等离子稳定化方法以及使用所述方法的沉积方法技术

本发明专利技术提供一种等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法。所述等离子稳定化方法包含：(a)供应源气体；(b)供应冲洗气体；(c)供应反应性气体；以及(d)供应等离子，其中在步骤(a)到步骤(d)期间将所述冲洗气体和所述反应性气体连续地供应到反应器中，且在所述反应器中不存在衬底的状态中执行所述等离子稳定化方法。本发明专利技术的等离子稳定化方法可在反应空间中稳定地形成等离子，且可通过调整等离子功率而实现等离子匹配以防止等离子功率下降藉此稳定地执行沉积过程。

Plasma stabilizing method and deposition method using said method

The present invention provides a plasma stabilizing method and a deposition method using the plasma stabilizing method. Including the plasma stabilization method: (a) supply of gas; (b) the supply of flushing gas; (c) the supply of reactive gas; and (d) the supply of plasma, which in step (a) to step (d) during the flushing gas and the reactive gas continuously supplies to the reactor, and the reactor does not exist in the plasma stabilization method for performing substrate state. Plasma stabilization method of the invention can be stably formed in the plasma in the reactor space, and through adjusting the plasma power and plasma, to prevent the decline of plasma power to stabilize the execution of the deposition process.

【技术实现步骤摘要】
等离子稳定化方法以及使用所述方法的沉积方法
本专利技术提供涉及等离子稳定化(plasmastabilization)方法以及使用所述方法的沉积方法的一或多个实施例，且更具体地说涉及在反应性空间中稳定地形成等离子的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法。
技术介绍
最近，对于在硅衬底上沉积超薄膜(ultra-thinfilm)的要求随着半导体电路的线宽度减小到约20nm而变得越来越严格。确切地说，已经主动地进行与低温沉积过程相关的研究和开发。为此目的，已经开发等离子增强原子层沉积(plasmaenhancedatomiclayerdeposition，PEALD)过程，其中可在低温下沉积超薄膜。由于PEALD过程中的等离子激活反应性气体且加速与源气体的反应，因此可在低温下形成薄膜。
技术实现思路
本专利技术的一或多个实施例包含在等离子过程中在第一衬底上稳定地形成等离子的方法。本专利技术的一或多个实施例包含用于在不执行衬底沉积过程的设备空闲时间之后解决问题的方法，这例如是因为当在反应器中处理新批次的第一衬底时，等离子不稳定且因此在过程的开始非正常地沉积薄膜，所以将执行原位清洁或将改变衬底的批次(批次此处意味着将携载衬底的单元。一个批次通常包括25个衬底)。另外的方面将部分在以下描述中得到阐述，并且部分地方面将从描述中显而易见或者可通过对所呈现的实施例的实践习得。根据一或多个实施例，等离子稳定化方法包含步骤：(a)供应源气体；(b)供应冲洗气体；(c)供应反应性气体；以及(d)供应等离子，其中在步骤(a)到(d)期间，冲洗气体和反应性气体连续地供应到反应器中，且在所述反应器中不存在衬底的状态中执行所述等离子稳定化方法。当步骤(a)到(d)称为一个循环时，可执行多个循环且在每一循环期间供应的等离子的功率水平可彼此不同。在每一循环期间供应的等离子功率水平可在从在膜沉积过程期间供应的等离子的功率水平的约10％到约100％的范围内循序地增加。所述等离子功率水平可逐步地增加。所述多个循环可包含点燃前循环、中间点燃循环或点燃后循环。在点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环期间供应的等离子功率水平可分别为在膜沉积过程期间供应的等离子功率水平的1/3、1/2和1倍。所述点燃前循环、中间点燃循环以及点燃后循环中的每一者可重复执行三到五次。当步骤(a)到(d)称为一个循环时，可执行多个循环且在所述多个循环期间供应的等离子功率水平可为相同的且可小于在膜沉积过程期间供应的等离子功率水平。所述源气体、所述冲洗气体以及所述反应性气体的流动速率可与在膜沉积过程期间供应的源气体、冲洗气体和反应性气体的流动速率相同。从步骤(a)到(d)，薄膜可形成于反应器的内壁上。所述反应性气体和所述冲洗气体可为同一类型的反应性冲洗气体，其中所述反应性冲洗气体当所述反应性冲洗气体未通过等离子活化时不与所述源气体反应，且当所述反应性冲洗气体通过等离子活化时与所述源气体反应。根据一或多个实施例，沉积方法包含：执行所述等离子稳定化方法；将衬底装载到反应器中；以及在所述衬底上执行沉积。根据一或多个实施例，等离子稳定化方法包含：供应冲洗气体、反应性气体和源气体的第一步骤；在所述第一步骤之后停止所述源气体的供应的第二步骤；在所述第二步骤之后施加等离子的第三步骤；在所述第三步骤之后停止所述等离子的施加的第四步骤；以及在所述第四步骤之后将衬底装载到反应器中且在所述衬底上执行沉积的第五步骤。可在所述第二步骤和第三步骤期间以及在所述第四步骤和第五步骤期间供应所述冲洗气体和所述反应性气体。根据一或多个实施例，沉积方法包含：在多个第一组衬底上执行的第一沉积步骤；在多个第二组衬底上执行的第二沉积步骤，其中在第一沉积步骤与第二沉积步骤之间执行等离子稳定化步骤，其中在所述等离子稳定化步骤期间供应冲洗气体和反应性气体，且交替地执行源气体的供应和等离子的供应。可在以下周期当中的至少一个周期期间执行等离子稳定化步骤：衬底从载体传送到传送装置的第一周期、衬底从传送装置传送到装载锁装置的第二周期、衬底从装载锁装置传送到传送腔室的第三周期以及衬底从传送腔室传送到反应腔室的第四周期。可在来自所述多个第一组衬底当中的最后衬底上的沉积与来自所述多个第二组衬底当中的第一衬底上的沉积之间的空闲时间期间执行等离子稳定化步骤。所述多个第一组衬底可包含在第一批次中，且所述多个第二组衬底可包含在不同于所述第一批次的第二批次中。可在执行反应腔室的原位清洁之后执行等离子稳定化步骤。所述第一沉积步骤和所述第二沉积步骤中的至少一者可包含：供应第一气体；通过使用冲洗气体移除剩余的第一气体；供应第二气体和等离子；以及通过使用冲洗气体移除剩余的第二气体，其中所述第一气体包含在等离子稳定化步骤期间供应的源气体，且所述第二气体包含在等离子稳定化步骤期间供应的反应性气体。附图说明通过下文结合附图对实施例的描述，将可以清楚地知道并且更容易地理解这些和/或其它方面，在附图中：图1是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。图2是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。图3是根据实施例的用于解释等离子稳定化步骤的时序图。图4是说明当通过在长空闲时间之后执行过程而在第一衬底上执行沉积时不稳定地产生等离子的情况的曲线图。图5是说明根据实施例在执行等离子稳定化步骤之后通过装载衬底而执行正常沉积步骤时供应到反应器中的等离子稳定的情况的曲线图。图6是根据实施例的等离子稳定化方法以及使用所述等离子稳定化方法的沉积方法的流程图。图7是根据另一个实施例用于解释在沉积过程之前稳定反应器中的等离子的过程的时序图。图8是根据实施例的衬底处理设备的视图。图9和图10是根据实施例的等离子稳定化步骤和沉积方法的流程图。图11是根据实施例用于解释在等离子稳定化方法之后执行的原子层沉积(ALD)过程的时序图。附图标号说明810：反应腔室；820：传送腔室；825：传送机器人；830：装载锁；840：传送装置；850：载体。具体实施方式现在将参考附图更加完整地描述本专利技术，在所述附图中示出了本专利技术的实施例。现将参考附图在下文中更加全面地描述本专利技术，在这些附图中示出了本专利技术的元件。然而，本专利技术可以用许多不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例是为了使得本专利技术将是透彻并且完整的，并且将本专利技术的范围完整地传达给所属领域的技术人员。本文中所使用的术语仅仅是为了描述实施例，且并不希望限制本专利技术的实施例。如本文中所使用，除非上下文另外清晰地指示，否则单数形式“一”和“所述”也意图包含复数形式。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在于本文中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在，但并不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联的所列项目中的一或多者的任何及所有组合。将理解，虽然本文可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件、区、层和/或部分，但这些部件、区、层和/或部分不应当受这些术语限制。所述术语并不指代特定次序、垂直关系或偏好，且仅用以区分一个部件、一个区或一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子稳定化方法，其包括以下步骤：(a)供应源气体；(b)供应冲洗气体；(c)供应反应性气体；以及(d)供应等离子，其中在步骤(a)到步骤(d)期间，所述冲洗气体和所述反应性气体连续地供应到反应器中，且在所述反应器中不存在衬底的状态中执行所述等离子稳定化方法。

