專利名稱：為介質(zhì)cvd膜實現(xiàn)晶片間厚度均勻性的高功率介質(zhì)干燥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例一般地涉及集成電路的制造。更具體地說，本發(fā)明的實施例涉及對室的內(nèi)部進行干燥(seasoning)處理并在經(jīng)干燥的室中的襯底上沉積含碳層的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路和半導體器件的制造中，通常要在處理室中的襯底上沉積低k材料，所述低k材料例如碳化物(例如硅碳化物)、摻碳的氧化物(例如摻碳的硅氧化物)、以及摻碳的氮化物(例如摻碳的硅氮化物)，所述處理室例如沉積室，如化學氣相沉積(CVD)室。沉積處理通常會造成一些材料沉積在沉積室的壁和部件上。沉積在室壁和部件上的殘余材料可能影響襯底之間的沉積速率以及襯底上沉積物的均勻性。這種殘余物還可能從室部件剝離并產(chǎn)生可能損壞或破壞半導體器件的污染顆粒。
通常通過對室進行周期性清潔來控制室中的顆粒污染，所述清潔使用清潔氣體(通常是氟化合物和/或含氧化合物)并通過感性或容性耦合的等離子體進行激發(fā)。清潔氣體的選擇根據(jù)的是其與前體氣體和形成于室表面上的沉積材料鍵合(bind)的能力，所述鍵合形成可從室排出的揮發(fā)性產(chǎn)物，由此對室的處理環(huán)境進行清潔。
在室得到充分的清潔并將清潔產(chǎn)物排出室外后，通常要進行干燥步驟，將膜沉積到室的內(nèi)部部件上，形成將剩余污染物密封在其中的處理區(qū)域。所沉積的膜(通過防止粘附到室部件和壁上的殘余顆粒移動及落在處理中的表面上)降低了處理過程中的污染程度并便于室加熱處理。該步驟通常是通過沉積干燥膜覆蓋內(nèi)表面而實現(xiàn)的，所述內(nèi)表面形成了與后續(xù)沉積處理方案相符的處理區(qū)域。
通常使用與后續(xù)襯底處理中所用氣體混合物一樣的氣體混合物來沉積干燥膜。但是，這種含碳氣體混合物有一些缺點。例如，一個或多個內(nèi)部室表面(例如面板)通常是鋁或鋁基材料。含碳膜容易牢固地粘附到這些表面，使得難以對其進行清潔。粘附到室壁和部件(特別是面板)上的殘余膜顆粒即使在被干燥層覆蓋的情況下，也可能造成襯底處理中缺乏均勻性。
因此，需要一種用于含碳材料沉積之前的室干燥方法，該方法不包括用含碳材料涂敷內(nèi)部的室部件和室壁。這樣的方法應當允許在后續(xù)的室清潔處理中方便地除去干燥材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種對沉積室進行干燥的方法，其中，在室的至少一個內(nèi)部表面上沉積一種或多種無碳、含硅材料的一個或多個層，然后在室中的至少一個襯底上沉積一種或多種有機硅材料的一個或多個層。本發(fā)明還包括一種室內(nèi)清潔方法，該方法使用低能量等離子體和低壓來從內(nèi)部室表面除去殘余物。
在一種實施例中，干燥方法還需要在沉積(多個)有機硅層之前在(多個)無碳干燥層上沉積一種或多種含碳材料的一個或多個層。在另一種實施例中，本發(fā)明包括所述干燥方法與所述清潔方法的組合。


為了可以更清楚地理解本發(fā)明的上述特征，參考具體實施方式
可以對上面簡單概括的本發(fā)明有更具體的說明，某些實施方式圖示于附圖中。但是應當明白，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的典型實施例，因此不應認為是對其范圍的限制，因為本發(fā)明可以采用其他等效實施方式。
圖1是一種示例性沉積室的剖視圖，本發(fā)明可以在該沉積室中實施。
圖2是圖1的氣體分配組件和面板的更詳細的剖視圖。
圖3是對本發(fā)明的室清潔處理一種實施例的步驟進行說明的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明包括一種改進的沉積室干燥方法，其中，用不含碳的材料對室部件和室壁進行致密的涂敷。本發(fā)明的室干燥方法防止了含碳沉積材料接觸并粘附到內(nèi)部室表面上。另外，易于使用例如氟基材料對干燥膜進行清潔。此外，易于除去上覆的干燥層還使得用例如氧基材料從被干燥表面(例如面板)除去含碳殘余物的情況得到改善。在對內(nèi)部室表面進行這種改進的清潔之后對其進行致密、均勻的干燥，確保了隨后受到處理的襯底處于一致的沉積環(huán)境，從而使得不同襯底之間的均勻性更好。
圖1示出了室100的剖視圖，室100是可從Santa Clara，California的Applied Materials，Inc.買到的ProducerTM雙沉積臺處理室。應當注意，在實施本發(fā)明時也可以采用其他適當?shù)奶幚硎遥景l(fā)明中涉及具體處理室的說明僅僅是為了示例說明目的。室100具有處理區(qū)域118和120。加熱器基座128通過桿126可移動地布置在各個處理區(qū)域118、120中，所述桿126穿過室主體112的底部延伸，并在所述底部處連接到驅(qū)動系統(tǒng)103。每個處理區(qū)域118、120還優(yōu)選地包括穿過室蓋104布置的氣體分配組件108，以將氣體發(fā)送到處理區(qū)域118、120中。每個處理區(qū)域118、120的氣體分配組件108還包括氣體入口通道140，氣體入口通道140將氣體發(fā)送到噴頭組件142中。噴頭組件142由環(huán)形基板148組成，環(huán)形基板148與面板146中間布置有擋板144。射頻(RF)饋通為噴頭組件142提供偏壓，以便在噴頭組件142的面板146與加熱器基座128之間產(chǎn)生等離子體。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/247,404中公開了與室100有關(guān)的更多細節(jié)，該申請題為“Low Dielectric(Low k)Barrier Films With Oxygen Doping ByPlasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)”，中請日為2002年9月19日，要求了2002年7月19日提交的美國臨時專利申請No.60/397,184的優(yōu)先權(quán)，并且是2002年7月15日提交的美國專利申請No.10/196,498的部分延續(xù)申請，美國專利申請No.10/196,498要求了2001年12月14日提交的美國臨時專利申請No.60/340,615的優(yōu)先權(quán)，所有這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
圖2示出了圖1所示氣體分配組件108和面板146的更詳細圖示。氣體分配組件108布置在室主體112的上部，在晶片(未示出)上提供兩個以基本均勻的方式分配的反應物氣體流。沿著單獨的區(qū)別路徑穿過蓋104發(fā)送所述兩個反應物氣體流。具體地說，蓋104包括具有下表面凹陷228的蓋主體204。氣體散布器202布置在下表面凹陷228中。雙通道面板146位于氣體散布器202下方。蓋104經(jīng)過兩條區(qū)別路徑向處理區(qū)域118、120提供兩個氣體流，所述處理區(qū)域限定在面板146與晶片(未示出)之間，所述晶片置于設(shè)在加熱器基座128(見圖1)上的支撐板(未示出)上。
氣體散布器202具有多個孔254，以容許氣流經(jīng)其從第二氣體通道210穿過面板146中的多個孔252到達處理區(qū)域118、120。類似地，面板146具有與第一氣體入口214流體連通的多個槽248以及多個孔250，容許氣流經(jīng)過其到達處理區(qū)域118、120。
此處所用的蓋主體204定義為將氣體源耦合到室100的氣體歧管。蓋主體204包括第一氣體通道208和第二氣體通道210，它們提供了氣體經(jīng)過氣體散布器202流動的兩條單獨路徑。第一氣體通道208包括第一氣體入口212和第一氣體出口214。第一氣體入口用于經(jīng)過閥216接收來自第一反應氣體源290(或第一反應氣體源290與第二反應氣體源291的組合)的第一氣體。第一氣體出口214用于將第一反應氣體發(fā)送到處理區(qū)域118、120頂部。蓋主體204的第二氣體通道210包括第二氣體入口218和第二氣體出口220。第二氣體入口218用于經(jīng)過閥222接收來自第二反應氣體源291(或第二反應氣體源291與第一反應氣體源290的組合)的第二反應氣體。第二氣體出口220用于將第二氣體發(fā)送到處理區(qū)域118、120。
此處所用術(shù)語“氣體”應理解為表示單一的氣體或氣體混合物。上述氣體源可以用于在冷卻的、加熱的或常溫的環(huán)境中儲存和維持氣體或液體前體。將氣體源290和291流體耦合到氣體入口212、218的氣體管線292、293也可以受到加熱、冷卻或維持在常溫下。更具體地說，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，反應氣體管線292、293受到加熱以防止氣化的反應氣體發(fā)生凝結(jié)。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/229,799(現(xiàn)已放棄)中公開了與氣體分配組件108和面板146有關(guān)的更多細節(jié)，該申請題為“Tandem Wafer Processing System And Process”，申請日為2002年8月27日，并要求了2002年5月16日提交的美國臨時專利申請No.60/380,943的優(yōu)先權(quán)，這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
在沉積上沉積膜可以通過下述處理來完成，所述處理例如化學氣相沉積(CVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、高密度等離子體化學氣相沉積(HDP-CVD)、以及原子層沉積(ALD)等。這些沉積處理是本領(lǐng)域公知的，因此本申請中將不對其進行非常詳細的說明。為了示意說明的目的，本申請將結(jié)合CVD處理來進行說明，但是本申請并不限于此，而是可以應用到其他的沉積技術(shù)。在一種實施例中，用于在襯底上沉積有機硅材料的CVD室受到等離子清潔，以從內(nèi)部室部件除去殘余材料。通常，室清潔處理需要使用蝕刻性氣體(例如含氟氣體)來從室壁、面板和其他表面除去所沉積的材料。在某些處理中，將蝕刻性氣體引入室中并形成等離子體，使得蝕刻性氣體與所沉積的材料發(fā)生反應并將其從室壁除去。通常在對每個所處理的襯底或每n個所處理的襯底進行的沉積步驟之間執(zhí)行這樣的清潔過程。
圖3的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明可用的室清潔處理的一種實施例的步驟。如圖3所示，在襯底處理室中發(fā)生了襯底沉積處理或其他類型的襯底處理步驟(步驟1)之后，將(成品)襯底傳送到室外(步驟2)。接著，將蝕刻性氣體引入適當?shù)倪h程等離子源，氣體在那里發(fā)生離子化形成多個活性的游離微粒，例如氟自由基和其他受激氟微粒。將這些活性的游離微粒從遠程等離子源傳送到襯底處理室中，它們在這里蝕刻掉不期望的沉積堆積物，從而從室內(nèi)部除去第一沉積物部分，作為室清潔處理的第一步驟的一部分(步驟3)。
根據(jù)情況可以在預定的時間長度之后，由適當?shù)奈g刻性氣體在襯底處理室中形成等離子體(原位等離子體)以完成室清潔處理(步驟4)。原位等離子體對室加熱，并且按蝕刻性氣體的單位體積來計算時對于除去頑固的殘余物比遠程等離子體清潔步驟3更加有效。在某些實施例中，形成原位等離子體是與遠程等離子體消失且進入遠程等離子源的蝕刻性氣體流停止同時發(fā)生或在略后的時間發(fā)生的。在這些實施例中，將原位等離子蝕刻性氣體從氣體源直接引入襯底處理室，所述原位等離子蝕刻性氣體可以是與遠程等離子清潔步驟期間所用的氣體相同或不同的蝕刻劑。但是在另外的實施例中，在經(jīng)過遠程等離子清潔系統(tǒng)的蝕刻性氣體流持續(xù)的同時停止向遠程等離子源供電，使得遠程等離子清潔步驟3中所用的蝕刻性氣體也是原位等離子清潔步驟4中所用的蝕刻性氣體。適合的蝕刻性氣體包括但不限于NF3和F2。在另外的實施例中，將額外氣體源與蝕刻性氣體同時引入室中，以便為蝕刻處理提供濺射元素(sputtering element)，從而更迅速地將室加熱以進一步提高處理效果，所述額外氣體源例如惰性氣體(例如氬或氦)或含氧氣體(例如O2)。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/187,817中公開了與沉積室處理有關(guān)的更多細節(jié)，該中請題為“ChamberClean Method Using Remote and In Situ Plasma Cleaning Systems”，申清日為2002年7月1日，該申請的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
本申請的實施例涉及改進的室清潔處理。在一個方面，在室清潔處理過程中采用低功率等離子激發(fā)(～100W到～250W)提高了有機硅膜的蝕刻速率以及蝕刻速率均勻性，如表1所示。
表1

在這份數(shù)據(jù)中，被蝕刻的膜是未摻雜四乙氧基硅烷的硅玻璃(TEOSUSG)和BLOkTM，后者是可以從Santa Clara，California的AppliedMaterials，Inc.買到的有機硅材料專賣品。蝕刻測試使用了遠程等離子源激發(fā)(僅RPS)(圖3的步驟3)與在遠程等離子源之后再用原位等離子體(RPS+IS)(圖3的步驟3和4)兩種情況中的任一種。原位等離子能量被控制在約150W。蝕刻測試是用持續(xù)15秒的NF3和O2進行的。蝕刻速率是用具有已測出膜厚的預備襯底確定的，蝕刻速率均勻性是用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的49點極性圖(polar map)法計算的，該方法需要在清潔前和清潔后進行的測量。
表1所示數(shù)據(jù)表明，對于TEOS USG膜，原位RF功率為150W時與500W的情況相比，蝕刻更加有效(蝕刻速率更快)，使用較低RF功率還類似地提高了蝕刻速率均勻性。與BLOkTM蝕刻有關(guān)的數(shù)據(jù)甚至更加明顯。通過低功率蝕刻，大大提高了蝕刻速率，并大大提高了蝕刻速率均勻性。另外，還觀察到低功率清潔減少了含鋁的內(nèi)部室部件(例如面板)上氟化鋁(AlFx)微粒的形成。
在另一個方面，在室清潔處理過程中使用較低的室壓力(～3Torr或更低)提高了有機硅膜的蝕刻速率和TEOS USG的蝕刻速率均勻性，如表2所示。
表2

表2所示數(shù)據(jù)表明，對于TEOS USG和BLOkTM膜，在清潔過程中將室維持在較低壓力時，蝕刻更加有效。另外，通過低壓清潔大大提高了TEOS USG的蝕刻速率均勻性。
示例1在本發(fā)明的室清潔方法一種實施例中，清潔處理如下進行
步驟1將室加熱到約350℃并啟動Ar流步驟2開啟遠程等離子源步驟3啟動NF3、O2和He流步驟4停止Ar流并啟動原位等離子源步驟5停止NF3、O2和He流，關(guān)閉遠程和原位等離子源，并將室排空在啟動遠程等離子源之前，啟動Ar流并維持在約1000sccm約10秒鐘。在啟動NF3(～1000sccm)、O2(～500sccm)和He(～1000sccm)之前將RPS維持約3秒鐘。在停止Ar流并以約150W的功率啟動原位等離子源之前，將這些NF3、O2和He流維持約3秒鐘。將這些RPS/IS清潔條件維持約80秒鐘到約300秒鐘，然后停止NF3、O2和He流，關(guān)閉遠程和原位等離子源并將室排空。適當?shù)那鍧崟r間和條件可能會改變，這利清潔順序僅僅是對本發(fā)明一種實施例的說明，還考慮到了本申請的其他實施方式。在另外的實施例中，可以對步驟順序、時間、溫度、等離子功率水平、所用的蝕刻性氣體和載氣及其流速進行改變，以將本發(fā)明更好地運用到其他裝置和/或待除去的含碳膜。另外，也可以只使用遠程等離子源激發(fā)或只使用原位等離子源激發(fā)來完成本發(fā)明的室清潔處理。
本發(fā)明的實施例還涉及一種改進的室干燥處理。通常，如果在沉積有機硅膜之前使用室干燥，則使用后續(xù)襯底處理過程中要沉積的相同有機硅材料的干燥層。但是，在后續(xù)清潔過程中難以除去有機硅材料，需要更長的清潔周期和更加苛刻的反應條件來徹底除去干燥層和沉積在其上方的殘余材料。
本發(fā)明的實施例需要在室中的襯底上沉積有機硅材料之前，通過在內(nèi)部室表面上沉積不含碳的材料層來對室進行干燥。通常，這需要在室清潔過程之后沉積不含碳的材料，因為襯底處理過程中通過在清潔的室表面上設(shè)置干燥層能夠最佳地確保沉積環(huán)境的一致性。如本發(fā)明的各種實施例中所述，使用本申請所述的干燥處理可以對與在襯底上沉積有機硅材料相結(jié)合更有利。此處所述的有機硅材料包括任何含有硅和碳的物質(zhì)。有機硅材料可以包括其他物質(zhì)，例如但不限于氫、氧和氮。本發(fā)明想到的有機硅膜可以通過任何適當方法來沉積，所述方法例如但不限于CVD、LPCVD、PECVD、HDP-CVD、ALD。有機硅膜通常沉積到玻璃襯底上，不過本發(fā)明的適用性并不限于此，其實施例對于采用其他襯底材料的處理也可以較有利。
本發(fā)明的實施例包括了在沉積室的內(nèi)表面上沉積不含碳的材料。不含碳的材料可以含有硅，這種含硅材料包括但不限于硅氮化物、硅氧化物、硅氧氮化物、無定形硅、以及它們的組合。這里，術(shù)語“硅氮化物”用于描述基本上由硅、氮組成的任何材料，并視情況可以包括一種或多利鹵素和/或氫。這里，術(shù)語“硅氧化物”用于描述基本上由硅、氧組成的任何材料，并視情況可以包括一種或多種鹵素和/或氫。這里，術(shù)語“硅氧氮化物”用于描述基本上由硅、氧、氮組成的任何材料，并視情況可以包括一種或多種鹵素和/或氫。題為“Plasma CVD of Silicon Nitride Thin Films onLarge Area Glass Substrates at High Deposition Rates”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,399,387、題為“Silicon Nitride Deposition”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,482,739、題為“In Situ Deposition and Integration of Silicon Nitridein a High Density Plasma Reactor”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,372,291、以及題為“Method of Forming Silicon Nitride on a Substrate”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,534,424中公開了與硅氮化物沉積有關(guān)的細節(jié)，所有這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。