CN107768275B - 衬底处理系统和处理在衬底处理系统中的衬底的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用可移动边缘环和气体注入调整控制晶片上CD均匀性。一种衬底处理系统中的衬底支撑件包括内部部分和外部部分。内部部分定位于气体分配装置下方，所述气体分配装置被构造成将第一处理气体引向所述内部部分。所述外部部分包括边缘环，所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底。所述边缘环被配置为相对于所述内部部分升高和降低，并且将第二处理气体朝所述内部部分引导。控制器确定在处理过程中沉积在所述衬底上的材料的分配，并且基于所确定的所述分配，选择性地调整边缘环的位置，以及选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。

Description

衬底处理系统和处理在衬底处理系统中的衬底的方法
技术领域
本发明涉及衬底处理，并且更具体地涉及用于控制衬底处理中的蚀刻均匀性的系统和方法。
背景技术
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。在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的描述的各方面中描述的程度上的当前指定的发明人的工作，既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
衬底处理系统可用于处理衬底(例如，半导体晶片)。可以在衬底上执行的示例性工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、导体蚀刻、和/或其他蚀刻、沉积或清洁工艺。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件上，例如基座、静电卡盘(ESC)等上。在蚀刻期间，可以将包括一种或多种前体的气体混合物引入到处理室中，并且可以使用等离子体来引发化学反应。
衬底支撑件可以包括布置成支撑晶片的陶瓷层。例如，晶片可以在处理期间被夹持在陶瓷层上。衬底支撑件可以包括围绕衬底支撑件的外部部分(例如，周边的外部和/或邻近周边)布置的边缘环。可以提供边缘环以将等离子体约束在衬底上方的体积上，保护衬底支撑件免受由等离子体引起的侵蚀等等。
发明内容
一种衬底处理系统中的衬底支撑件包括内部部分和外部部分。内部部分定位于气体分配装置下方，所述气体分配装置被构造成将第一处理气体引向所述内部部分。所述外部部分包括边缘环，所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底。所述边缘环被配置为相对于所述内部部分升高和降低，并且将第二处理气体朝所述内部部分引导。控制器确定在处理过程中沉积在所述衬底上的材料的分配，并且基于所确定的所述分配，选择性地调整边缘环的位置，以及选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
一种处理在衬底处理系统中的衬底的方法包括：提供具有内部部分和外部部分的衬底支撑件。所述内部部分定位于气体分配装置下方，并且所述外部部分包括边缘环，所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底。所述方法还包括使用所述气体分配装置将第一处理气体朝向所述内部部分引导；使用所述边缘环将第二处理气体朝向所述内部部分引导；确定在处理期间沉积在所述衬底上的材料的分配；相对于内部部分选择性地向上或向下调整边缘环的位置；以及选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：
1.一种衬底处理系统中的衬底支撑件，所述衬底支撑件包括：
位于气体分配装置下方的内部部分，所述气体分配装置被构造成将第一处理气体引向所述内部部分；
包括边缘环的外部部分，其中所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底，其中所述边缘环被配置为相对于所述内部部分升高和降低，并且其中所述边缘环被构造成将第二处理气体朝所述内部部分引导；和
