CN102105312A - 用于化学处置和热处置的高产量处理系统及操作方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于对多个衬底进行处理的、具有化学处置系统和热处置系统的高产量处理系统。化学处置系统被构造成在干法非等离子体环境下对多个衬底进行化学处置。热处置系统被构造成对在化学处置系统中受到化学处置的多个衬底进行热处置。

Description

用于化学处置和热处置的高产量处理系统及操作方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及2007年3月6日提交的题为“PROCESSING SYSTEMAND METHOD FOR PERFORMING HIGH THROUGHPUT NON-PLASMAPROCESSING”(ES-099)的共同在审美国专利申请No.11/682,625、与之同日提交的题为“HEATER ASSEMBLY FOR HIGH THROUGHPUTCHEMICAL TREATMENT SYSTEM”(ES-135)的共同在审美国专利申请No.12/183,597、与之同日提交的题为“HIGH THROUGHPUTCHEMICAL TREATMENT SYSTEM AND METHOD OF OPERATING”(ES-147)的共同在审美国专利申请No.12/183,650、与之同日提交的题为“SUB STRATE HOLDER FOR HIGH THROUGHPUT CHEMICALTREATMENT”(ES-148)的共同在审美国专利申请No.12/183,694以及与之同日提交的题为“HIGH THROUGHPUT THERMAL TREATMENTSYSTEM AND METHOD OF OPERATING”(ES-149)的共同在审美国专利申请No.12/183,763。这些申请的全部内容通过引用方式结合于此。
技术领域
本发明涉及处理系统，尤其涉及用于化学处置(treatment)和热处置的高产量(high throughput)处理系统。
背景技术
在材料处理方法中，使用了各种处理来从衬底表面除去材料，例如包括刻蚀处理、清洁处理等。在图案化刻蚀过程中，微细特征(例如沟槽、孔、接触孔等)被形成于衬底的各个表面层中。例如，图案化刻蚀包括：向衬底的上表面施加辐射敏感材料(例如光致抗蚀剂)的薄层，用光刻技术在辐射敏感材料的层中形成图案，并使用干法刻蚀处理或一系列干法刻蚀处理将这种图案转移到下方的层中。
另外，可以实现多层掩膜来在薄膜中刻蚀特征，这些掩膜包括辐射敏感材料的层以及一个或多个软掩膜层和/或硬掩膜层。例如，在用硬掩膜在薄膜中刻蚀特征时，在薄膜的主要刻蚀步骤之前的单独刻蚀步骤中把辐射敏感材料层中的掩膜图案转移到硬掩膜中。硬掩膜例如可以从用于硅处理的若干种材料中选择，这些材料包括：二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)和碳。此外，为了减小薄膜中形成的特征尺寸，硬掩膜层可以在横向受到修剪(trim)。随后，在图案转移到下方的层之前或之后，可以用干法清洁处理来除去一个或多个掩膜层和/或处理过程中累积在衬底上的任何残余物。图案形成、修剪、刻蚀或清洁处理步骤中的一项或多项可以使用干法非等离子体处理来从衬底除去材料。例如，干法非等离子体处理可以包括化学去除处理，该处理包括两步处理：对衬底的暴露表面进行化学处置以改变(alter)这些暴露表面层的表面化学物质，以及对经过化学改变的暴露表面进行后处置以释出(desorb)经过改变的表面化学物质。尽管化学去除处理对于一种材料的去除表现出相对于其他材料的非常高的选择性，但该处理受到低产量的影响，因而使该处理不太实用。
刻蚀处理通常蚀用一个衬底处理集群工具来执行的，该集群工具包括衬底转移站、一个或多个处理模块、以及衬底操纵系统，衬底操纵系统被构造成将一个衬底装载到这一个或多个处理模块中，或者从这一个或多个处理模块卸载该衬底。这种单一衬底构造使得每个室能够以下述方式处理一个衬底：所述方式在衬底内以及不同衬底之间都提供了一致和可重复的处理特性。尽管集群工具提供了对衬底上的各种特征进行处理所需的特性，但是在半导体处理领域，在提供所需处理特性的同时提高处理模块的产量将是有利的。
发明内容
本发明涉及处理系统，尤其涉及用于化学处置和热处置的高产量处理系统。
此外，本发明还涉及具有用于对多个衬底进行处理的化学处置系统和热处置系统的高产量处理系统。化学处置系统被构造成在干法非等离子体环境中对多个衬底进行化学处置。热处置系统被构造成对在化学处置系统中经过处置的多个衬底进行热处置。
根据一种实施例，描述了用于对多个衬底进行化学处置的处理系统，包括化学处置系统、热处置系统和隔离组件；化学处置系统包括化学处置室、受到温度控制的衬底保持器、气体喷射组件、加热器组件和真空泵送系统，所述受到温度控制的衬底保持器安装在所述化学处置室内并被构造成在其支撑表面上支撑两个或更多个衬底，所述气体喷射组件耦合到所述化学处置室并被构造成将一种或多种处理气体引入所述化学处置室中的处理空间以对所述两个或更多个衬底上的暴露表面层进行化学改变，所述加热器组件耦合到所述气体喷射组件并被构造成使所述气体喷射组件的温度升高，所述真空泵送系统耦合到所述化学处置室；热处置系统包括热处置室、一个或多个受到温度控制的衬底保持器，这些衬底保持器安装在所述热处置室内并被构造成支撑两个或更多个衬底，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括机构、衬底抬升器组件和真空泵送系统，所述机构使所述两个或更多个衬底的热处置衬底温度升高以对其上经过所述化学改变的暴露表面层进行热处置，所述衬底抬升器组件耦合到所述热处置室以使所述两个或更多个衬底在转移平面与所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器之间竖直平移，所述真空泵送系统耦合到所述热处置室并被构造成将所述热处置的气体产物排空；隔离组件耦合到所述化学处置系统和所述热处置系统，其中，所述隔离组件包括专用的衬底操纵器，所述衬底操纵器被构造成将所述两个或更多个衬底转移进所述化学处置系统和所述热处置系统以及转移出所述化学处置系统和所述热处置系统。
附图说明
在附图中：
图1图示了根据一种实施例，用于第一处置系统和第二处置系统的转移系统的侧视示意图；
图2图示了图1所示转移系统的俯视示意图；
图3图示了根据另一种实施例，用于第一处置系统和第二处置系统的转移系统的侧视示意图；
图4图示了根据另一种实施例，用于第一处置系统和第二处置系统的转移系统的俯视示意图；
图5图示了根据一种实施例的化学处置系统的剖视侧视图；
图6提供了图5所示化学处置系统的剖视侧视图的分解图；
图7A提供了根据一种实施例的衬底保持器的俯视图；
图7B提供了图7A所示衬底保持器的侧视图；
图7C图示了根据一种实施例，化学处置系统中衬底保持器和泵送系统的俯视布局；
图7D提供了根据另一种实施例的衬底保持器的俯视图；
图8A提供了根据一种实施例的抬升销组件的俯视图；
图8B提供了图8A所示抬升销组件的侧视图；
图8C提供了根据一种实施例，衬底保持器中抬升销对准器件的分解图；
图9提供了根据一种实施例的加热器组件的剖视图；
图10A提供了根据一种实施例的加热器组件的俯视图；
图10B提供了图10A所示加热器组件的侧视图；
图11A和图11B图示了根据一种实施例的热处置系统的剖视侧视图；
图12提供了根据一种实施例的衬底抬升组件的俯视图；
图13提供了根据另一种实施例的衬底抬升组件的俯视图；
图14提供了根据一种实施例对化学处置系统和热处置系统进行操作的方法；
图15提供了使用干法等离子体处理的刻蚀速率的示例性数据；
图16提供了根据一种实施例使用干法等离子体刻蚀处理对衬底进行刻蚀的方法。
具体实施方式
各种实施例中公开了用于执行高产量非等离子体处理的设备和方法。但是，本领域技术人员会明白，各种实施例可以在不具有一项或多项具体细节的情况下，或者通过对方法、材料或元件进行其他代替和/或添加的情况下实施。在其他情况下，没有示出公知的结构、材料或操作或对其进行详细描述，以免使本发明的各个方面模糊。类似地，处于解释说明目的，阐述了具体的数目、材料和构造以提供对本发明的完整理解。但是本发明可以在不具有这些细节的情况下实施。此外还应理解，图中所示的各种实施例是举例说明的表现形式，不一定是按比例绘制的。
在这份说明书全文中对于“一种实施例”或“实施例”或其变形形式的引用意味着结合该实施例而描述的特定特征、结构、材料或特性被包含在本发明的至少一种实施例中，但是不表示它们存在于每种实施例中。因此，在这份说明书全文中出现的诸如“在一种实施例中”或“在实施例中”这样的短语不一定指的是本发明的同一实施例。此外，这些特定的特征、结构、材料或特性可以在一种或多种实施例中以任何合适的方式组合。在其他实施例中可以保护各种附加的层和/或结构，和/或可以省略所描述的特征。
作为最有助于理解本发明的方式，各种操作将以顺次的多个分立步骤的形式来描述。但是，描述顺序不应认为暗示了这些操作必须依赖于顺序。尤其是，这些操作不一定要以所展示的顺序来执行。所描述的操作可以通过与所述实施例不同的顺序来执行。在其他实施例中可以执行各种附加的操作，和/或可以省略所描述的操作。
通常需要对多个衬底进行高产量处置的系统和方法，以及对多个衬底进行高产量化学和热处置的系统和方法。通过给每个站使用多个衬底保持器(holder)和专用的操纵器(handler)，可以改善对多个衬底的化学和热处置产量。
根据一种实施例，图1展示了用于对多个衬底进行处理的处理平台100的侧视图。例如，该处理可以包括干法非等离子体刻蚀处理，或干法非等离子体清洁处理。例如，该处理可以用来对掩膜层进行修剪，或者从衬底表面除去残余物和其他污染物。此外，例如，该处理还可以包括化学氧化物的去除处理。
处理平台100包括第一处置系统110和耦合到第一处置系统110的第二处置系统120。在一种实施例中，第一处置系统110是化学处置系统，第二处置系统120是热处置系统。在另一种实施例中，第二处置系统120是衬底清洗(rinsing)系统，例如水清洗系统。另外，如图1所示，转移系统130耦合到第一处置系统110，以将多个衬底转移进出第一处置系统110和第二处置系统120，还与多元件制造系统140交换多个衬底。多元件制造系统可以包括负载锁定(load-lock)元件，以使衬底的晶舟(cassette)能够在大气条件与低压条件之间循环。
