发明名称 用以清洁基体处理系统内之表面的方法及装置
摘要 本发明提供用于高温(至少约500至800℃)处理半导体晶圆之一些系统、方法和装置。本发明之诸系统、方法和装置可让多道处理程序步骤在原地非中断式地于同一腔室内执行,而缩短总处理时间并确保对高纵横比元件有高品质处理过程。在同一腔室内执行多道处理程序步骤的作法亦可提高对制程参数之控制性,并减少元件损伤。特别地,本发明可提供高温沈积、加热及有效清洁等动作,供形成具有厚度均匀性、良好间隙充填能力、高密度、低含水量、及其他期望特性的一些介电薄膜。
申请公布号 TW358968 申请公布日期 1999.05.21
申请号 TW086116809 申请日期 1997.11.11
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 艾力.岳
分类号 H01L21/02 主分类号 H01L21/02
代理机构 代理人 康伟言 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种基体处理系统,包含有:一组处理腔室,该处理腔室包括有一些内壁与一个陶瓷内衬,该陶瓷内衬构成该等内壁之至少一部分的衬里;一组真空系统,被组配来在该处理腔室内维持介于大约10至760 torr之间的一个选定压力;一组气体输送系统,被组配来输送一些选定之反应性气体到该处理腔室,该气体输送系统包括有一组沈积供应系统与一组双输入盒,该组双输入盒具有一个第一输入与一个第二输入,该气体输送系统系被组配来在某一选定时间透过该组双输入盒之一个选定输入将该等选定反应性气体引入该处理腔室内,且该沈积供应系统系被组配来在该第一输入被选定时从该第一输入输送第一反应性气体到该处理腔室、及在该第二输入被选定时从该第二输入输送一种反应性物种到该处理腔室;一组远距微波电浆系统,被组配来产生该反应性物种并将该反应性物种从该第二输入输送到该处理腔室,该反应性物种系从一个电浆产生,而该电浆则系从被微波分解之一些清洁气体生成;一组加热系统,该加热系统包括有具有一个陶瓷外部的一个加热器,该加热器系用于固持住一块基体并可加热达到至少大约500℃;一组控制器,被组配来控制该气体输送系统、该远距微波电浆系统、该加热系统、与该真空系统;以及耦接于该控制器的一组记忆体,其包含有一种电脑可读取媒体,该媒体具有编入其内而用以指挥该基体处理系统之运作的一套电脑可读取程式,其中该套电脑可读取程式包括有:一组第一组电脑指令,用以控制该气体输送系统于一段第一时间周期内引入该等清洁气体到该远距微波电浆系统,俾输送该反应性物种进入该处理腔室以供清洁该处理腔室。2.如申请专利范围第1项所述之基体处理系统,其中该第一组电脑指令包括有:一组第一副组电脑指令,用以控制该真空系统而在该处理腔室内维持介于大约10至760torr之间的一个压力;以及一组第二副组电脑指令,用以控制该加热系统而在该第一时间周期内将该加热器加热达到至少大约500℃的一个选定压力;一组第三副组电脑指令,用以控制该远距微波电浆系统而在该第一时间周期内施加微波予该等清洁气体以提供该反应性物种;以及一组第四副组电脑指令,用以控制该真空系统而在清洁该处理腔室后将残余物从该处理腔室抽泵离开。3.如申请专利范围第1项所述之基体处理系统,其中该气体输送系统更包括有位于该第二输入处的一个闸阀,该闸阀会选择性地被开启或关闭,以允许该反应性物种进入该第二输入。4.如申请专利范围第3项所述之基体处理系统,其中该控制器系亦被组配来控制该闸阀,且其中该电脑可读取程式更包含有:一组第五副组电脑指令,用以控制该气体输送系统以选择性地开启或关闭该闸阀。5.如申请专利范围第2项所述之基体处理系统,其中该选定温度系为大约550℃。6.如申请专利范围第2项所述之基体处理系统,其中该选定温度系为大约600℃。7.如申请专利范围第2项所述之基体处理系统,其中该选定温度系为大约650℃。8.如申请专利范围第2项所述之基体处理系统,其中该反应性物种系由氟所构成。9.如申请专利范围第8项所述之基体处理系统,其中该等清洁气体系从由NF3与N2.NF3与氩、NF3与O2.NF3与原子氧(O)、以及一种稀释之F2所组成之一个组群中选出。10.如申请专利范围第8项所述之基体处理系统,其中该等清洁气体系从由CF4.C2F6.C3F8.SF6所组成之一个组群中选出。11.如申请专利范围第2项所述之基体处理系统,其中该反应性物种系由氯所构成,且该等清洁气体包括有Cl2。12.一种用以清洁处理腔室的方法,该方法包含有:于一段第一时间周期期间,于该处理腔室中在位于一个陶瓷加热器上的一块晶圆上沈积一层介电薄膜,该陶瓷加热器在该沈积步骤期间被加热达到至少大约500℃的一个第一温度;从在一段第二时间周期期间被输入到一组远距微波电浆系统的一种清洁气体引入反应性物种到该处理腔室内,该陶瓷加热器在该引入步骤期间被加热达到至少大约500℃的一个第二温度;以及清洁该处理腔室中之一些表面,该清洁动作系由该反应性物种来执行。13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该远距微波电浆系统包括有一个磁控管、一组调谐波导系统、以及一个施加器管;且其中该清洁气体系被收纳于该施加器管中,而来自该磁控管之一些微波即在该施加器管中激励该清洁气体,以提供该反应性物种至该处理腔室。