移除薄膜中的杂质的方法以及衬底处理设备技术

本发明专利技术涉及一种移除薄膜中的杂质的方法以及一种衬底处理设备。移除薄膜中的杂质的方法包括以下步骤：在工艺腔室中提供上面形成有薄膜的衬底；将与薄膜中所包含的杂质发生反应以及结合的第一气体供应到工艺腔室中；在停止第一气体的供应之后，通过对工艺腔室的内部进行减压来排出杂质与第一气体的结合产物；通过将不同于第一气体的第二气体供应到工艺腔室中来将薄膜固化；以及停止第二气体的供应且将剩余的第二气体从工艺腔室的内部排出。本发明专利技术有效地移除薄膜中所包含的杂质。有效地移除薄膜中所包含的杂质。有效地移除薄膜中所包含的杂质。

Method for removing impurities from thin films and substrate processing equipment

【技术实现步骤摘要】
移除薄膜中的杂质的方法以及衬底处理设备


[0001]本专利技术涉及一种移除薄膜中的杂质的方法以及一种衬底处理设备，且更具体来说，涉及从薄膜移除杂质的一种移除薄膜中的杂质的方法以及一种衬底处理设备。

技术介绍

[0002]在半导体制造工艺期间，使用例如原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)及化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)等方法来沉积薄膜，且将薄膜用作半导体器件。此处，包含金属元素及配体(或键结(bind)元素)的金属前体化合物主要用作用于薄膜沉积的源气体。
[0003]一般来说，当使用金属前体化合物来沉积薄膜时，金属元素与配体之间的键合(bond)不会被有效地破坏，因此会沉积具有配体的一部分的金属元素(或金属元素的氧化物或氮化物)。因此，配体可作为薄膜内的杂质，此会导致增加薄膜的电阻率(或介电常数)的问题。
[0004]近来，随着半导体器件的高性能及高集成度的要求以及器件大小的微型化，需要一种技术来改善用作半导体器件的薄膜的电阻率(或介电常数)特性，且因此需要一种从薄膜有效地移除杂质的方法。
[0005][现有文件][0006]韩国专利出版物第10
‑
1999
‑
0059064号

技术实现思路

[0007][待解决的问题][0008]本专利技术将提供一种移除薄膜中的杂质的方法以及一种衬底处理设备，以通过依序地实行多个气体供应及减压排气(reduced pressure exhaust)来有效地移除薄膜中所包含的杂质。
[0009][解决问题的方式][0010]根据实施例，一种移除薄膜中的杂质的方法包括以下步骤：在工艺腔室中提供上面形成有薄膜的衬底；将与所述薄膜中所包含的杂质发生反应以及结合的第一气体供应到所述工艺腔室中；在停止所述第一气体的所述供应之后，通过对所述工艺腔室的内部进行减压来排出所述杂质与所述第一气体的结合产物(coupled product)；通过将不同于所述第一气体的第二气体供应到所述工艺腔室中来将所述薄膜固化；以及停止所述第二气体的所述供应且将剩余的所述第二气体从所述工艺腔室的所述内部排出。
[0011]所述供应所述第一气体的步骤可在所述工艺腔室之内在0.1托到20托的第一压力下实行，且所述排出所述结合产物的步骤可通过对所述工艺腔室的所述内部进行减压而在低于所述第一压力的0.1毫托到20毫托的第二压力下实行。
[0012]所述杂质可包含碳(C)，且所述第一气体可包含氢(H)。
[0013]所述薄膜可包含金属元素，且所述第二气体可包含氧(O)。
[0014]所述供应所述第一气体的步骤可被实行达第一时间段，且所述排出所述结合产物的步骤可被实行达比所述第一时间段短的第二时间段。
[0015]所述供应所述第一气体的步骤可在100℃到400℃的温度下实行。
[0016]所述将所述薄膜固化的步骤可包括使所述第二气体中的元素与所述薄膜的表面发生反应以形成固化层。
[0017]所述固化层可具有或小于的厚度。
[0018]所述供应所述第一气体的步骤、所述排出所述结合产物的步骤、所述将所述薄膜固化的步骤及所述排出剩余的所述第二气体的步骤可被重复多次。
[0019]根据另一实施例，一种衬底处理设备包括：工艺腔室，上面形成有薄膜的衬底在所述工艺腔室中被装载及卸载；第一气体供应单元，被配置成将第一气体供应到所述工艺腔室中，所述第一气体与所述薄膜中所包含的杂质发生反应以及结合；第二气体供应单元，被配置成将第二气体供应到所述工艺腔室中，所述第二气体不同于所述第一气体；加热器单元，设置在所述工艺腔室之外，以向所述工艺腔室的内部提供热能；排气单元，被配置成对所述工艺腔室的所述内部进行排气；以及控制单元，被配置成控制所述第一气体供应单元、所述第二气体供应单元及所述排气单元，所述第一气体供应单元可通过所述控制单元的控制而供应所述第一气体，以通过所述杂质与所述第一气体的反应生成结合产物，所述排气单元可通过所述控制单元的所述控制而排出所述结合产物，且所述第二气体供应单元可通过所述控制单元的所述控制而供应所述第二气体以将所述薄膜固化。
[0020]所述控制单元可将所述工艺腔室的内部压力调节为0.1托到20托的第一压力以供应所述第一气体，且将所述工艺腔室的所述内部减压到低于所述第一压力的0.1毫托到20毫托的第二压力，以排出所述结合产物。
[0021]所述控制单元可还控制所述加热器单元将所述工艺腔室之内的温度调节到100℃到400℃的温度。
[0022]所述控制单元可进行控制，以多次重复地实行供应所述第一气体、排出所述结合产物及供应所述第二气体。
[0023]所述杂质可包含碳(C)，且所述第一气体可包含氢(H)。
[0024]所述薄膜可包含金属元素，且所述第二气体可包含氧(O)。
[0025][专利技术效果][0026]根据本专利技术，一种移除薄膜中的杂质的方法可通过使薄膜中所包含的杂质与第一气体发生反应以生成杂质与第一气体的结合产物且快速对工艺腔室的内部进行减压以排出结合产物而从薄膜有效地移除杂质，且因此可改善薄膜特性(例如电阻率)。此外，通过在从0.1托到20托的第一压力到0.1毫托到20毫托的第二压力的快速减小的压力下排出结合产物，当薄膜由于图案而具有带有大的(或深的)纵横比的沟槽时，可在400℃或小于400℃的低温下从薄膜的表面甚至沟槽深处有效地移除杂质。
[0027]另外，当在其中杂质已从薄膜逸出的部分(或位点(site))中产生例如空位(vacancy)等缺陷时，可供应不同于第一气体的第二气体且可通过第二气体的元素移除缺陷以将薄膜固化，从而改善薄膜(或半导体器件)的可靠性。
[0028]此外，通过多次重复第一气体的供应及排出以及第二气体的供应及排出，可将杂质的移除速率最大化。
[0029]另外，通过利用第二气体在薄膜的表面上形成固化层，固化层可抑制或防止第一气体与薄膜中除杂质之外的元素之间的任何反应。此外，薄膜表面上所形成的固化层可防止异物(foreign substance)粘合到从工艺腔室卸载的衬底上的薄膜上，或者防止薄膜被氧化。
附图说明
[0030]图1是示出根据本专利技术实施例的移除薄膜中的杂质的方法的流程图。
[0031]图2是用于阐释根据本专利技术实施例的第一气体及第二气体的供应及排出的循环的曲线图。
[0032]图3是用于阐释根据本专利技术实施例的在步骤中的每一者中工艺腔室的内部压力的改变的曲线图。
[0033]图4是示出根据本专利技术另一实施例的衬底处理设备的示意性剖视图。
[0034][符号的说明][0035]10：衬底
[0036]50：外部盖体
[0037]100：衬底处理设备
[0038]110：工艺腔室
[0039]111：外管
[0040]112：内管
[0041]115：装载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移除薄膜中的杂质的方法，所述方法包括以下步骤：在工艺腔室中提供上面形成有所述薄膜的衬底；将与所述薄膜中所包含的所述杂质发生反应以及结合的第一气体供应到所述工艺腔室中；在停止所述第一气体的供应之后，通过对所述工艺腔室的内部进行减压来排出所述杂质与所述第一气体的结合产物；通过将不同于所述第一气体的第二气体供应到所述工艺腔室中来将所述薄膜固化；以及停止所述第二气体的供应且将剩余的所述第二气体从所述工艺腔室的所述内部排出。2.根据权利要求1所述的方法，其中供应所述第一气体的步骤是在所述工艺腔室之内在0.1托到20托的第一压力下实行，且排出所述结合产物的步骤是通过对所述工艺腔室的所述内部进行减压而在低于所述第一压力的0.1毫托到20毫托的第二压力下实行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述杂质包含碳且所述第一气体包含氢。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述薄膜包含金属元素且所述第二气体包含氧。5.根据权利要求1所述的方法，其中供应所述第一气体的步骤被实行达第一时间段，且排出所述结合产物的步骤被实行达比所述第一时间段短的第二时间段。6.根据权利要求1的所述方法，其中供应所述第一气体的步骤是在100℃到400℃的温度下实行。7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述薄膜固化的步骤包括使所述第二气体的元素与所述薄膜的表面发生反应以形成固化层。8.根据权利要求7的所述方法，其中所述固化层具有或小于或小于的厚度。9.根据权利要求1所述的方法，其中供应所述第一气体的步骤、排出所述结合产物的步骤、将所述薄膜固化的步骤及排出剩余的所述第二气体的步骤被重复多次。10.一种衬底处理设备，包括：工艺腔室，上面形成有...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔圭鎭，崔圭镐，黄相赫，
申请(专利权)人：株式会社尤金科技，
类型：发明
国别省市：