TW202418392A - 用於以鹵基化合物選擇性蝕刻的原子層蝕刻系統 - Google Patents
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Abstract
一種基板處理系統，其包含一處理室、一基板支撐件、一熱源、一氣體輸送系統、及一控制器。該基板支撐件係設置於該處理室中且係用以支撐一基板。該熱源係用以加熱該基板。該氣體輸送系統係用以將一處理氣體供給至該處理室。該控制器係用以控制該氣體輸送系統與該熱源以重覆地進行一等向性原子層蝕刻處理，該等向性原子層蝕刻處理包含：在該等向性原子層蝕刻處理的一重覆期間，進行一預處理、原子吸附、及脈動熱退火；在該原子吸附期間，將該基板的一表面暴露至包含鹵素物種的該處理氣體，該鹵素物種係選擇性地吸附至該基板之一經暴露的材料以形成一經修飾的材料；及在該脈動熱退火期間，於一預定期間內脈動該熱源複數次以暴露及移除該經修飾的材料。
Description
[交互參考之相關申請案]本發明主張2018年11月15日申請之美國專利臨時申請案 US 62/767,564作為優先權母案。將上述申請案的所有內容包含於此作為參考。
本發明係關於基板蝕刻與沉積處理，更具體而言，係關於原子層蝕刻與沉積。
此處所提供的背景說明係用以大致上說明本發明之背景。在此背景段落中所提及之本發明人的作品以及在申請時不能算作是先前技術的說明並非為本發明人明示或暗示自認之與本發明相對的先前技術。
在基板如半導體晶圓之原子層蝕刻(ALE)期間，反應物(如氯(CL
2)氣)被導入至處理室中以修飾基板表面。在矽(Si)、鍺(Ge)、金屬氧化物(MO
x)的ALE期間常使氯基氣體，以提供已注入氯之上層。例如，可導入氯氣以將由Si所形成的矽基板的上部轉變為氯化矽(SiCl
x)之膜層，其中x為1、2、3、或4。在表面修飾後，自處理室吹淨氯氣。提供氬(Ar)電漿以進行離子轟擊並主動移除氯化矽反應性層，然後吹淨副產物。
提供一種基板處理系統，其包含一處理室、一基板支撐件、一熱源、一氣體輸送系統、及一控制器。該基板支撐件係設置於該處理室中且係用以支撐一基板。該熱源係用以加熱該基板。該氣體輸送系統係用以將一第一處理氣體供給至該處理室。該控制器係用以控制該氣體輸送系統與該熱源以重覆地進行一等向性原子層蝕刻處理，該等向性原子層蝕刻處理包含：在該等向性原子層蝕刻處理的一重覆期間，進行一預處理、原子吸附、及脈動熱退火；在該原子吸附期間，將該基板的一表面暴露至包含鹵素物種的該第一處理氣體，該鹵素物種係選擇性地吸附至該基板之一經暴露的材料以形成一經修飾的材料；及在該脈動熱退火期間，於一預定期間內以開、關方式脈動該熱源複數次以暴露及移除該經修飾的材料。
在其他的實施例中，該控制器係用以在該脈動熱退火的複數重覆期間使該經修飾的材料在該熱源之該複數熱能脈動的連續脈動之間冷卻。在其他的實施例中，該熱源包含複數閃光燈。在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一電容性放電電路，該電容性放電電路係用以針對該熱源之該複數熱能脈動中的每一者將能量釋放予複數閃光燈。在其他的實施例中，該熱源包含一反射件，該反射件具有該複數閃光燈各別用的複數拋物線反射部件。在其他的實施例中，該複數閃光燈包含各別用的冷卻外套。
在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一反射件，該反射件為錐形且將來自該複數閃光燈的熱能導向於該基板處。在其他的實施例中，該控制器係用以在該脈動熱退火的至少一反覆期間以開、關方式脈動該複數閃光燈持續少於4毫秒的一期間。
在其他的實施例中，該控制器係用以在該脈動熱退火之複數重覆的至少部分重覆期間藉由該熱源加熱該基板之該經修飾的材料，俾使該基板之該經修飾的材料在關閉該熱源後於少於0.5秒的時間內冷卻至低於25˚C的一溫度。
在其他的實施例中，該熱源包含一雷射。該雷射係用以產生一雷射光束，該雷射光束被導向於該基板處。在其他的實施例中，該基板處理系統更包含複數鏡與複數馬達。該控制器係用以利用該複數馬達藉由移動該複數鏡使該複數鏡橫跨該基板以引導該雷射光束。在其他的實施例中，該基板的一直徑為300mm。該基板包含複數晶粒。該控制器係用以在一預定期間內橫跨並加熱該複數晶粒中的每一者。
在其他的實施例中，該預定期間為一秒。該控制器係用以單獨加熱該複數晶粒中的每一者一第二預定次數。在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一透鏡電路，該透鏡電路係用以形塑並引導該雷射光束。在其他的實施例中，該透鏡電路包含一光束形塑光學構件以將該雷射光束自一圓形雷射光束轉變為一方形雷射光束。
在其他的實施例中，該透鏡電路包含：一平頂光學構件，係用以將該雷射光束自一圓形雷射光束轉變為一平頂形雷射光束；及一繞射光學構件，係用以將該平頂形雷射光束轉變為一方形雷射光束。
在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一鏡模組，該鏡模組包含一第一鏡、一第二鏡、一第一馬達與一第二馬達。該控制器係用以藉由該第一馬達與該第二馬達移動該第一鏡與該第二鏡，以將該雷射光束的一位置調整至該基板上。
在其他的實施例中，基板處理系統更包含一遠心透鏡組件，該遠心透鏡組件包含複數透鏡並用以將該雷射光束引導至垂直於該基板表面的一方向。
在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一鏡模組，該鏡模組包含一第一鏡、一第二鏡、一第一馬達與一第二馬達。該雷射光束係於該第一鏡處受到引導。該雷射光束係自該第一鏡被引導至該第二鏡。該雷射光束係自該第二鏡經由該遠心透鏡組件被引導至該基板處。該控制器係用以藉由該第一馬達與該第二馬達移動該第一鏡與該第二鏡，以將該雷射光束的一位置調整至該基板上。
在其他的實施例中，該處理室為一電感耦合電漿室或一遠端電漿源連接室。該遠心透鏡組件係設置於該處理室的一介電窗上方。
在其他的實施例中，該基板處理系統更包含一光束尺寸調整模組，該光束尺寸調整模組係用以在該雷射光束被該基板所接收前調整該雷射光束的一尺寸。在其他的實施例中，該處理室在該脈動熱退火並無電漿。
在其他的實施例中，該控制器係用以在該原子吸附的一或多個重覆期間設定該處理室之一內部之一溫度，使該溫度小於或等於20˚C或等於周遭溫度。在其他的實施例中，該控制器係用以控制該熱源以產生該複數熱能脈動加熱該基板之該經修飾的材料而不加熱該基板之一基底或一大塊部分中的至少一者。
在其他的實施例中，該控制器係用以在該熱源之該複數熱能脈動的每一連續熱能脈動對之間將該第一處理氣體供給至該處理室以在該基板之該經暴露的材料上進行該原子吸附。在其他的實施例中，該控制器係用以在該預處理期間藉著使該基板接收該第二處理氣體而修飾該基板。在其他的實施例中，該控制器係用以脈動熱源以在一秒內產生複數熱能脈動。
在其他的實施例中，該預處理包含導入一第二處理氣體。該第二處理氣體包含氫。該鹵素物種包含氧。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鍺。
在其他的實施例中，該預處理包含導入一第二處理氣體。該第二處理氣體包含氫。該鹵素物種包含氯。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鍺。
在其他的實施例中，該預處理包含導入一第二處理氣體。該第二處理氣體包含氫。該鹵素物種包含碘. 脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含矽。在其他的實施例中，該脈動熱退火包含選擇性移除矽但不移除鍺。
在其他的實施例中，預處理包含導入一第二處理氣體，其中該第二處理氣體包含氫或氧。該鹵素物種包含氯。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鈦。
在其他的實施例中，預處理包含導入一第二處理氣體。該第二處理氣體包含氫或氨。該鹵素物種包含氟。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含二氧化矽。
在其他的實施例中，提供一種基板處理系統的操作方法。該方法包含將一基板放置到一處理室中的一基板支撐件上並反覆進行一第一原子層蝕刻(ALE)處理。該第一ALE處理為一依序等向性處理且包含進行：預處理，包含將一第一處理氣體供給至該處理室以修飾該基板的一第一暴露部分；原子吸附，包含使該第一暴露部分接收包含一鹵素物種的一第二處理氣體，該鹵素物種選擇性吸附至並修飾該第一暴露部分；及脈動熱退火，包含控制一熱源以產生一熱能脈動以暴露並移除該經修飾的第一暴露部分。該方法更包含：判斷是否已進行該第一ALE處理之一預定數目之循環；若已進行該預定數目之循環，結束該第一ALE處理之進行。
在其他的實施例中，該方法更包含在進行該原子吸附之後與進行該脈動熱退火之前吹淨(purge)該處理室。在其他的實施例中，該方法更包含在進行該脈動快速熱退火的每一重覆之後吹淨該處理室。在其他的實施例中，該方法更包含在一秒內進行該第一ALE處理複數次。
