CN112599406A - 用于基于uv抑制等离子体不稳定性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于基于UV抑制等离子体不稳定性的系统和方法。将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。在所述等离子体产生区域内产生第一等离子体。所述第一等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度。然后所述衬底暴露于紫外辐射以消除沉积在所述衬底上的所述膜内的缺陷。可以使用构造成产生紫外线辐射的第二等离子体或者使用设置成暴露于等离子体产生区域中的紫外辐射设备来原位提供紫外线辐射。也可以通过将衬底移动到与等离子体处理室分离的紫外辐射设备来非原位地提供紫外辐射。可以以重复的方式将衬底暴露于紫外辐射，以便在膜厚度增加时消除沉积的膜内的缺陷。

Description

用于基于UV抑制等离子体不稳定性的系统和方法
本申请是申请日为2017年9月11日、中国专利申请号为201710811367.5、发明名称为“用于基于UV抑制等离子体不稳定性的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及半导体器件制造。
背景技术
许多现代半导体芯片制造工艺包括产生等离子体，来自等离子体的离子和/或自由基成分用于直接或间接影响暴露于等离子体的衬底表面上的变化。例如，各种基于等离子体的工艺可用于从衬底表面蚀刻材料，将材料沉积到衬底表面上，或修改已存在于衬底表面上的材料。通常通过向受控环境中的工艺气体施加射频(RF)功率，使得工艺气体被激发并转变成期望的等离子体来产生等离子体。等离子体的特性受许多工艺参数影响，所述工艺参数包括但不限于工艺气体的材料组成、工艺气体的流速、等离子体产生区域和周围结构的几何特征、工艺气体和周围材料的温度、施加的RF功率的频率和幅值、以及施加的将等离子体的带电成分朝向衬底吸引的偏压等。
然而，在一些等离子体工艺中，上述工艺参数可能不能提供对所有等离子体特性和行为的充分控制。具体地，在一些等离子体工艺中，在等离子体内可能发生称为“等离子体团(plasmoid)”的不稳定性，其中所述等离子体团的特征在于由较大体积的正常密度等离子体包围的小区域的较大密度等离子体。等离子体团的形成可导致衬底上的处理结果的不均匀性。因此，减轻和/或控制等离子体团的形成是有意义的。正是在这种背景下产生了本发明。
发明内容
在一示例性实施方式中，一种方法被公开用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷。所述方法包括：将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。所述方法还包括：在所述等离子体产生区域内产生第一等离子体。所述第一等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上。所述方法还包括：在所述等离子体产生区域内产生第二等离子体。所述第二等离子体被配置为在所述等离子体产生区域内发射紫外辐射。所述衬底暴露于所述紫外辐射。入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷。
在一示例性实施方式中，一种方法被公开用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷。所述方法包括：将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。所述方法还包括：在所述等离子体产生区域内产生第一等离子体。所述第一等离子体被配置为使膜沉积在所述衬底上。产生所述第一等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度。所述方法还包括：当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述第一等离子体，并且在所述等离子体产生区域内产生第二等离子体。所述第二等离子体被配置为在所述等离子体产生区域内发射紫外辐射，使所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射。入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法还包括：停止产生所述第二等离子体的操作a)。所述方法然后进行至操作b)，在操作b)，恢复在所述等离子体产生区域内产生所述第一等离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度。所述膜的所述区间厚度对应于自最近停止产生所述第二等离子体以来沉积的所述膜的厚度。当沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度时，所述方法然后进行至操作c)，在操作c)，停止产生所述第一等离子体，并且恢复在所述等离子体产生区域内产生第二等离子体，利用来自所述第二等离子体的所述紫外辐射消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法还包括以连续的方式重复操作a)、操作b)和操作c)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
在一示例性实施方式中，一种方法被公开用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间非原位处理膜表面缺陷。所述方法包括：将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。所述方法还包括：在所述等离子体产生区域内产生等离子体。所述等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上。产生所述等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度。所述方法还包括：当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并且将所述衬底移动到被配置为产生紫外辐射的紫外辐射设备。所述方法包括：将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射。入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法还包括操作a)，在操作a)，将衬底重新定位成暴露于所述等离子体处理室内的所述等离子体产生区域。所述方法进行到操作b)，在操作b)，恢复在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体，直到沉积在所述衬底上的膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度。所述膜的所述区间厚度对应于自最近所述衬底暴露于所述紫外辐射设备内的紫外辐射以来沉积的所述膜的厚度。当沉积在所述衬底上的所述膜的所述区间厚度达到所述阈值膜厚度时，所述方法包括操作c)，在操作c)，停止产生所述等离子体，并将所述衬底移动到所述紫外辐射设备，且将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射，以消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法还包括以连续的方式重复操作a)、操作b)和操作c)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
