用rf等离子体循环和清洗去除处理室颗粒的系统和方法
【专利说明】用RF等离子体循环和清洗去除处理室颗粒的系统和方法 技术领域
[0001] 本发明涉及衬底处理系统，尤其涉及从衬底处理室去除颗粒的系统和方法。 【背景技术】
[0002] 本文所提供的背景描述是为了总体上呈现发明的内容。当前所冠名的发明人的工 作（一定程度上在该背景部分中有所描述）以及在申请时可能没有资格作为现有技术的本 说明书的方面，既不能明显地也不能隐含地被当做针对本发明的现有技术。
[0003] 衬底处理系统可被用于执行在衬底上的膜的沉积和/或蚀刻。衬底处理系统通常 包括处理室，处理室具有衬底支撑件，例如基座、静电卡盘、板等。衬底（例如半导体晶片） 可被布置在衬底支撑件上。在化学气相沉积（CVD)或等离子体增强原子层沉积（PEALD)工 艺中，包括一种或多种前体的气体混合物可被引入到处理室以在衬底上沉积膜。在一些衬 底处理系统中，射频（RF)等离子体可以用于激活化学反应。
[0004] 发生在气体状态下的一些化学反应生成颗粒，所述颗粒在处理完成后可能会滞留 在处理室内。除了在处理期间产生颗粒以外，由于蒙尘的上游部件、室泄漏事件、替换部件 时发生的污染和/或维修期间发生的污染，颗粒也可能到达处理室。
[0005] 在一些处理中，在从处理室移除衬底之后循环开通和关闭清洗气体以去除残留在 处理室内的颗粒。使用清洗气体去除颗粒花费相当长的时间（约24个小时）并且可能不 会将处理室内的颗粒减少到可接受水平。
【发明内容】
[0006] -种操作衬底处理系统的方法包括a)处理布置在处理室内的衬底支撑件上的衬 底，其中，在所述处理期间供应前体气体和/或反应气体中的至少一种；b)从所述处理室移 除所述衬底；c)选择性地供应运载气体和清洗气体到所述处理室；d)在N个循环期间在所 述处理室内生成射频（RF)等离子体，其中，N是大于1的整数，其中，在所述N个循环中的 每个循环期间，所述RF等离子体开通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段；以及e)在 所述RF等离子体的所述N个循环中的每个循环的至少部分期间供应所述清洗气体。
[0007] 在其他特征中，在所述N个循环的所述第一时间段期间不供应所述清洗气体，并 且在所述N个循环的所述第二时间段的至少部分期间供应所述清洗气体。在所述（c)、（d) 或者（e)期间不供应所述前体气体和/或所述反应气体中的至少一种。（a)包括使用RF等 离子体来沉积膜。（a)包括原子层沉积（ALD)和化学气相沉积（CVD)中的至少一种。
[0008] 在其他特征中，所述ALD和CVD中的一种使用RF等离子体。所述N个循环的占空 比是介于25%和75%之间。在（d)和（e)期间执行（c)。
[0009] 在其他特征中，所述N个循环中的每个循环具有介于1秒和5秒之间的持续时间。 N大于或者等于100并且小于或者等于5000。所述N个循环的占空比和/或所述N个循环 的持续时间中的至少一个在所述N个循环期间是变化的。
[0010] 一种衬底处理系统包括处理室，所述处理室包括在处理期间支撑衬底的衬底支撑 件。气体供应件在处理期间可选地供应前体气体和反应气体中的至少一种、运载气体以及 清洗气体。控制器被配置以a)在从所述处理室移除所述衬底之后，供应所述运载气体到所 述处理室；b)在N个循环期间在所述处理室内生成RF等离子体，其中N是大于1的整数， 其中，在所述N个循环中的每个循环期间，所述RF等离子体开通持续第一时间段并且关闭 持续第二时间段；以及c)在所述RF等离子体的所述N个循环中的每个循环的至少部分期 间内供应所述清洗气体。
[0011] 在其他特征中，在所述N个循环的第一时间段期间不供应所述清洗气体，并且在 所述N个循环的第二时间段的至少部分期间供应所述清洗气体。
[0012] 在其他特征中，所述控制器被配置以在所述（a)、（b)或者（c)期间不供应所述前 体气体和所述反应气体。所述衬底处理系统使用RF等离子体来沉积膜。所述衬底处理系统 执行原子层沉积（ALD)和化学气相沉积（CVD)中的至少一种。ALD和CVD中的至少一种使 用RF等离子体。所述控制器被配置以控制所述N个循环的占空比介于25%和75%之间。