在其他的實施例中，該方法更包含：判斷是否欲進行一第二ALE處理；將該第一ALE處理用的參數組改變為該第二ALE處理用的複數更新參數；及在該處理室內重覆進行該第二ALE處理。該第二ALE處理包含：進行預處理，包含將該第一處理氣體或一第三處理氣體供給至該處理室以修飾該基板之該第一暴露部分或一第二暴露部分；進行原子吸附，包含使該第一暴露部分或該第二暴露部分接受該第二氣體或包含一鹵素物種的一第四氣體；及進行脈動快速熱退火，包含控制該熱源以產生一熱能脈動加熱該第一暴露部分或該第二暴露部分。
在其他的實施例中，該方法更包含：判斷是否欲進行一第二ALE處理，其中該第一ALE處理係於該基板的一第一晶粒上進行；及在該基板的一第二晶粒上進行該第二ALE處理。在其他的實施例中，該方法更包含針對該快速熱退火：對複數電容器充電；及使該複數電容器放電以將能量提供至複數閃光燈。
在其他的實施例中，該方法更包含針對該快速熱退火：產生一雷射光束；將該雷射光束轉變為一平頂光束；將該平頂光束轉變為一方形光束；使該方形光束反射離開複數鏡而朝向一遠心透鏡組件；及使該方形光束通過該遠心透鏡組件而以垂直於基板的一方向到達該基板。
在其他的實施例中，該方法更包含針對該快速熱退火調整該方形光束的一尺寸使其大於或等於該基板之一晶粒的一尺寸。在其他的實施例中，該方法更包含針對該快速熱退火：藉著移動複數鏡引導該雷射光束使該雷射光束橫跨該基板，其中該基板的一直徑為300mm，其中該基板包含複數晶粒；及在一預定期間內橫跨並加熱該複數晶粒中的每一者。
在其他的實施例中，該預定期間為一秒；及該複數晶粒中的每一者係單獨受到加熱一預定次數。在其他的實施例中，該第一氣體包含氫。該鹵素物種包含氧。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鍺。
在其他的實施例中，該第一氣體包含氫。該鹵素物種包含氯。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鍺。
在其他的實施例中，該第一氣體包含氫。該鹵素物種包含碘。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含矽。在其他的實施例中，該脈動熱退火包含選擇性移除矽卻不移除鍺。
在其他的實施例中，該第一氣體包含氫或氧。該鹵素物種包含氯。該脈動熱退火包含自該基板移除一單層。該單層包含鈦。
在其他的實施例中，該第一氣體包含氫或氨。該鹵素物種包含氟。該脈動熱退火包含 自該基板移除一單層。該單層包含二氧化矽。
自詳細的說明、申請專利範圍及圖示當可明白本發明之其他應用領域。詳細的說明及特定的實例僅意在說明而非限制本發明之範疇。
為了製造次7奈米(nm)裝置，需要以奈米級控制自基板等向性移除材料。在奈米級位準處，傳統的乾式蝕刻與濕式蝕刻可能會造成基板表面粗糙度及/或損傷。此外，ALE因離子方向性而被限制至等向性移除。為了移除例如基板的上部，可修飾上部以提供上揮發層。接著可藉由燈具加熱上揮發層而移除上揮發層。傳統的燈具(如紅外線燈)可以例如40-250˚C/秒的速率加熱基板的一部分。燈具加熱上揮發層所需的時間及上揮發層冷卻所需的時間可能會花上數分鐘。加熱及冷卻基板所需的時間量可基於基板支撐件如靜電夾頭的加熱與冷卻速率而有不同。基板與基板支撐件加熱及冷卻所需的時間可能會花上數十分鐘。
由於加熱基板所需的長時間，通常加熱整個基板包含基板的基底或大塊部分。因此，藉由開啟加熱燈一段時間而進行的傳統加熱會因為加熱基板的大塊部分而非僅加熱基板的上部及/或表面而有熱存積問題。此類加熱對於某些蝕刻處理而言有用途限制。熱存積係指在不發生下列情況下基板能夠暴露至特定溫度的時間量：材料及/或基板組成退化；負面地影響基板上之晶粒元件的效能及/或操作；及/或引發內部擴散問題(一物種層的分子及/或原子擴散至另一物種層)。溫度愈高及暴露時間愈久，愈容易有愈普遍的熱存積問題。例如，使用傳統加熱燈，提供溫度增加超過200°C的熱循環可能會導致Si擴散至Ge中，但具有40°C溫度增加的熱循環可能不會導致Si擴散至Ge中。熱存積問題限制能在基板上進行的處理尤其是在單一處理室內進行的處理。為了避免等待基板支撐件冷卻並快速地進行不同處理，必須在不同處理室之間移動基板。
文中所列舉的實例包含藉由熱源快速增加基板上部溫度而進行RTP循環的快速熱脈動(RTP)系統。藉著快速加熱上部而不加熱基板的基底或大塊部分，基板上部能在熱源失活後快速減少溫度。可如下述在數秒內進行複數加熱與冷卻循環。提供RTP並能避免熱存積問題。換言之，提供熱加熱但不加熱基板的下大塊部及/或最少化基板之下大塊部的加熱量。這允許基板之表面及/或上部的快速加熱及冷卻，以在單一處理室中進行複數處理循環及/或複數不同的處理。例如，上部自基板之經加熱表面量測起可能有數百奈米的厚度(或加熱深度為深入基板數百奈米)。
RTP操作亦能進行過去因對熱存積問題敏感而無法進行的處理。例如，可進行自基板等向性及選擇性移除某些薄膜材料。可被移除的薄膜材料包含矽、鍺金屬氧化物如氧化鋁、氧化鈦、及氧化鋯、及其他材料如氮化鈦等。
現在參考圖1，顯示可使用之基板處理系統100的實例。雖然基板處理系統100包含感應耦合電漿(ICP)源，但可使用其他類型的處理室及/或電漿源(如遠端電漿源)。可選擇性地提供遠端電漿源以使用自由基。另一處理室的實例為連接至另一處理室(或第二室)的遠端電漿源連接室(或第一室)。基板處理系統100包含RTP系統106及處理室108。處理室108包含用以支撐基板112的基板支撐件110。RTP系統106快速及重覆地加熱基板112的表面及/或一部分。在某些實施例中，基板支撐件110包含靜電夾頭或真空夾頭。在某些實施例中，基板支撐件110係受到溫度控制的。例如，基板支撐件110可包含可設置在一或多個區域中的流體通道114及/或加熱器116。基板支撐件110更可包含電極118。
一或多個感測器119如溫度及/或壓力感測器可設置在處理室108中以分別感測溫度及/或壓力。可使用閥件122與泵浦124以控制處理室108內的壓力及/或自處理室108排放反應物。
RTP系統106包含進行基板112之快速熱退火的熱源126。其包含藉由閃光燈128的 RTP。雷射系之另一RTP系統的實例係顯示於圖2中。窗組件130可被設置於熱源126與處理室108之間。窗組件130包含第一(或介電)窗132、反射件134、耦合構件136、及第二窗138。第一窗132可為石英窗。反射件134可由不銹鋼形成且可為錐形以將閃光燈128所產生的熱能導向基板112。第二窗138可藍寶石窗。耦合構件136將反射件134連接至處理室108。在一實施例中並未包含反射件134且第一窗132係耦接至耦合構件136。閃光燈128可為柱形且包含各別的冷卻外套140，水及/或其他冷卻液體可經由冷卻外套140循環以冷卻閃光燈128。具有複數拋物線反射部件144的反射件142可設置於第一窗132上。反射件142可由鋁所形成。閃光燈128係分別設置在反射件142與第一窗132之間的複數拋物線反射部件144中。
可使用溫度控制系統150控制基板支撐件110與基板112的溫度。溫度控制系統150可藉由連接至流體通道114之泵浦154而控制來自流體源152的流體供給。溫度控制系統150亦可控制加熱器116的操作。溫度控制系統150可包含一或多個溫度感測器156以感測基板支撐件110之一或多個位置或區域的溫度。
氣體輸送系統160包含一或多個氣體源164、一或多個閥件170、一或多個流動控制器168及混合歧管171。氣體輸送系統160在預處理、給劑、鈍化、退火及/或吹淨期間選擇性地將電漿氣體混合物、載氣及/或惰性氣體及/或吹淨氣體混合物供給至處理室108。
RF產生器120-1包含 RF源123及匹配網路125，匹配網路125將RF功率輸出至圍繞處理室108之外壁的線圈127。RF產生器120-1在處理室108中產生磁場而擊發電漿。可使用另一RF產生器120-2將RF偏壓供給至基板支撐件110中的電極118。控制器180與一或多個感測器119、閥件122與泵浦124、溫度控制系統150、熱源126、RF產生器120-1及/或120-2、及氣體輸送系統160通訊以控制正在進行的處理。
控制器180可包含RTP控制器182，RTP控制器182控制電容性放電電路184以脈動閃光燈128。電容性放電電路184可自電源186接收功率並自RTP控制器182接收控制訊號。電容性放電電路184可在閒置模式時對電容器(由盒子187所代表)充電並在自RTP控制器182接收到放電訊號時使電容器放電。RTP控制器182可在ALE及/或ALD處理期間進行RTP操作。
圖2顯示包含RTP系統202之基板處理系統200的一實例，RTP系統202包含雷射204、透鏡電路206、及具有RTP控制器210的控制器208。基板處理系統200可以類似於圖1之基板處理系統100的方式操作，且包含圖2未顯示之基板處理系統100的部分。基板處理系統200包含雷射204、透鏡電路206、及控制器208而非熱源126、控制器180、及電容性放電電路184。雷射204為在RTP操作期間可基於自RTP控制器210所接收之控制訊號而被RTP控制器210脈動(或調制)的熱源。這可在ALE與ALD處理期間發生。
透鏡電路206包含光束形塑光學構件212、包含第一鏡214與第二鏡216的電流鏡電路213、及遠心透鏡組件218。光束形塑光學構件212可包含平頂(或第一光束形塑)光學構件220 及繞射(或第二光束形塑)光學構件222。平頂光學構件220係用以將自雷射204所接收之雷射光束(具有高斯分佈)轉變為平頂光束(如2公分(cm) x 2 cm的平頂光束)。雷射光束的溫度輪廓亦為高斯分佈。平頂光學構件的一實例為「飛輪」光學構件。
