较为昂贵。可通过向需要高热传导的基板的仅一部分提供He和通过向需要较低热传导的部分提供具有较低热传导的成本较低的流体来减少等离子体处理的总成本。
等效物
虽然结合各种实施例和实例描述了本教导内容，但预期本教导内容并不受到这些实施例限制。相反，如本领域技术人员所了解，本教导内容涵盖在本发明的精神和范畴的情况下可对本发明做出的各种替代、修改和等效物。
Claims (25)
1.一种用于处理系统的平台，所述平台包括：
a.第一热区与第二热区，由至少一个边界分隔；
b.第一流体导管，位于所述第一热区；
c.第二流体导管，位于所述第二热区；以及
d.流体储藏器，具有耦接至所述第一流体导管的第一输出和耦接至所述第二流体导管的第二输出，所述流体储藏器向所述第一流体导管提供具有第一流体条件的流体，缘此向所述第一热区提供第一热导，且所述流体储藏器向所述第二流体导管提供具有第二流体条件的流体，缘此向所述第二热区提供第二热导，以便在所述平台中达成预定热导轮廓。
2.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述第一热区和第二热区包括单独的流体输入口。
3.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述第一流体导管与所述第二流体导管中的至少一者包括在所述平台中用于传送流体的凹槽。
4.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述第一流体条件和所述第二流体条件包括流体流动速率、流体压力、流体温度、流体热导以及流体类型中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述预定热导轮廓包括在所述平台上相对均匀的温度轮廓。
6.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述预定热导轮廓包括补偿在所述平台的径向和方位角方向中的热非均匀性的热导轮廓。
7.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述预定热导轮廓包括补偿等离子体制程中所产生的热非均匀性的热导轮廓，所述等离子体制程导致与所述平台的周边区域相比，所述平台的中央区域具有相对低温。
8.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述流体包括液体和气体中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的用于处理系统的平台，其中，所述流体包括至少一个液体和至少一个气体的组合。
10.一种用于处理系统的平台，所述平台包括：
a.多个热区，所述多个热区中的每一者由至少一个边界分隔且包括至少一个流体导管；以及
b.多个流体储藏器，所述多个流体储藏器中的每一者的输出耦接至所述多个热区中至少一者的输入，所述多个流体储藏器向所述多个热区提供具有不同的流体条件的流体，以便在所述平台中达成预定热导轮廓。
11.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述多个流体储藏器中的至少两者向所述多个热区中的至少两者提供具有不同热导的流体。
12.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述多个流体储藏器中的至少一者向所述多个热区中的至少两者提供流体。
13.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述多个热区中的至少两者包括单独的流体输入口，所述单独的流体输入口直接耦接至所述多个流体储藏器中的一者。
14.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述流体条件包括流体流动速率、流体压力、流体温度、流体热导以及流体类型中的至少一者。
15.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述预定热导轮廓包括在所述平台上相对均匀的温度轮廓。
16.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述预定热导轮廓包括补偿在所述平台的径向和方位角方向中的热非均匀性的热导轮廓。
17.根据权利要求10所述的用于处理系统的平台，其中所述预定热导轮廓包括补偿等离子体制程中所产生的热非均匀性的热导轮廓，所述等离子体制程导致与所述平台的周边区域相比，所述平台的中央区域具有相对低温。
18.一种用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，所述方法包括：
a.提供具有由至少一个边界分隔的多个热区的平台；
b.使至少一个流体储藏器的流体流入至所述多个区域中的流体导管内；以及，
c.选择在所述多个区域中至少两个区域中的流体导管中流动的流体的流体条件，以便在所述平台中达成预定热导轮廓。
19.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中所述制程包括等离子体制程。
20.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中所述流体包括至少一个液体和至少一个气体的组合。
21.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中所述选择流体条件包括选择流体流动速率、流体压力、流体温度、流体热导以及流体类型中的至少一者。
22.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中所述预定热导轮廓包括在所述平台上相对均匀的温度轮廓。
23.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中所述预定热导轮廓包括补偿在所述平台的径向和方位角方向中的热非均匀性的热导轮廓。
24.根据权利要求18所述的用于在处理系统的平台中达成预定热导轮廓的方法，其中，所述预定热导轮廓包括补偿等离子体制程中所产生的热非均匀性的热导轮廓，所述等离子体制程导致与所述平台的周边区域相比，所述平台的中央区域具有相对低温。
25.一种用于处理系统的平台，所述平台包括：
a.具有多个热区的平台，所述多个热区由至少一个边界分隔；
b.用于使流体从至少一个流体储藏器流入至所述多个区域中流体导管内的装置；以及，
c.选择装置，用于选择在所述多个区域中的至少两个区域中的至少两个流体导管中流动的流体的流体条件，以便在所述平台中达成预定热导轮廓。
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| US6182604B1 (en) * | 1999-10-27 | 2001-02-06 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Hollow cathode for plasma doping system |
| US7126808B2 (en) * | 2003-04-01 | 2006-10-24 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Wafer platen equipped with electrostatic clamp, wafer backside gas cooling, and high voltage operation capability for plasma doping |
| US20050205211A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Vikram Singh | Plasma immersion ion implantion apparatus and method |
| US20060236931A1 (en) * | 2005-04-25 | 2006-10-26 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Tilted Plasma Doping |
| US7524743B2 (en) * | 2005-10-13 | 2009-04-28 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Conformal doping apparatus and method |
| US20070084564A1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Conformal doping apparatus and method |
| US20070170867A1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-26 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Plasma Immersion Ion Source With Low Effective Antenna Voltage |
| US7453059B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-11-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for monitoring and controlling a plasma process |
| US20070224840A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method of Plasma Processing with In-Situ Monitoring and Process Parameter Tuning |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100707 |