題為“Deposition of High Quality Conformal Silicon Oxide Thin Films on GlassSubstrates”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.5,861,197、題為“HydrogenAssisted Undoped Silicon Oxide Deposition Process for HDP-CVD”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,596,653、題為“Methods for Silicon Oxide andOxynitride Deposition Using Single Wafer Low Pressure CVD”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,713,127、以及題為“Sequential In-Situ Heating andDeposition of Halogen-Doped Silicon Oxide”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,228,781中描述了與硅氧化物沉積有關(guān)的細節(jié)，所有這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。2002年11月6日提交的題為“Methods for Forming Silicon Comprising Films UsingHexachlorodisilane in a Single-Wafer Deposition Chamber”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/288,538、以及2001年12月28日提交的題為“Methodand Apparatus for Forming Silicon Containing Films”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/040,583(現(xiàn)已放棄)中公開了與沉積硅氧氮化物有關(guān)的細節(jié)，這兩篇文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。題為“Method for Depositing Amorphous Silicon Thin Films onto LargeArea Glass Substrates by Chemical Vapor Deposition at High DepositionRates”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,444,277、以及題為“Deposition ofAmorphous Silicon Films by High Density Plasma HDP-CVD at LowTemperatures”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,559,052中公開了與沉積無定形硅有關(guān)的細節(jié)，這兩篇文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
在本發(fā)明的各種實施例中，一種對室進行干燥的方法包括在RF功率存在的情況下將室的內(nèi)部暴露于一種或多種無碳、含硅化合物與一種或多種無碳、含氮化合物的混合物，以在室的一個或多個內(nèi)表面上沉積干燥層。在一個方面，干燥處理是在沉積室中沒有襯底的情況下執(zhí)行的。但是優(yōu)選地，在干燥處理過程中，將犧牲(偽)襯底置于沉積室中。另外，干燥可以包括一個或多個層的沉積。2003年2月6日提交的題為“Methodfor Reduction of Contaminants in Amorphous-Silicon Film”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/359,955和題為“Si Seasoning to Reduce Particles，ExtendClean Frequency，Block Mobile Ions and Increase Chamber Throughput”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,589,868中公開了與室干燥有關(guān)的更多細節(jié)，其中前一申請是1997年3月24日提交的美國專利申請No.08/823,608(現(xiàn)已放棄)的部分延續(xù)申請，所有這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