第一处置系统110、第二处置系统120和转移系统130例如可以包括多元件制造系统140内的处理元件。转移系统130可以包括专用操纵器160，用于使多个衬底在第一处置系统110、第二处置系统120和多元件制造系统140之间移动。例如，专用操纵器160专用于在这些操纵系统(第一操纵系统110和第二操纵系统120)与多元件制造系统140之间转移多个衬底，但是本实施例不限于此。
在一种实施例中，多元件制造系统140可以允许向处理元件和从处理元件转移衬底，这些处理元件包括诸如下述各项的装置：刻蚀系统、沉积系统、涂敷(coating)系统、图案化系统、计量系统等。为了将第一系统和第二系统中发生的处理隔离开，隔离组件150被用来耦合各个系统。例如，隔离组件150可以包括用于提供热隔离的热绝缘组件和用于提供真空隔离的闸门阀组件中的至少一者。当然，处置系统110和120以及转移系统130可以以任何顺序来布置。
图2展示了图1所示用于对多个衬底进行处理的处理平台100的俯视图。在该实施例中，衬底142A和另一衬底142B在同一处理系统中并排地受到处理。在未示出的可替换实施例中，衬底142A、142B可以前后地受到处理，但本实施例不限于此。尽管图2中的各个处理系统中只示出了两个衬底，但是每个处理系统中可以并行地处理两个或更多个衬底。
继续参考图2，处理平台100可以包括第一处理元件102和第二处理元件104，它们被构造成从多元件制造系统140延伸并且彼此并行地工作。如图1和图2所示，第一处理元件102可以包括第一处置系统110和第二处置系统120，其中，转移系统130使用专用的衬底操纵器160来使衬底142移动进出第一处理元件102。
可替换地，图3展示了根据另一种实施例对多个衬底进行处理的处理平台200的侧视图。例如，该处理可以包括干法非等离子体刻蚀处理，或干法非等离子体清洁处理。例如，该处理可以用来对掩膜层进行修剪，或者从衬底表面除去残余物和其他污染物。此外，例如，该处理还可以包括化学氧化物的去除处理。
处理平台200包括第一处置系统210和第二处置系统220，其中，第一处置系统210如图所示在竖直方向堆叠在第二处置系统220顶上。例如，第一处置系统210是化学处置系统，第二处置系统220是热处置系统。或者，第二处置系统220是衬底清洗系统，例如水清洗系统。另外，如图3所示，转移系统230可以耦合到第一处置系统210以将多个衬底转移进出第一处置系统210，还可以耦合到第二处置系统220以将多个衬底转移进出第二处置系统220。转移系统230可以包括专用操纵器260，用于使多个衬底在第一处置系统210、第二处置系统220和多元件制造系统240之间移动。操纵器260可以专用于在这些操纵系统(第一操纵系统210和第二操纵系统220)与多元件制造系统240之间转移这些衬底，但是本实施例不限于此。
另外，转移系统230可以与一个或多个衬底晶舟(未示出)交换衬底。尽管图3中只示出了两个处理系统，但是其他处理系统也可以访问转移系统230或者多元件制造系统240，包括诸如下述各项的装置：刻蚀系统、沉积系统、涂敷系统、图案化系统、计量系统等。隔离组件250可以用来耦合各个系统，以将第一和第二处置系统中发生的处理隔离开来。例如，隔离组件250可以包括用于提供热隔离的热绝缘组件和用于提供真空隔离的闸门阀组件中的至少一者。另外，例如，转移系统230可以兆万隔离组件250的一部分。
大体上，图1所示处理平台100的第一处置系统110和第二处置系统120中的至少一者包括至少两个转移开口，以允许多个衬底通过。例如，如图1所示，第二处置系统120包括两个转移开口，第一转移开口允许衬底在第一处置系统110与第二处置系统120之间通过，而第二转移开口允许衬底在转移系统130与第二处置系统120之间通过。但是，对于图1和图2所示的处理平台100，以及图3所示的处理平台200，每个处置系统分别包括至少一个转移开口，以允许多个衬底通过。
根据另一种实施例，图4展示了用于对多个衬底进行处理的处理平台300的俯视图。例如，该处理可以包括干法非等离子体刻蚀处理，或干法非等离子体清洁处理。例如，该处理可以用来对掩膜层进行修剪，或者从衬底表面除去残余物和其他污染物。此外，例如，该处理还可以包括化学氧化物的去除处理。
处理平台300包括第一处置系统310、第二处置系统320以及可选的辅助处置系统370，辅助处置系统370耦合到第一转移系统330和可选的第二转移系统300’。在一种实施例中，第一处置系统310是化学处置系统，第二处置系统320是热处置系统。在另一种实施例中，第二处置系统320是衬底清洗系统，例如水清洗系统。另外，如图4所示，第一转移系统330和可选的第二转移系统330’耦合到第一处置系统310和第二处置系统320，并构造成将多个衬底转移进出第一处置系统310和第二处置系统320，还与多元件制造系统340交换多个衬底。多元件制造系统340可以包括负载锁定元件，以使衬底的晶舟能够在大气条件与低压条件之间循环。
第一处置系统310、第二处置系统320、第一转移系统330和可选的第二转移系统330’例如可以包括多元件制造系统340内的处理元件。转移系统330可以包括第一专用操纵器360，可选的第二转移系统330’包括可选的第二专用操纵器360’，用于使多个衬底在第一处置系统310、第二处置系统320可选的辅助处置系统370和多元件制造系统340之间移动。
在一种实施例中，多元件制造系统340可以允许向处理元件和从处理元件转移衬底，这些处理元件包括诸如下述各项的装置：刻蚀系统、沉积系统、涂敷系统、图案化系统、计量系统等。此外，多元件制造系统340还可以允许向辅助处置系统370和从辅助处置系统370转移衬底，其中，辅助处置系统370可以包括刻蚀系统、沉积系统、涂敷系统、图案化系统、计量系统等。
为了将第一系统和第二系统中发生的处理隔离开，隔离组件350被用来耦合各个系统。例如，隔离组件350可以包括用于提供热隔离的热绝缘组件和用于提供真空隔离的闸门阀组件中的至少一者。当然，处置系统310和320以及转移系统330和330’可以以任何顺序来布置。
如图4所示，两个或更多个衬底342可以在同一处理系统中并排地受到处理。在未示出的可替换实施例中，这些衬底342可以前后地受到处理，但本实施例不限于此。尽管图4中的各个处理系统中只示出了两个衬底，但是每个处理系统中可以并行地处理两个或更多个衬底。
参考图5、图11A和图11B，如上所述的处理平台可以包括用于对多个衬底进行化学处置的化学处置系统500以及对多个衬底进行热处置的热处置系统1000。例如，处理平台包括化学处置系统500和耦合到化学处置系统500的热处置系统1000。化学处置系统500包括化学处置室510，该室可以受到温度控制。热处置系统1000包括热处置室1010，该室可以受到温度控制。可以用热隔离组件将化学处置室510和热处置室1010彼此热隔离开，以及用闸门阀组件将它们彼此真空隔离开，这将在下文中更详细地描述。
如图5所示，化学处置系统500还包括受到温度控制的衬底保持器540、上部组件520和真空泵送系统580，衬底保持器安装在化学处置室内并构造成将两个或更多个衬底545支撑在其支撑表面上，上部组件耦合到化学处置室510的上部区，真空泵送系统580耦合到化学处置室510以将化学处置室510排空。
上部组件520包括气体喷射组件550，气体喷射组件耦合到化学处置室510并构造成将一种或多种处理气体引入化学处置室510中的处理空间512，以对这两个或更多个衬底545上暴露的表面层进行化学改变。另外，上部组件520还包括加热器组件530，加热器组件耦合到气体喷射组件550并构造成使气体喷射组件550的温度升高。
化学处置室510包括开口514，所述多个衬底545可以经过该开口而被输送进出化学处置室510。化学处置室510中的开口514可以限定与热处置室1010中的开口1016共用的通道，所述多个衬底545可以经过该通道而在化学处置室510与热处置室1010之间输送。
在处理过程中，该共用通道可以用闸门阀组件518密闭地关闭，以允许两个室510、1010中进行独立处理。如图5所示，闸门阀组件518可以包括驱动系统516，例如气动驱动系统。此外，转移开口1014可以形成于热处置室1010中，以允许与图1至图4所示的转移系统进行衬底交换。例如，可以实现第二热绝缘组件(未示出)以使热处置室1010与转移系统(未示出)热绝缘。尽管开口1014被图示为热处置室1010的一部分(与图1一致)，但是转移开口1014也可以形成于化学处置室510中而不是热处置室1010中(与图1所示相反的室位置)，或者，转移开口1014可以既形成于化学处置室510中，又形成于热处置室1010中。
如图5所示，化学处置系统500包括受到温度控制的衬底保持器540，从而为对衬底545进行热控制和处理而提供若干种操作功能。衬底保持器540包括一个或多个温度控制元件，这些元件被构造成对多个衬底545的温度进行调节和/或使之升高。
这一个或多个温度控制元件可以被构造成对衬底545进行加热和/或冷却。例如，受到温度控制的衬底保持器540可以包括冷却系统或加热系统，所述冷却系统具有从衬底保持器540接收热量并向热交换器系统(未示出)传递热量的热传递流体的再循环流，所述加热系统具有从热交换器(未示出)接收热量并向衬底保持器540传递热量的热传递流体的再循环流。在其他实施例中，温度控制元件可以包括电阻加热元件或热电加热器/冷却器。这些温度控制元件可以用来对衬底保持器540、化学处置室510的室壁、以及上部组件520的温度进行控制。
根据一种实施例，图6展示了用于执行上述功能中若干项的衬底保持器的若干方面。图6中示出了图5所示受到温度控制的衬底保持器540的分解剖视图。衬底保持器540包括受到温度控制的衬底台542、室配合元件612和绝缘元件614，受到温度控制的衬底台542具有被构造来支撑两个或更多个衬底的上表面、与上表面相反的下表面、以及边缘表面，室配合元件612耦合到受到温度控制的衬底台542的下表面，绝缘元件614布置在室配合元件612的底部与化学处置室510的下部室壁610之间。室配合元件612可以包括两个或更多个支撑柱613，这些支撑柱构造成将受到温度控制的衬底台542支撑在离化学处置室510的下部室壁610某个距离处，其中，这两个或更多个支撑柱613中的每一者包括第一端和第二端，第一端耦合到受到温度控制的衬底台542的下表面，而第二端耦合到化学处置室510的下部室壁610。