繞射光學構件222將自平頂光學構件220離開的平頂圓形光束轉變為方形光束。方形光束在基板上具有對應均勻的溫度分佈。這使得暴露至方形光束的基板(如基板112)上方能有均勻的熱反應及/或蝕刻速率。提供方形光束亦提供其形狀匹配受到加熱之晶粒之形狀的光束。方形光束可均勻地加熱經選定之晶粒的表面或上部。基板112可被放置於處理室108中的基板支撐件上。
光束尺寸調整裝置226可設置於光束形塑光學構件212與第一鏡214之間。光束尺寸調整裝置226可調整方形光束的尺寸，使其大於或等於基板112上之一晶粒的尺寸。可使光束尺寸調整裝置226馬達化並包含光束擴張器227。光束擴張器227可進行放大並增加雷射光束的尺寸。
RTP控制器210及電流鏡電路113可操作作為X-Y電流計掃描系統。第一鏡214可用以使雷射光束沿著第一(或X)方向橫跨基板112的表面。第二鏡216可用以使雷射光束沿著第二(或Y)方向橫跨基板表面。控制器208及/或RTP控制器210可藉由馬達230、232移動鏡214、216。
遠心透鏡組件218可被稱為準直組件且包含一系列平凸透鏡240、242、244、246。雖然顯示特定數目的平凸透鏡，但應瞭解可包含不同數目之平凸透鏡。平凸透鏡240、242、244、246的直徑增加平凸透鏡靠近窗組件130的程度，俾使：透鏡242的直徑係大於透鏡240的直徑；透鏡244的直徑係大於透鏡242的直徑；及透鏡246的直徑係大於透鏡244的直徑。平凸透鏡240、242、244、246係垂直對準以具有共同中心線248。平凸透鏡240、242、244、246在模子250中具有固定的關係。平凸透鏡240、242、244、246引導自第二鏡216接收到的雷射光束，使其垂直於基板112的表面。當雷射光束移動橫跨基板112的表面時，遠心透鏡組件218使雷射光束維持與基板112的表面垂直的關係。
例如，雷射204所產生的雷射光束可具有355 nm的直徑且可每80皮秒(ps)脈動。RTP控制器210可移動鏡214、216以在基板112的表面上進行150 Hertz (Hz)的掃描。
基板處理系統200可包含溫度控制系統150，溫度控制系統150可用以控制基板支撐件110與基板112的溫度。溫度控制系統150可包含一或多個溫度感測器156以感測基板支撐件110之一或多個位置或區域的溫度。
圖3顯示圖2之鏡214、216及遠心透鏡組件218的側橫剖面圖。所示之鏡214、216引導雷射光束300通過遠心透鏡組件218。雷射光束300自最小的透鏡240至最大的透鏡246通過透鏡240、242、244、246。當雷射光束300為圓的且未通過圖2之光束形塑光學構件212時，雷射光束具有如曲線302在基板112之成像平面304或表面上所呈現的高斯分佈。當雷射光束300通過光束形塑光學構件212時，雷射光束成為方形且具有邊S的光點形狀。
圖2之電流鏡電路213提供一系統，此系統包含兩個用以掃描全視野(FOV) 的鏡。例如， FOV可大於300mm x 300mm。在一實施例中，透鏡240、242、244、246共同具有低數值孔徑 (小於預定的數值孔徑)及落在垂直於像平面304之一預定範圍內的一聚焦行參數(或光束垂直性參數)。所提供的雷射光束係垂直於像平面但在像平面處無光束扭曲，且同時維持光束均勻性及強度。雷射光束可聚焦在像平面304上。在一實施例中，光束點之邊S的瞳孔徑或尺寸被限制在10-12 mm。圖2之光束尺寸調整裝置226可增加光束點的尺寸俾使S為20-22 mm。
顯示凸緣焦距(FFL)與後焦距(BFL)。FFL可為(i)與(ii)之間的距離，其中(i)為透鏡246開始彎曲並向外朝向像平面304突出的凸緣305及/或點307而(ii)為像平面304。BFL可代表(i)與(ii)之間的距離，其中(i)為透鏡246上最接近像平面304的點309而(ii)為像平面304。
上述圖1-3的實例提供閃光燈實例與雷射光束實例。每預定數之微秒(如300 µs)可調制閃光燈且每預定數之皮秒(如80 ps)可調制雷射光束。實例可用於進行依序熱ALE或ALD處理。例如，可使用100 µs脈動的光源提供1 Hz週期每平方公分(cm
2) 8焦耳(J)之燈功率。在單一處理室內針對單一配方可進行大於50個週期。可進行ALE處理，包含等向性原子移除材料。當控制基板溫度而無熱存積問題時可有效地進行此些處理。
圖4顯示隨著時間變化的溫度輪廓，其例示與傳統連續波模式操作相關的例示加熱升溫與冷卻期間。如所示，操作在連續波模式的傳統加熱燈可在x秒內將基板自20°C加熱至100-600°C。加熱燈可開啟(ON) t分鐘。基板可在y秒內冷卻。
圖5顯示隨著時間變化的例示性溫度輪廓，其例示快速熱脈動實例。在圖5中基於例示性的目的顯示低溫度脈動與高溫度脈動。例如，可提供低溫度脈動，每循環將基板之一部分的溫度增加至80°C。高溫度脈動可在每循環將基板之一部分的溫度增加至600°C。在一實施例中，低溫度脈動每循環將基板之一部分的溫度增加至20-80°C。在一實施例中，高溫度脈動將基板之一部分的溫度增加至100-600°C。在另一實施例中，不提供低溫度脈動。在低溫度脈動及/或高溫度脈動的每一連續對脈動之間，受到加熱之基板部分例如被冷卻至一基準溫度(如20°C)。可提供複數低溫度及/或高溫度脈動且在一預定數的秒數(如x秒)內於脈動的連續脈動之間可冷卻受到加熱之基板部分。例如，可在3-10秒的長期間內可提供複數低溫度脈動與高溫度脈動。
文中所述之RTP能加熱及控制基板表面溫度。以受到控制且可調整之方式將加熱提供至基板之預定深度並同時提供原子反應控制。這可藉著控制所產生之光(如閃光燈或雷射)脈動之數目、長度、強度、及頻率來達到。在一實施例中，提供一系列高溫度脈動。在其他實施例中，提供一系列低溫度脈動。在另一實施例中，提供低溫度與高溫度脈動的組合並控制脈動的長度、強度(或功率位準)、及頻率，以提供橫跨基板之表面之至少一部分的溫度深度輪廓。藉著具有如圖1之實施例中的複數閃光燈，可藉著以不同方式操作閃光燈而產生不同溫度區域。例如，可操作閃光燈的第一或多者以提供具有第一組一或多個期間、一或多個強度位準(或功率位準)、及一或多個頻率的第一系列脈動，可操作閃光燈的第二或多者以提供具有第二組一或多個期間、一或多個強度位準(或功率位準)、及一或多個頻率的第二系列脈動。
圖6顯示ALE處理圖，其例示根據本發明進行之熱ALE處理。熱ALE處理可包含重覆地進行預處理、原子吸附(或凝結)、RTP(或熱移除)、及表面更新(或吹淨)操作。相較於傳統之連續波(CW)加熱方案，可使用RTP以原子方式等向性移除薄膜而不經歷熱存積問題。在一實施例中，熱脈動期間係少於3 ms之期間且將表面基板溫度增加至約500°C以避免熱存積問題。例如，可在蝕刻矽(Si)時進行此類RTP以避免Si擴散至鍺(Ge)中。
在預處理(或第一表面修飾操作)期間，可供給氫H
2、氨NH
3及/或其他氣體並同時提供電漿以修改基板之表面及/或一部分。在原子吸附(或第二表面修飾操作)期間，提供氧、鹵素氣體(如氯Cl
2、碘I
2、氟 F
3、或其他鹵素氣體)、三氟化氮NF
3及/或其他反應物並使其吸附至基板之表面及/或一部分中。受到原子吸附的基板部分可例如由金屬氧化物MO
x如氧化鋁(Al)Al
2O
3、氧化鈦(Ti) TiO
2、或氧化鋯(Zr)、或其他材料如氮化矽SiN
x、Si、Ge、SiO
2、氮化鈦TiN、或氧化鉿HfO
2。在原子吸附之後，被移除的部分可例如是：有或無配化體的氧化物或鹵化物；MCl
x(F
x)；氟化鋁AlF
3；氧化鈦TiO
2；氟矽酸銨(NH
4)
2SiF
6；或其他受到修飾的材料。
在一實施例中，進行預定數目之循環以移除基板之一或多層的預定量。例如，熱ALE處理之每一循環可移除基板最上部之1 nm厚的膜層。在快速熱操作期間，使用圖1-2中所示的閃光燈組件或雷射。表1在不同類型之基板上進行之熱ALE處理的五個實例(每一列一個)。每一行代表：a) 受到移除的基板材料；b) 在預處理期間所提供的電漿類型(PT)；c)在原子吸附 (AA)操作期間所供給之氣體；d) 快速熱(RT)加熱操作用之閃光燈或雷射；及在表面刷新(SR)操作期間所提供之吹淨氣體。
[表1]
| 處理 | PT | AA | RT | SR |
| Ge移除 | H 2電漿 | O 2 | 閃光燈或雷射 | Ar |
| Si 上方之Ge移除 | H 2電漿 | Cl 2 | 閃光燈或雷射 | Ar |
| Ge 上方之Si移除 | H 2電漿 | I 2 | 閃光燈或雷射 | Ar |
| TiN移除 | H 2電漿 | Cl 2 | 閃光燈或雷射 | Ar |
| SiO 2移除 | NH 3、H 2電漿 | NF 3、F 3 | 閃光燈或雷射 | Ar |
文中所揭露之熱ALE處理可在其他類型的基板上進行。可進行熱ALE處理以移除目標薄膜例如包含鍺Ge、金屬氮化物(如TiN)、化合物包含Si-SiGe及/或金屬氧化物(如Al
2O
3或HfO
2)。可被移除之對應副產物包含氧化鍺GeO、氯化氧鈦TiOCl、氟化氧鈦TiOF、矽氯Si-Cl、矽氟Si-F、鍺氯Ge-Cl、鍺氟Ge-F、乙醯丙酮鋁Al(acac)
