衬底表面的蒸气清洁制造技术

一种清洁衬底的方法包含：将所述衬底布置在处理室中；将所述处理室的压强控制在预定压强范围内；将所述处理室的温度控制在预定温度范围内；在第一期间中持续供应包含金属螫合物蒸气的蒸气混合物，以从所述衬底的表面去除金属污染物。属污染物。属污染物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衬底表面的蒸气清洁
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2019年6月24日申请的美国临时申请No.62/865,647的利益。上述引用的申请的全部公开内容都通过引用合并于此。


[0002]本公开内容总体上涉及衬底处理系统，更具体而言，本公开内容涉及用于例如半导体晶体的衬底蒸气清洁的衬底处理系统。

技术介绍

[0003]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。
[0004]衬底处理系统可以用来处理例如半导体晶片之类的衬底上的膜。处理的示例包含蚀刻、沉积、灰化和其他种类的处理。在衬底处理期间，可以在一或多个处理室中执行多个处理。衬底通常是在两次处理之间进行清洗，以在进一步于下游处理室中进行处理之前先去除来自上游处理室的污染物。
[0005]可以执行湿式清洁来清洗衬底。例如，衬底可被安装在卡盘上。当卡盘旋转时，流体喷嘴可用于分配例如液体之类的流体和/或热量可被施加以处理衬底。
[0006]一些衬底包含有高深宽比(HAR)结构。例如，HAR结构可包括纳米柱、沟槽或通孔。HAR结构的宽度(平行于衬底的表面)明显小于特征的深度(垂直于衬底的表面)。深宽比大于5:1的HAR结构相当常见。更先进的处理包括具有更高深宽比的HAR结构。
[0007]图案崩塌在一或更多个HAR结构崩塌、相对于衬底表面侧向移动和/或直接接触相邻的HAR结构时发生。图案崩塌经常发生在湿式清洁之后的干燥期间。图案塌陷会导致性能问题和缺陷。

