用于实现高温处理而没有腔室漂移的方法技术

本公开内容的实现方式提供用于在处理腔室中处理基板的方法。在一个实现方式中，所述方法包括：(a)在第一腔室压力下使用第一高频RF功率在第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下在所述第一基板之后的N个基板上顺序地沉积介电层，其中N是5至10的整数，并且其中沉积N个基板中的每个基板包括使用第二高频RF功率，所述第二高频RF功率具有比所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm

A Method for High Temperature Treatment without Cavity Drift

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实现高温处理而没有腔室漂移的方法
本公开内容的实现方式整体涉及用于处理工艺腔室以改进沉积均匀性的改进的方法。
技术介绍
半导体工业中的等离子体反应器通常由含铝材料制成。特别是在多晶硅、金属或氧化物沉积腔室中，当使用诸如NF3或CF4之类的含氟气体作为化学物质时，可以在铝表面上形成氟化铝层。已观察到，氟化铝的形成在高于480摄氏度具有显著蒸气压力并且在此温度下开始升华。氟化铝然后被运输到腔室部件，诸如工艺腔室的面板。氟化铝在面板上冷凝并形成层，所述层可能在腔室中的后续工艺期间剥落并且用颗粒污染基板表面。氟化铝难以除去，并且在面板被污染之后，未有已知的方法来提供面板和/或真空腔室的原位清洁。因此，在真空腔室内的沉积速率漂移并且腔室变得不稳定。因此，本领域中需要提供一种用于清洁工艺腔室的改进的方法，从而使得最小化或避免沉积速率漂移和在处理期间氟化铝污染基板表面的可能性。
技术实现思路
本公开内容的实现方式提供用于在工艺腔室中处理基板的方法。在一个实现方式中，所述方法包括：(a)在第一腔室压力下使用第一高频RF功率在第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下在所述第一基板之后的N个基板上顺序地沉积介电层，其中N是5至10的整数，并且其中沉积N个基板中的每个基板包括使用第二高频RF功率，所述第二高频RF功率具有比所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约0.35W/cm2的功率密度；(c)在不存在基板的情况下执行腔室清洁工艺；以及(d)重复(a)至(c)。在另一个实现方式中，所述方法包括：(a)使用第一高频RF功率和第一低频RF功率在第一腔室压力下处理第一基板以在所述第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下顺序地处理在所述第一基板之后的N个基板以在所述N个基板上沉积介电层，其中N是5至10的整数，并且其中处理N个基板中的每个基板包括使用第二高频RF功率和第二低频RF功率，其中所述第二高频RF功率具有比用于在紧接的前一个(immediateprior)基板上沉积所述介电层的所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约0.35W/cm2的功率密度；(c)在不存在基板的情况下执行腔室清洁工艺；以及(d)重复(a)至(c)。在又一个实现方式中，所述方法包括处理第N基板，其中N是大于1的整数，所述处理第N基板包括：在第一腔室压力下使用第一高频RF功率和第一低频RF功率以在所述第N基板上沉积介电层的第一部分；在第二腔室压力下使用第二高频RF功率和第二低频RF功率在所述第N基板上沉积所述介电层的第二部分，其中所述第二高频RF功率具有比所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约0.35W/cm2的功率密度，并且所述第二腔室压力低于所述第一腔室压力；以及从所述处理腔室去除所述第N基板。在处理所述第N基板之后，处理第(N+1)基板，包括：在所述第二腔室压力下使用所述第二高频RF功率和所述第二低频RF功率以在所述第(N+1)基板上沉积介电层，其中所述第二高频RF功率具有比用于在所述第N基板上沉积所述介电层的所述第一部分的所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约0.35W/cm2的功率密度；以及从所述处理腔室移除所述第(N+1)基板，通过将处理腔室的温度维持在约550℃的第一温度下、然后在将清洁气体引入所述处理腔室中之前将所述处理腔室冷却长达约60秒来执行腔室清洁工艺。附图简述可以参考附图中描绘的本公开内容的说明性实现方式来理解本公开内容的以上简要地概述和以下更详细地描述的实现方式。然而，应当注意，附图仅示出了本公开内容的典型实现方式，并且因此不应当被视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可以允许其它等效实现方式。图1描绘了根据本公开内容的实现方式的用于在基板上沉积介电层的示例性方法的流程图。为了便于理解，已经尽可能地使用相同的附图标记指定各图共有的相同元件。附图未按比例绘制，并且为了清楚起见，可以将附图进行简化。可以设想，一个实现方式的要素和/或特征可以有益地并入其它实现方式，而不进一步叙述。具体实施方式图1描绘了根据本公开内容的实现方式的用于处理基板的方法100的流程图。方法100在框102处通过在处理腔室中处理第一基板开始。处理腔室可以是使用热和/或等离子体以增强工艺性能的任何合适的基板处理腔室，例如化学气相沉积(CVD)腔室或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室。处理腔室可以是单个处理腔室或具有两个反应空间的双腔室反应器，所述两个反应空间共用相同的空间或配备不同的气体入口和不同的RF系统。在一个示例性实现方式中，处理腔室是双腔室反应器，其中每个RF供电的处理腔室至少具有面板、基板支撑件和真空泵系统。面板是腔室盖的表面，其暴露于处理环境并面向基板支撑件。