4、及乙醯丙酮鉿Hf(acac)
4。
基板可在表面刷新操作期間冷卻。在一實施例中，提供主動冷卻以低溫方式冷卻基板。這能縮短冷卻基板所需的時間且能在較短的時間內進行更多的循環。主動冷卻提供快速恢復卻不負面地影響基板的基底(或大塊)部分。
圖7顯示例示性之訊號圖，其例示所提供之單一快速熱脈動700之時間內的溫度變化圖樣。可使用脈動熱源控制在ALE或ALD處理期間預定數目之毫秒內的基板的表面反應。在一實施例中，可藉著調整源功率(曲線702的脈動701所代表)及對處理室之氣體供給(曲線704的脈動703所代表)而產生電漿。可藉著啟動泵浦(如圖1之泵浦124)及進行吹淨操作(曲線708的脈動707所代表)，清理基板的電路。接著可進行如脈動706所代表的表面修飾與原子吸附(或凝結)操作，然後進行如脈動700所代表的熱加熱。接著可如曲線712的脈動710及曲線708的脈動713所代表的，吹淨處理室。選擇性地，可如曲線716的脈動714所代表的，提供偏壓功率。接著可活化泵浦以進行如脈動718所代表的吹淨。
圖8顯示所進行之ALE之例示性蝕刻速率對雷射通量之間的關係圖，其例示下列者之間的差異：Ge不使用H
2電漿表面修飾、Ge使用H
2電漿表面修飾、p型Si使用H
2電漿表面修飾、及p型Si不使用H
2電漿表面修飾。
由於在電漿處理期間蝕刻Si與Ge所形成之副產物的類似性，因此對於奈米導線製造處理而言，選擇性移除具有Si與Ge層之基板之Si或Ge層之部分是極具挑戰性的。文中所揭露之例示性實施例能選擇性移除具有Si與Ge層兩者之基板的Si或Ge層。例示性實施例包含在特定處理時間期間以RTP加熱基板表面的溫度。進行表面修飾用之H
2電漿處理，並控制反應時間以選擇性蝕刻Si層或Ge層。不若以傳統方式加熱基板支撐件可經歷內部擴散的熱存積問題，此處理能避免熱存積問題。
下圖9-10例示在Ge與TiN之熱ALE期間原子吸附使用O
2與Cl
2之間的異差。當處理循環之數目增加時，Ge與TiN之移除速率線性增加。選擇比係由預處理之化學品及所提供的熱能所控制。圖9顯示Ge移除量對所進行之ALE處理循環次數的作圖。Ge係於周遭溫度(或室溫)處移除。圖10之薄膜厚度顯示在以下條件下TiN材料之不同移除量：參考條件；雷射RTP(雷射脈動加熱)但無預處理與氯吸附；預處理與氯吸附但無雷射RTP；及預處理、氯吸附與雷射RTP的組合。參考條件係指當不進行雷射脈動加熱與氯吸附時。所示之薄膜厚度範圍1002、1004、1006、1008提供下列條件的例示性厚度範圍：參考條件、雷射加熱但無預處理與氯吸附、預處理與氯吸附但無雷射RTP、及預處理、氯吸附與雷射RTP的組合。氯吸附與雷射RTP之材料移除速率例如是無氯吸附與雷射RTP之材料移除速率的10倍。
圖11顯示特定處理之預估溫度範圍及燈功率範圍。該些處理包含：範圍1102所代表之移除Si或SiO
2用的ALE處理；1104所代表之Ge移除處理；及1106所代表之包含RTP的退火處理。所示之Ge移除係於下列條件下進行：約500°C處且每單位面積之照光功率為27 J/cm
2。
圖12顯示根據本發明進行之一閃光燈循環期間表面溫度的變化速率以及在閃光燈循環之後之對應冷卻期間內表面溫度的變化速率的對應例示圖。針對600°C之表面溫度加熱可提供少於0.3 ms之快速熱脈動期間。曲線1202、1204、1206、1208、1210、1212、1214分別例示表面深度(即小於1 µm)、5 µm、50 µm、100 µm、200 µm、400 µm、及800 µm的溫度變化。所示之曲線1202、1204、1206、1208、1210、1212、1214係針對4 ms的期間。所示之曲線1220例示在4ms期間之後不用主動冷卻將基板表面冷卻至周遭溫度(或室溫)所需的時間量。如所示，冷卻時間可為0.5 s。可進行如曲線所示之複數循環而不增加基板之基底(或大塊)部分的溫度。較短的脈動時間及/或主動冷卻可更進一步減少恢復時間且更進一步避免熱存積問題發生。
圖13顯示閃光燈循環之閃光燈功率位準與重覆速率對脈動期間的關係。針對特定快速熱脈動期間提供閃光燈功率位準與重覆速率。重覆速率係指每秒的脈動次數(如每秒2個脈動為2 Hertz)。最大的閃光燈功率可為80 J/cm
2且最大的脈動期間可為6000 µs。例如，快速熱處理 可包含小於30 J/cm
2的功率與短於3 ms的期間。又例如，可提供20 J/cm
2以增加基板之表面溫度400-500°C。
圖14之圖例示重覆進行快速熱脈動循環以自基板之一部分移除部分介電膜層。顯示膜層之堆疊1400，其中每一循環移除部分之介電層1404。膜層之堆疊1400係設置在兩個溝槽(由箭頭1405代表)之間，溝槽提供對介電層1404之側邊的蝕刻接取。可事先蝕刻或切割基板以提供溝槽。膜層之堆疊1400包含遮罩層1402、介電層1404 (如由Si所形成的膜層)、及導電層1406(如SiGe所形成之導電元件或導線)。在對應之RTP處理的每一循環期間移除部分介電層1404。例如，在第一循環期間移除部分1408。部分1408可為介電層1404的各別單層。
Si或Ge膜層之部分的傳統移除係藉由下列方式達成：(i) 非等向性電漿蝕刻處理、或(ii) 包含氧化(或濕式)操作與移除(或濕式或乾式)操作之等向性數位蝕刻處理。非等向性電漿蝕刻處理可能會造成膜層損傷，等向性數位蝕刻處理(或濕式處理)可能會因為使用濕式化學品的張力而導致例如複數膜層之中央區域中的膜層圖案倒塌。可進行乾式處理而非濕式處理，但乾式處理具有膜層損傷的對應風險。此些問題在奈米等級(或奈米導線)的應用中相當普遍。例如，在預定距離上延伸的Si奈米導線的堆疊可為60nm厚且相距20nm遠。當進行濕式蝕刻時，Si奈米導線之末端之間的中央區域可能會倒塌，俾使Si奈米導線之間的間隙減少而達Si奈米導線彼此接觸的程度。
所揭露的實例利用RTP提供等向性ALE以移除部分膜層而不造成膜層損傷及/或圖案倒塌。在一實施例中，利用RTP進行例如Si 層的氧化與移除的複數循環，以提供自原始膜層堆疊所形成的全環繞閘極(GAA)場效電晶體(FET)。此處理為乾式處理且可致能無損傷之高深寬比(HAR)原子蝕刻速率控制。
本文中所揭露之系統可利用各種方法操作，一例示性方法係顯示於圖15中。圖15顯示如文中所述使用RTP的 ALE方法。雖然下列操作係參考圖1與圖2的實施例說明，但可輕易地修改操作而將其應用至本發明的其他實施例。操作可重覆進行。
方法始於1500。在1502處，將基板(如圖1與2之基板112及/或300mm直徑之基板)放置到處理室中。在1504處，設定處理室操作參數如基板支撐件溫度、處理室壓力、RF功率、 及偏壓功率位準、及氣體流率。
在1506處，清理基板表面。例如基板可包含設置於Si膜層上的Ge層。可清理Ge膜層的上表面。
在1508處，可進行預處理，包含將基板表面暴露至例如去氯化及表面活化用的H
2電漿或NH
3電漿。例如，將包含氫 H
2氣體或氨NH
3氣體物種的電漿氣體混合物供給至處理室。在一實施例中，不利用電漿進行表面修飾，但利用具有預選化學品的氣體。
在1510處，進行原子吸附。這可發生在低溫度(如低於或等於20˚C)處且包含將基板表面暴露至O
2、Cl
2、I
2、NF
3或其他反應物。在一實施例中，在低於室溫(或周遭溫度)處進行原子吸附。例如，可提供Cl
2的非電漿流。在1512處，吹淨對應處理室中的氣體。
在1514處，利用例如閃光燈、雷射、或如文中能快速脈動的其他適合燈具(如紅外線燈具)進行脈動快速熱退火。可重覆進行至少操作1508-1515，包含調制基板的表面(或上部)溫度。在單一秒內可調制表面(或上部)溫度複數次。在1514處為了脫附/移除的目的進行脈動快速熱退火。這可包含產生一或多個熱能脈動以加熱基板之經修飾部分。可增加溫度以蒸發特定分子。
在操作1514期間將基板的基底及/或大塊部分維持在預定溫度或低於預定溫度(如底於或等於20˚C)。GeCl
2在高於260˚C時開始昇華。SiCl
2在高於650˚C時開始昇華。Ge膜層係設置於Si膜層上方的一應用中，藉著施加適當之雷射脈動或閃光燈脈動的能量，可選擇性蝕刻Ge但不蝕刻Si，造成無限大的選擇比。RTP使一處理室配置可用於高產量。在單一處理室內可進行複數處理操作。圖16顯示在如上所述之ALE處理期間Ge與Si之蝕刻速率對基板表面溫度的作圖。又例如，脈動長度可為0.1 ms且將基板的表面及/或部分增加至上至1000˚C。
在某些實施例中，每一閃光燈脈動提供10 J/cm
2(即基板每單位面積之能量)至80 J/cm
2。 在某些實施例中，每一雷射脈動提供10 mJ/cm
2至80 mJ/cm
2。在某些實施例中，在範圍介於0.1 ms至20 ms之間的預定期間內進行退火。在一實施例中，使用脈動期間1ms的閃光燈或使用脈動期間1 ps的雷射將基板之表面或上部自初始溫度加熱至高於500˚C然後在短於1 s內使溫度冷卻回初始溫度。
操作1508、1510、1514能以在操作1508與1510期間受到修飾之基板上層的原子移除達成可控制的原子。在1514處進行的快速加熱在不使用電漿的情況下提供等向性反應。此外，本發明所主張的加熱能快速冷卻，避免熱存積問題。圖17顯示不同加熱源與對應方法之例示性冷卻速率對加熱速率的作圖。圖17顯示本發明所揭露之閃光燈與雷射加熱方法相較於其他爐管、IR燈具、電子束、及尖峰方法等提供更快的加熱速率與冷卻速率。
