发明名称 基板化学处理用之处理系统及方法
摘要 一种基板化学处理用之处理系统及方法,其中该处理系统包含一温度受控制的化学处理室,与一温度受到独立控制的基板夹具,而此基板夹具则用以支撑受化学处理的一基板。该基板夹具系热绝缘于该化学处理室。该基板系在壁温、表面温度与气体压力等条件皆受控制的情况下,曝露于气态的化学物质,而非电浆之中。对基板的化学处理系化学性地改变基板之露出的表面层。
申请公布号 TWI253690 申请公布日期 2006.04.21
申请号 TW093107048 申请日期 2004.03.17
申请人 东京威力科创股份有限公司 发明人 汤玛士 哈姆林;杰 瓦勒斯;亚瑟H 拉佛廉 二世
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路1段118号10楼;周良吉 新竹市东大路1段118号10楼
主权项 1.一种基板化学处理用之处理系统,包含: 一温度受控制的化学处理室; 一温度受控制的基板夹具,其安装在该化学处理室 之中且形成为实质热绝缘于该化学处理室; 一抽真空系统,结合于该化学处理室;及 一气体分配系统,结合于该化学处理室且用以将一 个或更多之处理气体导入该化学处理室之中,俾能 化学性改变该基板之露出的表面层,其中该气体分 配系统具有一温度受控制的局部,其曝露于该化学 处理室之中的该一个或更多之处理气体, 其中该气体分配系统包含至少一气体分配板,该气 体分配板包含一个或更多气体注射孔。 2.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,更包含一控制器,结合于温度受控制的该化 学处理室、温度受控制的该基板夹具、该抽真空 系统、与该气体分配系统的至少之一,且用以对化 学处理室温度、化学处理基板夹具温度、化学处 理气体分配系统温度、该抽真空系统所需的化学 处理的处理压力、与该气体分配系统所需之该处 理气体的化学处理质流量的至少之一进行设定、 监视、与调整操作的至少之一。 3.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该化学处理系统系结合于另一处理系统 。 4.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该化学处理系统系结合于一热处理系统 与一基板冲洗系统的至少之一。 5.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该化学处理系统系结合于一输送系统。 6.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中温度受控制的该基板夹具具有静电夹钳 系统、背面供气系统与一个或更多之温度控制元 件的至少之一。 7.如申请专利范围第6项之基板化学处理用之处理 系统,其中该一个或更多之温度控制元件具有冷却 道、加热道、电阻加热元件、辐射灯与电热装置 的至少之一。 8.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中温度受控制的该化学处理室具有冷却道 、加热道、电阻加热元件、辐射灯与电热装置的 至少之一。 9.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该气体分配系统具有至少一气体分配充 气室。 10.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该一个或更多之处理气体包含HF与NH3的 至少之一。 11.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该一个或更多之处理气体包含一第一气 体与一相异于该第一气体的第二气体。 12.如申请专利范围第11项之基板化学处理用之处 理系统,其中该气体分配系统包含一第一气体分配 充气室与一第一气体分配板,该第一气体分配板具 有第一阵列之一个或更多之孔与第二阵列之一个 或更多之孔,俾用以使该第一气体通过该第一气体 分配板之中的该第一阵列之一个或更多之孔而连 结到该处理空间、及包含一第二气体分配充气室 与一第二气体分配板,该第二气体分配板之中具有 使该第二气体通过该第二气体分配板之中的该通 道与该第一气体分配板之中的该第二阵列之一个 或更多之孔而连结到该处理空间的通道。 13.如申请专利范围第11项之基板化学处理用之处 理系统,其中该第一气体为HF且该第二气体为NH3。 14.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中该气体分配系统在将该第一与第二气体 导入该处理空间之前,先对该第一与第二气体进行 部份混合与完全混合的至少之一。 15.如申请专利范围第1项之基板化学处理用之处理 系统,其中使该第一气体与该第二气体,除了在该 处理空间以外,不会有任何相互作用的情况下分别 地导入该处理空间之中。 16.如申请专利范围第2项之基板化学处理用之处理 系统,其中该控制器系用以将该气体分配系统的温 度设定成大于该化学处理室的温度。 17.一种基板化学处理用之处理系统的操作方法,包 含以下步骤: 一输送步骤,将该基板输送到一化学处理系统之中 ,该化学处理系统则包含一温度受控制的化学处理 室、一温度受控制的基板夹具,其安装在该化学处 理室之中且形成为实质热绝缘于该化学处理室、 一抽真空系统,结合于该化学处理室、一气体分配 系统,用以将一个或更多之处理气体导入该化学处 理室之中且具有一温度受控制的局部,其曝露于该 化学处理室之中的该一个或更多之处理气体、与 一控制器,结合于该化学处理系统; 一设定化学处理参数步骤,使用该控制器设定该化 学处理系统所需之化学处理参数,其中该化学处理 参数包含一化学处理的处理压力、一化学处理室 温度、一化学处理基板温度、一化学处理气体分 配系统温度、一化学处理基板夹具温度、与一化 学处理气体流量;及 一处理步骤,使用该化学处理参数处理该化学处理 系统之中的该基板,俾能化学性地改变该基板之露 出的表面层, 其中该气体分配系统包含至少一气体分配板,该气 体分配板包含一个或更多气体注射孔。 18.