技术实现思路

[0008]一种清洁衬底的方法包含：将所述衬底布置在处理室中；将所述处理室的压强控制在预定压强范围内；将所述处理室的温度控制在预定温度范围内；在第一期间中持续供应包含金属螫合物蒸气的蒸气混合物，以从所述衬底的表面去除金属污染物。
[0009]在其他特征中，包含以下至少一者：位于所述处理室内的部件由非金属材料制成；以及/或者位于所述处理室内的所述部件的暴露表面以非金属涂层涂覆。
[0010]在其他特征中，所述金属螯合蒸气包含β
‑
二酮以及β
‑
二酮衍生物。所述金属螯合蒸气选自由下列各项组成的群组：乙酰丙酮(acac)、三氟乙酰丙酮(tfa)、六氟乙酰丙酮(hfacH)、新戊酰三氟丙酮(pivaloyltrifluoroacetone)、四甲基庚二酮、以及七氟二甲基辛二酮(fod)。
[0011]在其他特征中，所述金属螯合蒸气包含三氟乙酸和乙二胺。
[0012]在其他特征中，所述蒸气混合物进一步包含含有氢卤化物的蒸气。
[0013]所述方法包含：在所述第一期间之后，从所述处理室去除反应物；在第二期间中向所述处理室供应氧化气体混合物；以及在所述第二期间之后，从所述处理室去除反应物。
[0014]在其他特征中，在供应所述蒸气混合物至所述处理室之前，所述方法进一步包含：在第二期间中向所述处理室供应氧化气体混合物；以及在所述第二期间之后，从所述处理室去除反应物。
[0015]在其他特征中，所述预定压强范围是从0.1Torr至100Torr。所述预定温度范围是从50℃至300℃。
[0016]一种用于清洁衬底的衬底处理系统包含：处理室，其包含顶表面、底表面、以及侧壁，所述侧壁是由非金属材料制成以及/或者以非金属材料涂覆中的至少一者。衬底支撑件支撑衬底。加热器将所述衬底加热至预定范围内的温度。蒸气输送系统在第一期间中供应含有金属螯合蒸气的蒸气混合物至所述处理室，以从所述衬底的表面去除金属污染物。
[0017]在其他特征中，所述金属螯合蒸气包含β
‑
二酮以及β
‑
二酮衍生物。所述金属螯合蒸气包含：乙酰丙酮(acac)、三氟乙酰丙酮(tfa)、新戊酰三氟丙酮、四甲基庚二酮、六氟乙酰丙酮(hfacH)、以及七氟二甲基辛二酮(fod)。所述金属螯合蒸气包含三氟乙酸和乙二胺。
[0018]在其他特征中，所述蒸气混合物进一步包含含有卤素物质的蒸气。在所述第一期间之后，气体输送系统在第二期间中输送氧化气体混合物至所述处理室。气体输送系统在第二期间中输送氧化气体混合物至所述处理室。所述气体输送系统在所述蒸气输送系统供应所述蒸气混合物之前就输送所述氧化气体混合物至所述处理室。
[0019]在其他特征中，所述处理室维持在从0.1Torr至100Torr之间的预定压强范围内的压强下。所述预定温度范围是从50℃至300℃。
[0020]所述处理室包含透明窗。所述加热器被布置在所述处理室的外部而与所述透明窗相邻。所述加热器包含多个发光二极管。
[0021]在其他特征中，所述加热器被布置在所述处理室的内部。所述加热器的暴露表面由非金属材料制成和/或以非金属涂层涂覆。所述加热器包含嵌入式加热器及冷却剂通道两者中的至少一者。
[0022]根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
[0023]根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
[0024]图1A是具有高深宽比特征的衬底在清洁前的示例的横截面图；
[0025]图1B是具有高深宽比特征的衬底的示例的横截面图，该衬底在湿式清洁后具有图案塌陷；
[0026]图1C是具有高深宽比特征的衬底的示例的横截面图，其在根据本公开内容使用蒸气混合物清洗之后并无图案塌陷；
[0027]图2A和2B是功能框图，说明根据本公开内容的用于清洁衬底的衬底处理系统的示例；以及
[0028]图3为一流程图，其说明根据本公开内容使用蒸气清洁衬底的方法示例。
[0029]在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
[0030]衬底的金属污染可能是由上游处理室金属(UPCM)(例如不锈钢(铁(Fe)、铬(Cr)、镍(Ni)和钼(Mo)))、例如钇(Y)之类的处理室涂层、和/或例如铝(Al)之类的室体材料引起。也可能由于其他金属的存在而发生污染：过渡金属(例如钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、镁(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、钼(Mo)和钨(W))、碱土金属(例如镁(Mg)和钙(Ca))以及碱金属(例如钠(Na)和钾(K))。
[0031]根据本公开内容的衬底清洁系统及方法使用蒸气混合物以清洁衬底并去除金属污染物而不留下残留物或引起HAR结构的塌陷。如将在下面进一步描述的，蒸气混合物会将金属转换成挥发性金属化合物。
[0032]在一些示例中，该蒸气混合物包含金属螯合蒸气。在一些示例中，该金属螯合蒸气包含β
‑
二酮及其衍生物。β
‑
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】1.一种清洁衬底的方法，其包含：将所述衬底布置在处理室中；将所述处理室的压强控制在预定压强范围内；将所述处理室的温度控制在预定温度范围内；以及在第一期间中持续供应包含金属螫合物蒸气的蒸气混合物，以从所述衬底的表面去除金属污染物。2.根据权利要求1所述的方法，其包含以下至少一者：位于所述处理室内的部件由非金属材料制成；以及/或者位于所述处理室内的所述部件的暴露表面以非金属涂层涂覆。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属螯合蒸气包含β
‑
二酮以及β
‑
二酮衍生物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属螯合蒸气选自由下列各项组成的群组：乙酰丙酮(acac)、三氟乙酰丙酮(tfa)、六氟乙酰丙酮(hfacH)、新戊酰三氟丙酮、四甲基庚二酮、以及七氟二甲基辛二酮(fod)。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属螯合蒸气包含三氟乙酸和乙二胺。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述蒸气混合物进一步包含含有氢卤化物的蒸气。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：在所述第一期间之后，从所述处理室去除反应物；在第二期间中向所述处理室供应氧化气体混合物；以及在所述第二期间之后，从所述处理室去除反应物。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：在供应所述蒸气混合物至所述处理室之前，在第二期间中向所述处理室供应氧化气体混合物；以及在所述第二期间之后，从所述处理室去除反应物。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定压强范围是从0.1Torr至100Torr。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定温度范围是从50℃至300℃。11.一种用于清洁衬底的衬底处理系统，其包含：处理室，其包含顶表面、底表面、以及侧壁，所述侧壁是由非金属材料制成以及/或者以非金属材料涂覆中的至少一者；衬底支撑件，其用于支撑衬底；加热器，其将所述衬底加热至预定范围内的温度；以及蒸气...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：