用rf等离子体循环和清洗去除处理室颗粒的系统和方法_2

文档序号:9560840阅读:来源:国知局
来激励RF等离子体。在一些实施例中,RF循环可以具有与在ALD膜沉积中使用的时 序类似的时序。在一些实施例中,使用机械手或者转位机构移除衬底。在RF循环期间不供 应前体和反应气体。在RF循环期间,可以使用连续式或者脉冲式的清洗气体来从处理室去 除颗粒。
[0031] RF循环和清洗可以有助于释放静电附着在处理室内的表面上的颗粒。颗粒在RF 循环期间释放并且与清洗气体一起排出处理室。此外,由RF等离子体充电的颗粒相互排 斥,使得颗粒聚集可以由清洗气体流抽出处理室。
[0032] 根据本公开的RF循环和清洗的优点包括显著减少了将处理室内的颗粒数降低到 预定值之下所需的时间。例如,相比于24-48小时的仅有气体循环的清洗,2-3小时的如本 文所述的RF循环和清洗可具有较佳的颗粒减少性能。结果,处理室后期维护调节时间显著 减少。
[0033] 现在参考图1,示出了使用RF循环和清洗去除机械颗粒的衬底处理系统10的一个 实施例。衬底处理系统10包括处理室12。可以使用例如喷头或者其他装置之类的气体分 配装置14供应气体到处理室12。衬底18 (例如半导体晶片)可以在处理期间布置在衬底 支撑件16上。衬底支撑件16可以包括基座、静电卡盘、机械卡盘或者其他类型的衬底支撑 件。
[0034] 气体输送系统20可包括一个或者多个气体源22-2、22-2…和22-N(统称为气体 源22),其中N是大于1的整数。可以使用阀24-U24-2···和24-N(统称为阀24)、质量流 量控制器26-1、26-2…和26-N(统称为控制器26)或者其他流量控制装置来可控地供应前 体、反应气体、惰性气体、清洗气体和它们的混合物到歧管30,该歧管30供应气体混合物到 处理室12。
[0035] 控制器40可以用于监控例如温度、压强等处理参数(使用传感器41)以及用于控 制处理时序。控制器40可以用于控制例如气体输送系统20、基座加热器42和/或等离子 体发生器46等处理装置。控制器40还可以用于使用阀50和栗52来排空处理室12。
[0036] RF等离子体发生器46在处理室内生成RF等离子体。RF等离子体发生器46可以 是电感型或电容型RF等离子体发生器。在一些实施例中,RF等离子体发生器46可包括RF 供应源60以及匹配和分配网络46。当RF等离子体发生器46显示为连接到带有接地或者 浮置的基座的气体分配装置14时,RF发生器46可连接到衬底支撑件16并且气体分配装 置14可以是接地的或者浮置的。
[0037] 现在参考图2,示出了执行原子层沉积(ALD)的方法的一个实施例。虽然出于说 明的目的显示了 ALD处理,但本文所述的系统和方法可适用于包括但不限于CVD、PECVD、 PEALD等其他类型的处理。
[0038] 在104,衬底被放置进处理室内。可以供应处理气体(例如一种或者多种运载气体 或者惰性气体)到处理室。在106,供应第一前体到处理室持续第一时间段。在第一时间段 之后,在110清洗处理室。在114,第二前体可以被供应到处理室持续第二时间段,以与第一 前体反应。可选地或者附加地,可以在处理室内激励RF等离子体以使第一前体转换。在第 二时间段之后,在116清洗处理室。在120,执行一个或者多个附加的ALD循环并且控制返 回到106。否则,在ALD循环完成时,控制结束。在处理完成时,从处理室内移除衬底。
[0039] 现在参考图3,示出了从衬底处理室去除颗粒的方法的一个实施例。本文所述的系 统和方法在从处理室移除了衬底之后执行。在此实施例中,清洗气体在RF等离子体循环和 清洗期间继续保留。在204,从处理室移除衬底。在206,供应运载气体到处理室。在210, 供应清洗气体到处理室。在214,激励RF等离子体持续预定时间段。在216, RF等离子体在 预定时间段之后熄灭。当附加的RF等离子体循环(在220判定)将要执行时,控制在206 继续。当完成预定数量的循环时,控制结束。
[0040] 现在参考图4,示出了从衬底处理室去除颗粒的方法的另一实施例。在此实施例 中,在关闭了 RF信号之后,循环开通和关闭清洗气体。在304,从处理室移除衬底。在306, 供应运载气体到处理室。在314,激励RF等离子体持续第一预定时间段。在316,在第一预 定时间段之后熄灭RF等离子体。在318,在RF等离子体熄灭之后使用清洗气体清洗处理室 持续第二预定时间段。如果需要附加的RF等离子体和清洗循环,那么控制在306继续。当 完成了足够数量的循环时,控制结束。