控制器，其确定在处理过程中沉积在所述衬底上的材料的分配，并且基于所确定的所述分配，(i)选择性地调整所述边缘环的位置，以及(ii)选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
2.根据条款1所述的衬底支撑件，其中所述材料包括蚀刻副产物。
3.根据条款1所述的衬底支撑件，其中所述控制器基于将沉积在所述衬底上的材料的分配与边缘环位置、由所述气体分配装置引导的所述第一处理气体和由所述边缘环引导的所述第二处理气体中的至少一者关联的数据来确定所述材料的分配。
4.根据条款3所述的衬底支撑件，其中所述数据包括(i)由所述第一处理气体引起的沉积在所述衬底上的材料和(ii)由所述第二处理气体引起的沉积在所述衬底上的材料的平均数。
5.根据条款3所述的衬底支撑件，其中，基于所述数据，所述控制器(i)将所述边缘环的所述位置调整到第一位置，将所述第一处理气体的流动调整到第一流率，以及将所述第二处理气体的流动调整到第二流率持续第一预定时间段，和(ii)在所述第一预定时间段之后，将所述边缘环的位置调整到第二位置，将所述第一处理气体的流动调整到第三流率，并且将所述第二处理气体的流动调整到第四流率持续第二预定时间段。
6.根据条款5所述的衬底支撑件，其中调整所述流动包括调整到所述第一流率、所述第二流率、所述第三流率和所述第四流率中的至少一者，包括关闭所述第一处理气体和所述第二处理气体中的相应的一者。
7.根据条款1所述的衬底支撑件，其中所述边缘环包括多个气体注入喷嘴。
8.根据条款7所述的衬底支撑件，其中所述多个气体注入喷嘴经由用所述边缘环限定的充气室以及耦合到所述第二处理气体的源的至少一个导管与所述第二处理气体的源流体连通。
9.一种处理在衬底处理系统中的衬底的方法，所述方法包括：
提供具有内部部分和外部部分的衬底支撑件，其中所述内部部分定位于气体分配装置下方，并且其中所述外部部分包括边缘环，所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底；
使用所述气体分配装置将第一处理气体朝向所述内部部分引导；
使用所述边缘环将第二处理气体朝向所述内部部分引导；
确定在处理期间沉积在所述衬底上的材料的分配；
相对于所述内部部分选择性地向上或向下调整所述边缘环的位置；以及
选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
10.根据条款9所述的方法，其中所述材料包括蚀刻副产物。
11.根据条款9所述的方法，其中确定所述材料的分配包括基于将沉积在所述衬底上的材料的分配与边缘环位置、由所述气体分配装置引导的所述第一处理气体和由所述边缘环引导的所述第二处理气体中的至少一者关联的数据来确定所述材料的分配。
12.根据条款11所述的方法，其中所述数据包括(i)由所述第一处理气体引起的沉积在所述衬底上的材料和(ii)由所述第二处理气体引起的沉积在所述衬底上的材料的平均数。
13.根据条款11所述的方法，其还包括基于所述数据，(i)将所述边缘环的所述位置调整到第一位置，将所述第一处理气体的流动调整到第一流率，以及将所述第二处理气体的流动调整到第二流率持续第一预定时间段，并且(ii)在所述第一预定时间段之后，将所述边缘环的位置调整到第二位置，将所述第一处理气体的流动调整到第三流率，并且将所述第二处理气体的流动调整到第四流率持续第二预定时间段。
14.根据条款13所述的方法，其中调整所述流动包括调整到所述第一流率、所述第二流率、所述第三流率和所述第四流率中的至少一者，包括关闭所述第一处理气体和所述第二处理气体中的相应的一者。
15.根据条款9所述的方法，其中所述边缘环包括多个气体注入喷嘴。
16.根据条款15所述的方法，其中所述多个气体注入喷嘴经由用所述边缘环限定的充气室以及耦合到所述第二处理气体的源的至少一个导管与所述第二处理气体的源流体连通。
根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步范围将变得显而易见。详细描述和具体实施例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图，本发明将被更充分地理解，其中：
图1是根据本发明的示例性处理室的功能性框图；
图2A根据本公开示出了对于中心注入的处理气体，在整个衬底上的示例性的副产物分配；
图2B根据本公开示出了对于侧面注入的处理气体，在整个衬底上的示例性的副产物分配；
