用基于氟的自由基来执行反应室的原位蚀刻的设备和方法技术

公开了用于从反应系统中的反应室的内部清洁或蚀刻钼膜或氮化钼膜的设备和方法。利用远程等离子体单元来活化与惰性气体源混合的卤化物前体以形成自由基气体。自由基气体与钼膜或氮化钼膜反应以形成副产物，该副产物通过吹扫气体从反应室的内部除去。吹扫气体从反应室的内部除去。吹扫气体从反应室的内部除去。

【技术实现步骤摘要】
用基于氟的自由基来执行反应室的原位蚀刻的设备和方法


[0001]本公开总体上涉及在膜已经沉积在反应室的内壁上之后清洁反应室的设备和方法。本公开更具体地涉及使用基于卤素的自由基来执行沉积膜的清洁或原位蚀刻。

技术介绍

[0002]用于形成半导体器件结构例如晶体管、存储元件和集成电路的半导体制造过程范围很广，并且可以包括沉积过程。沉积过程可导致沉积在基板上的膜，比如钼或氮化钼。
[0003]在沉积过程中，钼或氮化钼膜也可积聚在反应室的内壁上。如果太多的这些膜积聚在壁上，则可能会产生不利影响，比如由于积聚的膜引起的温度不均匀性而导致的漂移过程性能。此外，积聚的膜可能会在处理的基板上引起颗粒问题。
[0004]传统的预防性反应室维护可能需要定期更换反应室的部件。这可能会导致大量的停机时间(约1周或更长时间)，从而导致大量的生产损失。
[0005]因此，需要从反应室的壁清洁沉积的钼膜或氮化钼膜的设备和方法，其不需要大量的生产停机时间。