受到温度控制的衬底台542以及室配合元件612例如可以由导电导热材料制造，例如铝、不锈钢、镍等。绝缘元件614例如可以由具有相对较低导热性的阻热材料制造，例如石英、氧化铝、Teflon等。
受到温度控制的衬底台542可以包括温度控制元件，例如冷却沟道、加热沟道、电阻加热元件或热电元件。例如，如图6所示，受到温度控制的衬底台542包括流体沟道544，该沟道形成于受到温度控制的衬底台542的内部。流体沟道544包括入口流体导管546和出口流体导管548。
衬底保持器温度控制系统560包括流体热单元，该单元被构造和布置来对热传递流体的温度进行控制。流体热单元可以包括流体储存箱、泵、加热器、冷却器和流体温度传感器。例如，衬底保持器温度控制系统560便于用流体热单元供应热传递流体的入口流562和排放热传递流体的出口流564。衬底保持器温度控制系统560还包括控制器，该控制器耦合到流体热单元，并被构造成对热传递流体的温度进行监视、调节和控制中的至少一项。
例如，衬底保持器温度控制系统560可以从温度传感器接收温度测量结果，该传感器耦合到受到温度控制的衬底台542并被构造成对衬底保持器温度进行测量。另外，例如，衬底保持器温度控制系统560还可以将衬底保持器温度与目标衬底保持器温度进行比较，然后用该控制器来对热传递流体的温度、热传递流体的流速或它们的组合进行调节，以减小衬底保持器温度与目标衬底保持器温度之间的差异。
另外，例如，衬底保持器温度控制系统560可以从耦合到受到温度控制的衬底台542的多个温度传感器接收多个温度测量结果，并可以用该控制器来对多个衬底保持器温度进行监视、调节和控制中的至少一项，以改变受到温度控制的衬底台542的温度均匀性。
流体沟道544例如可以是受到温度控制的衬底台542内的螺旋沟道或蛇形沟道，其允许流体(例如水、Fluorinert、Galden HT-135等)有某个流速，以向受到温度控制的衬底台542提供传导-对流方式的加热或冷却。或者，受到温度控制的衬底台542可以包括热电元件的阵列，该阵列能够根据流经各个元件的电流方向而对衬底进行加热或冷却。示例性的热电元件是可以从Advanced Thermoelectric买到的ST-127-1.4-8.5M型(40mm乘以40mm乘以3.4mm的热电装置，最大热传递功率为72W)。
尽管示出了一个流体沟道544，但是受到温度控制的衬底台542可以包括受到温度控制的衬底台542内形成的一个或多个附加的流体沟道，其中，这一个或多个附加的流体沟道中的每一者具有附加的入口端和附加的出口端，这些附加的入口端中的每一者和附加的出口端中的每一者被构造成经过两个或更多个支撑柱613来接收和返回附加的热传递流体。
绝缘元件614还可以包括热绝缘间隙，以在受到温度控制的衬底台542与化学处置室510之间提供附加的热绝缘。可以用泵送系统(未示出)或真空管线将热绝缘间隙排空以改变其导热性，所述真空管线作为真空泵送系统580的一部分和/或耦合到气体源(未示出)。气体源例如可以是背面气体源，用来将热传递气体耦合到衬底545的背面。
每个元件542、612和614还包括紧固器件(例如螺钉和锥形孔)，以将一个元件固定到另一个，以及将受到温度控制的衬底保持器540固定到化学处置室510。此外，每个元件542、612和614还给上述装置到各个元件的通路提供便利，在需要时使用真空密封件(例如弹性体O形圈)来保持化学处置室510的真空完整性。
另外，受到温度控制的衬底保持器540还可以包括静电夹紧系统(未示出)(或机械夹紧系统)，以通过电的(或机械的)方式将衬底545夹紧到受到温度控制的衬底保持器540。静电卡盘(ESC)可以包括陶瓷层、嵌入其中的夹紧电极、以及高压(HV)直流(DC)电源，该电源被用电连接件耦合到夹紧电极。ESC例如可以是单极或双极的。这种卡盘的设计和实现是静电夹紧系统领域的技术人员熟知的。
此外，受到温度控制的衬底保持器540可以包括背面气体供应系统(未示出)，以供应热传递气体。热传递气体例如可以被递送到衬底545的背面，以改善衬底545与受到温度控制的衬底保持器540之间的气体间隙导热性。例如，供应到衬底545背面的热传递气体可以包括惰性气体(例如氦、氩、氙、氪)、处理气体、或其他气体(例如氧、氮或氢)。当需要衬底的温度控制在更高或更低温度时，可以使用这样的系统。例如，背面气体系统可以包括多区气体分配系统，例如两区(中心-边缘)系统，其中，背面气体间隙压力可以在衬底545的中心和边缘之间独立地变化。
此外，受到温度控制的衬底保持器540还可以包括抬升销(lift-pin)组件570，该组件包括抬升销576的第一阵列和抬升销576的第二阵列，第一阵列被构造成向/从受到温度控制的衬底台542的上表面抬升第一衬底，第二阵列被构造成向/从受到温度控制的衬底台542的上表面抬升第二衬底。
如图6所示，抬升销组件570包括抬升销支撑部件574以及驱动系统572，该驱动系统通过化学处置室510中的馈通(feed-through)616而穿过下部室壁610耦合，并被构造成使抬升销支撑部件574平移，使得抬升销576的第一阵列穿过抬升销孔的第一阵列而平移，而抬升销576的第二阵列穿过抬升销孔的第二阵列而平移。
受到温度控制的衬底保持器540的温度可以用温度传感器件来监视，例如热电偶(例如K型热电偶、Pt传感器等)。此外，衬底保持器温度控制系统560可以将温度测量结果用作对于衬底保持器540的反馈，以控制衬底保持器540的温度。例如，可以对流体流速、流体温度、热传递气体类型、热传递气体压力、夹紧力、电阻加热器元件的电流或电压、热电器件的电流或极性等中的至少一者进行控制，以影响衬底保持器540的温度和/或衬底545的温度中的改变。
现在参考图7A和图7B，示出了根据另一种实施例的衬底保持器的俯视图和侧视图。如图7A所示，衬底保持器740包括受到温度控制的衬底台742，衬底台742具有上表面760、下表面762和边缘表面764，连绵的上表面760被构造来支撑两个衬底745和745’，下表面762与上表面760相反。受到温度控制的衬底台742还被构造成对两个衬底745和745’的温度进行调节和/或控制。衬底保持器740还包括入口流体导管746和出口流体导管748，它们被构造成经过流体沟道744来供应和排放热传递流体流。
如图7A所示，入口流体导管746穿过两个或多个支撑柱中的一者而形成，其中，入口流体导管746被构造成从流体热单元接收热传递流体并向流体沟道744的入口端供应该热传递流体。此外，出口流体导管748穿过上述两个或多个支撑柱中的另一者而形成，其中，出口流体导管748被构造成从流体沟道744的出口端接收热传递流体。受到温度控制的衬底台742可以包括上部区741和下部区743，其中，在将这两个区组合之前，流体沟道744被形成于上部区741或下部区743、或者这两个区中。可以通过将上部区741和下部区743彼此紧固并在二者之间布置密封件，或者通过将这两个区焊接在一起，来将这两个区组合起来。
流体沟道744可以具有蛇形；但是流体沟道的形状可以是任意的。例如，图7D图示了具有流体沟道744’的衬底保持器740’，该流体沟道具有更多盘绕。
参考图7C，提供了受到温度控制的衬底台742的俯视图，以图示受到温度控制的衬底台742相对于化学处置室的室壁720和下壁中的真空泵送端口780的示例性空间关系。受到温度控制的衬底保持器742的形状改善了经过化学处置室而向真空泵送端口780的流动导通性。
参考图7A、图7B、图7D、图8A和图8B，衬底保持器740还可以包括抬升销组件，该组件包括具有三个抬升销孔750的第一阵列以及具有三个抬升销孔750’的第二阵列，第一阵列被构造成允许抬升销751的第一阵列穿过受到温度控制的衬底台742以向/从受到温度控制的衬底台742的上表面760抬升第一衬底745，第二阵列被构造成允许抬升销751’的第二阵列穿过受到温度控制的衬底台742以向/从受到温度控制的衬底台742的上表面760抬升第二衬底745’。
如图8A和图8B所示，抬升销组件包括抬升销支撑部件752以及驱动系统，该驱动系统包括活塞部件754，该活塞部件穿过化学处置室510中的壁710而耦合，并被构造成使抬升销支撑部件752平移，使得抬升销751的第一阵列穿过抬升销孔750的第一阵列而平移，而抬升销751’的第二阵列穿过抬升销孔750’的第二阵列而平移。抬升销751的第一阵列被构造成对准并穿过抬升销孔750的第一阵列，其中，抬升销751的第一阵列中的每个抬升销包括被构造成与第一衬底接触的第一接触端以及耦合到抬升销支撑部件752的第一支撑端。抬升销751’的第二阵列被构造成对准并穿过抬升销孔750’的第二阵列，其中，抬升销751’的第二阵列中的每个抬升销包括被构造成与第二衬底接触的第二接触端以及耦合到抬升销支撑部件752的第二支撑端。活塞部件754耦合到抬升销支撑部件752，并被构造成通过经过壁710中的馈通滑动而使抬升销支撑部件752竖直地平移。
如图8C所示，抬升销孔750的第一阵列和抬升销孔751’的第二阵列中的每个抬升销孔可以包括插入物749，该插入物具有张开的末端，张开尺度747大于抬升销孔的标称末端747’。使用插入物749可以在衬底保持器740的组装过程中(维护之前、之中或之后)帮助抬升销751的第一阵列与抬升销孔750的第一阵列对准，以及抬升销751’的第二阵列与抬升销孔750’的第二阵列对准。
此外，如图8B所示，受到温度控制的衬底台742还可以可选地包括群部790，群部790耦合到下表面762和/或边缘表面764。群部790可以帮助减小受到温度控制的衬底台742的下侧和抬升销组件沉积的污染物和处理残余物的量。此外，群部790还可以帮助减小由于受到温度控制的衬底台742的下侧(即下表面762)和抬升销组件所吸取(getter)的处理反应物的量。
如上所述，上部组件520包括气体喷射组件550和加热器组件530，气体喷射组件耦合到化学处置室510并构造成将一种或多种处理气体引入处理空间512，加热器组件耦合到气体喷射组件550并构造成使气体喷射组件550的温度升高。
气体喷射组件550可以包括具有气体分配组件的喷头气体喷射系统，以及一个或多个气体分配板，这些气体分配板耦合到气体分配组件并构造成形成一个或多个气体分配送气室(plenum)。尽管未示出，但这一个或多个气体分配送气室可以包括一个或多个气体分配挡板。这一个或多个气体分配送气室还包括一个或多个气体分配微孔(orifice)，以从这一个或多个气体分配送气室将处理气体分配到化学处置室510内的处理空间512。另外，一个或多个气体供应管线可以例如经过气体分配组件而耦合到这一个或多个气体分配送气室，以供应包括一种或多种气体的处理气体。处理气体例如可以包括NH3、HF、H2、O2、CO、CO2、Ar、He等。