14.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该第一温度系大致和该第二温度相同。15.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该第一温度系介于大约550至600℃之间。16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该第一温度系介于大约550至600℃之间。17.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该反应性物种包含有氟。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该清洁气体包含有NF3。19.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该清洁气体系从由NF3与N2.NF3与氩、NF3与O2.NF3与原子氧(O)、以及一种稀释之F2所组成之一个组群中选出。20.如申请专利范围第16项所述之方法,其中该反应性物种包含有氯,且该等清洁气体包括有Cl2。图式简单说明:第一图A系为依据本发明构成之一套CVD装置的一幅垂置剖视图;第一图B系为一组多腔室系统中之系统监视器与CVD装置10的一幅简图;第一图C绘示出该CVD装置10相对于设于一个洁净室内之一块气体供应面板80之状况的一幅概示图;第一图D系为依据一组特定实施例构成之系统控制软体电脑程式150之阶层式控制结构的一幅示意方块图;第一图E系为一套例示性加热器控制次常式的一幅流程方块图;第二图系为依据本发明构成之CVD装置10之一组较佳实施例的一幅分解图;第三图系为沿第二图中之线3-3取得之部分概示垂直剖视图;第四图系为第二图之该装置之一个半导体处理腔室的一幅放大剖视图;第五图系为供第二图之该装置用之一套气体散布系统的一幅分解图;第六图A系为CVD装置10之一组盖总成的一幅部分切除顶视图,其中示出气体散布系统之多个部分;第六图B与第六图C分别绘示出供CVD装置10用且结合有供清洁气体用之一条旁通导管之一组替换性盖总成的前视剖面图与顶视图;第七图A与第七图B系分别为依据本发明之一组实施例构成之一个腔室内衬的侧视剖面图和底视图;第八图系为第三图沿其线8-8取得的一幅部分概示剖视图,其绘示出在第二图之该CVD装置10之排气系统中的抽泵通道与气体流动型式;第九图系为依据本发明之一组实施例构成之一套加热器/举昇总成的一幅部分概示垂直剖视图;第十图系为第九图之该加热器/举昇总成之一底部部分的一幅放大剖视图;第十一图系为第九图之该总成依据本发明之一组实施例构成之一套台座/加热器的侧视剖面图;第十二图系为该台座/加热器的一幅底视图,其中绘示出一个加热器线圈;第十三图系为第九图之该加热器/举昇总成的一幅分解图;第十四图系为第十图之该台座/加热器内之诸电气连接结构之一的一幅放大图;第十五图A与第十五图B分别绘示出在该台座/加热器内用于收纳一个热电偶的一个孔、和该热电偶;第十六图系为依据本发明之一组实施例用以清洁晶圆及/或该加工处理腔室之一套远距微波电浆系统的一幅简图;第十七图A至第十七图D系为依据本发明之一组实施例构成之一套清洁程序终点检测系统的数幅概示图;第十八图系为依据本发明之一组实施例制造之一个半导体元件的一幅简化剖视图;第十九图A至第十九图E系为本发明之方法与装置用于超浅源极/汲极接面的一组例示性应用例的数幅简化剖视图;第二十图A至第二十图G系为本发明之方法与装置用于超浅槽沟隔离结构的另一组例示性应用例的数幅简化剖视图;第二十一图显示出NF3流量和以依据本发明之一组特定实施例构成之远距微波电浆系统55提供而能产生最佳清洁速率的微波饱和功率之间的关系;第二十二图A至第二十二图C系为绘示出一些实验结果的数幅图表,此等实验结果显示出利用依据本发明之一组实施例所制附盖BSG薄膜形成之一些超浅接面之掺杂剂分布轮廓;第二十三图A至第二十三图F系为绘示出一些进一步实验结果的数幅图表,此等进一步实验结果显示出利用依据本发明之另一组实施例所制不同附盖BSG薄膜形成之一些超浅接面的掺杂剂分布轮廓与薄片电阻系数;第二十四图A系为展示依据本发明之一组特定实施例于600℃下所沈积之一些PSG薄膜之沈积时间隙充填能力的一幅显微照片;第二十四图B系为第二十四图A所示结构之一部段的一幅简化图;第二十五图绘示出依据本发明之一组特定实施例在一些例示性加工处理条件下于大约600℃下所沈积之一层PSG薄膜的FTIR频谱;第二十六图A与第二十六图B系为展示一些TEOS/O3 USG薄膜之相对间隙充填能力的两幅显微照片,此等薄膜系依据本发明之一组特定实施例在以大约1050℃之温度加热及随后施予湿蚀刻处理之后,分别于大约400℃与大约550℃之温度下所沈积而成者;第二十七图系为展示一层USG薄膜之间隙充填能力的一幅显微照片,此薄膜系依据本发明之一组特定实施例在以大约1000℃之温度加热及随后施予湿蚀刻处理之后,于大约550℃之温度下所沈积而成者;以及第二十八图绘示出依据本发明之一组特定实施例在一些例示性加工处理条件下于大约550℃下所沈积之一层USG薄膜的FTIR频谱。
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