使用同时存在的原位和远程等离子体源进行快速室清洁制造技术

本发明专利技术涉及使用同时存在的原位和远程等离子体源进行快速室清洁。一种用于清洁衬底处理系统的处理室的方法包括：向远程等离子体源(RPS)供应三氟化氮(NF3)气体；使用所述RPS产生RPS等离子体；向所述处理室供应所述RPS等离子体；将NF3气体作为旁路气体供应至所述处理室；在供应所述RPS等离子体的同时在所述处理室中激励原位等离子体；并且在清洁时间段期间使用所述RPS等离子体和所述原位等离子体两者清洁所述处理室。清洁所述处理室。清洁所述处理室。

【技术实现步骤摘要】
使用同时存在的原位和远程等离子体源进行快速室清洁
本申请是申请号为201880026126.2、申请日为2018年4月23日、专利技术名称为“使用同时存在的原位和远程等离子体源进行快速室清洁”的专利技术专利申请的分案申请。


[0001]本公开涉及衬底处理系统，并且更具体地涉及用于清洁衬底处理系统的处理室的系统和方法。

技术介绍

[0002]这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该
技术介绍
部分以及在提交时不会以其他方式认为是现有技术的描述的方面中描述的程度上，目前署名的专利技术人的工作既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。
[0003]衬底处理系统可用于执行衬底(例如半导体晶片)的蚀刻、沉积和/或其他处理。可以在衬底上执行的示例工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)和/或其他蚀刻、沉积和清洁工艺。衬底可以布置在衬底处理系统的处理室中的衬底支撑件(诸如基座、静电卡盘(ESC)等)上。例如，在处理期间，可以将气体混合物引入到处理室中，并且可以激励等离子体以增强处理室内的化学反应。
[0004]在处理室内已经处理了多个衬底之后，膜和/或其他反应物可能积聚在处理室的侧壁、衬底支撑件和位于处理室内的其他部件上。定期进行室清洁处理以去除膜上的积聚物和/或其他反应物。由于衬底在室清洁处理过程中不能被处理，所以最小化执行室清洁处理所花费的时间是重要的。