如图5所示，气体喷射组件550可以构造成将包括至少两种气体的处理气体分配到化学处置室510中。气体喷射组件550可以包括微孔的第一阵列552，用于引入来自气体供应系统556的第一处理气体，还可以包括微孔的第二阵列554，用于引入来自气体处理系统556的第二处理气体。例如，第一处理气体可以包含HF、而第二处理气体可以包含NH3并可选地包含Ar。
如图9(图5的放大图，示出了更多细节)所示，上部组件820包括气体喷射组件850和加热器组件830，加热器组件耦合到气体喷射组件850并构造成使气体喷射组件850的温度升高。气体喷射组件850被构造成对包括至少两种气体的处理气体进行分配。气体喷射组件850包括气体分配组件，该分配组件具有第一气体分配送气室856和第二气体分配送气室858，第一气体分配送气室被构造成将第一处理气体经过喷嘴的第一阵列852引入处理空间812，第二气体分配送气室被构造成将第二处理气体经过喷嘴的第二阵列854引入处理空间812。第一气体分配送气室856被构造成经过第一通道855从气体供应系统870接收第一处理气体，第二气体分配送气室858被构造成经过第二通道857从气体供应系统870接收第二处理气体。尽管未示出，但气体分配送气室856、858可以包括一个或多个气体分配挡板。
处理气体例如可以包括NH3、HF、H2、O2、CO、CO2、Ar、He等。通过这种布置，第一处理气体和第二处理气体可以被独立地引入处理空间812，而不会在除了处理空间812中之外的地方发生任何反应。
如图5所示，加热器组件530耦合到气体喷射组件550，并构造成使气体喷射组件550的温度升高。加热器组件530包括多个加热元件532，以及被构造成向这多个加热元件532耦合功率的电源534。
如图9所示，加热器组件830包括多个电阻加热元件831、832、833和834，它们耦合到气体喷射组件850的上表面。加热器组件还包括电源860，它耦合到所述多个电阻加热元件831、832、833和834，并构造成向多个电阻加热元件831、832、833、834中的每一者耦合电流。电源860可以包括直流(DC)电源或交流(AC)电源。此外，多个电阻加热元件831、832、833和834可以串联连接或并联连接。
另外，加热器组件830还可以包括绝缘部件836以及卡盘部件838，卡盘部件被构造成将多个电阻加热元件831、832、833、834固定到气体喷射组件850的上表面。此外，加热器组件830还可以包括热屏蔽件840以及一个或多个柱842，这些柱被构造成对多个电阻加热元件831、832、833和834进行屏蔽并使热屏蔽件840离开气体喷射组件850的上表面一段距离。或者，可以由热绝缘泡沫材料来提供绝缘。
现在参考图10A和图10B，提供了根据另一种实施例的上部组件920的俯视图和侧视图，该组件包括加热器组件930和气体喷射组件950。上部组件920可以包括板部件922和下部部件924。加热器组件930包括具有上表面的板部件922以及多个电阻加热元件932、934、936和938，这些电阻加热元件耦合到板部件922的上表面。如图10A所示，多个电阻加热元件932、934、936和938中的每一者包括具有弯折了180度的长轴的加热元件。例如，多个电阻加热元件932、934、936、938中的每一者包括固定地耦合到板部件922的上表面的第一端933、被构造成连接到电源的第二端931、位于第一端933与第二端931之间的弯折部、在第一端933与该弯折部之间延伸的第一直段，以及在第二端931与该弯折部之间延伸的第二直段。
对于多个电阻加热元件932、934、936和938中的每一者，第一直段可以基本上平行于第二直段。另外，多个电阻加热元件932、934、936和938中一者的第一直段和第二直段可以基本上平行于这些电阻加热元件中另一者的第一直段和第二直段。此外，多个电阻加热元件932、934、936和938可以成对地布置在板部件922的上表面上。此外，还可以布置一个或多个间隔件(spacer)940，它们耦合到板部件922的上表面并将这些电阻加热元件932、934、936、938中的一者相对于这些电阻加热元件932、934、936、938中的另一者定位。
为了均匀地加热和/或对气体分配系统的温度分布进行控制，多个电阻加热元件932、934、936和938可以以交错方式布置，其中，这些电阻加热元件932、934、936和938中的至少两个被布置成使得这些电阻加热元件932、934、936和938中的所述至少两个中的第一者的第一端933位置接近这些电阻加热元件932、934、936和938中的所述至少两个中的第二者的弯折部的内边缘。
多个电阻加热元件932、934、936和938例如可以包括由钨、镍铬合金、铝铁合金、氮化铝等制造的电阻加热器元件。用来制造电阻加热元件的可买到的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，它们是Bethel，CT的Kanthal Corporation生产的金属合金的注册商标名称。Kanthal系列包括铁素体合金(FeCrAl)，Nikrothal系列包括奥氏体合金(NiCr、NiCrFe)。根据一种示例，多个电阻加热元件932、934、936、938中的每一者可以包括Watlow
Figure BPA00001307469200181
加热元件，该元件可以从WatlowElectric Manufacturing Company(12001 Lackland Road，St.Louis，MO63146)买到。替代地或者另外地，在任何实施例中也可以采用冷却元件。
如上所述，上部组件920还包括电源，电源被构造成向多个电阻加热元件932、934、936和938耦合电功率。电源可以包括直流(DC)电源或交流(AC)电源。多个电阻加热元件932、934、936和938可以串联连接或并联连接。另外，温度传感器960可以耦合到气体喷射组件950，并构造成对气体喷和组件950的温度进行测量。温度传感器960可以包括热电偶(例如K型热电偶、Pt传感器等)。控制器可以耦合到加热器组件930和温度传感器960，并构造成对气体喷射组件950的所述温度进行监视、调节或控制中的至少一者。例如，可以对电压、电流、功率等中的至少一者进行调节，以影响气体喷射组件950和/或上部组件920的温度变化。此外，还可以用多个温度传感器来对气体喷射组件950和/或上部组件920的温度分布进行监视、调节和/或控制。
再参考图5，化学处置系统500还可以保受到温度控制的处置室510，该室被维持在升高的温度。例如，壁加热元件(未示出)可以耦合到壁温度控制单元(未示出)，壁加热元件可以被构造成耦合到化学处置室510。加热元件例如可以包括由例如钨、镍铬合金、铝铁合金、氮化铝等的细丝制造的电阻加热器元件。用来制造电阻加热元件的可买到的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，它们是Bethel，CT的KanthalCorporation生产的金属合金的注册商标名称。Kanthal系列包括铁素体合金(FeCrAl)，Nikrothal系列包括奥氏体合金(NiCr、NiCrFe)。当电流流经该细丝时，功率以热量的形式耗散，因此壁温度控制单元例如可以包括可控DC电源。例如，壁加热元件可以包括至少一个
Figure BPA00001307469200191
盒式加热器，该加热器可以从Watlow Electric Manufacturing Company(12001Lackland Road，St.Louis，MO 63146)买到。也可以在化学处置室510中采用冷却元件。化学处置室510的温度可以用温度感知器件来监视，例如热电偶(例如K型热电偶、Pt传感器等)。此外，控制器可以将温度测量结果用作给壁温度控制单元的反馈，以对化学处置室510的温度进行控制。
接着参考图5，真空泵送系统580可以包括真空泵和闸门阀，以对室压力进行节流。真空泵例如可以包括涡轮分子泵(TMP)，该泵能有高达每秒5000升(或更高)的泵送速度。例如，TMP可以是Seiko STP-A803真空泵或Ebara ET1301W真空泵。TMP可用于低压处理(通常小于约50mTorr)。对于高压(即大于约100mTorr)或低产量处理(即没有气体流)，可以使用机械增压泵和干法低真空泵。
接着参考图5，化学处置室500还可以包括控制系统590，该系统具有微处理器、存储器和能够产生控制电压的数字I/O端口，这些控制电压足以传送和激活对化学处置室500的输入并对来自化学处置室500的输出(例如温度和压力感知器件)进行监视。此外，控制系统590还可以耦合到化学处置室510、受到温度控制的衬底保持器540、上部组件520、加热器组件530、气体喷射组件550、真空泵送系统580、衬底保持器温度控制系统560、抬升销组件570和闸门阀组件518并可以与它们交换信息。例如，可以用储存在存储器中的程序，根据处理配方(recipe)来激活对于化学处置系统500的上述元件的输入。
控制系统590可以相对于化学处置系统500位于本地，也可以通过互联网或内部网而相对于化学处置系统500位于远程。这样，控制系统590可以使用直接连接、内部网或互联网中的至少一者来与化学处置系统500交换数据。控制系统590可以在客户场所(即器件制造商等)耦合到内部网，或者在销售商场所(即设备制造商)耦合到内部网。此外，其他计算机(即控制器、服务器等)可以访问控制系统590，以通过直接连接、内部网、互联网中的至少一者来交换数据。
如图11A所示，热处置系统1000还包括衬底保持器1040、上部组件1020和真空泵送系统1080，衬底保持器安装在热处置室1010内并构造成将两个或更多个衬底1045支撑在其支撑表面上，上部组件耦合到热处置室1010的上部区，真空泵送系统耦合到热处置室1010以将热处置室1010排空。