[0013] 在其他特征中，控制器被配置以在（b)和（c)期间供应所述运载气体。所述N个 循环中的每个循环具有介于1秒和5秒之间的持续时间。N大于或者等于100并且小于或 者等于5000。所述N个循环的占空比和/或所述N个循环的持续时间中的至少一个在所述 N个循环期间是变化的。
[0014] -种执行衬底处理系统的方法包括：a)从处理室内的衬底支撑件移除衬底；b)选 择性地供应运载气体和清洗气体到所述处理室；c)在N个循环期间在所述处理室内生成RF 等离子体，其中，N是大于1的整数，其中在所述N个循环中的每个循环期间，RF等离子体开 通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段；以及d)在所述RF等离子体的所述N个循环 中的每个循环的至少部分期间供应所述清洗气体。
[0015] 在其他特征中，在所述N个循环的所述第一时间段期间不供应清洗气体，并且在 所述N个循环的所述第二时间段的至少部分期间供应清洗气体。
[0016] -种衬底处理系统包括处理室，处理室包括在处理期间支撑衬底的衬底支撑件。 气体供应件供应运载气体和清洗气体。控制器被配置以：a)在从所述处理室移除了所述衬 底之后，供应所述运载气体到所述处理室；b)在N个循环期间在所述处理室内生成RF等离 子体，其中N是大于1的整数，其中在所述N个循环中的每个循环期间，所述RF等离子体开 通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段；以及c)在所述RF等离子体的所述N个循环 中的每个循环的至少部分期间供应所述清洗气体。
[0017] 在其他特征中，在所述N个循环的所述第一时间段期间不供应清洗气体，并且在 所述N个循环的所述第二时间段的至少部分期间供应清洗气体。
[0018] 本发明的进一步的适用范围将从【具体实施方式】、权利要求和附图变得显而易见。 【具体实施方式】和具体实施例旨在仅供说明，而并非意在限制本公开的范围。 【附图说明】
[0019] 本发明将从具体描述和附图被更充分地理解，其中：
[0020] 图1是根据本发明的衬底处理系统的一个实施例的功能框图。
[0021] 图2是示出了执行原子层沉积（ALD)的方法的一个实施例的流程图。
[0022] 图3是示出了根据本发明用于从衬底处理室去除颗粒的方法的一个实施例的流 程图。
[0023] 图4是示出了根据本发明用于从衬底处理室去除颗粒的方法的另一实施例的流 程图。
[0024] 图5和6是示出了根据本发明用于在从处理室去除颗粒时供应前体、反应气体、运 载气体、清洗气体和RF等离子体的控制信号的时序的曲线图。
[0025] 在上述图中，附图标记可以重新使用以识别相似和/或相同的元件。 【具体实施方式】
[0026] 使清洗气体循环来去除处理室内的颗粒并非很有效。清洗气体在减少处理室内的 颗粒方面的相对低效可能部分归因于静电力，该静电力致使颗粒附着在处理室的表面上。 此外，颗粒还可能因静电力而聚集并且可能被截留在例如喷头等处理室组件的内部。由静 电力所保持的颗粒难以通过使清洗气体循环而去除。
[0027] 本公开内容涉及从处理室去除颗粒的系统和方法。如本文所公开的，在移除衬底 之后，处理室内的颗粒可以通过使RF等离子体和清洗气体循环来去除。在一些实施例中， RF等离子体循环的时序类似于在ALD膜沉积期间使用的循环的时序。
[0028] 在一些实施例中，在去除颗粒期间不供应反应气体和前体。供应运载气体并且使 RF等离子体循环开通和关闭。使用连续式或者脉冲式的清洗气体来从处理室去除颗粒。
[0029] 在一些实施例中，根据本公开的系统和方法可以用于从用于通过ALD或者PEALD 处理来沉积膜的处理室去除颗粒。膜类型的实例包括3102、31131^31(：、贵金属和高1(值 材料，所述高K值材料包括镧系氧化物、4族金属氧化物和5族金属氧化物，但也可能涉及其 他膜类型和/或其他处理。例如，本公开还可用于从用于通过CVD或PECVD处理沉积膜的 处理室去除颗粒。膜类型的实例包括Si02、SiN、TEOS、SiC、SiCN和AHM，但也可使用其他膜 类型和/或处理。
[0030] 根据本公开内容，在处理之后移除衬底，供应运载气体并且使RF功率循环开通和 关闭