技术实现思路

[0005]一种用于清洁衬底处理系统的处理室的方法包括：向远程等离子体源(RPS)供应三氟化氮(NF3)气体；使用所述RPS产生RPS等离子体；向所述处理室供应所述RPS等离子体；将NF3气体作为旁路气体供应至所述处理室；在供应所述RPS等离子体的同时在所述处理室中激励原位等离子体；并且在清洁时间段期间使用所述RPS等离子体和所述原位等离子体两者清洁所述处理室。
[0006]在其他特征中，所述方法包括在所述清洁时间段之后熄灭所述原位等离子体并且不向所述处理室供应所述RPS等离子体。所述衬底处理系统执行化学气相沉积(CVD)。所述衬底处理系统使用氧化物前体气体将二氧化硅(SiO2)沉积在衬底上。所述氧化物前体气体包括原硅酸四乙酯(TEOS)气体。所述衬底处理系统执行原子层沉积(ALD)。
[0007]在其他特征中，所述衬底处理系统使用氧化物前体气体沉积二氧化硅(SiO2)。所述氧化物前体气体包含原硅酸四乙酯(TEOS)气体。所述原位等离子体使用从500W至3000W的范围内的RF功率产生。所述原位等离子体使用从1000W至2000W的范围内的RF功率来产生。所述原位等离子体使用从1400W至1600W的范围内的RF功率产生。
[0008]在其他特征中，通往所述RPS的气体流率是在针对在所述方法期间使用的室操作参数的最有效流率的90％至110％的范围内。通往所述RPS的气体流率是在针对在所述方法期间使用的室操作参数的最有效流率的95％至105％的范围内。
[0009]在其他特征中，通往所述RPS的NF3气体的气体流率是在10slm至12slm的范围内。通往所述处理室的NF3气体的气体流率是在3slm至5slm的范围内。
[0010]在其他特征中，所述方法包括：在所述第一时间段的第一部分期间维持所述处理室中的第一压强；以及在所述第一时间段的第二部分期间在所述处理室中维持与所述第一压强不同的第二压强。
[0011]在其他特征中，所述第一压强在2托至4托的范围内，而所述第二压强在0.5托至2托的范围内。所述方法包括在所述第一时间段期间将所述衬底支撑件的温度维持在350℃与650℃之间的范围内。所述方法包括在所述第一时间段期间将所述衬底支撑件的温度维持在445℃和550℃之间的范围内。
[0012]根据详细描述、权利要求和附图，本公开的其他应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并不意图限制本公开的范围。
附图说明
[0013]从详细描述和附图中将更全面地理解本公开，其中：
[0014]图1是用于处理衬底并且其中可以执行根据本公开的室清洁处理的衬底处理系统的示例的功能框图。
[0015]图2是示出根据本公开的用于执行室清洁处理的方法的示例的流程图。
[0016]图3是RPS等离子体、原位等离子体、RPS和旁路NF3气体的供应以及清洁期间的室压强的时序图的示例。
[0017]图4是示出根据现有技术和本公开在清洁处理期间位于处理室内的试样上测得的蚀刻速率的改进的示例的图形。
[0018]图5是示出根据现有技术和本公开在清洁处理期间位于处理室内的试样上测得的蚀刻速率百分比增加的示例的图形。
[0019]图6是示出根据现有技术和本公开的用于室清洁处理的减少的清洁时间段的示例的图形。
[0020]在附图中，附图标记可以被重复使用以识别相似和/或相同的元件。
具体实施方式
[0021]根据本公开的系统和方法用于以增加的蚀刻速率清洁衬底处理室的内表面上的膜和其他反应物以减少室清洁循环时间。在一些示例中，室清洁可从约1.4μm/min的蚀刻速率改善至大于5μm/min。供应三氟化氮(NF3)气体(或NF3与惰性气体的混合物)给远程等离子体源(RPS)并且将RPS等离子体供应至处理室。在供应RPS等离子体的同时，使用旁路NF3气体激励原位等离子体，这将在下面进一步描述。NF3到RPS和旁路气体到处理室的双路径输送使得额外的NF3能流入处理室，超过通过RPS的最大和最有效的NF3流速，以实现更高的蚀刻速率。
[0022]现在参考图1，示出了用于执行诸如使用RF等离子体进行蚀刻或沉积的衬底处理
的示例衬底处理系统100。衬底处理系统100包括处理室102，处理室102围绕衬底处理系统100的其他部件并包含RF等离子体。衬底处理系统100包括上电极104和衬底支撑件106，诸如静电卡盘(ESC)。在操作期间，将衬底108布置在衬底支撑件106上。
[0023]仅举例而言，上电极104可以包括引入和分配工艺气体和清洁气体的喷头109。喷头109可以包括杆部，该杆部包括连接到处理室的顶表面的一端。基部大致为圆柱形，并且在与处理室的顶面间隔开的位置处从杆部的相对端径向向外延伸。喷头的基部的面向衬底的表面或面板包括让工艺气体或吹扫气体流过的多个孔。替代地，上电极104可以包括导电板，并且工艺气体可以以另一种方式引入。
[0024]衬底110支撑加热板112，其可对应于陶瓷多区加热板。衬底支撑件106包括充当下电极的基板110。可以在加热板112和基板110之间布置热阻层114。基板110可以包括用于使冷却剂流过基板110的一个或多个冷却剂通道116。
[0025]RF生成系统120生成并输出RF功率到上电极104和下电极(例如，衬底支撑件106的基板110)中的一个。上电极和下电极中的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于清洁衬底处理系统的处理室的清洁系统，其包括：远程等离子体源(RPS)，所述远程等离子体源被配置为产生远程等离子体；处理室，所述处理室被配置为从所述RPS接收RPS等离子体；控制器，所述控制器被配置为：从气体源向所述RPS供应三氟化氮(NF3)气体；将NF3气体作为旁路气体从所述气体源供应至所述处理室；在供应所述RPS等离子体至所述处理室的同时通过供应射频(RF)功率在所述处理室中从所述旁路气体激励原位等离子体；并且在清洁时间段期间使用所述RPS等离子体和所述原位等离子体两者清洁所述处理室。2.根据权利要求1所述的清洁系统，其中所述控制器还被配置成在所述清洁时间段之后熄灭所述原位等离子体并且不向所述处理室供应所述RPS等离子体。3.根据权利要求1所述的清洁系统，其中所述处理室被配置成在所述处理室内接收化学气相沉积(CVD)。4.根据权利要求3所述的清洁系统，其中所述处理室被配置成使用氧化物前体气体在所述处理室内的衬底上接收二氧化硅(SiO2)沉积。5.根据权利要求4所述的清洁系统，其中所述氧化物前体气体包括原硅酸四乙酯(TEOS)气体。6.根据权利要求1所述的清洁系统，其中所述处理室被配置成在所述处理室内接收原子层沉积(ALD)处理。7.根据权利要求6所述的清洁系统，其中所述处理室被配置成使用氧化物前体气体在所述处理室内接收二氧化硅(SiO2)沉积。8.根据权利要求7所述的清洁系统，其中所述氧化物前体气体包含原硅酸四乙酯(TEOS)气体。9.根据权利要求1所述的清洁系统，其中所述控制器被配置成使用从500W至3000W的范围内的RF功率产生所述原位等离子体。10.根据权利要求1所...

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