衬底保持器1040包括具有一个或多个基座(pedestal)1042的、受到温度控制的衬底保持器，这些基座构造成支撑两个或更多个衬底1045。可以用热屏障1044和绝缘部件1046将这一个或多个基座1042与热处置室1010热绝缘。例如，这一个或多个基座1042可以由铝、不锈钢或镍制造，绝缘部件1046可以由热绝缘体(例如Teflon、氧化铝或石英)来制造。此外，这一个或多个基座1042可以涂敷有保护性屏障，以减小这两个或更多个衬底1045的污染。例如，被涂敷到这一个或多个基座1042的一部分或全部的涂层可以包括气相沉积的材料，例如硅。
衬底保持器1040还包括嵌入其中的一个或多个加热元件，以及与其耦合的衬底保持器温度控制单元1060。加热元件例如可以包括电阻加热器元件，例如钨、镍铬合金、铝铁合金、氮化铝等的细丝。用来制造电阻加热元件的可买到的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，它们是Bethel，CT的Kanthal Corporation生产的金属合金的注册商标名称。Kanthal系列包括铁素体合金(FeCrAl)，Nikrothal系列包括奥氏体合金(NiCr、NiCrFe)。当电流流经该细丝时，功率以热量的形式耗散，因此衬底保持器温度控制单元1060例如可以包括可控DC电源。或者，受到温度控制的衬底保持器1040例如可以是浇入(cast-in)加热器，该加热器可以从Watlow Electric Manufacturing Company(12001 Lackland Road，St.Louis，MO 63146)买到，能够有约400到约450摄氏度的最大工作温度；也可以是包括氮化铝材料的薄膜加热器，该加热器也可以从Watlow买到，并能够有约300摄氏度的工作温度和高达约23.25W/cm2的功率密度。或者，衬底保持器1040中也可以包含冷却元件。
衬底保持器1040的温度可以用温度感知器件来监视，例如热电偶(例如K型热电偶)。此外，控制器可以将温度测量结果用作对于衬底保持器温度控制单元1060的反馈，以控制衬底保持器1040的温度。
另外，衬底温度还可以用温度感知器件来监视，例如光纤温度计，该温度计可以从Advanced Energies，Inc.(1625 Sharp Point Drive，Fort Collins，CO，80525)买到，型号为OR2000F，能够测量约50摄氏度到约2000摄氏度，精度约为正负1.5摄氏度；或者例如2002年7月2日提交的在审美国专利申请No.10/168544中描述的带边(band-edge)温度测量系统，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。
接着参考图11A，热处置室1010受到温度控制，并被维持在选定的温度。例如，热壁加热元件(未示出)可以耦合到热壁温度控制单元(未示出)，该热壁加热元件(未示出)可以构造成耦合到热处置室1010。加热元件例如可以包括电阻加热器元件，例如钨、镍铬合金、铝铁合金、氮化铝等的细丝。用来制造电阻加热元件的可买到的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，它们是Bethel，CT的Kanthal Corporation生产的金属合金的注册商标名称。Kanthal系列包括铁素体合金(FeCrAl)，Nikrothal系列包括奥氏体合金(NiCr、NiCrFe)。当电流流经该细丝时，功率以热量的形式耗散，因此热壁温度控制单元例如可以包括可控DC电源。例如，热壁加热元件可以包括至少一个
Figure BPA00001307469200211
盒式加热器，该加热器可以从Watlow(1310 Kingsland Cr.，Batavia，IL，60510)买到。替换地或者另外地，可以在热处置室1010中采用冷却元件。热处置室1010的温度可以用温度感知器件来监视，例如热电偶(例如K型热电偶、Pt传感器等)。此外，控制器可以将温度测量结果用作给热壁温度控制单元的反馈，以对热处置室1010的温度进行控制。
接着参考图11A，热处置系统1000还包括上部组件1020。上部组件1020例如可以包括气体喷射系统1050，用于将吹扫(purge)气体、处理气体或清洁气体引入热处置室1010内的处理空间1012。或者，热处置室1010可以包括与上部组件分开的气体喷射系统。例如，吹扫气体、处理气体或清洁气体可以经过热处置室1010的侧壁而引入热处置室。它还可以包括罩子或盖子，盖子具有至少一个铰链、把手或扣钩，以将盖子锁定在关闭位置。在一种可替换实施例中，上部组件1020可以包括辐射加热器(例如卤钨灯的阵列)，用于对搁在衬底抬升器组件1070的叶片1074、1074’(见图12)上的衬底1045’进行加热。在此情况下，热处置室1010可以不包括衬底保持器1040。
接着参考图11A，上部组件1020受到温度控制，并被维持在选定的温度。例如，上部组件1020可以耦合到上部组件温度控制单元(未示出)，上部组件加热单元(未示出)可以构造成耦合到上部组件1020。加热元件例如可以包括电阻加热器元件，例如钨、镍铬合金、铝铁合金、氮化铝等的细丝。用来制造电阻加热元件的可买到的材料示例包括Kanthal、Nikrothal、Akrothal，它们是Bethel，CT的Kanthal Corporation生产的金属合金的注册商标名称。Kanthal系列包括铁素体合金(FeCrAl)，Nikrothal系列包括奥氏体合金(NiCr、NiCrFe)。当电流流经该细丝时，功率以热量的形式耗散，因此上部组件温度控制单元例如可以包括可控DC电源。例如，上部组件加热元件可以包括能够有约1400W(或约5W/in2的功率密度)的双区硅酮橡胶加热器(约1.0mm厚)。上部组件1020的温度可以用温度感知器件来监视，例如热电偶(例如K型热电偶、Pt传感器等)。此外，控制器可以将温度测量结果用作给上部组件温度控制单元的反馈，以对上部组件1020的温度进行控制。替换地或者另外地，上部组件1020可以包括冷却元件。
现在参考图11A、图11B和图12，热处置系统1000还包括衬底抬升器组件1070。衬底抬升器组件1070被构造成将衬底1045降低到基座1042、1042’的上表面，以及将衬底1045’从基座1042、1042’的上表面升高到保持平面或二者之间的转移平面。在转移平面处，可以与转移系统交换衬底1045’，转移系统被用来将衬底转移进出化学处置室510和热处置室1010。在保持平面处，在另一对衬底在转移系统与热处置室510、化学处置室1010之间交换的同时，衬底1045’可以受到冷却。如图12所示，衬底抬升器组件1070包括一对叶片1074、1074’，每个叶片具有用于接纳衬底1045’的三个或更多个凸台1076、1076’。另外，叶片1074、1074’还耦合到驱动臂1072、1072’，驱动臂用于将衬底抬升器组件1070耦合到热处置室1010，其中，每个驱动臂1072、1072’由驱动系统1078驱动，以使叶片1072、1072’能够在热处置室1010内竖直平移。凸台1076、1076’被构造成在升高的位置处夹持衬底1045’，并且当处于降低位置时凹入到形成于基座1042、1042’内的容纳腔1077内。驱动系统1078例如可以包括被设计成满足各种规范的气动驱动系统，这些规范包括气缸行程长度、气缸行程速度、位置精度、非旋转精度等；其设计是气动驱动系统设计领域的技术人员公知的。
或者，如图11A、图11B和图13所示，热处置系统1000还包括衬底抬升器组件1070’。衬底抬升器组件1070’被构造成将衬底1045’降低到连续的基座1042”的上表面或从该表面升高，以及将衬底1045’从基座1042”的上表面升高到保持位置或二者之间的转移平面。在转移平面处，可以与转移系统交换衬底1045’，转移系统被用来将衬底转移进出化学处置室510和热处置室1010。在保持平面处，在另一对衬底在转移系统与热处置室510、化学处置室1010之间交换的同时，衬底1045’可以受到冷却。如图13所示，衬底抬升器组件1070’包括一个叶片1074”，该叶片具有用于接纳衬底1045’的两组、每组三个或更多个凸台1076”、1076”’。另外，这一个叶片1074”还耦合到驱动臂1072”，该驱动臂用于将衬底抬升器组件1070’耦合到热处置室1010，其中，驱动臂1072”如上所述由驱动系统1078驱动，以使叶片1074”能够在热处置室1010内竖直平移。凸台1076”、1076”’被构造成在升高的位置处衬底夹持1045’，并且当处于降低位置时凹入到形成于基座1042”内的容纳腔内。驱动系统1078例如可以包括被设计成满足各种规范的气动驱动系统，这些规范包括气缸行程长度、气缸行程速度、位置精度、非旋转精度等；其设计是气动驱动系统设计领域的技术人员公知的。
另外，如图11A所示，热处置系统1000还包括衬底检测系统，该系统包括一个或多个检测器1022，以识别衬底是否位于保持平面。衬底检测系统可以经过一个或多个光学窗口1024来获得光学访问。衬底检测系统例如可以包括Keyence数字激光传感器。
接着参考图11A，热处置系统1000还包括真空泵送系统1080。真空泵送系统1080例如可以包括真空泵和节流阀，例如闸门阀或蝶形阀。真空泵例如可以包括涡轮分子泵(TMP)，该泵能有高达每秒5000升(或更高)的泵送速度。TMP可用于低压处理(通常小于约50mTorr)。对于高压(即大于约100mTorr)，可以使用机械增压泵和干法低真空泵。
接着参考图11A，热处置室1000还可以包括控制系统1090，该系统具有微处理器、存储器和能够产生控制电压的数字I/O端口，这些控制电压足以传送和激活对热处置系统1000的输入并对来自热处置系统1000的输出进行监视。此外，控制系统1090还可以耦合到衬底保持器温度控制单元1060、上部组件1020、气体喷射系统1050、衬底检测系统、真空泵送系统1080和衬底抬升器组件1070并可以与它们交换信息。例如，可以用储存在存储器中的程序，根据处理配方来激活对于热处置系统1000的上述元件的输入。
控制系统1090可以相对于热处置系统1000位于本地，也可以通过互联网或内部网而相对于热处置系统1000位于远程。这样，控制系统1090可以使用直接连接、内部网或互联网中的至少一者来与热处置系统1000交换数据。控制系统1090可以在客户场所(即器件制造商等)耦合到内部网，或者在销售商场所(即设备制造商)耦合到内部网。此外，其他计算机(即控制器、服务器等)可以访问控制系统1090，以通过直接连接、内部网、互联网中的至少一者来交换数据。
在可替换实施例中，控制系统590和控制系统1090可以是同一个控制系统。
