作通信（例如电通信或气动通 信）的衬底模块控制器150。衬底模块控制器150控制衬底处理模块100的沉积和维护操 作。
[0043] 在图1所示的实施例中，衬底模块控制器150包括处理子系统152(例如微处理 器），其被配置成执行保持在数据子系统154(例如存储器）中的指令。例如，可通过处理子 系统152执行被存储在数据子系统154中的衬底处理配方以在膜沉积过程中控制衬底处理 模块100的操作。例如，图1所示的衬底模块控制器150的实施例与等离子体发生器控制 器122通信以在等离子体点燃、工作和猝灭事件期间控制等离子体区124。衬底模块控制 器150也与底座114通信以提供底座高度控制和底座温度控制。在一些实施例中，衬底模 块控制器150也可控制自由基发生室102和/或衬底处理室104内的控制压强。在一些实 施例中，衬底模块控制器150可操作气体流率控制器，从而调整进入衬底处理模块100中的 氢气源126、氦气源128以及有机硅反应物源140的流。
[0044] 为了便于阐述，衬底处理模块100被图示和描述为自立的。在一些实施例中，两个 或更多个衬底处理模块100可被耦合在一起以提供对衬底的顺序或并行处理。图3示意地 示出一示例性衬底处理平台300,衬底处理平台300具有通过衬底转移站302耦合在一起的 若干衬底处理模块100。衬底转移站302包括衬底搬运器304,衬底搬运器304将衬底移入 和移出各处理模块，使衬底在处理模块之间移动，以及经由装载舱口 306将衬底移入和移 出衬底处理平台300。
[0045] 本领域内技术人员将清楚知道，可对前述实施例的细节作出许多改变而不脱离本 发明的基本原理。本发明的范围因此应当仅由下列权利要求书来确定。
【主权项】
1. 一种在衬底上沉积含娃碳膜的方法，所述方法包括： 将衬底支承在衬底处理室内，由此使所述衬底的主表面露出至所述衬底处理室的内 部； 将氢（H2)气流引入到自由基发生室，所述自由基发生室与所述衬底处理室隔开并经 由多舱口气体分配器与之流体耦合，所述多舱口气体分配器具有成组的相互隔开的气体舱 口，所述气体舱口指向到所述衬底处理室内以建立从所述自由基发生室出来、通过所述多 舱口气体分配器并进入完全包含在所述衬底处理室内部的自由基弛豫区的流动路径； 激励所述自由基发生室内的所述氢（H2)气中的至少一部分以在所述氢（H2)气流中形 成受激氢自由基，以使所述受激氢自由基中的至少一些沿所述流动路径流动、通过所述多 舱口气体分配器并进入所述自由基弛豫区，在其中流入到所述自由基弛豫区内的几乎全部 的所述受激氢自由基转变为弛豫氢自由基；以及 将有机硅反应物流引入到化学气相沉积区，所述化学气相沉积区被形成在所述衬底处 理室内部在所述自由基弛豫区和所述衬底的主表面之间，所述弛豫氢自由基中的至少一些 从所述自由基弛豫区流动与所述有机硅反应物流同步地流入所述化学气相沉积区并在其 中与所述有机硅反应物中的一些起反应，由此在所述衬底的所述主表面上沉积含硅碳的薄 膜。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述有机硅反应物经由相互隔开的反应物开口被 引入，并且其中所述自由基弛豫区完全地包含在形成于所述多舱口气体分配器和所述相互 隔开的反应物开口之间的空间内。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述相互隔开的反应物开口被配置以使所述有机 硅反应物流沿与所述流动路径平行的方向被引入。
4. 如权利要求2所述的方法，其中，所述相互隔开的反应物开口被配置以使所述有机 硅反应物流沿与所述流动路径横交的方向被引入。
5. 如权利要求2所述的方法，其中，所述成组的相互隔开的气体舱口与所述相互隔开 的反应物开口相隔大约〇. 5英寸和大约5英寸之间的距离。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，包括在所述多舱口气体分配器内的所述成组的气 体舱口被配置为成阵列的规则间隔开的气体舱口。
7. 如权利要求1所述的方法，还包括通过经由气体出口排空或置换清洗或这两者从所 述衬底处理室去除过量的有机硅反应物和氢气。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，受激氢自由基在所述多舱口气体分配器内的平均 停留时间大于约IX KT3秒。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，气体在所述自由基弛豫区内的平均停留时间大于 约 IX 10_3 秒。