【技术特征摘要】
2016.03.10 KR 10-2016-00291051.一种等离子稳定化方法，其包括以下步骤：(a)供应源气体；(b)供应冲洗气体；(c)供应反应性气体；以及(d)供应等离子，其中在步骤(a)到步骤(d)期间，所述冲洗气体和所述反应性气体连续地供应到反应器中，且在所述反应器中不存在衬底的状态中执行所述等离子稳定化方法。2.根据权利要求1所述的等离子稳定化方法，其中当步骤(a)到步骤(d)称为一个循环时，执行多个循环且在所述多个循环期间供应的所述等离子的功率水平彼此不同。3.根据权利要求2所述的等离子稳定化方法，其中在所述多个循环期间供应的所述等离子的功率水平从在所述衬底上的膜沉积过程期间供应的等离子的功率水平的约10％到约100％的范围内循序地增加。4.根据权利要求3所述的等离子稳定化方法，其中所述等离子的功率水平逐步地增加。5.根据权利要求3所述的等离子稳定化方法，其中所述多个循环包含点燃前循环、中间点燃循环或点燃后循环。6.根据权利要求5所述的等离子稳定化方法，其中在所述点燃前循环、所述中间点燃循环以及所述点燃后循环期间供应的所述等离子的功率水平分别是在所述衬底上的所述膜沉积过程期间供应的所述等离子的功率水平的1/3、1/2和1倍。7.根据权利要求5所述的等离子稳定化方法，其中重复执行所述点燃前循环、所述中间点燃循环以及所述点燃后循环中的每一者三到五次。8.根据权利要求1所述的等离子稳定化方法，其中当步骤(a)到步骤(d)称为一个循环时，执行多个循环且在所述多个循环期间供应的所述等离子的功率水平是相同的且小于在所述衬底上的膜沉积过程期间供应的等离子的功率水平。9.根据权利要求1所述的等离子稳定化方法，其中所述源气体、所述冲洗气体以及所述反应性气体的流动速率与在所述衬底上的膜沉积过程期间供应的源气体、冲洗气体以及反应性气体的流动速率相同。10.根据权利要求1所述的等离子稳定化方法，其中在步骤(a)到步骤(d)期间，薄膜形成于所述反应器的内壁上。11.根据权利要求1所述的等离子稳定化方法，其中所述反应性气体和所述冲洗气体是相同类型的反应性冲洗气体，其中当所述反应性冲洗气体未通过所述等离子而活化时，所述反应性冲洗气体不与所述源气体反应，且当所述反应性冲洗气体通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东锡，张侥彻，
申请(专利权)人：ASM知识产权私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL