通过原位钝化室积累扩展制造技术

所公开的主题的是一种减少处理室内部的部件的膜脱落的方法。在一示例中，所述方法包括：在所述处理室内的连续多个衬底中的每一个上形成介电膜层；以及在预定数量的所述连续多个衬底上形成所述介电膜层之后，在所述处理室内部的所述部件上形成未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)膜以钝化所述介电膜层的积累层面。公开了其他设备和方法。了其他设备和方法。了其他设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过原位钝化室积累扩展
优先权主张本申请要求于2019年6月26日提交的名称为“CHAMBER
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ACCUMULATION EXTENSION VIA IN
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SITU PASSIVATION”的美国专利申请序列No.62/866,996的优先权利益，其全部公开内容都通过引用合并于此。


[0001]本文公开的主题涉及半导体和相关行业中使用的衬底处理的方法。更具体地，在多种实施方案中，所公开的主题涉及经由例如基于硅烷的膜的原位钝化的等离子体增强化学气相沉积基于TEOS的室积累扩展。

技术介绍

[0002]半导体设备的制造通常涉及诸如介电材料、半导体材料和金属材料之类的材料层的沉积。这些材料中的许多是使用化学气相沉积(CVD)工艺沉积的，例如通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)或在某些情况下通过原子层沉积(ALD)工艺和本
中其他已知的处理技术沉积的。
[0003]在涉及常见介电材料(例如二氧化硅(SiO2))沉积的各种操作中，原硅酸四乙酯(Si(OC H)，也称为四乙氧基硅烷或更常见的TEOS)经常用作形成所得的SiO2膜的前体。在许多工艺应用中，PECVD TEOS以多站顺序沉积(MSSD)模式运行，在这种模式下，批量衬底(例如，硅晶片)沉积在处理模块内。然而，一旦在处理室内的壁和其他部件上形成一定的介电材料积累，则对室进行等离子体清洁。需要等离子体清洁来将室的条件重置为基线状态，以确保不同批次之间的衬底上的膜特性的良好可重复性。
[0004]室内部的膜积累的极限由各种膜特性确定，例如由缺陷、膜均匀性值和出现在衬底上的其他性能指标确定。存在于衬底上的缺陷、膜均匀性和其他性能指标是由室内的膜积累引起的。例如，对于在例如350℃至400℃的工艺温度范围内沉积的薄膜，PECVD处理工具中基于TEOS的膜的典型积累极限可能约为12μm。
[0005]过去已经使用了各种方法来在各种类型的半导体处理工具上将TEOS积累极限增加到12μm以上，同时仍然不会降低用更高的TEOS积累极限处理的衬底的性能指数。例如，一种可以将积累极限推高至16μm至18μm范围的解决方案是为射频(RF)供电的喷头添加温度控制功能，以生产RF温控(RFTC)喷头。然而，由于RFTC喷头的复杂性，以及为防止RF噪声干扰所需的电源箱和RF滤波电路，典型的RFTC喷头升级套件可能使每个处理室增加约150,000美元。此外，RFTC喷头操作的温度被设置为更高的工艺温度以生产沉积在RFTC喷头的面板上的更具压缩性的膜。更具压缩性的膜可提高膜对喷头的粘附性并扩大室积累极限。如果没有改进膜的粘附性，RFTC喷头可能会将颗粒散落到衬底上，增加衬底上的颗粒缺陷(缺陷添加物)的数量，并降低在至少其中存在颗粒缺陷的衬底区域上生产的电子设备的性能。无论如何，总体设备良率受到不利影响。
[0006]此外，在较高温度下运行RFTC喷头也会加速例如氟化铝(AlF3)的生长，导致衬底
处理中更快的工艺转变，并且导致处理工具中零件和部件的寿命缩短。
[0007]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。因此，提供本节中描述的信息以便向本领域技术人员提供以下公开主题的背景，且不应将其视为公认的现有技术。