图3根据本公开示出了中心注入的处理气体和侧面注入的处理气体的副产物分配的示例性控制范围和平均轮廓；
图4A根据本公开示出了处于降低位置的示例性可变深度边缘环；
图4B根据本公开示出了处于升高位置的示例性可变深度边缘环；
图5A和5B根据本公开示出了包括边缘环气体注入喷嘴的示例性边缘环；以及
图6根据本公开示出了用于控制在整个衬底上的副产物分配的示例性方法的步骤。
在附图中，附图标记可以被重新使用以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
衬底处理系统中的衬底支撑件可以包括边缘环。边缘环的上表面可以在衬底支撑件的上表面上方延伸，导致衬底支撑件的上表面(并且在一些示例中，导致布置在衬底支撑件上的衬底的上表面)将相对于边缘环凹陷。该凹陷可以被称为袋。边缘环的上表面和衬底的上表面之间的距离可以称为“袋深度”。通常，袋深度根据边缘环相对于衬底的上表面的高度是固定的。如果需要不同的袋深度，则必须手动更换边缘环，这可能受到晶片处理约束、工艺约束、室约束等的限制。
蚀刻处理的一些方面可以由于衬底处理系统、衬底、气体混合物等的特性而变化。例如，流动模式以及因此蚀刻速率和蚀刻均匀度可以根据边缘环的袋深度、边缘环的几何形状(即形状)等而变化。在一些示例性处理中，总体蚀刻速率随着衬底的上表面和气体分配装置的底表面之间的距离增加而变化。此外，从衬底的中心到衬底的外周，蚀刻速率可以变化。例如，在衬底的外周，鞘弯曲和离子倾斜可导致浅沟槽隔离(STI)倾斜，并且与反应物质(例如，蚀刻剂和/或沉积前体)相关的化学负载可引起硬掩模关键尺寸印出(roll off)。此外，诸如蚀刻副产物之类的材料可以重新沉积在衬底上。蚀刻速率可以根据其他工艺参数而变化，其他工艺参数包括但不限于穿过衬底的上表面的气流速度。例如，可能影响工艺结果的与各种处理气体的注入(例如，包括从中心喷嘴、侧面调节喷嘴等处的注入)相关联的参数包括但不限于气体流率、气体种类、注入角度、注入位置等。
因此，改变边缘环的构造(例如，包括边缘环高度和/或几何形状)可修改在整个衬底表面的气体速度变化图。类似地，调整与各种处理气体的注入相关的参数也可能影响处理结果。仅举例而言，气体注入参数可以包括但不限于气体流量、气体种类、注入角度、注入位置等。根据本公开的原理的可变深度边缘环系统和方法在衬底处理过程中将调整边缘环高度和调整处理气体注入的参数组合以控制蚀刻均匀性。以这种方式，可以调节气体流动再循环和相关的副产物沉积。
例如，边缘环可以耦合到被配置为响应于控制器、用户界面等而升高和降低边缘环的致动器。在一示例中，衬底处理系统的控制器根据正在执行的特定配方和相关联的气体注入参数在处理期间、处理步骤之间的期间等控制边缘环的高度。控制器可以被配置为相应地调整气体注入参数。仅举例而言，控制器可以存储将边缘环高度等等指示为与处理气体注入相关联的一个或多个参数的数据(例如，查找表)。所述数据还可以使边缘环高度和气体注入参数与在整个衬底上的蚀刻副产物分配相关联。所述数据可以对应于预定的(例如，校准的或编程的)数据，由用户通过界面提供的数据等。以这种方式，可以根据蚀刻副产物分配在处理期间通过动态调整边缘环高度和气体注入参数来实现所期望的蚀刻均匀性。在一些示例中，边缘环可以包括用于注入附加的侧面调节气体的气体注入喷嘴。
现在参考图1，示出了示例性衬底处理系统100。仅举例而言，衬底处理系统100可用于执行使用RF等离子体的蚀刻和/或其他合适的衬底处理。衬底处理系统100包括包围衬底处理系统100的其他部件并且包含RF等离子体的处理室102。衬底处理室102包括上电极104和衬底支撑件106，例如静电卡盘(ESC)。在操作期间，衬底108被布置在衬底支撑件106上。尽管示出了特定的衬底处理系统100和室102作为示例，但是本公开的原理可以应用于其他类型的衬底处理系统和室，例如，原位产生等离子体的衬底处理系统，其实现远程等离子体生成和传送(例如，使用等离子体管、微波管)等。
仅作为示例，上电极104可以包括引入和分配处理气体的气体分配装置，例如喷头109。喷头109可以包括杆部，杆部包括连接到处理室的顶表面的一端。基部通常为圆柱形并且在与处理室的顶表面间隔开的位置处从杆部的相对端径向向外延伸。喷头的基部的面向衬底的表面或面板包括多个孔，处理气体或吹扫气体通过所述多个孔流动。替代地，上电极104可以包括导电板，并且处理气体可以以另一种方式引入。