在1515處，可藉著以吹淨氣體(如氬氣Ar)吹淨處理室而刷新基板表面，以進行基板之經修飾部分(複數部分)的離子轟擊與移除。在一實施例中，在所提供之快速熱脈動之一或多個連續脈動對之間吹淨處理室。在一實施例中，在脈動的每一連續脈動對之間自處理室吹淨氣體。這致使在處理室內進行複數電漿及/或氣相處理。在一實施例中，在脈動快速熱退火期間及/或之後提供基板支撐件冷卻，以協助在脈動快速熱退火期間維持基板之基底及/或大塊部分的溫度並協助進行脈動快速熱退火之後的基板快速冷卻。
在1516處，控制器180或208及/或快速熱脈動控制器182或210判斷是否已完成了 N個循環。若已完成了N個循環，進行操作1518，否則進行操作1508。在1518處，控制器180 或210可選擇性地進行第二(或後續)退火操作。在1519處，控制器180或210可針對現行的晶粒判斷是否進行另一處理及/或是否改變及/或重覆現行處理。若欲進行另一處理，可進行操作1504，否則可進行操作1520(若使用如圖2之實施例中所述的雷射與透鏡電路)。若如圖1之實施例中使用閃光燈，若不進行另一處理或對現行處理進行改變，則方法可在1522處結束。若欲在另一晶粒上進行處理，進行操作1524，否則方法可在1522處結束。
在1524處，控制器208移動鏡214、216以將雷射光束的成像平面位置改變至基板112之不同晶粒上方。例如，可將2 cm x 2 cm的雷射光束自第一晶粒上方移動至第二晶粒上方。所述方法可重覆進行以在晶圓上之數十至數百晶粒上方掃描雷射光束。鏡214、216的移動可與雷射204的脈動重覆速率同步以提供每個晶粒一或多個快照。
上述操作意在作為例示性實例。取決於應用，可依序、同步、同時、連續、在重疊的時間期內、或以不同順序進行操作。又，取決於實施例及/或事件的時序，可不進行或跳過操作中的任一者。
雖然說明圖15之方法係利用圖1-2的系統進行ALE，但可使用圖1-2之系統進行ALD。可使用熱源如閃光燈與雷射在基板上成長單層。例如，可在沉積操作之前及/或期間提供RTP，沉積(或成長)而非移除材料。在ALD期間可提供不同氣體並將其維持在對應的處理室中以成長單層。
圖18之方塊圖例示移除氮化鈦單層之兩個例示性ALE方法。可利用圖1-2之系統進行圖18之方法。第一方法包含提供H
2電漿作為預處理操作，以改變TiN層或基板之上部並在TiN層或基板的剩餘者1802上提供弱鍵結之TiN層1800。接著提供Cl
2電漿以進行原子吸附，將弱鍵結之TiN層1800轉變為TiCl
xN
y層1804。TiCl
xN
y為揮發性錯合物。接著進行RTP以移除TiCl
xN
y層1804。
例如，一個循環可包含：提供H
2電漿13 s，包含在180毫托(mT)之壓力下皆以90標準立方公分(sccm)的流率提供H
2氣體與Ar氣體；提供Cl
2電漿25 s，包含在400 mT的壓力下以100 sccm的流率提供Cl
2；在原子吸附操作之後與RTP操作之前進行吹淨操作30 s；及進行RTP操作，包含提供5個脈動，每一脈動使用x mJ/cm
2。在一實施例中，x為21。在一實施例中，進行此循環預定次數(如30次)。下表2顯示此方法：在以Cl
2進行原子吸附及/或進行RTP之前的例示薄膜厚度；及自以Cl
2進行原子吸附及/或進行RTP所得到之例示薄膜厚度。
[表2]
| 處理 | 之前(nm) | 之後(nm) | ER (Å/循環) |
| 僅雷射RTP | 92.8 | 89.4 | 1.1 |
| 僅Cl 2 | 92.8 | 89.9 | 1.0 |
| Cl 2與雷射RTP | 92.8 | 81.2 | 3.9 |
圖19顯示不同能量位準之TiN薄膜厚度的實例圖。在雷射能量大於或等於20mJ/cm
2時發生蝕刻。是以，蝕刻發生在功率位準21 mJ/cm2處且範圍1906係低於1900、1902、1904。
再次參考圖18，第二方法包含提供O
2電漿作為預處理操作，藉著以氧化氮(NO
x)移除氮，以改變TiN層或基板之上部並在TiN層或基板的剩餘者1812上提供TiO
x層1810。接著提供Cl
2電漿以進行原子吸附，將TiO
x層1810轉變為氯化氧鈦(TiOCl
x)層1814。TiOCl
x為揮發性錯合物。接著進行RTP移除TiOCl
x層1814。例如，一個循環可包含：提供O
2電漿5 s，包含在180毫托(mT)之壓力下皆以90標準立方公分(sccm)的流率提供O
2氣體與Ar氣體；提供Cl
2電漿25 s，包含在400 mT的壓力下以100 sccm的流率提供Cl
2；在原子吸附操作之後與RTP操作之前進行吹淨操作30 s；及進行RTP操作，包含提供5個脈動，每一脈動使用x mJ/cm
2。例如，針對第二方法，在進行第二方法之前的例示性薄膜厚度為93 nm而在進行100個循環之第二方法後的例示性薄膜厚度為79.6 nm。對應的蝕刻速率可為每循環1.32 Å。圖20顯示TiN薄膜厚度對所進行之不同ALE循環數目的實例圖。所示之範圍2000、2002、2004為進行0、50、及100循環的實例。
上述兩種方法為等向性ALE處理。在一實施例中，此些方法提供每循環1.5-2.0 Å的蝕刻速率。每循環2.0 Å的蝕刻速率比TiN之氧化-氟化蝕刻處理的蝕刻速率快10倍。藉著控制進行之上述方法的循環數目及/或電漿功率位準，可控制蝕刻深度。上述的兩種方法包含在ALE處理期間使用光照射/脈動熱源致使等向性移除。藉著在RTP期間施加電漿並藉由基板支撐件中的一或多個電極導入偏壓可修改上述方法而進行兩個非等向性ALE處理。例如，可藉由圖1之基板支撐件110的電極118提供偏壓。此外，可控制對基板支撐件中一或多個電極的偏壓功率以控制離子方向性以致能等向性控制。
圖21為TiN薄膜厚度範圍的實例圖，其例示所進行之不同操作的不同材料移除量。所示之TiN薄膜厚度範圍2100、2102、2104、2106、2108、2110、2112係分別針對：雷射RTP而無預處理與原子吸附(或僅雷射)；Cl
2原子吸附而無預處理與雷射RTP；H
2電漿預處理與雷射RTP；O
2電漿預處理與雷射RTP；H
2電漿預處理與閃光燈RTP；及O
2電漿預處理與閃光燈RTP。例如30個循環，H
2電漿預處理與雷射RTP、O
2電漿預處理與雷射RTP、H
2電漿預處理與閃光燈RTP、及O
2電漿預處理與閃光燈RTP的TiN蝕刻速率可分別為每循環3.9 Å、每循環1.4 Å、每循環2.0 Å、及每循環2.4 Å。
圖22顯示為ALE處理圖2500，其例示導入碘氣而移除矽而不移除鍺。所示之ALE處理係類似於上面參考圖6所述之ALE處理。圖25中所示之ALE處理包含：始於矽與鍺層，如所示其可為堆疊或並肩設置，其與氫氧OH形成鍵結。接著如所示利用預處理導入氫H
2電漿以移除氧元素。在預處理之後，導入鹵素(如碘氣)。接著與矽與鍺層形成鹵素物種(或碘)鍵結(如Si-I與Ge-I 分子)。或者，可導入碳氫(如CH
3)而非碘。
形成Si-鹵素或Si-碳氫分子之後，增加矽層與鍺層的溫度以移除Si-鹵素或Si-碳氫分子。這可藉由下列方式達成：(i) 加熱對應的基板支撐件以加熱包含矽與鍺層的基板、及/或(ii) 利用如文中所述的雷射或加熱燈加熱基板。SiI
x的昇華在約110˚C處發生。GeI
x的昇華始於約350˚C。因此可將矽與鍺層加熱至約100-130˚C以選擇性移除SiI
x分子而不移除GeI
x分子。加熱可包含文中所述的RTP加熱。在移除Si-鹵素或Si-碳氫分子後，可再次導入氫電漿並重覆循環。
圖23顯示不同基板支撐件溫度之矽層厚度相對於蝕刻速率的實例圖。圖示係針對蝕刻SiI
x分子顯示。如圖所見，峰值蝕刻速率發生在基板支撐件溫度(因此具有包含SiI
x分子之膜層之基板)約為110˚C時。在此溫度處的移除材料量最大。例如，圖23之實例圖係針對具有下列條件的ALE處理循環提供：導入氫然後導入碘氣(或碘電漿)，接著利用例如氬氣進行吹淨。圖26之例示圖亦基於藉著利用例如圖1之加熱器116加熱基板支撐件而加熱基板。並未使用雷射及/或閃光燈加熱基板。
圖24顯示與下列樣本之量測值相關之蝕刻深度範圍與表面粗糙度的實例圖：加熱前之樣本(被稱為Si Pre)、不同能量位準之閃光燈加熱後之樣本(被稱為Si Cl
2)、及基板支撐件加熱後之樣本。如所示，在蝕刻之前Z範圍(或Si層之物理最高點與最低點之間的距離)與表面粗糙度 Rq最低。然而，當藉由例如圖1之加熱元件116加熱基板支撐件並導入碘時，Z範圍與表面粗糙度Rq遠高於利用閃光燈加熱基板時所進行的氯蝕刻。針對兩個利用閃光燈之氯蝕刻測試顯示兩組長條圖；第一測試係進行0.3 ms且熱能比第二測試高，第二測試係進行0.3 ms且熱能較低。此兩組長條圖之間的差異為可忽略的。例如，針對下列條件的ALE處理循環提供Si-I
2的長條：導入氫然後導入碘氣(或碘電漿)，接著利用例如氬氣進行吹淨。
圖25顯示因導入碘氣及使用經加熱之基板支撐件之矽之蝕刻速率與鍺之沉積速率的實例圖。如自圖所示，基板支撐及/或基板係處於約110˚C時，矽之蝕刻速率最大。雖然在圖中未顯示，但當基板支撐件之溫度係增加至約300˚C以上時，鍺之蝕刻速率可增加。取決於基溫度，矽之蝕刻速率與鍺之蝕刻速率之間的可存在10比1的選擇比。在圖中，顯示基板支撐件處於室溫時鍺之蝕刻速率，其約為0。鍺之沉積始於約70˚C以上。