示例2在一種實施例中，在此前清潔過的沉積室中沉積硅氮化物干燥層。執(zhí)行傳統(tǒng)的CVD，其中向室提供SiH4和N2。將沉積室溫度維持在約350℃，并向室饋送反應物約20秒。向室供給的RF功率為約850到1200W，優(yōu)選為從約1000到約1200W。處理細節(jié)如下步驟1將襯底置于室中，將室加熱到約350℃，并啟動N2流步驟2開啟原位等離子源并啟動SiH4流步驟3停止N2和SiH4流，關(guān)閉原位等離子源，并將室排空啟動N2流并將其維持在18000sccm約10秒。然后，開啟原位等離子源(～1200W)并啟動SiH4流(～320sccm)。將這些N2和SiH4流維持約20秒，然后停止N2和SiH4流，關(guān)閉原位等離子源并將室排空。這種干燥順序僅僅是為了說明本發(fā)明一種實施例，本申請中已考慮到了其他的實施方式。在另外的實施例中，可以對步驟順序、時間、溫度、等離子功率水平、所用的反應物及其流速進行改變以將本發(fā)明更好地運用到其他裝置和/或待隨后沉積并通過室清潔來除去的含碳膜。
示例3在另一種實施例中，執(zhí)行傳統(tǒng)的CVD，其中向室提供SiH4、N2和NH3。將沉積室溫度維持在約350℃，并向室饋送反應物約20秒。向室供給的RF功率為約850到1200W，優(yōu)選為從約1000到約1200W。處理細節(jié)如下步驟1將襯底置于室中，將室加熱到約350℃，并啟動N2和NH3流步驟2開啟原位等離子源并啟動SiH4流步驟3停止N2、NH3和SiH4流，關(guān)閉原位等離子源，并將室排空啟動N2流并將其維持在18000sccm約10秒。然后，開啟原位等離于源(～1200W)并啟動SiH4流(～320sccm)。將這些N2、NH3和SiH4流維持約20秒，然后停止N2、NH3和SiH4流，關(guān)閉原位等離子源并將室排空。
用無碳、含硅層對沉積室進行干燥所獲得的一個優(yōu)點是可以更有效地完成隨后的室清潔。在隨后的室處理中，在室中沉積一種或多種有機硅材料，可以更容易地從其除去殘余物。并非理論限制，相信在既采用氟基又采用氧基的等離子室清潔過程中，氟基可以穿透殘余的有機硅層并蝕刻下方的無碳、含硅干燥層，從而減弱殘余有機硅材料的粘附。因此可以更容易地通過氧基來蝕刻有機硅殘余物并易于將其除去。對于室中的含鋁表面(例如面板)，這種效果最為明顯，因為留在其上的有機硅殘余物通常難以除去。
另外，無碳、含硅干燥層可以作為膠合層，因為隨后沉積的有機硅材料更易于與其粘附而不是與內(nèi)部室表面粘附。因此，殘余的有機硅沉積材料更不容易在襯底處理過程中釋放出來。由此，在處理襯底中造成的污染更小。
在本發(fā)明的再一種實施例中，在室中沉積無碳、含硅干燥層之后，在其上沉積含碳干燥層。如上所述，初始干燥層覆蓋了內(nèi)部室部件，然后執(zhí)行第二干燥，其中在第一干燥層上沉積含碳材料。含碳干燥層可以由有機硅材料或任何其他含碳材料形成，所述材料例如但不限于無定形碳、氫化無定形碳、鹵化無定形碳、以及它們的組合。如對于沉積無碳、含硅干燥層所述，可以在室中帶有或不帶襯底的情況下沉積含碳干燥層。另外，含碳干燥層可以由一種或多種含碳源形成，并可以作為單一的層或者由兩個或更多層的組合來沉積。2003年9月3日提交的題為“Cluster Tool for E-Beam Treated Films”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/655,276中公開了與沉積有機硅材料有關(guān)的細節(jié)，該中請是2003年5月1日提交的題為“Methods and Apparatus for E-Beam Treatment Used to Fabricate IntegratedCircuit Devices”的美國專利申請No.10/428,374的延續(xù)申請，后者要求2002年5月8日提交的美國臨時申請No.60/378,799的優(yōu)先權(quán)，所有這些文獻的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。題為“HDP-CVD Deposition of Low Dielectric Constant Amorphous CarbonFilm”的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No.6,423,384中公開了與沉積無定形碳有關(guān)的細節(jié)，該申請的全部內(nèi)容通過引用而在不與本申請矛盾的程度上結(jié)合于此。