衬底支撑件106包括用作下电极的导电基板110。基板110支撑陶瓷层112。在一些实施例中，陶瓷层112可包括加热层，例如包括陶瓷多区域加热板。热阻层114(例如接合层)可以布置在陶瓷层112和基板110之间。基板110可以包括用于使冷却剂流过基板110的一个或多个冷却剂通道116。
RF产生系统120产生RF电压并将其输出到上电极104和下电极(例如，衬底支撑件106的基板110)中的一个。上电极104和基板110中的另一个可以是DC接地、AC接地或浮动的。仅作为示例，RF产生系统120可以包括RF电压发生器122，所述RF电压发生器122产生由匹配和分配网络124馈送到上电极104或基板110的RF电压。在其他示例中，可以感应地或远程地产生等离子体。尽管如为了示例目的所示的，RF产生系统120对应于电容耦合等离子体(CCP)系统，但是本公开的原理也可以在其他合适的系统中实现，诸如，仅举例而言，在变压器耦合等离子体(TCP)系统、CCP阴极系统、远程微波等离子体产生和输送系统等等中实现。
气体输送系统130包括一个或多个气体源132-1、132-2、...和132-N(统称为气体源132)，其中N是大于零的整数。气体源供应一种或多种前体及其混合物。气体源还可以供应吹扫气体。也可以使用气化前体。气体源132通过阀134-1、134-2、...和134-N(统称为阀134)以及质量流量控制器136-1、136-2、...和136-N(统称为质量流量控制器136)连接到歧管140。歧管140的输出被馈送到处理室102。仅作为示例，歧管140的输出被馈送到喷头109。
温度控制器142可以连接到布置在陶瓷层112中的多个加热元件，例如，热控元件(TCE)144。例如，加热元件144可以包括但不限于对应于多区域加热板中的相应区域的宏加热元件和/或跨越多区域加热板的多个区域设置的微加热元件阵列。温度控制器142可以用于控制多个加热元件144以控制衬底支撑件106和衬底108的温度。
温度控制器142可与冷却剂组件146连通以控制流过通道116的冷却剂流。例如，冷却剂组件146可包括冷却剂泵和储存器。温度控制器142操作冷却剂组件146以选择性地使冷却剂流过通道116以冷却衬底支撑件106。
阀150和泵152可以用来将反应物从处理室102排出。系统控制器160可以用于控制衬底处理系统100的部件。机械手170可以用于将衬底输送到衬底支撑件106上以及从衬底支撑件106移除衬底。例如，机械手170可以在衬底支撑件106和装载锁172之间输送衬底。虽然示出为单独的控制器，但温度控制器142可以在系统控制器160内实现。在一些示例中，可以在陶瓷层112和基板110之间的接合层114的周边周围设置保护性密封件176。
衬底支撑件106包括边缘环180。根据本公开的原理的边缘环180相对于衬底108是可移动的(例如，可在竖直方向上向上和向下移动)。例如，边缘环180可以响应于控制器160经由致动器来控制，如下面更详细地描述的。可以在衬底处理期间根据气体注入参数来调整边缘环180。在一些示例中，边缘环180可以包括用于注入附加的侧面调节气体的气体注入喷嘴。
现在参考图2A和图2B中，示出了在整个处于升高(高)的边缘环位置和降低(低)的边缘环位置的衬底上的副产物分配。图2A示出了针对中心注入的处理气体(即，从喷头的中心或内部部分注入的气体)的副产物分配。副产物分配200示出了边缘环处于降低位置时的副产物分配(例如，以在离衬底的中心0至160mm的半径处测得的、在衬底/晶片的相应位置上的SiCl4的摩尔比(mol fraction)来计量)。相反，副产物分配204示出了边缘环处于升高位置时的副产物分配。如图所示，针对中心注入的处理气体，在衬底的边缘区域附近比在衬底的中心区域沉积较大数量的副产物，对于降低的边缘环位置和升高的边缘环位置两者均如此，但是降低边缘环导致边缘区域附近的副产物分配相对较少。
图2B示出了针对侧面注入的处理气体(即，从喷头的外部的侧面的调节部分注入的气体，和/或在一些示例中，从边缘环喷嘴注入的气体，这在下文更详细描述)的副产物分配。副产物分配208示出了边缘环处于降低位置时的副产物分配。相反，副产物分配212示出了边缘环处于升高位置时的副产物分配。如图所示，针对侧面注入的处理气体，在衬底的中心区域附近比在衬底的边缘区域沉积较大数量的副产物，对于降低的边缘环位置和升高的边缘环位置两者均如此，但是降低边缘环导致边缘区域附近的副产物分配相对较少。