可有益于本公开内容的实施方式的一个合适的工艺腔室是可从加利福尼亚州圣克拉拉应用材料公司(AppliedMaterials，Inc.，SantaClara.California)商购的腔室。第一基板的处理一般包括以下过程中的一个或多个。首先，稳定处理腔室以建立适于在基板上沉积介电层的工艺条件。稳定可以包括调整操作处理腔室以执行沉积所必需的工艺参数。工艺参数可以包括但不限于设置工艺条件，诸如腔室压力、电极间距、面板温度、基板支撑件温度等。例如，可以通过以下方式稳定处理腔室：泵吸处理腔室并将其维持到预定压力，将面板与基板之间的电极间距调整到第一电极间距，并且将基板支撑件的温度维持在约400℃至约650℃，例如约550℃。面板温度可以维持在约100℃至约300℃之间。然后，通过温度受控面板将前驱物气体混合物提供到处理腔室。气体混合物可以是用于沉积硅(多晶硅或非晶硅)、氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的任何合适的前驱物混合物。如果需要，可以包括掺杂剂前驱物，诸如硼化合物、磷化合物和/或砷化合物。以下流率范围适用于尺寸适于300mm基板的腔室。适当的缩放可以用于尺寸适于其它基板的腔室。可以以约20mgm至约5000mgm之间的流率提供原硅酸四乙酯(TEOS)。可以以约1000sccm至约20000sccm之间的流率提供氧前驱物，诸如N2O、O2、O3、H2O、CO或CO2。可以任选地以约20sccm至约2000sccm之间的流率提供硅前驱物(诸如硅烷)。可以以约200sccm至约50000sccm之间的流率提供氮前驱物，诸如N2、N2O、NH3或H2N2，或其取代的变体，或前述氮物质的任何混合物。可以包括碳前驱物(诸如烃，例如甲烷)以向此层添加碳。任选地，可以以约20sccm至约3000sccm之间的流率提供掺杂剂前驱物，诸如三甲基硼烷(TMB)、乙硼烷(B2H6)、膦(PH3)、胂(AsH3)和取代的膦和胂、或它们的混合物。这些前驱物可以由载气携带，或稀释在以约500sccm至约30000sccm之间的速率流动的稀释气体(诸如氦、氩、氮或氢，或它们的任何混合物)中。在介电层是二氧化硅的一个示例性实现方式中，前驱物气体混合物包括TEOS、N2O和氩。在将前驱物气体供应到处理腔室中时，处理腔室维持在约5托与约10托之间的初始操作压力下，例如约8托。面板与基板之间的电极间距建立在约200密耳与2000密耳之间。基板支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在处理腔室中处理基板的方法，包括：(a)在第一腔室压力下使用第一RF功率在第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下在所述第一基板之后的N个基板上顺序地沉积介电层，其中N是5到10的整数，并且其中沉积N个基板中的每个基板包括使用第二RF功率，所述第二RF功率具有比所述第一RF功率的功率密度低约0.21W/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.16 US 62/435,5251.一种用于在处理腔室中处理基板的方法，包括：(a)在第一腔室压力下使用第一RF功率在第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下在所述第一基板之后的N个基板上顺序地沉积介电层，其中N是5到10的整数，并且其中沉积N个基板中的每个基板包括使用第二RF功率，所述第二RF功率具有比所述第一RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约0.35W/cm2的功率密度；(c)在不存在基板的情况下执行腔室清洁工艺；以及(d)重复(a)至(c)。2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二腔室压力低于所述第一腔室压力。3.如权利要求1所述的方法，其中所述腔室清洁工艺使用包括氟和/或氟自由基(F*)的清洁气体。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：在(c)之后，在设置在所述处理腔室的处理区域中的腔室部件的表面之上沉积调配层，其中所述调配层具有约8000埃至约20000埃的厚度。5.如权利要求4所述的方法，其中所述调配层是二氧化硅或非晶硅。6.如权利要求1所述的方法，其中所述腔室清洁工艺包括：第一清洁阶段，所述第一清洁阶段以约200密耳至约800密耳的第一电极间距被执行；以及第二清洁阶段，所述第二清洁阶段以约900密尔至约1200密耳的第二电极间距被执行。7.如权利要求1所述的方法，其中在(a)和(b)期间将基板支撑件的温度维持在约400℃至约650℃。8.如权利要求1所述的方法，其中在(c)期间将所述处理腔室维持在约400℃至约550℃的温度。9.一种用于在处理腔室中处理基板的方法，包括：(a)使用第一高频RF功率和第一低频RF功率在第一腔室压力下处理第一基板以在所述第一基板上沉积介电层；(b)在第二腔室压力下顺序地处理在所述第一基板之后的N个基板以在N个基板上沉积介电层，其中N是5至10的整数，并且其中处理N个基板中的每个基板包括使用第二高频RF功率和第二低频RF功率，其中所述第二高频RF功率具有比用于在紧接的前一个基板上沉积所述介电层的所述第一高频RF功率的功率密度低约0.21W/cm2至约.35W/cm2的功率密度；(c)在不存在基板的情况下执行腔室清洁工艺；以及(d)重复(a)至(c)，直至来自一批的所有基板都被处理为止。10.如权利要求9所述的方法，其中所述第二低频RF功率与所述第一低频RF功率相同。11.如权利要求9所述的方法，其中所述第二腔室压力低于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·蒋，P·P·杰哈，D·帕德希，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US