盡管前文針對的是本申請的具體實施例，但是在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下，可以想到其更多實施例，因此本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種對沉積室進行干燥的方法，包括在所述室的至少一個內(nèi)部表面上沉積一種或多種無碳材料的一個或多個層；然后將一個或多個襯底傳送到所述沉積室中；然后在所述室中的至少一個襯底上沉積一種或多種有機硅材料的一個或多個層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種無碳材料包括從由下列項構(gòu)成的組中選擇的化合物無定形硅；硅氮化物；硅氧化物；硅氧氮化物；以及它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種無碳材料中至少其一包括硅氮化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過等離子體增強化學氣相沉積來沉積所述一種或多種有機硅材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述室的至少一個內(nèi)部表面上沉積一種或多種無碳材料的一個或多個層的步驟包括等離子體激發(fā)，以高于約1000W的能量水平產(chǎn)生所述等離子體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在將一個或多個襯底傳送到所述沉積室中的步驟之前，在已沉積了所述一種或多種無碳材料的至少一個表面上沉積一種或多種含碳材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述一種或多種含碳材料包括從由下列項構(gòu)成的組中選擇的化合物有機硅化合物；無定形碳；氫化無定形碳；鹵化無定形碳；以及它們的組合。
8.一種用于對沉積室進行干燥的方法，包括用等離子體清潔所述室；在所述室的至少一個內(nèi)部表面上沉積一種或多種無碳、含硅材料的一個或多個層；以及在所述室中的至少一個襯底上沉積一種或多種有機硅材料的一個或多個層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述等離子體產(chǎn)生于從由下列項構(gòu)成的組中選擇的位置所述室；所述室的遠程；以及它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述等離子體清潔的步驟包括引入包括氟的一種或多種蝕刻性氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述一種或多種蝕刻性氣體中至少其一是NF3。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述等離子體清潔的步驟包括引入包括氧的蝕刻性氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，以約100W到約250W的能量水平產(chǎn)生所述等離子體。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在低于約3Torr的室壓力下執(zhí)行所述等離子體清潔的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述一種或多種無碳、含硅材料中至少其一包括硅氮化物。
16.一種用于對沉積室進行清潔的方法，包括向所述室提供一種或多種蝕刻性氣體；對所述一種或多種蝕刻性氣體中至少其一提供等離子體激發(fā)，其中，以約100W到約250W的能量水平產(chǎn)生所述等離子體能量，并且所述室中的壓力小于約3Torr。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述等離子體產(chǎn)生于從由下列項構(gòu)成的組中選擇的位置所述室；所述室的遠程；以及它們的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述一種或多種蝕刻性氣體中至少其一包括氟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述一種或多種蝕刻性氣體中至少其一是NF3。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述一種或多種蝕刻性氣體中至少其一包括氧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于對沉積室進行干燥的方法，其中，在襯底上沉積有機硅材料之前，用不含碳的材料對室部件和壁進行致密的涂敷。可以在其間沉積含碳層。提供了一種使用低能量等離子體和低壓來從內(nèi)部室表面除去殘余物的室清潔方法，該方法可以與干燥處理相結(jié)合。
文檔編號C23C16/44GK101061256SQ200580037552
公開日2007年10月24日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者納格哈彥·哈加高帕蘭, 夏立群, 米歇拉·巴爾瑟努, 托馬斯·諾瓦克, 哈恩簡納·沙赫, 許匯文, 查德·彼得森, 德里克·R·維蒂, 海澈姆·穆薩德 申請人:應用材料公司