图3分别示出了在整个衬底的半径上的与中心注入的气体和侧面注入的处理气体相关联的副产物分配304和308的平均副产物分配300的示例。平均副产物分配300可以对应于边缘环的预定位置的在预定的时间段(例如，对应于给定处理步骤的预定的时间段)的平均副产物分配。副产物分配304和308还可以与对应于中心注入的气体和侧面注入的气体的相应的预定的气体流率、气体种类等相关联。
因此，上边界316和下边界320之间的区域312可以对应于通过调整(即，升高和降低)边缘环的位置可实现的副产物分配的可调范围。例如，上边界316可以对应于可实现的副产物分配的示例性的最大量，并且下边界320可对应于可实现的副产物分配的示例性的最小量。可以通过选择性地调节中心注入的气体流量和侧面注入的气体流量来进一步调整副产物分配。可以在处理期间动态地调节边缘环高度和气体流量，以实现预定时间段的期望的副产物分配324。
例如，系统控制器160可以存储使衬底的每个区域的平均副产物分配与各种参数相关联的数据(诸如模型)，所述参数包括但不限于边缘环位置、侧面注入的气体流量、中心注入的气体流量、气体种类、边缘环形状等。数据可以包括表示多个不同边缘环位置、处理气体注入流率、气体种类等等的副产物分配304和308的数据。仅举例而言，可以基于估计、模型、先前衬底的后处理分析等来确定包括平均副产物分配的数据。因此，对于给定的在处理期间不能调整的成组的参数(例如，边缘环形状、期望的副产物分配等)，控制器160被配置为计算相关的可以在处理期间调整的参数以实现期望的副产物分配(例如，边缘环高度和相应数量的中心注入的气体流量和侧面注入的气体流量)。在一些示例中，控制器160可以在处理期间动态地计算副产物分配并相应地进行调整。例如，如图2A所示，对于给定的边缘环高度，中心注入的气体在衬底的边缘处引起较多的副产物分配，而侧面注入的气体在衬底的边缘处引起较少的副产物分配。
因此，处理可以从第一位置的边缘环和相应的中心注入的气体流率和侧面注入的气体流率开始，导致在衬底的边缘区域中的相对较多的副产物分配以及在衬底的中心区域中的相对较少的副产物分配。然后，系统控制器160可以使边缘环降低(或升高)到第二位置，同时还调整中心注入的气体和侧面注入的气体的相应的流率。例如，边缘环可以在降低而同时降低(或完全关闭)中心注入的气体的流率并增大侧面注入的气体的流率，从而导致在衬底的边缘区域中相对较少的副产物分配以及在衬底的中心区域中相对较多的副产物分配。调整相应的流率可以包括完全关闭中心注入的气体流或侧面注入的气体流，开始用被关闭的中心注入的气体流或侧面注入的气体流进行处理并且随后打开中心注入的气体流或侧面注入的气体流，等等。
在一些示例中，控制器160可以被配置为对特定工艺执行一系列的预定的调整。例如，在第一预定的时间段中，控制器160可以在选择第一相应的中心注入的气体流率和侧面注入的气体流率的同时将边缘环调整到第一高度。在第二预定的时间段中，控制器160可以在选择第二相应的中心注入的气体流率和侧面注入的气体流率的同时将边缘环调整到第二高度。以这种方式，可以将工艺或处理步骤分割成具有相应的边缘环位置和气体流率的两个或更多个预定的时间段。
现在参考图4A、4B，示出了根据本公开的原理的上面布置有衬底404的衬底支撑件400。衬底支撑件400可以包括具有内部部分(例如，对应于ESC)408和外部部分412的基部或基座。在示例中，外部部分412可以独立于内部部分408，并且可以相对于内部部分408移动。衬底404布置在内部部分408上以用于处理。控制器416与一个或多个致动器420通信，以选择性地升高和降低边缘环424以调整支撑件400的袋深度。仅举例而言，在图4A中，边缘环424被示出为在完全降低的位置，并且在图4B中的示例中，处于完全升高的位置。如图所示，致动器420对应于构造成在竖直方向上选择性地延伸和缩回销428的销致动器。在其他示例中，可以使用其他合适类型的致动器。仅举例而言，边缘环424对应于陶瓷或石英边缘环。在图4A中，控制器416与致动器420连通，以经由销428直接升高和降低边缘环424。在一些示例中，内部部分408可相对于边缘环424移动。
现在参考图5A和5B，示出了上面布置有衬底504的示例性衬底支撑件500。衬底支撑件500包括具有内部部分508和外部部分512的基部或基座。外部部分包括边缘环516，边缘环516可选择性地可移动(即，升高和降低)，如上面参考图1-4所描述的。然而，为了简单起见，图5中省略了衬底支撑件500的与控制边缘环516的移动有关的部分。