图14展示了对包括化学处置系统和热处置系统的处理平台进行操作的方法。该方法被图示为开始于步骤1410的流程图1400，在该步骤，用衬底转移系统将多个衬底转移到化学处置系统。这些衬底由容纳在一个或多个衬底保持器内的抬升销接收，并被降低到这一个或多个衬底保持器。随后，衬底可以留在这一个或多个衬底保持器上进行处理。或者，可以用夹紧系统(例如静电夹紧系统)将这些衬底紧固到这一个或多个衬底保持器，热热传递气体被供应到这些衬底的背面。
在步骤1420，设定用于对衬底进行化学处置的一个或多个处理参数。例如，这一个或多个处理参数包括下列至少一项：化学处置的处理压力、化学处置的壁温度、化学处置的衬底保持器温度、化学处置的衬底温度、化学处置的气体分配系统温度、以及化学处置的气体流速。例如可以发生下列一种或多种情况：1)用耦合到壁温度控制单元和第一温度感知器件的控制器来给化学处置室设定化学处置的室温度；2)用耦合到气体分配系统温度控制单元和第二温度感知器件的控制器来给化学处置室设定化学处置的气体分配系统温度；3)用耦合到至少一个温度控制元件和第三温度感知器件的控制器来设定化学处置的衬底保持器温度；4)用下述控制器来设定化学处置的衬底温度，该控制器耦合到温度控制元件、背面气体供应系统和夹紧系统中的至少一者以及衬底保持器中的第四温度感知器件；5)用下述控制器来设定化学处置室内的处理压力，该控制器耦合到真空泵送系统和气体分配系统中的至少一者以及压力感知器件；和/或6)用下述控制器来设定一种或多种处理气体的质量流量，该控制器耦合到气体分配系统内的一个或多个质量流量控制器。
在步骤1430，在步骤1420提出的条件下，对衬底进行第一时间长度的化学处置。第一时间长度的范围例如可以从约10秒到约480秒。
在步骤1440，衬底从化学处置系统转移到热处置系统。在这段时间，撤去可选的衬底卡盘，并终止对于衬底背面的可选的热传递气体流。用抬升销组件将衬底从这一个或多个衬底保持器竖直抬升到转移平面。转移系统从抬升销接收这些衬底并将衬底定位到热处置系统内。其中的衬底抬升器组件从转移系统接收衬底，并将衬底降低到衬底保持器。
在步骤1450，设定用于对衬底进行热处置的一个或多个热处理参数。例如，这一个或多个热处理参数包括下列至少一项：热处置的壁温度、热处置的上部组件温度、热处置的衬底温度、热处置的衬底保持器温度、热处置的衬底温度、以及热处置的处理压力。例如可以发生下列一种或多种情况：1)用耦合到热壁温度控制单元和热处置室中的第一温度感知器件的控制器来设定热处置的壁温度；2)用耦合到上部组件温度控制单元和上部组件中的第二温度感知器件的控制器来设定热处置的上部组件温度；3)用耦合到衬底保持器温度控制单元和受热的衬底保持器中的第三温度感知器件的控制器来设定热处置的衬底保持器温度；4)用耦合到衬底保持器温度控制单元和受热的衬底保持器中的第四温度感知器件、并耦合到衬底的控制器来设定热处置的衬底温度；和/或5)用耦合到真空泵送系统、气体分配系统和压力感知器件的控制器来在热处置室内设定热处置的处理压力。
在步骤1460，在步骤1450提出的条件下，对衬底进行第二时间长度的热处置。第二时间长度的范围例如可以从约10秒到约480秒。
在一种示例中，如图1到图4所示的处理平台包括图5的化学处置系统和图11A、11B的热处置系统，可以被构造成执行干法非等离子体刻蚀处理或干法非等离子体清洁处理。例如，该处理可以用来对掩膜层进行修剪，或者从衬底的表面除去残余物和其他污染物。此外，例如，该处理还可以包括化学氧化物去除处理。
处理平台可以包括化学处置系统，用于对衬底上暴露的表面层(例如氧化表面层)进行化学处置，从而使暴露表面上的处理化学物质的吸收影响表面层的化学改变。另外，处理平台还包括热处置系统，用于对衬底进行热处置，从而升高衬底温度，以使衬底上经过改变的暴露表面层释出(或气化)。
在化学处置系统中，可以在高于大气压、处于大气压或低于大气压的条件下对处理空间进行操作。在下面的示例中，处理空间是在减压条件下受到操作的。包含HF并可选地包含NH3的处理气体被引入。或者，处理气体还可以包括载气。载气例如可以包括惰性气体，例如氩、氙、氦等。处理压力的范围可以从约1mTorr到约1000mTorr。或者，处理压力的范围可以从约10mTorr到约500mTorr。对于每种气体种类，处理气体流速的范围可以从约1sccm到约10000sccm。或者，流速的范围可以从约10sccm到约500sccm。
另外，化学处置室可以被加热到范围从约10摄氏度到约200摄氏度的温度。或者，室温度的范围可以从约30摄氏度到约100摄氏度。另外，气体分配系统可以被加热到范围从约10摄氏度到约200摄氏度的温度。或者，气体分配系统的温度范围可以从约30摄氏度到约100摄氏度。衬底可以被维持在范围从约10摄氏度到约80摄氏度的温度。或者，衬底的温度范围可以从约25摄氏度到约60摄氏度。
在热处置系统中，热处置室可以被加热到范围从约20摄氏度到约200摄氏度的温度。或者，室温度的范围可以从约100摄氏度到约150摄氏度。另外，上部组件可以被加热到范围从约20摄氏度到约200摄氏度的温度。或者，上部组件的温度范围可以从约100摄氏度到约150摄氏度。衬底保持器可以被加热到高于约100摄氏度的温度，例如从约100摄氏度到约200摄氏度。衬底可以被加热到高于约100摄氏度的温度，例如，衬底的温度范围可以从约100摄氏度到约200摄氏度。
根据另一种实施例，组成化学处置室510(图5)和热处置室1010(图11A和图11B)的那些元件的一个或多个表面可以涂敷有保护性屏障。保护性屏障可以包括陶瓷涂层、塑料涂层、聚合物涂层、气相沉积的涂层等。例如，保护性涂层可以包括聚酰亚胺(例如
Figure BPA00001307469200271
)、聚四氟乙烯树脂(例如
Figure BPA00001307469200272
PTFE)、过氟烷基化物(PFA)共聚物树脂(例如
Figure BPA00001307469200273
PFA)、氟化乙烯丙烯树脂(例如
Figure BPA00001307469200274
FEP)、表面阳极化层、陶瓷喷溅涂层(例如氧化铝、氧化钇等)、等离子体电解氧化物层等。
现在参考图15，执行化学氧化物去除处理，其中，包含HF和NH3的处理气体被引入化学处置系统，用于对SiO2膜的表面层进行化学改变。随后，SiO2膜的经过化学改性的表面层在热处置系统中被除去。如图15所示，对于给定的一组处理条件(例如压力、温度等)，提供了SiO2膜的刻蚀量(nm)作为HF分压(mTorr)的函数而变化的情况。对于第一组数据(虚线、空心方块)，在化学处置系统中暴露于化学处理的表面包括裸铝。对于使用与第一组数据相同处理条件的第二组数据(实线、十字形)，在化学处置系统中暴露于化学处理的一个或多个表面包括对其涂敷的含有PTFE的涂层。在该示例中，PTFE被涂敷到化学处置系统中的衬底保持器的下侧。如图15所示，向暴露于化学处理的一个或多个裸铝表面涂敷涂层造成了刻蚀量增大。怀疑该涂层减小了HF反应物的吸取，因此减小了这些表面上形成NH4F时由暴露的铝表面所消耗的HF量。
参考图16，根据一种实施例提供了增大干法非等离子体刻蚀速率的方法。该方法被图示为开始于步骤1610的流程图1600，在该步骤，在化学处置系统中执行化学处置处理。化学处置处理可以包括干法非等离子体化学氧化物去除处理，其中，一个或多个衬底被暴露于气体环境，该气体环境保护HF并可选地包含NH3。该气体环境还可以包括稀释剂(例如稀有气体)。
在步骤1620，在热处置系统中执行热处置处理。热处置处理可以包括将这一个或多个衬底的温度升高，以除去化学处置处理中受到化学改性的表面层。
在步骤1630，向化学处置室中的一个或多个表面涂敷涂层，以增大对于每组化学处置处理和热处置处理步骤所实现的刻蚀量。该涂层可以包括上述材料中的任一种。该涂层可以防止或减少氟化胺(NH4F)在化学处置系统的内部表面上的吸附。化学处理系统的这些内部表面可以包括化学处置室、受到温度控制的衬底保持器、或者气体喷射组件、或者它们的任意组合。
尽管上文仅详细描述了本发明的某些实施例，但是本领域技术人员容易想到，在不实质性脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，这些实施例可以有许多修改形式。因此，所有这些修改都应当认为被包含在本发明的范围内。

Claims (61)

1.一种用于对多个衬底进行化学处置的处理系统，包括：
化学处置系统，包括化学处置室、受到温度控制的衬底保持器、气体喷射组件、加热器组件和真空泵送系统，所述受到温度控制的衬底保持器安装在所述化学处置室内并被构造成在其支撑表面上支撑两个或更多个衬底，所述气体喷射组件耦合到所述化学处置室并被构造成将一种或多种处理气体引入所述化学处置室中的处理空间以对所述两个或更多个衬底上的暴露表面层进行化学改变，所述加热器组件耦合到所述气体喷射组件并被构造成使所述气体喷射组件的温度升高，所述真空泵送系统耦合到所述化学处置室；
热处置系统，包括热处置室、一个或多个受到温度控制的衬底保持器，这些衬底保持器安装在所述热处置室内并被构造成支撑两个或更多个衬底，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括机构、衬底抬升器组件和真空泵送系统，所述机构使所述两个或更多个衬底的热处置衬底温度升高以对其上经过所述化学改变的暴露表面层进行热处置，所述衬底抬升器组件耦合到所述热处置室以使所述两个或更多个衬底在转移平面与所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器之间竖直平移，所述真空泵送系统耦合到所述热处置室并被构造成将所述热处置的气体产物排空；以及
隔离组件，其耦合到所述化学处置系统和所述热处置系统，其中，所述隔离组件包括专用的衬底操纵器，所述衬底操纵器被构造成将所述两个或更多个衬底转移进所述化学处置系统和所述热处置系统以及转移出所述化学处置系统和所述热处置系统。
2.根据权利要求1所述的处理系统，还包括：
控制器，其耦合到所述化学处置系统和所述热处置系统中的至少一者，并被构造成对下述项中的至少一者执行设定、监视和调节中的至少一项：化学处置室温度、化学处置气体分配系统温度、化学处置衬底保持器温度、化学处置衬底温度、化学处置处理压力、化学处置气体流速、热处置室温度、热处置衬底保持器温度、热处置衬底温度、热处置处理压力、热处置气体流速。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述隔离组件提供热隔离和真空隔离中的至少一项。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述气体喷射组件包括受到温度控制的部分，该部分暴露于所述化学处置室中的所述一种或多种处理气体。