技术实现思路

[0006]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍概念选择。在下面的本公开的示例实施例的详细描述中进一步详细描述了这些概念。本
技术实现思路
并非旨在必须标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0007]在本专利技术的至少一个实施例中，公开了一种用于清洁反应室的内壁的方法。该方法包括：提供反应室，其中钼膜沉积在反应室的内壁上；通过使惰性气体流入远程等离子体单元来点燃远程等离子体单元；使卤化物前体流入远程等离子体单元以形成自由基气体；使自由基气体从远程等离子体单元流入反应室，其中自由基气体与钼膜反应；以及使吹扫气体流动以从反应室除去自由基气体与钼膜的反应副产物；其中钼膜包括以下中的至少一个：钼；或氮化钼。
[0008]在本专利技术的至少一个实施例中，公开了一种用于沉积半导体膜的反应系统。该反应系统包括：反应室，其配置成保持待处理的基板，该反应室具有在反应室的内部上的沉积膜，其中该沉积膜包括以下中的至少一个：钼或氮化钼；远程等离子体单元；卤化物前体源，其配置为向远程等离子体单元提供卤化物气体；惰性气体源，其配置为向远程等离子体单元提供惰性气体；第一反应物前体源，其配置为向反应室提供第一反应物前体，其中第一反应物前体不进入远程等离子体单元；以及第二反应物前体或吹扫气体源，其配置为向反应室提供第二反应物前体或吹扫气体；其中远程等离子体单元配置为活化卤化物气体和惰性气体的混合物，以形成流向反应室的自由基气体；并且其中自由基气体与沉积膜反应以从反应室除去沉积膜。
[0009]在本专利技术的至少一个实施例中，公开了一种用于沉积半导体膜的分批反应系统。该反应系统包括：反应管，其配置为保持待处理的基板舟皿，该反应管具有在反应室的内部
上的沉积膜，其中该沉积膜包括以下中的至少一个：钼或氮化钼；原位自由基发生器；卤化物前体源，其配置为向反应管提供卤化物气体；惰性气体源，其配置为向反应管提供惰性气体；氧气体源，其配置为向反应管提供氧气体；第一反应物前体源，其配置为向反应管提供第一反应物前体；以及第二反应物前体源，其配置为向反应室提供第二反应物前体；其中原位自由基发生器配置为活化卤化物气体以在反应管中形成自由基气体；并且其中自由基气体与沉积膜反应以从反应管除去沉积膜。
[0010]为了概述本专利技术以及与现有技术相比所实现的优点，在上文中已经描述了本专利技术的某些目的和优点。当然，应当理解，根据本专利技术的任何特定实施例，不一定可以实现所有这些目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本专利技术可以以实现或优化本文教导或暗示的一个优点或一组优点的方式实施或进行，而不必实现本文可教导或暗示的其他目的或优点。
[0011]所有这些实施例都旨在落入本文所公开的本专利技术的范围内。通过参考附图对某些实施例的以下详细描述，这些和其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见，本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。
附图说明
[0012]虽然说明书以特别指出并明确要求保护被认为是本专利技术的实施例的权利要求作为结尾，但当结合附图阅读本公开的实施例的某些示例的描述时，可以更容易地确定本公开的实施例的优点，其中：
[0013]图1示出了根据本公开实施例的非限制示例性过程流程，展示了用于从反应室的内壁清洁钼或氮化钼膜的方法。
[0014]图2示出了根据本公开实施例的膜沉积系统的截面示意图。
[0015]图3示出了根据本公开至少一个实施例的分批反应器系统。
[0016]本文呈现的图示并不意味着是任何特定材料、结构或装置的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施例的理想化表示。
具体实施方式
[0017]尽管以下公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本专利技术超出了本专利技术的具体公开的实施例和/或用途及其明显的修改和等同物。因此，意图是所公开的本专利技术的范围不应受到以下描述的特定公开的实施例的限制。
[0018]如本文所用，术语“基板”可以指的是可以使用的任何一种或多种底层材料或者可以在其上形成器件、电路或膜的材料。
[0019]如本文所用，术语“循环化学气相沉积”可以指任何过程，其中将基板顺序地暴露于一个或多个挥发性前体，其在基板上反应和/或分解以产生所需的沉积。
[0020]如本文所用，术语“原子层沉积”(ALD)可以指气相沉积过程，其中在反应室中进行沉积循环，优选多个连续的沉积循环。通常，在每个循环过程中，前体被化学吸附到沉积表面(例如基板表面或先前沉积的下层表面，比如来自先前ALD循环的材料)，形成不易与其他前体反应的单层或亚单层(即自限反应)。此后，如果需要，可随后将反应物(例如另一前体或反应气体)引入处理室中，以用于将化学吸附的前体转化为沉积表面上的所需材料。通
常，该反应物能够与前体进一步反应。此外，在每个循环期间，还可以使用净化步骤，以在化学吸附的前体转化之后从处理室除去过量的前体和/或从处理室除去过量的反应物和/或反应副产物。此外，如本文所用，术语“原子层沉积”还旨在包括由相关术语指定的过程，比如“化学气相原子层沉积”、“原子层外延”(ALE)、分子束外延(MBE)、气体源MBE或有机金属MBE，以及当使用前驱体成分、反应性气体和吹扫(例如惰性载气)气体的交替脉冲进行时的化学束外延。
[0021]如本文所用，术语“膜”和“薄膜”可以指通过本文公开的方法形成的任何连续或不连续的结构和材料。例如，“膜”和“薄膜”可以包括2D材料、纳米层压体、纳米棒、纳米管或纳米颗粒，或甚至部分或全部分子层，或部分或全部原子层或原子和/或分子簇。“膜”和“薄膜”可以包括具有针孔的材料或层，但仍然至少部分地连续。
[0022]在本公开的整个实施例中给出了许多示例材料，应注意，对于每种材料给出的化学式不应解释为限制性的，并且给出的非限制性示例性材料不应受给出的示例化学计量的限制。
[0023]本公开包括用于清洁执行钼膜沉积过程的反应系统的设备和方法。钼薄膜可用于多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于清洁反应室的内壁的方法，该方法包括：提供反应室，其中钼膜沉积在反应室的内壁上；通过使惰性气体流入远程等离子体单元来点燃远程等离子体单元；使卤化物前体流入远程等离子体单元以形成自由基气体；使自由基气体从远程等离子体单元流入反应室，其中自由基气体与钼膜反应；以及使吹扫气体流动以从反应室除去自由基气体与钼膜的反应副产物；其中，所述钼膜包括以下中的至少一个：钼；或氮化钼。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应室与以下中的至少一个成一体：原子层沉积(ALD)反应系统；化学气相沉积(CVD)反应系统；单晶片沉积系统；分批晶片沉积系统；竖直炉沉积系统；错流沉积系统；微型分批沉积系统；或空间ALD沉积系统。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述惰性气体包括以下中的至少一个：氩；氙；氦；或氮。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卤化物前体包括以下中的至少一个：三氟化氮(NF3)；六氟化硫(SF6)；四氟化碳(CF4)；氟仿(CHF3)；八氟环丁烷(C4F8)；三氟化氯(ClF3)；氟(F2)；或以上的混合物。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吹扫气体包括以下中的至少一个：氮(N2)；氦(He)；氩；或氙。6.根据权利要求1所述的方法，还包括使第一反应物从第一反应物前体源流动，以沉积钼膜。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一反应物包括以下中的至少一个：卤化钼前体；氯化钼前体；碘化钼前体；溴化钼前体；硫属钼化物；氯氧化钼；碘氧化钼；二氯二氧化钼(IV)(MoO2Cl2)前体；或氢溴酸钼。8.根据权利要求6所述的方法，还包括使第二反应物从第二反应物前体源流动，以沉积钼膜。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反应室的温度在300℃至550℃之间、在350℃至500℃之间或在400℃至450℃之间的范围内。10.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述自由基气体流动具有高流动模式，其通过使自由基气体以范围在1500至3000sccm之间、在2000至3000sccm之间或在2500至3000sccm之间的流量流动来实现的。11.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述自由基气体流动具有低流动模式，其通过使自由基气体以范围在50至500sccm之间、在100至300sccm之间或在100至200sccm之间的流量流动来实现的。12.一种用于沉积半导体膜的反应系统，该反应系统包括：反应室，其配置成保持待处理的基板，该反应室具有在反应室的内部上的沉积膜，其中该沉积膜包括以下中的至少一个：钼或氮化钼；远程等离子体单元；卤化物前体源，其配置为向远程等离子体单元提供卤化物气体；惰性气体源，其配置为向远程等离子体单元提供惰性气体；第一反应物前体源，其配置为向反应室提供第一反应物前体，其中第一反应物前体不
进入远程等离子体单元；以及第二反应物前体或吹扫气体源，其配置为向反应室提供第二反应物前体或吹扫气体；其中，所述远程等离子体单元配置为活化卤化物气体和惰性气体的混合物，以形成流向反应室的自由基气体；并且其中，所述自由基气体与沉积膜反应以...

【专利技术属性】
技术研发人员：A米什拉，B佐普，S斯瓦米纳坦，TGM奥斯特拉肯，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：