利用閃光燈或雷射加熱之上述ALE處理及導入碘作為鹵素能提供選擇性ALE，以高產量移除矽而不移除鍺。此ALE處理比電漿蝕刻具有較佳的厚度控制且與高深寬比(HAR)蝕刻相匹配。在一實施例中，提供脈動熱閃光燈或雷射加熱以將基板溫度增加至超過100-290˚C以脫附Si-I鍵結但使Ge-I鍵結繼續留存。直到基板溫度高於300-440˚C為止，不會發生Ge-I鍵結的脫附。可取代碘而被導入之物種的數個實例為CH
3I、CH
3I
3、C
2H
5I、CH
2I
2、及其他C
xH
yI
z分子。
圖26顯示使用碘電漿之矽與鍺之蝕刻速率對熱脈動能量的實例圖。如所示，在15 毫焦 mJ處矽的蝕刻速率增加，俾使活化發生在約18 mJ處。如所示，針對小於或等於45 mJ的能量位準，鍺的蝕刻速率為0。此蝕刻方法為自我限制處理，其中在特定數目之快速熱脈動之後在脫附期間幾乎所有或大部分在吸附期間經修飾的表面係受到移除。
圖27顯示經加熱之基板支撐件實施例及雷射實施例之蝕刻深度與表面粗糙度的實例圖。所示之第一表面粗糙度曲線3000係針對藉由例如圖1之加熱元件116熱加熱基板支撐件。所示之第二表面粗糙度曲線3002係針對如文中所述雷射加熱基板支撐件。顯示適用於曲線3000、3002兩者的蝕刻速率3004，因此藉由內部加熱元件加熱基板支撐件或藉由雷射加熱基板的熱加熱。如所示，利用內部加熱元件或其他內部加熱方法如經由基板支撐件之內部加熱通道之流體循環加熱時的粗糙度明顯較利用雷射加熱基板時的粗糙度更高。此外，在約10個循環後雷射加熱移除高百分比之經修飾的膜層(如Si-I
2鍵結)，其中每一循環包含 11 mJ的能量及5個脈動。
圖28顯示藉由雷射加熱基板之複數脈動相對於蝕刻速率與表面粗糙度的實例圖。如所示，蝕刻速率隨著脈動數目的增加而減少直到達到約5個脈動為止。如所示，表面粗糙度隨著脈動數目增加而減少且在特定數目之脈動(如10個脈動)後具有最小變化。這是因為在進行預定脈動數目後已移除高百分比之已經修飾的材料。使用脈動雷射移除經修飾之材料為自我限制處理，因此在特定數目之脈動後所有經修飾的材料皆被移除。以所示的實例為例，基板支撐件溫度係處於室溫故未經加熱。雷射脈動能量係設定在11 mJ。
上述實例包含選擇性蝕刻矽而非鍺。實例提供高選擇性之ALE，其具有高產量及經改善的層厚度控制。脈動雷射操作允許原位之電漿或氣相處理。進行表面修飾與等向性移除的複數循環可得到奈米等級的選擇比與短處理時間。在單一處理室中進行快速的脈動熱ALE並無熱存積問題。
前面的說明在本質上僅為說明性且意不在以任何方式限制本發明、其應用或使用。本發明的廣義教示可以各種形式施行之。因此，雖然本發明包含特定實例，但本發明之真實範疇不應受其限制，因為在熟知此項技藝者研讀圖示、說明書及隨附的申請專利範圍後當能進行其他修改。應瞭解，一方法中的一或多個步驟可在不改變本發明原理的情況下以不同的順序(或同時)執行。又，雖然上述的每一實施例具有特定的特徵，但與本發明之任一實施例相關的任一或更多特徵皆可與任何其他實施例的特徵一起實施及/或結合，即便文中未明確地指出此種結合。換言之，所述的複數實施例並非彼此互斥，一或多個實施例的互換排列亦落在本發明的範疇內。
本文中利用各種詞語說明複數元件之間(如複數模組之間、電路元件之間、半導體膜層之間等)的空間與功能關係，此些詞語包含「連接」、「銜合」、「耦合」、「鄰近(adjacent)」、「相鄰(next to)」、「在上部上(on top of)」、「在…上方」、「在…下方」、及「設置」。在上文中說明第一與第二元件間的關係時，除非特別限定「直接」，否則兩者之間的關係可以是直接關係即第一與第二元件之間不存在其他干擾元件或兩者之間的關係亦可以是間接關係即第一與第二元件之間尚存在(可以是空間上的存在或功能上的存在)一或多個干擾元件。在文中所用之「A、B與C中至少一者」的表達方式應被解讀為使用非排他性邏輯OR的邏輯式(A OR B OR C)，而不應被解讀為「A之至少一者、B之至少一者與C之至少一者」。
在某些實施例中，控制器為系統的一部分，系統可為上述實例的一部分。此類系統包含半導體製程設備，半導體製程設備包含處理工具或複數處理工具、處理室或複數處理室、處理平臺或複數平臺、及/或特定的處理元件(晶圓座臺、氣體流動系統等)。此些系統係與一些電子裝置整合，此些電子裝置係用以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置係稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制文中所揭露的任何處理，處理包含處理氣體的輸送、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、晶圓傳輸進入或離開設備與連接至系統或與系統具有界面的其他傳輸設備及/或裝載互鎖機構。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，其可接收指令、發佈指令、控制操作、致能清理操作、致能終點量測等。積體電路可包含儲存了程式指令之具有韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP)、被定義為特殊應用積體電路(ASIC)的晶片、及/或能執行程式指令(如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定(或程式檔案)形式的指令，其定義為了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓或對系統進行特定處理所用的操作參數。在某些實施例中，操作參數為製程工程師為了完成一或多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒之製造期間的一或多個處理步驟所定義之配方的一部分。
在某些實施例中控制器為整合至系統、耦合至系統、藉由網路連接至系統、或其組合的電腦的一部分或控制器耦合至電腦。例如，控制器係位於「雲端」中或工廠主機電腦系統的全部或部分中，這允許使用者遠端接取晶圓處理。電腦致能遠端接取系統以監控製造操作的目前進展、檢視過去製造操作的歷程、自複數製造操作檢視驅勢或效能度量、改變現有處理的參數、設定處理步驟以符合現有處理、或開始一新的製程。在某些實施例中，遠端電腦(如伺服器)可經由電腦網路對系統提供處理配方，電腦網路包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，使用者介面讓使用者能進入或程式化參數及/或設定，然後自遠端電腦與系統通訊。在某些實例中，控制器接收數據形式的指令，此些指令指定在一或多個操作期間欲進行之每一處理步驟用的複數參數。應瞭解，複數參數係特別針對欲施行之處理的類型及控制器用以交界或控制之設備的類型。因此如上所述，可分散控制器如藉著包含一或多個藉由網路互連並朝向共同目的如文中所述之處理與控制工作的離散控制器。為了此類目的的分散控制器的實例包含處理室上的一或多個積體電路，其係與一或多個位於遠端(例如位於平臺位準處或為遠端電腦的一部分)的積體電路通訊而共同控制處理室中的處理。
不受限地，例示性的系統包含電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉沖洗室或模組、金屬鍍室或模組、清理室或模組、邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積(PVD)室或模組、化學氣相沉積(CVD)室或模組、原子層沉積(ALD)室或模組、原子層蝕刻(ALE)室或模組、離子植入室或模組、軌道室或模組、及和半導體晶圓之製造相關及/或用於製造的任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於設備所欲進行的處理步驟或複數步驟，控制器可與下列的一或多者通訊交流：其他設備電路或模組、其他設備的元件、叢集設備、其他設備的界面、相鄰設備、鄰近設備、位於工廠內的設備、主電腦、另一控制器、或半導體製造工廠中用以將晶圓容器載入與載出設備位置及/或裝載接口的材料運輸用設備。
100:基板處理系統
106:RTP系統
108:處理室
110:基板支撐件
112:基板
114:流體通道
116:加熱器
118:電極
119:感測器
120-1:RF產生器
120-2:RF產生器
122:閥件
123:RF源
124:泵浦
125:匹配網路
126:熱源
127:線圈
128:閃光燈
130:窗組件
132:第一(或介電)窗
134:反射件
136:耦合構件
138:第二窗
140:冷卻外套
142:反射件
144:拋物線反射部件
150:溫度控制系統
156:溫度感測器
160:氣體輸送系統
164:氣體源
168:流動控制器
170:閥件
171:混合歧管
180:控制器
182:RTP控制器
184:電容性放電電路
186:電源
187:電容器
200:基板處理系統
202:RTP系統
204:雷射
206:透鏡電路
208:控制器
210:RTP控制器
212:光束形塑光學構件
213:電流鏡電路
214:第一鏡
216:第一鏡
218:遠心透鏡組件
220:平頂(或第一光束形塑)光學構件