[0041] 现在参考图5和6,示出了说明用于供应前体、反应气体、运载气体、清洗气体和RF 的控制信号的时序的实施例的曲线。图5中所示的时序对应于图3中所描述的方法。不供 应前体和反应气体到处理室。在RF脉冲期间供应运载气体和清洗气体。
[0042] 图6中所示的时序对应于图4中所描述的方法。在RF等离子体循环和清洗期间 不供应前体和反应气体到处理室。在RF夹持期间供应运载气体。在RF脉冲的下降沿之后 将清洗气体生成脉冲持续预定时间段。虽然清洗气体显示为在后续RF脉冲的前沿之前停 止所述预定时间段,但也可以供应清洗气体直至后续RF脉冲的前沿或者正好在后续RF脉 冲的前沿之后。在一些实施例中,RF循环的占空比介于25%和75%之间。在其他实施例 中,所述占空比和时间段在颗粒去除期间可以是变化的。改变占空比和/或持续时间可有 助于去除颗粒。在一些实施例中,RF循环为1至5秒长,但也可以使用其他时间段。在一 些实施例中,执行100至5000个循环,但也可以使用附加的或者较少的循环。在一些实施 例中,执行2000至3000个循环,但也可以使用附加的或者更少的循环。
[0043] 在一个实施例中,在室泄漏事件发生之后对处理室除尘。10个小时的仅有清洗 气体的循环使室机械颗粒减少到约1000个颗粒添加数(adder)。如表1所示,需要另外 22个小时的仅有清洗气体的循环的该方法将室机械颗粒进一步减少到〈30个颗粒添加数 @0. 06 μ m :
[0044] 在另一实施例中,在喷头泄漏问题发生之后,衬底处理工具针对ALD Ox处理经受 高颗粒数。使用24小时的仅有清洗气体的循环,处理室机械颗粒数仍然处于约100。接着, 使用2个小时的RF循环和清洗,处理室机械颗粒数降到约30添加数。如表1I所示,另外 1个小时的RF循环和清洗进一步减少机械颗粒数。
[0045] 在另一实施例中,1个小时的RF循环和清洗将2000埃膜中颗粒数从约800添加数 显著降低到约100添加数,并且减少了处理室机械颗粒数。如表1II所示,附加的2个小时 的RF循环和清洗进一步减少了 2000埃膜中颗粒数。
[0046] 前面的描述在本质上仅仅是说明性的并且不意在以任何方式限制本公开、其应用 或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式来实现。因此,虽然本公开包括特定实施例,但 本公开的真正范围不应被如此限制,因为在研究了附图、说明书和后面的权利要求后,其它 的变形方案将变得显而易见。如本文中所使用的短语"A,B和C中的至少一个"应当解释 为是指使用非排他性的逻辑或的逻辑(A或B或C),并且不应当被解释为是指"至少一个A, 至少一个B和至少一个C"。应该理解的是,方法中的一个或多个步骤在不改变本发明原理 的情况下可以以不同的顺序(或同时)执行。
[0047] 在本申请中,包括下面的定义,术语"控制器"可以被替换为术语"电路"。术语 "控制器"可以指以下器件、以下器件中的一部分,或者包括以下器件:特定用途集成电路 (ASIC);数字、模拟或混合模拟/数字分立电路;数字、模拟或混合模拟/数字集成电路;组 合逻辑电路;现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器电路(共享的、专用的或成组 的);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或成组的);提供所述 功能的其它合适的硬件组件;或上述这些的部分或全部的组合(例如在芯片上系统中)。
[0048] 控制器可以包括一个或多个接口电路。在一些实例中,接口电路可以包括连接到 局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或它们的组合的有线或无线接口。本发明的任何给定 的控制器的功能可以在经由接口电路连接的多个控制器之间进行分配。例如,多个控制器 可以允许负载平衡。在进一步的例子中,服务器(也称为远程或云)控制器可以以客户控 制器的名义完成某些功能。
[0049] 如上述使用的,术语"代码"可以包括软件、固件和/或微代码,并且可以指程序、 例程、函数、类别、数据结构和/或对象。术语"共享处理器电路"包括执行来
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1