衬底支撑件500位于诸如喷头520之类的气体分配装置的下方。喷头520包括中心部分524，并且可以可选地包括外部部分528。中心部分524包括中心气体喷嘴532，其布置成朝下向衬底504正上方引导处理气体。外部部分520可以包括侧面调节的气体喷嘴536，其被布置成将处理气体朝向衬底504的外边缘引导。
在一些示例中，边缘环516包括边缘环喷嘴540。可以提供边缘环喷嘴540来代替或附加在喷头520的外部部分528中的侧面调节的气体喷嘴536。边缘环喷嘴540布置成提供附加的侧面调节的气体以进一步控制如上文图1-3所述的副产物分配。例如，边缘环516可以限定配置成经由一个或多个导管548接收来自气体源552的气体的充气室544。例如，气体源552根据由如上所述的控制器(例如，图1的系统控制器160)产生的控制信号提供处理气体。
边缘环喷嘴540的特征对于不同的工艺、处理室等可以不同。可以修改的边缘环喷嘴540的示例性特征包括但不限于数量、尺寸、形状和注入角度。因此，除了调整边缘环的位置、气体流量等之外，还可以通过选择使用具有期望特性的边缘环喷嘴540的边缘环来进一步控制副产物分配。在一些示例中，边缘环516的形状可以变化以进一步控制副产物分配。例如，尽管示出了矩形内径556，但是在其他示例中，内径556可以是斜面的、弯曲的等等。
现在参考图6，用于控制整个衬底上的副产物分配的示例性方法600开始于604。在608，方法600(例如，系统控制器160)基于所选择的工艺、处理步骤等设置处理室的可调节的参数。例如，方法600可以根据将所选择的工艺的特性(例如，工艺类型、气体种类、边缘环特性等)与各种可调节的参数相关联的存储数据来设置可调节的参数。这些参数包括但不限于边缘环位置和中心注入的处理气体和侧面注入(例如，从喷头的侧面调节的部分和/或从边缘环的边缘环喷嘴注入)的处理气体的相应的气体流率。
在612，方法600开始处理或处理步骤。在616，方法600确定处理步骤是否完成。如果为真，则方法600在620处结束。如果为假，则方法600继续到624。在624，方法600确定是否调整与如上面参照图1-5所述的副产物分配的控制相关的参数。例如，方法600可以基于在处理过程中的副产物分配的计算或估计等等，在预定的时间段之后调整边缘环位置和/或处理气体流率。如果为真，则方法600继续到628。如果为假，则方法600继续到616。
在628，方法600(例如，系统控制器160)调整边缘环位置和/或气体流率。在一些示例中，方法600(例如，基于从开始处理/处理步骤起经过的时间)将边缘环位置和气体流率调整到预定值。在其他示例中，方法600可以(例如，基于当前和先前的边缘环位置，气体流速等)计算或估计在衬底的各个区域中的副产物分配并相应调整边缘环位置和/或气体流率。方法600然后继续到616。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方式在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施方式描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施方式的特征中实现和/或与任何其他实施方式的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方式不是相互排斥的，并且一个或多个实施方式彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“邻近”、“在...之上”、“在...上方”、“在…下方”和“设置”的各种术语来描述元件之间(例如，在模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系。除非明确地描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中在第一和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件的间接关系。