222:繞射(或第二光束形塑)光學構件
226:光束尺寸調整裝置
227:光束擴張器
230:馬達
232:馬達
240:平凸透鏡
242:平凸透鏡
244:平凸透鏡
246:平凸透鏡
250:模子
300:雷射光束
302:曲線
304:成像平面
305:凸緣
307:點
309:點
700:快速熱脈動
701:脈動
702:曲線
703:脈動
704:曲線
706:脈動
707:脈動
708:曲線
710:脈動
712:曲線
713:脈動
714:脈動
716:曲線
718:脈動
1002:薄膜厚度範圍
1004:薄膜厚度範圍
1006:薄膜厚度範圍
1008:薄膜厚度範圍
1102:範圍
1104:範圍
1106:範圍
1202:曲線
1204:曲線
1206:曲線
1208:曲線
1210:曲線
1212:曲線
1214:曲線
1220:曲線
1400:膜層之堆疊
1402:遮罩層
1404:介電層
1405:溝槽
1406:導電層
1408:部分
1500:方法
1502:操作
1504:操作
1506:操作
1508:操作
1510:操作
1512:操作
1514:操作
1515:操作
1516:操作
1518:操作
1519:操作
1520:操作
1522:操作
1524:操作
1800:TiN層
1802:剩餘者
1804:TiCl
xN
y層
1810:TiO
x層
1812:剩餘者
1814:TiOCl
x層
1900:範圍
1902:範圍
1904:範圍
1906:範圍
2000:範圍
2002:範圍
2004:範圍
2100:TiN薄膜厚度範圍
2102:TiN薄膜厚度範圍
2104:TiN薄膜厚度範圍
2106:TiN薄膜厚度範圍
2108:TiN薄膜厚度範圍
2110:TiN薄膜厚度範圍
2112:TiN薄膜厚度範圍
2500:ALE處理圖
3000:第一表面粗糙度曲線
3002:第二表面粗糙度曲線
3004:蝕刻速率
自詳細說明及附圖當更全面地瞭解本發明，其中：
圖1為根據本發明之基板處理系統之一實例的功能方塊圖，基板處理系統包含用以在ALE與原子層沉積(ALD)期間進行快速熱脈動操作的閃光燈與快速熱脈動控制器；
圖2為根據本發明之基板處理系統之一實例的功能方塊圖，基板處理系統包含用以在ALE與ALD期間進行快速熱脈動操作的雷射、透鏡電路、及快速熱脈動控制器；
圖3為被包含於圖2之透鏡電路中之鏡與遠心透鏡組件的側橫剖面圖；
圖4為隨著時間變化的溫度輪廓，其例示與傳統連續波模式操作相關的例示加熱升溫與冷卻期間；
圖5為隨著時間變化的例示性溫度輪廓，其例示根據本發明之快速熱脈動實例；
圖6為根據本發明之ALE處理圖；
圖7為例示性之訊號圖，其例示根據本發明所提供之單一快速熱脈動之時間內的溫度變化；
圖8為根據本發明所進行之ALE之例示性蝕刻速率對雷射通量之間的關係圖；
圖9為根據本發明所進行之ALE之例示性鍺移除量對處理循環數之間的關係圖；
圖10為薄膜厚度之實例圖，其例示參考用之脈動雷射加熱但無氯吸附、氯吸附但無脈動雷射加熱、及氯吸附與脈動雷射加熱之組合之不同材料移除量；
圖11為特定處理之預估溫度範圍及燈功率範圍的例示圖；
圖12之實例圖例示根據本發明之一閃光燈循環期間表面溫度的變化速率圖以及在閃光燈循環之後之對應冷卻期間內表面溫度的變化速率的對應例示圖；
圖13為根據本發明之閃光燈循環之閃光燈功率位準與重覆速率對脈動期間的實例圖；
圖14之圖例示根據本發明重覆進行快速熱脈動循環以移除部分介電膜層；
圖15例示根據本發明之ALE方法；
圖16為根據本發明所進行之ALE處理期間蝕刻速率對基板表面溫度的實例圖；
圖17之圖例示不同熱源之例示性冷卻速率對加熱速率；
圖18之方塊圖例示根據本發明移除氮化鈦膜層之兩個例示性ALE方法；
圖19為不同能量位準之氮化鈦薄膜厚度的實例圖；
圖20為根據本發明所進行之不同數目之ALE循環對氮化鈦薄膜厚度的實例圖；
圖21為氮化鈦薄膜厚度的實例圖，其例示所進行之不同操作的不同材料移除量；
圖22為根據本發明一實施例之例示性ALE處理圖，其例示導入碘氣而移除矽而不移除鍺；
圖23為不同基板支撐件溫度之矽層厚度相對於蝕刻速率的實例圖；
圖24為與下列樣本之量測值相關之蝕刻深度範圍與表面粗糙度的實例圖：加熱前之樣本、不同能量位準之閃光燈加熱後之樣本、及基板支撐件加熱後之樣本；
圖25為因導入碘氣及使用經加熱之基板支撐件之矽之蝕刻速率與鍺之沉積速率的實例圖；
圖26為使用碘氣之矽與鍺之蝕刻速率對熱脈動能量的實例圖；
圖27為經加熱之基板支撐件實施例及雷射實施例之蝕刻深度與表面粗糙度的實例圖；及
圖28為根據本發明一實施例之藉由雷射加熱基板之複數脈動相對於蝕刻速率與表面粗糙度的實例圖。
在圖示中，可重覆使用參數標號以識別類似及/或相同的元件。
100:基板處理系統
106:RTP系統
108:處理室
110:基板支撐件
112:基板
114:流體通道
116:加熱器
118:電極
119:感測器
120-1:RF產生器
120-2:RF產生器
122:閥件
123:RF源
124:泵浦
125:匹配網路
126:熱源
127:線圈
128:閃光燈
130:窗組件
132:第一(或介電)窗
134:反射件
136:耦合構件
138:第二窗
140:冷卻外套
142:反射件
144:拋物線反射部件
150:溫度控制系統
156:溫度感測器
160:氣體輸送系統
164:氣體源
168:流動控制器
170:閥件
171:混合歧管
180:控制器
182:RTP控制器
184:電容性放電電路
186:電源
187:電容器
Claims (50)
- 一種基板處理系統的操作方法，包含： 將一基板放置到一處理室中的一基板支撐件上；及 反覆進行一第一原子層蝕刻(ALE)處理，其中該第一ALE處理為一依序等向性處理且包含進行： 預處理，用以修飾該基板的一第一暴露部分； 原子吸附，包含使該第一暴露部分接受包含一鹵素氣體的一處理氣體，用以選擇性吸附至該第一暴露部分上並且對其進行修飾；及 脈動熱退火，用以移除該經修飾的第一暴露部分。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中，進行該預處理的步驟係包含將另一處理氣體供給至該處理室以修飾該基板的該第一暴露部分。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中，該脈動熱退火係包括脈動一熱源以產生複數熱能脈動，以移除該經修飾的第一暴露部分。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中，該脈動熱退火係包含以開、關方式脈動一熱源複數次，以移除該經修飾的第一暴露部分。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含： 判斷是否已進行該第一ALE處理之一預定數目之循環；及 若已進行該預定數目之循環，結束該第一ALE處理之進行。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中，該第一暴露部分係包含矽和鍺的其中至少一者。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中，該第一暴露部分係包含矽和鍺。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含在該脈動熱退火的複數反覆期間，允許該第一暴露部分在複數熱能脈動的連續脈動之間冷卻。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含： 判斷是否欲進行一第二ALE處理； 將該第一ALE處理用的參數組改變為該第二ALE處理用的複數更新參數；及 在該處理室內反覆進行該第二ALE處理，該第二ALE處理包含： 進行預處理以修飾該基板之該第一暴露部分或一第二暴露部分； 進行原子吸附，包含使該第一暴露部分或該第二暴露部分接受該鹵素氣體或另一鹵素氣體；及 進行脈動快速熱退火以加熱該第一暴露部分或該第二暴露部分。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含： 判斷是否欲進行一第二ALE處理，其中該第一ALE處理係於該基板的一第一晶粒上進行；及 在該基板的一第二晶粒上進行該第二ALE處理。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含針對該脈動熱退火： 對複數電容器充電；及 使該複數電容器放電以將能量提供至複數閃光燈。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，更包含針對該脈動熱退火： 產生一雷射光束； 將該雷射光束轉變為一平頂光束； 將該平頂光束轉變為一方形光束； 使該方形光束反射離開複數鏡而朝向一遠心透鏡組件；及 使該方形光束通過該遠心透鏡組件而以垂直於該基板的一方向到達該基板。
- 如請求項12之基板處理系統的操作方法，更包含針對該脈動熱退火，調整該方形光束的一尺寸使其大於或等於該基板之一晶粒的一尺寸。
- 如請求項12之基板處理系統的操作方法，更包含針對該脈動熱退火： 藉著移動複數鏡引導該雷射光束使該雷射光束橫跨該基板，其中該基板的一直徑為300mm，其中該基板包含複數晶粒；及 在一預定期間內橫跨並加熱該複數晶粒中的每一者。