技术实现思路

[0008]在所公开的主题的一些示例性实施方案中，公开了一种减少处理室内部的部件的膜脱落的方法。所述方法包括：在所述处理室内的连续多个衬底中的每一个上形成介电膜层。在预定数量的所述连续多个衬底上形成所述介电膜层之后，在所述处理室内部的所述部件上形成未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)膜以钝化所述介电膜层的积累层面(accumulated levels)。
[0009]在所公开的主题的一些示例性实施方案中，公开了一种钝化处理室中积累的膜的方法。该方法包括：在衬底上形成介电层；以及确定是否已达到要处理的衬底的预定数量。基于确定未达到所述预定极限，处理附加衬底。基于确定已达到所述预定极限，钝化所述处理室的内部部件上的所述积累的膜。
[0010]在所公开的主题的一些示例性实施方案中，公开了一种有形计算机可读介质，其不具有瞬态信号并且包含指令。所述指令当由机器的一个或多个基于硬件的处理器执行时，使该机器执行操作，所述操作包括：在衬底上形成介电层；确定是否已达到要处理的衬底的预定数量。基于确定未达到所述预定极限，处理附加衬底。基于确定已达到所述预定极限，钝化所述处理室的内部部件上的所述积累的膜。
[0011]在所公开的主题的一些示例性实施方案中，公开了一种减少处理室内部的部件的膜脱落的方法。所述方法包括：在所述处理室内的连续多个衬底中的每一个上形成介电膜层；以及确定所述连续多个衬底中的每一个上的所述介电膜层的预定的累加的积累值是否至少已达到。基于确定未达到所述预定的累加的积累值，处理附加衬底。基于确定至少已达到所述预定的累加的积累值，钝化所述处理室的内部部件上的积累的膜。
[0012]在所公开的主题的一些示例性实施方案中，公开了一种有形计算机可读介质，其不具有瞬态信号并且包含指令。所述指令当由机器的一个或多个基于硬件的处理器执行时，使该机器执行操作，所述操作包括：在处理室内的连续多个衬底中的每一个上形成介电膜层；以及确定所述连续多个衬底中的每一个上的所述介电膜层的预定的累加的积累值是否至少已达到。基于确定未达到所述预定的累加的积累值，处理附加衬底。基于确定至少已达到所述预定的累加的积累值，钝化所述处理室的内部部件上的积累的膜。
附图说明
[0013]图1显示了可以与所公开的主题的各种示例性实施方案一起使用的基于等离子体的处理制造工具的简化示例；
[0014]图2A显示了可以与根据所公开的主题的多种实施方案一起使用的使用点(POU)阀和歧管组合的示例的横截面图。
[0015]图2B显示了图2A的使用点(POU)阀和歧管组合的示例的三维(3D)示意图，如从图2A的相反侧所示的；
[0016]图2C显示了图2A和图2B的使用点(POU)阀和歧管组合的示例的三维(3D)示意图，如从图2B的底视图所示的。
[0017]图3A至3D显示了在应用本文公开的USG钝化(封装)技术之后基于硅烷(SiH4)的未掺杂硅酸盐玻璃(USG)膜的积累极限和所得衬底与衬底之间的厚度和平均应力水平的图；
[0018]图4A至4D显示了在应用本文公开的USG钝化(封装)技术之后基于硅烷(SiH4)的氧化物膜的积累极限和所得衬底与衬底之间的厚度和平均颗粒添加物的图；
[0019]图5显示了10,000埃吞吐量增益与室积累的函数关系图，积累的膜的厚度以微米[μm]为单位测量；
[0020]图6A显示了根据所公开的主题，用于基于预定数量的被处理的衬底来减少从处理室内部的部件脱落的膜的示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种减少处理室内部的部件的膜脱落的方法，所述方法包括：在所述处理室内的连续多个衬底中的每一个上形成介电膜层；以及在预定数量的所述连续多个衬底上形成所述介电膜层之后，在所述处理室内部的所述部件上形成未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)膜以钝化所述介电膜层的积累层面。2.根据权利要求1所述的方法，其中上面形成了所述介电膜层的所述连续多个衬底的所述预定数量是基于用于形成所述介电膜层的材料和所述介电膜层的厚度。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括确定所述连续多个衬底中的每一个上的所述介电膜层的累加的积累。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电膜层是基于硅烷(SiH4)的氧化膜。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述USG膜被配置为增加喷头面板和沉积在其上的介电膜层的膜粘附性。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述USG膜提供钝化包封层，以减少从所述处理室内部的所述部件脱落的颗粒。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括不采用射频供电的温控(RFTC)喷头。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理室内部的所述部件的积累极限大于约12μm。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理室内部的所述部件的积累极限大于约40μm。10.一种钝化处理室中积累的膜的方法，所述方法包括：在衬底上形成介电层；确定是否已达到要处理的衬底的预定数量；以及基于确定未达到所述预定数量，处理附加衬底；以及基于确定已达到所述预定数量，钝化所述处理室的内部部件上的所述积累的膜。11.根据权利要求10所述的方法，其还包括，在钝化所述处理室的内部部件上的所述积累的膜之后，确定是否存在上面将形成介电层的附加衬底，所述介电层将形成在所述附加衬底中的相应附加衬底上；和基于确定存在上面将形成介电层的附加衬底，在所述处理室内的附加衬底中的连续衬底中的每一个上形成介电膜层；以及基于确定不存在上面将形成介电层的附加衬底，结束所述方法。12.根据权利要求10所述的方法，其中钝化所述处理室的内部部件上的所述积累的膜包括在所述处理室内部的所述部件上形成未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)膜。13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述积累的膜包括由形成在所述衬底上的所述介电层形成的膜。14.根据权利要求10所述的方法，其还包括确定所述处理室中的喷头面板的膜粘附性的值以至少部分地确定所述积累的极限。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述钝化基于在所述处理室的内部部件上形成基于硅烷(SiH4)的未掺杂的硅酸盐玻璃(USG)钝化膜。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述基于硅烷的USG膜周期性地插入在依次沉积到所述衬底上的所述介电层中的选定介电层之间。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述基于硅烷的USG膜用于形成粘附到所述处理室的内部部件上的多层结构。18.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志远，郭长鹤，齐成诸，岳若余，季春海，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：