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个，B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，所述系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，所述半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制其操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(RF)发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体输送设置、位置和操作设置、进出工具以及其他输送工具和/或连接到特定系统或与特定系统接口的装载锁的晶片输送。
广义地说，控制器可以定义为具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子设备。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、限定为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单个的设置(或程序文件)的形式传送到控制器的指令，所述单个的设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片上或为半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一个或多个层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制备过程中完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方式中，控制器可以是计算机的一部分或耦合到计算机，所述计算机与系统集成、耦合到系统、以其他方式联网到系统或这些的组合。例如，该控制器可以在“云”中，或在晶片厂(fab)主机计算机系统的全部或部分中，其使得能够对晶片处理进行远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监控制备操作的目前进展，研究过去的制备操作的历史，从多个制备操作来研究趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置当前处理之后的处理步骤，或开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户接口，然后将所述参数和/或设置从远程计算机传送到系统。在一些示例中，控制器以数据的形式接收指令，所述指令指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，对于要执行的处理的类型和与控制器接口或由控制器控制的工具的类型，参数可以是特定的。因此，如上所述，控制器可以是分布式的，例如通过包括一个或多个联网在一起并朝着共同目的(例如，本文所述的处理和控制)而工作的离散控制器。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)定位的一个或多个集成电路通讯的室上的一个或多个集成电路，它们结合以控制在室上的处理。
示例系统可以包括但不限于，等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制备和/或制造相关联或可以在半导体晶片的制备和/或制造中使用的任何其他半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个工艺步骤，控制器可以与一个或多个其它工具电路或模块、其他工具部件、群集工具、其它工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在半导体制造工厂中将晶片容器往返工具位置和/或装载端口输送的材料运输中使用的工具通信。

Claims (12)

1.一种衬底处理系统，其包括：
衬底支撑件，所述衬底支撑件包括
位于气体分配装置下方的内部部分，所述气体分配装置被构造成将第一处理气体引向所述内部部分；和
包括边缘环的外部部分，其中所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底，其中所述边缘环被配置为相对于所述内部部分升高和降低，并且其中所述边缘环被构造成将第二处理气体朝所述内部部分引导；和