- 如請求項14之基板處理系統的操作方法，其中： 該預定期間為一秒；及 該複數晶粒中的每一者係單獨受到加熱一預定次數。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中： 該處理氣體包含氫及氧的其中至少一者； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鍺。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中： 該處理氣體包含氫； 該鹵素氣體包含氯； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鍺。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中： 該處理氣體包含氫； 該鹵素氣體包含碘， 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含矽。
- 如請求項18之基板處理系統的操作方法，其中該脈動熱退火包含選擇性移除矽卻不移除鍺。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中： 該處理氣體包含氫或氧； 該鹵素氣體包含氯； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鈦。
- 如請求項1之基板處理系統的操作方法，其中： 該處理氣體包含氫或氨； 該鹵素氣體包含氟； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含二氧化矽。
- 一種基板處理系統，包含： 一熱源，係用以加熱位於一基板支撐件上的一基板； 一氣體輸送系統，係用以供給一處理氣體以處理該基板；及 一控制器，係用以控制該氣體輸送系統與該熱源以重覆地進行一等向性原子層蝕刻處理，該等向性原子層蝕刻處理包含： 在該等向性原子層蝕刻處理的一重覆期間，進行一預處理、原子吸附及脈動熱退火， 在該原子吸附期間，將該基板的一表面暴露至包含鹵素氣體的該處理氣體，該鹵素氣體係選擇性地吸附至該基板之一經暴露的材料上以形成一經修飾的材料，及 在該脈動熱退火期間，脈動該熱源以移除該經修飾的材料。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該脈動熱退火期間以開、關方式脈動一熱源複數次，以移除該經修飾的材料。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該脈動熱退火的複數重覆期間，允許該經修飾的材料在複數熱能脈動的連續脈動之間冷卻。
- 如請求項22之基板處理系統，更包含一電容性放電電路，該電容性放電電路係用以在該脈動熱退火的複數重覆期間針對複數熱能脈動中的每一者將能量釋放予複數閃光燈， 其中，該熱源包含該複數閃光燈。
- 如請求項25之基板處理系統，其中，該熱源包含下列至少一者： 一反射件，係具有分別用於該複數閃光燈的複數拋物線反射部件； 複數冷卻外套，用於該複數閃光燈；及 一反射件，係為錐形且將來自該複數閃光燈的熱能導向於該基板處。
- 如請求項25之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該脈動熱退火的至少一重覆期間脈動該複數閃光燈為開而持續少於4毫秒的一脈動期間。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該脈動熱退火之該等重覆的至少部分重覆期間藉由該熱源加熱該基板之該經修飾的材料，俾使該基板之該經修飾的材料在關閉該熱源後於少於0.5秒的時間內冷卻至低於25˚C的一溫度。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該熱源包含一雷射，且 該雷射係用以產生一雷射光束，該雷射光束被導向於該基板處。
- 如請求項29之基板處理系統，更包含： 複數鏡；及 複數馬達， 其中，該控制器係用以利用該複數馬達以藉由移動該複數鏡使該複數鏡橫跨該基板，以引導該雷射光束。
- 如請求項29之基板處理系統，其中： 該基板的一直徑為300mm； 該基板包含複數晶粒；且 該控制器係用以橫跨並加熱該複數晶粒中的每一者。
- 如請求項31之基板處理系統，其中： 該控制器係用以在該脈動熱退火期間，在一秒內以開、關方式脈動該熱源複數次，且橫跨並加熱該複數晶粒中的每一者；及 該控制器係用以單獨加熱該複數晶粒中的每一者一第二預定次數。
- 如請求項29之基板處理系統，更包含一透鏡電路，該透鏡電路係用以形塑並引導該雷射光束。
- 如請求項33之基板處理系統，其中，該透鏡電路包含光束形塑光學構件以將該雷射光束自一圓形雷射光束轉變為一方形雷射光束。
- 如請求項33之基板處理系統，其中，該透鏡電路包含： 平頂光學構件，係用以將該雷射光束自一圓形雷射光束轉變為一平頂形雷射光束；及 繞射光學構件，係用以將該平頂形雷射光束轉變為一方形雷射光束。
- 如請求項29之基板處理系統，更包含一鏡模組，該鏡模組包含一第一鏡、一第二鏡、一第一馬達與一第二馬達， 其中該控制器係用以藉由該第一馬達與該第二馬達移動該第一鏡與該第二鏡，以將該雷射光束的一位置調整至該基板上。
- 如請求項29之基板處理系統，更包含一遠心透鏡組件，該遠心透鏡組件包含複數透鏡並用以將該雷射光束引導至垂直於該基板的該表面的一方向。
- 如請求項37之基板處理系統，更包含一鏡模組，該鏡模組包含一第一鏡、一第二鏡、一第一馬達與一第二馬達，其中： 該雷射光束係於該第一鏡處受到引導； 該雷射光束係自該第一鏡被引導至該第二鏡； 該雷射光束係自該第二鏡經由該遠心透鏡組件被引導至該基板處；且 該控制器係用以藉由該第一馬達與該第二馬達移動該第一鏡與該第二鏡，以將該雷射光束的一位置調整至該基板上。
- 如請求項29之基板處理系統，更包含一光束尺寸調整模組，該光束尺寸調整模組係用以在該雷射光束被該基板所接收前調整該雷射光束的一尺寸。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該原子吸附的一或多個重覆期間設定該處理室之一內部之一溫度，使該溫度小於或等於20˚C或等於周遭溫度。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以控制該熱源以產生複數熱能脈動，以加熱該基板之該經修飾的材料而不加熱該基板之一基底或一大塊部分中的至少一者。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該熱源之複數熱能脈動的每一連續熱能脈動對之間將該處理氣體供給至該處理室以在該基板之該經暴露的材料上進行該原子吸附。
- 如請求項42之基板處理系統，其中，該控制器係用以在該預處理期間藉著使該基板接受一第二處理氣體而修飾該基板。
- 如請求項22之基板處理系統，其中，該控制器係用以脈動該熱源以在一秒內產生複數熱能脈動。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該預處理包含導入另一處理氣體； 該另一處理氣體包含氫； 該鹵素氣體包含氧； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鍺。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該預處理包含導入另一處理氣體； 該另一處理氣體包含氫； 該鹵素氣體包含氯； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鍺。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該預處理包含導入另一處理氣體； 該另一處理氣體包含氫； 該鹵素氣體包含碘； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含矽。
- 如請求項47之基板處理系統，其中，該脈動熱退火包含選擇性移除矽但不移除鍺。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該預處理包含導入另一處理氣體，其中該另一處理氣體包含氫或氧； 該鹵素氣體包含氯； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含鈦。
- 如請求項22之基板處理系統，其中： 該預處理包含導入另一處理氣體； 該另一處理氣體包含氫或氨； 該鹵素氣體包含氟； 該脈動熱退火包含自該基板移除一單層；且 該單層包含二氧化矽。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/767,564 | 2018-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202418392A true TW202418392A (zh) | 2024-05-01 |
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