5.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述化学处置室的温度受到控制。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述一种或多种处理气体包括第一处理气体和第二处理气体，并且其中，所述气体喷射组件被构造成独立于所述第二处理气体而引入所述第一处理气体。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其中，所述气体喷射组件被构造成将所述第一处理气体和所述第二处理气体分配到所述两个或更多个衬底上方。
8.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述第一处理气体包括HF，所述第二处理气体包括NH3。
9.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器包括：
受到温度控制的衬底台，其具有被构造成支撑所述两个或更多个衬底的所述支撑表面、与所述上表面相反的下表面、以及边缘表面；
封闭的流体沟道，其形成于所述受到温度控制的衬底台的内部；以及
两个或更多个支撑柱，其被构造成将所述受到温度控制的衬底台支撑在离所述化学处置室的壁一段距离处，其中，所述两个或更多个支撑柱各自包括第一端和第二端，所述第一端耦合到所述衬底台的所述下表面，所述第二端耦合到所述化学处置室的所述壁。
10.根据权利要求9所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器还包括：
流体热单元，其被构造和布置成对热传递流体的温度进行控制；
第一流体导管，其穿过所述两个或更多个支撑柱中的一者而形成，所述第一流体导管被构造成从所述流体热单元接收所述热传递流体并将所述热传递流体供应到所述封闭的流体沟道系统的入口端；以及
第二流体导管，其穿过所述两个或更多个支撑柱中的另一者而形成，所述第二流体导管被构造成从所述封闭的流体沟道系统的出口端接收所述热传递流体。
11.根据权利要求9所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器还包括：
有三个抬升销孔的第一阵列，其被构造成使抬升销的第一阵列能够穿过所述受到温度控制的衬底台而将第一衬底抬升到所述受到温度控制的衬底台的所述上表面上，或者从所述受到温度控制的衬底台的所述上表面抬升所述第一衬底；以及
有三个抬升销孔的第二阵列，其被构造成使抬升销的第二阵列能够穿过所述受到温度控制的衬底台而将第二衬底抬升到所述受到温度控制的衬底台的所述上表面上，或者从所述受到温度控制的衬底台的所述上表面抬升所述第二衬底。
12.根据权利要求11所述的处理系统，还包括：
抬升销支撑部件；
抬升销的第一阵列，其被构造成对准并穿过抬升销孔的所述第一阵列，其中，所述抬升销的第一阵列中的每个抬升销包括被构造成与所述第一衬底接触的第一接触端和耦合到所述抬升销支撑部件的第一支撑端；
抬升销的第二阵列，其被构造成对准并穿过抬升销孔的所述第二阵列，其中，所述抬升销的第二阵列中的每个抬升销包括被构造成与所述第二衬底接触的第二接触端和耦合到所述抬升销支撑部件的第二支撑端；以及
驱动系统，其耦合到所述化学处置室，并被构造成对所述抬升销支撑部件进行平移，使得抬升销的所述第一阵列穿过抬升销孔的所述第一阵列平移，并且抬升销的所述第二阵列穿过抬升销孔的所述第二阵列平移。
13.根据权利要求1所述的处理系统，还包括加热器组件，其中，所述加热器组件包括：
板部件，其具有上表面；和
多个电阻加热元件，其耦合到所述板部件的所述上表面，
其中，所述多个电阻加热元件中的每一者包括固定地耦合到所述板部件的所述上表面的第一端、被构造成耦合到电源的第二端、位于所述第一端与所述第二端之间的弯折部、在所述第一端与所述弯折部之间延伸的第一直段、以及在所述第二端与所述弯折部之间延伸的第二直段，
其中，所述多个电阻加热元件中的至少两个被布置成所述板部件的所述上表面上交错的一对，
其中，所述电源包括直流(DC)电源或交流(AC)电源。
14.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述化学处置室被构造成用于非等离子体化学处理，其中，所述热处置室被构造成用于非等离子体热处理。
15.根据权利要求1所述的处理系统，其中，耦合到所述热处置室的所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括多个受到温度控制的衬底保持器，其中，所述多个受到温度控制的衬底保持器中的每一者独自支撑所述两个或更多个衬底中的一个衬底。
16.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述衬底抬升器组件对于所述两个或更多个衬底中的每一者包括分别的抬升组件，其中，对于所述两个或更多个衬底中每一者的所述分别的抬升组件包括叶片元件以及驱动系统，所述叶片元件被构造成对所述两个或更多个衬底中的一者进行支撑，所述驱动系统耦合到所述叶片元件并被构造成使所述叶片元件竖直地平移。
17.根据权利要求17所述的处理系统，其中，所述驱动系统包括气动驱动系统。
18.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述热处置系统包括用于向所述热处置室引入吹扫气体的装置。
19.根据权利要求18所述的处理系统，其中，所述吹扫气体包括N2。
20.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述隔离组件包括转移系统，所述转移系统直接连接到所述热处置系统并经过所述热处置系统而耦合到所述化学处置系统，其中，所述转移系统包括所述专用的衬底操纵器，所述衬底操纵器被构造成将所述两个或更多个衬底转移进所述热处置系统以及转移出所述热处置系统，并经过所述热处置系统而转移进所述化学处置系统以及转移出所述化学处置系统。
21.一种用于对多个衬底进行化学处置的处理系统，包括：
化学处置室；
受到温度控制的衬底保持器，其安装在所述化学处置室内并被构造成在其支撑表面上支撑两个或更多个衬底；
气体喷射组件，其耦合到所述化学处置室并被构造成将一种或多种处理气体引入所述化学处置室中的处理空间以对所述两个或更多个衬底上的暴露表面层进行化学改变；
加热器组件，其耦合到所述气体喷射组件并被构造成使所述气体喷射组件的温度升高；以及
真空泵送系统，其耦合到所述化学处置室。
22.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述气体喷射组件包括受到温度控制的部分，该部分暴露于所述化学处置室中的所述一种或多种处理气体。
23.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述化学处置室的温度受到控制。
24.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述化学处置室耦合到另一处理系统。
25.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述化学处置室耦合到热处置系统和衬底清洗系统中的至少一者。
26.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述一种或多种处理气体包括第一处理气体和第二处理气体，并且其中，所述气体喷射组件被构造成独立于所述第二处理气体而引入所述第一处理气体。
27.根据权利要求26所述的处理系统，其中，所述气体喷射组件包括第一气体分配送气室和第一气体分配板、以及第二气体分配送气室和第二气体分配板，所述第一气体分配板具有一个或多个微孔组成的第一阵列和一个或多个微孔组成的第二阵列以将所述第一处理气体经过所述第一气体分配板中一个或多个微孔的所述第一阵列而耦合到所述处理空间，所述第二气体分配板中具有通道以将所述第二处理气体经过所述第二气体分配板中的这些通道以及所述第一气体分配板中一个或多个微孔的所述第二阵列而耦合到所述处理空间。
28.根据权利要求26所述的处理系统，其中，所述气体喷射组件被构造成将所述第一处理气体和所述第二处理气体分配到所述两个或更多个衬底上方。
29.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述第一处理气体包括HF，所述第二处理气体包括NH3。
30.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器包括：
受到温度控制的衬底台，其具有被构造成支撑所述两个或更多个衬底的所述支撑表面、与所述支撑表面相反的下表面、以及边缘表面；
流体沟道，其形成于所述受到温度控制的衬底台的内部；以及
两个或更多个支撑柱，其被构造成将所述受到温度控制的衬底台支撑在离所述化学处置室的壁一段距离处，其中，所述两个或更多个支撑柱各自包括第一端和第二端，所述第一端耦合到所述受到温度控制的衬底台的所述下表面，所述第二端耦合到所述化学处置室的所述壁。
31.根据权利要求30所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器还包括：
流体热单元，其被构造和布置成对热传递流体的温度进行控制；
第一流体导管，其穿过所述两个或更多个支撑柱中的一者而形成，所述第一流体导管被构造成从所述流体热单元接收所述热传递流体并将所述热传递流体供应到所述流体沟道的入口端；以及
第二流体导管，其穿过所述两个或更多个支撑柱中的另一者而形成，所述第二流体导管被构造成从所述流体沟道的出口端接收所述热传递流体。
32.根据权利要求31所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器还包括：
控制器，其耦合到所述流体热单元，并被构造成对于所述热传递流体的所述温度执行监视、调节或控制中的至少一项；和