控制器，其被配置为在所述衬底的处理期间，
基于将再沉积到所述衬底上的蚀刻副产物材料的分配与边缘环位置、由所述气体分配装置引导的所述第一处理气体和由所述边缘环引导的所述第二处理气体中的至少一者关联的数据来计算再沉积到所述衬底上的所述蚀刻副产物材料的分配，以及
响应于所计算出的所述分配，(i)选择性地调整所述边缘环的位置，以及(ii)选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
2.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述数据包括(i)由所述第一处理气体引起的沉积在所述衬底上的蚀刻副产物材料和(ii)由所述第二处理气体引起的沉积在所述衬底上的蚀刻副产物材料的平均数。
3.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中，基于所述数据，所述控制器(i)将所述边缘环的所述位置调整到第一位置，将所述第一处理气体的流动调整到第一流率，以及将所述第二处理气体的流动调整到第二流率持续第一预定时间段，和(ii)在所述第一预定时间段之后，将所述边缘环的位置调整到第二位置，将所述第一处理气体的流动调整到第三流率，并且将所述第二处理气体的流动调整到第四流率持续第二预定时间段。
4.根据权利要求3所述的衬底处理系统，其中调整所述流动到所述第一流率、所述第二流率、所述第三流率和所述第四流率中的至少一者包括关闭所述第一处理气体和所述第二处理气体中的相应的一者。
5.根据权利要求1所述的衬底处理系统，其中所述边缘环包括多个气体注入喷嘴。
6.根据权利要求5所述的衬底处理系统，其中所述多个气体注入喷嘴经由用所述边缘环限定的充气室以及耦合到所述第二处理气体的源的至少一个导管与所述第二处理气体的源流体连通。
7.一种处理在衬底处理系统中的衬底的方法，所述方法包括：
提供具有内部部分和外部部分的衬底支撑件，其中所述内部部分定位于气体分配装置下方，并且其中所述外部部分包括边缘环，所述边缘环围绕所述内部部分的外周边定位以至少部分地环绕所述内部部分和布置在所述内部部分上的衬底；
使用所述气体分配装置将第一处理气体朝向所述内部部分引导；
使用所述边缘环将第二处理气体朝向所述内部部分引导；并且
在所述衬底的处理期间，
基于将再沉积到所述衬底上的蚀刻副产物材料的分配与边缘环位置、由所述气体分配装置引导的所述第一处理气体和由所述边缘环引导的所述第二处理气体中的至少一者关联的数据来计算再沉积到所述衬底上的所述蚀刻副产物材料的分配，以及
响应于所计算出的所述分配，相对于所述内部部分选择性地向上或向下调整所述边缘环的位置；以及
选择性地调整所述第一处理气体和所述第二处理气体中的至少一种的流动。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据包括(i)由所述第一处理气体引起的沉积在所述衬底上的蚀刻副产物材料和(ii)由所述第二处理气体引起的沉积在所述衬底上的蚀刻副产物材料的平均数。
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括基于所述数据，(i)将所述边缘环的所述位置调整到第一位置，将所述第一处理气体的流动调整到第一流率，以及将所述第二处理气体的流动调整到第二流率持续第一预定时间段，并且(ii)在所述第一预定时间段之后，将所述边缘环的位置调整到第二位置，将所述第一处理气体的流动调整到第三流率，并且将所述第二处理气体的流动调整到第四流率持续第二预定时间段。
10.根据权利要求9所述的方法，其中调整所述流动到所述第一流率、所述第二流率、所述第三流率和所述第四流率中的至少一者包括关闭所述第一处理气体和所述第二处理气体中的相应的一者。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述边缘环包括多个气体注入喷嘴。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个气体注入喷嘴经由用所述边缘环限定的充气室以及耦合到所述第二处理气体的源的至少一个导管与所述第二处理气体的源流体连通。
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