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该一个或更多之处理气体 具有含HF的第一气体与含NH3的第二气体。 19.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中温度受控制的该基板夹具 具有静电夹钳系统、背面供气系统与一个或更多 之温度控制元件的至少之一。 20.如申请专利范围第19项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该一个或更多之温度控制 元件具有冷却道、加热道、电阻加热元件、辐射 灯与电热装置的至少之一。 21.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中温度受控制的该化学处理 室具有冷却道、加热道、电阻加热元件、辐射灯 与电热装置的至少之一。 22.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该气体分配系统具有至少 一气体分配充气室。 23.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该气体分配系统包含一第 一气体分配充气室与一第一气体分配板,该第一气 体分配板具有第一阵列之一个或更多之孔与第二 阵列之一个或更多之孔,俾用以使该第一气体通过 该第一气体分配板之中的该第一阵列之一个或更 多之孔而连结到该处理空间、及包含一第二气体 分配充气室与一第二气体分配板,该第二气体分配 板之中具有使该第二气体通过该第二气体分配板 之中的该通道与该第一气体分配板之中的该第二 阵列之一个或更多之孔而连结到该处理空间的通 道。 24.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该气体分配系统在将该第 一与第二气体导入该处理空间之前,先对该第一与 第二气体进行部份混合与完全混合的至少之一。 25.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中使该第一气体与该第二气 体,除了在该处理空间以外,不会有任何相互作用 的情况下分别地导入该处理空间之中。 26.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中设定该化学处理室温度的 步骤包含使用一壁温控制单元加热该化学处理室 及监视该化学处理室温度。 27.如申请专利范围第26项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该化学处理室温度的范围 从10℃到200℃。 28.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中设定该化学处理基板夹具 温度的步骤包含调整该一个或更多之温度控制元 件的至少之一及监视该化学处理基板夹具温度。 29.如申请专利范围第28项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该化学处理基板夹具温度 的范围从10℃到50℃。 30.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该设定该化学处理基板温 度的步骤包含调整该一个或更多之温度控制元件 、该背面气体供应系统、与该夹钳系统的至少之 一,并监视该化学处理基板温度。 31.如申请专利范围第30项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该化学处理基板温度的范 围从10℃到50℃。 32.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中设定该化学处理的处理压 力之步骤包含调整该真空处理系统与该气体分配 系统的至少之一,并监视该化学处理的处理压力。 33.如申请专利范围第32项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该化学处理的处理压力的 范围从1到100mTorr。 34.如申请专利范围第17项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该一个或更多之化学处理 参数更包含一化学处理气体分配系统温度。 35.如申请专利范围第34项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中设定该化学处理气体分配 系统温度的步骤包含使用一气体分配系统温度控 制单元加热该气体分配系统及监视该化学处理气 体分配系统温度。 36.如申请专利范围第35项之基板化学处理用之处 理系统的操作方法,其中该化学处理气体分配系统 温度范围从10℃到200℃。 图式简单说明: 图1A显示本发明之一实施例的化学处理系统与热 处理系统所需之输送系统的示意图。 图1B显示本发明之另一实施例的化学处理系统与 热处理系统所需之输送系统的示意图。 图1C显示本发明之又一实施例的化学处理系统与 热处理系统所需之输送系统的示意图。 图2显示本发明之一实施例的处理系统之横剖面图 。 图3显示本发明之一实施例的化学处理系统之横剖 面图。 图4显示本发明之另一实施例的化学处理系统之立 体图。 图5显示本发明之一实施例的热处理系统之横剖面 图。 图6显示本发明之另一实施例的热处理系统之立体 图。 图7显示本发明之一实施例的基板夹具之横剖面图 。 图8显示本发明之一实施例的气体分配系统之横剖 面图。 图9A显示本发明之另一实施例的气体分配系统之 横剖面图。 图9B显示图9A所示之本发明的一实施例之气体分配 系统的放大图。 图10A与图10B显示图9A所示之本发明的一实施例之 气体分配系统的立体图。 图11显示本发明之一实施例的基板升降组件。 图12显示本发明之一实施例的热绝缘组件之侧视 图。 图13显示本发明之一实施例的热绝缘组件之上视 图。 图14显示本发明之一实施例的热绝缘组件之横剖 面侧视图。 图15显示用于处理基板的流程图。
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