10. 如权利要求1所述的方法，其中，包含在所述多舱口气体分配器内的所述气体舱口 具有在大约3 :1至10 :1的范围内的轴向长度与直径比。
11. 如权利要求1所述的方法，其中，引入氢气流包括引入氢气和氦气的气体混合物， 所述气体混合物包括在大约1%和大约17%之间的体积百分比的氢气。
12. 如权利要求1所述的方法，其中，所述有机硅反应物是从由硅氧烷、硅烷、烷基硅 烧、烧氧基娃烧、和氣基娃烧构成的组中选取的。
13. 如权利要求1所述的方法，还包括在将所述受激氢自由基引入所述自由基弛豫区 之前引导所述气体流动路径通过离子过滤器或光子过滤器或该两者。
14. 如权利要求1所述的方法，其中，所述多舱口气体分配器附近的所述自由基弛豫区 内的所述有机娃反应物的质量分数为大约〇. 1或更小。
15. -种在衬底上沉积含娃碳膜的方法，所述方法包括： 将衬底支承在衬底处理室内，由此使所述衬底的主表面露出至所述衬底处理室的内 部； 将稀释氢（H2)气在氦气中的气体混合物的稳定流引入到自由基发生室，所述自由基发 生室与所述衬底处理室隔开并经由多舱口气体分配器与之流体耦合，所述多舱口气体分配 器具有成组的相互隔开的气体舱口，所述气体舱口指向到所述衬底处理室内以建立从所述 自由基发生室出来、通过所述多舱口气体分配器、进入完全包含在所述衬底处理室内部内 的自由基弛豫区、并进入形成在所述衬底处理室内部内的化学气相沉积区的流动路径，所 述化学气相沉积区在所述多舱口气体分配器和所述衬底的主表面之间并通过所述自由基 弛豫区与所述多舱口气体分配器隔开； 激励所述自由基发生室内的所述氢（H2)气的至少一部分以在所述气体混合物中形成 受激氢自由基，以使所述气体混合物中的至少一些沿所述流动路径流动、通过所述多舱口 气体分配器并进入所述自由基弛豫区，在其中与所述气体混合物一起进入到所述自由基弛 豫区内的任何和几乎全部受激氢自由基转变为弛豫氢自由基；以及 将有机反应物的稳定流引入到所述化学气相沉积区，由此防止几乎全部所述有机硅反 应物流在所述多舱口气体分配器与所述气体流混合并使所述有机硅反应物中的至少一些 与同步于所述有机硅反应物流的从所述自由基弛豫区流出的所述弛豫氢自由基中的至少 一些反应，由此将含硅碳膜沉积在所述衬底的主表面上。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，引入稀释氢气在氦气中的气体混合物的稳定流 包括引入稀释氢气气体混合物，所述气体混合物包括氢气与氦的比在大约1体积％和大约 17体积％之间。
17. 如权利要求15所述的方法，其中，受激氢自由基在所述多舱口气体分配器内的 平均停留时间大于约IX 1〇_3秒，并且气体在所述自由基弛豫区内的平均停留时间大于约 IX KT3 秒。
18. 如权利要求15所述的方法，其中，所述有机硅反应物经由相互隔开的反应物开口 被引入，并且其中所述自由基弛豫区完全地包含在形成于所述多舱口气体分配器和所述相 互隔开的反应物开口之间的空间内。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述相互隔开的反应物开口被配置以使所述有 机硅反应物流沿与所述流动路径平行的方向被引入。
20. 如权利要求18所述的方法，其中，所述相互隔开的反应物开口被配置以使所述有 机硅反应物流沿与所述流动路径横交的方向被引入。
【专利摘要】本发明涉及含硅碳膜的化学气相沉积的基态氢自由基源，具体而言，通过下列步骤将薄层的含硅碳膜沉积在衬底上：从被提供给自由基发生室的氢气产生氢自由基；将氢自由基提供给经由多舱口气体分配器与衬底处理室分立的衬底处理室；以及使其中的氢自由基与同时被引入到衬底处理室的有机硅反应物作反应。在与有机硅反应物反应之前，氢自由基被允许在衬底处理室内的自由基弛豫区内弛豫到基态。
【IPC分类】C23C16-452
【公开号】CN104561934
【申请号】CN201410576747
【发明人】巴德里·N·瓦拉达拉简, 龚波
【申请人】朗姆研究公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月24日
【公告号】US20150118394