温度传感器，其耦合到所述受到温度控制的衬底台，并被构造成对衬底保持器温度进行测量，
其中，所述控制器将所述衬底保持器温度与目标衬底保持器温度进行比较，并且其中，所述控制器对所述热传递流体的所述温度、或所述热传递流体的流速、或二者的组合进行调节，以减小所述衬底保持器温度与所述目标衬底保持器温度之间的差。
33.根据权利要求30所述的处理系统，其中，所述受到温度控制的衬底保持器还包括：
有三个抬升销孔的第一阵列，其被构造成使抬升销的第一阵列能够穿过所述受到温度控制的衬底台而将第一衬底抬升到所述受到温度控制的衬底台的所述上表面上，或者从所述受到温度控制的衬底台的所述上表面抬升所述第一衬底；以及
有三个抬升销孔的第二阵列，其被构造成使抬升销的第二阵列能够穿过所述受到温度控制的衬底台而将第二衬底抬升到所述受到温度控制的衬底台的所述上表面上，或者从所述受到温度控制的衬底台的所述上表面抬升所述第二衬底。
34.根据权利要求33所述的处理系统，还包括：
抬升销支撑部件；
抬升销的第一阵列，其被构造成对准并穿过抬升销孔的所述第一阵列，其中，所述抬升销的第一阵列中的每个抬升销包括被构造成与所述第一衬底接触的第一接触端和耦合到所述抬升销支撑部件的第一支撑端；
抬升销的第二阵列，其被构造成对准并穿过抬升销孔的所述第二阵列，其中，所述抬升销的第二阵列中的每个抬升销包括被构造成与所述第二衬底接触的第二接触端和耦合到所述抬升销支撑部件的第二支撑端；以及
驱动系统，其耦合到所述化学处置室，并被构造成对所述抬升销支撑部件进行平移，使得抬升销的所述第一阵列穿过抬升销孔的所述第一阵列平移，并且抬升销的所述第二阵列穿过抬升销孔的所述第二阵列平移。
35.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述加热器组件包括：
板部件，其具有上表面；和
多个电阻加热元件，其耦合到所述板部件的所述上表面，
其中，所述多个电阻加热元件中的每一者包括固定地耦合到所述板部件的所述上表面的第一端、被构造成耦合到电源的第二端、位于所述第一端与所述第二端之间的弯折部、在所述第一端与所述弯折部之间延伸的第一直段、以及在所述第二端与所述弯折部之间延伸的第二直段，
其中，所述多个电阻加热元件中的至少两个被布置成使得所述多个电阻加热元件中的所述至少两个中的第一者的所述第一端位置接近这些电阻加热元件中的所述至少两个中的第二者的所述弯折部的内边缘，并且
其中，所述电源包括直流(DC)电源或交流(AC)电源。
36.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述化学处置室被构造成用于非等离子体化学处理。
37.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述化学处置室被构造成用于气体环境，所述气体环境包括HF并可选地包括NH3。
38.根据权利要求21所述的处理系统，其中，涂层被涂敷到所述化学处置室的至少一部分、所述受到温度控制的衬底保持器的至少一部分、或者所述气体喷射组件的至少一部分、或者它们中两者或更多者的任意组合。
39.根据权利要求38所述的处理系统，其中，所述涂层包括聚四氟乙烯。
40.根据权利要求21所述的处理系统，其中，所述涂层包括下述材料：该材料防止或减少氟化胺(NH4F)沉积在下列部件中涂敷有所述涂层的表面上：所述化学处置室、所述受到温度控制的衬底保持器、或者所述气体喷射组件、或者它们的任意组合。
41.一种对处理系统进行操作以对衬底进行化学处置的方法，包括：
将两个或更多个衬底转移到化学处置系统中，所述化学处置系统包括化学处置室、受到温度控制的衬底保持器、气体喷射组件、加热器组件、真空泵送系统和控制器，所述受到温度控制的衬底保持器安装在所述化学处置室内并被构造成在其支撑表面上支撑两个或更多个衬底，所述气体喷射组件耦合到所述化学处置室并被构造成将一种或多种处理气体引入所述化学处置室中的处理空间以对所述两个或更多个衬底上的暴露表面层进行化学改变，所述加热器组件耦合到所述气体喷射组件并被构造成使所述气体喷射组件的温度升高，所述控制器耦合到所述热处置系统；
用所述控制器给所述化学处置系统设定化学处理参数，其中，所述一个或多个化学处理参数包括下列至少一项：化学处置处理压力、化学处置室温度、化学处置上部组件温度、所述一种或多种处理气体的流速、热处置衬底温度、热处置衬底保持器温度；以及
使用所述化学处理参数，在所述化学处置系统中对所述两个或更多个衬底进行处理，以对所述两个或更多个衬底上的暴露表面层进行化学改变。
42.一种用于对多个衬底进行热处置的处理系统，包括：
热处置室，其中，所述热处置室的热处置室温度受到控制；
一个或多个受到温度控制的衬底保持器，其安装在所述热处置室内并被构造成支撑两个或更多个衬底，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括下述机构：该机构使所述两个或更多个衬底的热处置衬底温度升高，以对其上经过化学改变的暴露表面层进行热处置；
转移系统，其耦合到所述热处置室，将所述两个或更多个衬底转移进所述热处置室和转移出所述热处置室；
衬底抬升器组件，其耦合到所述热处置室，用于使所述两个或更多个衬底在转移平面与所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器之间竖直平移；以及
真空泵送系统，其耦合到所述热处置室并被构造成将所述热处置的气体产物排空。
43.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述热处置室被构造成化学处置室，所述化学处置室被构造成对所述两个或更多个衬底上的所述暴露表面层进行化学改变。
44.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括被构造成对所述两个或更多个衬底全部进行支撑的一个受到温度控制的衬底保持器。
45.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括多个受到温度控制的衬底保持器，其中，所述多个受到温度控制的衬底保持器中的每一者单独支撑所述两个或更多个衬底中的一个衬底。
46.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述抬升器组件包括一个叶片元件并包括驱动系统，所述叶片元件被构造成对所述两个或更多个衬底进行支撑，所述驱动系统耦合到所述一个叶片元件并被构造成使所述一个叶片元件竖直地平移。
47.根据权利要求46所述的处理系统，其中，所述驱动系统包括气动驱动系统。
48.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述衬底抬升器组件对于所述两个或更多个衬底中的每一者包括单独的抬升组件，并且其中，对于所述两个或更多个衬底中的每一者的所述单独的抬升组件包括叶片元件以及驱动系统，所述叶片元件被构造成对所述两个或更多个衬底中的一个进行支撑，所述驱动系统耦合到所述叶片元件并被构造成使所述叶片元件竖直地平移。
49.根据权利要求48所述的处理系统，其中，所述驱动系统包括气动驱动系统。
50.根据权利要求42所述的处理系统，还包括：
衬底检测系统，其耦合到所述热处置室，并被构造成对所述两个或更多个衬底在所述衬底抬升器组件上的存在情况进行检测。
51.根据权利要求42所述的处理系统，还包括：
控制器，其耦合到所述热处置室、所述受到温度控制的衬底保持器、所述衬底抬升器组件、所述真空泵送系统中的至少一者，并被构造成对下述项中的至少一者执行设定、监视和调节中的至少一项：所述热处置室温度、热处置衬底保持器温度、所述热处置衬底温度、热处置处理压力。
52.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器包括下列至少一项：薄膜加热器、浇入加热器、电阻元件、加热沟道、辐射灯、热电器件。
53.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述热处置室包括下列至少一项：冷却沟道、加热沟道、电阻加热元件、辐射灯、热电器件。
54.根据权利要求42所述的处理系统，还包括：
上部组件，其中，所述上部组件受到温度控制。
55.根据权利要求54所述的处理系统，其中，所述上部组件被构造成执行下述至少一项：将吹扫气体引入所述热处置室、对所述衬底在所述衬底抬升器组件上的存在情况进行检测。
56.根据权利要求42所述的处理系统，其中，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器由金属制造，并且其中，所述受到温度控制的衬底保持器中每一者的至少一个表面包括涂层。
57.根据权利要求56所述的处理系统，其中，所述涂层包括用气相沉积处理涂敷的含硅材料。
58.一种对处理系统进行操作以对衬底进行热处置的方法，包括：
将两个或更多个衬底转移到热处置系统中，所述热处置系统包括热处置室、一个或多个受到温度控制的衬底保持器、衬底抬升器组件、真空泵送系统、耦合到所述热处置系统的控制器，所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器安装在所述热处置室内，所述衬底抬升器组件耦合到所述热处置室以使所述两个或更多个衬底在转移平面与所述一个或多个受到温度控制的衬底保持器之间竖直平移；
用所述控制器给所述热处置系统设定热处理参数，其中，所述一个或多个热处理参数包括下列至少一项：热处置处理压力、热处置室温度、热处置衬底温度、热处置衬底保持器温度；以及
使用所述热处理参数，在所述热处置系统中对所述衬底进行处理，以使所述衬底上经过化学改变的暴露表面层气化。
59.根据权利要求58所述的方法，其中：
所述热处置室温度的范围从约20摄氏度到约200摄氏度；
所述热处置衬底保持器温度高于约100摄氏度；
所述热处置衬底保持器温度高于约100摄氏度。
60.根据权利要求58所述的方法，其中：
所述热处置室温度的范围从约100摄氏度到约150摄氏度；
所述热处置室衬底保持器温度高于约150摄氏度；
所述热处置衬底保持器温度高于约100摄氏度。
61.根据权利要求58所述的方法，其中，用所述控制器给所述热处置系统设定热处理参数的步骤还包括：为引入所述热处置室的吹扫气体设定流速。
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