在一示例性实施方式中，一种方法被公开用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷。所述方法包括：将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。所述方法还包括：在所述等离子体产生区域内产生等离子体。所述等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上。产生所述等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度。当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，所述方法包括：停止产生所述等离子体，并且操作暴露于所述等离子体产生区域的紫外辐射设备以将紫外辐射传输穿过所述等离子体产生区域，使所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射。入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法然后进行到操作a)，在操作a)，停止操作所述紫外辐射设备。所述方法然后进行到操作b)，在操作b)，恢复在所述等离子体产生区域内产生所述离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度。所述膜的所述区间厚度对应于自最近停止操作所述紫外辐射设备以来沉积的所述膜的厚度。当沉积在所述衬底上的膜的所述区间厚度达到所述阈值膜厚度时，所述方法然后进行到操作c)，在操作c)，停止产生所述等离子体，并恢复操作暴露于所述等离子体产生区域的所述紫外辐射设备以将紫外辐射传输穿过所述等离子体产生区域，以消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷。所述方法包括以连续的方式重复操作a)、操作b)和操作c)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
在一示例性实施方式中，公开了一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的装置。所述装置包括：衬底支撑件，其具有被配置为在等离子体处理操作期间支撑衬底以在所述衬底上沉积膜的顶表面。所述装置还包括：电极，其被设置为将射频功率传输到覆盖所述衬底支撑件的等离子体产生区域内。所述装置还包括：工艺气体输送部件，其被配置成将工艺气体输送到所述等离子体产生区域。所述装置还包括：排放出口，其被配置成从等离子体产生区域排出气体。所述装置还包括：紫外辐射设备，其被设置为沿朝向所述衬底支撑件的顶表面的方向传输紫外辐射穿过等离子体产生区域。
具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：
1.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的方法，其包括：
将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域；
在所述等离子体产生区域内产生第一等离子体，所述第一等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上；以及
在所述等离子体产生区域内产生第二等离子体，所述第二等离子体被配置为在所述等离子体产生区域内发射紫外辐射，其中所述衬底暴露于所述紫外辐射，并且其中入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷。
2.根据条款1所述的方法，其中所述第一等离子体和所述第二等离子体在所述等离子体产生区域内同时产生。
3.根据条款1所述的方法，其中所述第二等离子体在沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度之后，在所述等离子体产生区域内产生。
4.根据条款3所述的方法，其中当沉积在所述衬底上的所述膜的厚度从所述阈值膜厚度增长到固定的膜厚度时，在所述等离子体产生区域内连续地生成所述第二等离子体。
5.根据条款4所述的方法，其中所述阈值膜厚度在延伸高达约75埃的范围内，并且其中所述固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。
6.根据条款1所述的方法，其中使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生所述第一等离子体，并且其中使用工艺气体氦气产生所述第二等离子体。
7.根据条款6所述的方法，其中沉积在所述衬底上的所述膜是二氧化硅膜。
8.根据条款1所述的方法，其中所述衬底上的所述膜内的缺陷包括氧空位和/或俘获的电荷。
9.根据条款1所述的方法，其中由所述紫外辐射引起的在所述衬底上的所述反应通过钝化和电荷中和中的一种或多种工艺来消除所述衬底上的膜内的缺陷。
10.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的方法，其包括：
a)将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域；
b)在所述等离子体产生区域内产生第一等离子体，所述第一等离子体被配置为使膜沉积在所述衬底上，其中产生所述第一等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度；
c)当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述第一等离子体，并且在所述等离子体产生区域内产生第二等离子体，所述第二等离子体被配置为在所述等离子体产生区域内发射紫外辐射，使所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射，其中入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷；
d)停止产生所述第二等离子体；
e)恢复在所述等离子体产生区域内产生所述第一等离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度，其中所述膜的所述区间厚度对应于自最近停止产生所述第二等离子体以来沉积的所述膜的厚度；
f)在沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述第一等离子体，并且恢复在所述等离子体产生区域内产生所述第二等离子体，利用来自所述第二等离子体的所述紫外辐射消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷；
g)以连续的方式重复操作d)、e)和f)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
11.根据条款10所述的方法，其还包括：
在沉积在所述衬底上的所述膜达到所述固定的膜厚度后恢复在所述等离子体产生区域内产生所述第一等离子体并且直到沉积在所述衬底上的所述膜达到规定的总的膜厚度。
12.根据条款10所述的方法，其中使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生所述第一等离子体，并且其中使用工艺气体氦气产生所述第二等离子体。
13.根据条款12所述的方法，其中所述阈值膜厚度在延伸高达约75埃的范围内，并且其中所述固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。
14.根据条款13所述的方法，其中沉积在所述衬底上的所述膜是二氧化硅膜。
15.根据条款10所述的方法，其中所述衬底上的所述膜内的缺陷包括氧空位和/或俘获的电荷。
16.根据条款10所述的方法，其中，在所述第二等离子体持续地产生持续在从约5秒延伸至约60秒的范围内的时间段时，进行操作d)中的停止产生所述第二等离子体。
17.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间非原位处理膜表面缺陷的方法，其包括：
a)将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域；
b)在所述等离子体产生区域内产生等离子体，所述等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上，其中产生所述等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度；
c)当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并且将所述衬底移动到被配置为产生紫外辐射的紫外辐射设备，并将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射，其中入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷；
d)将所述衬底重新定位成暴露于所述等离子体处理室内的所述等离子体产生区域；
e)恢复在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体，直到沉积在所述衬底上的膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度，其中所述膜的所述区间厚度对应于自最近所述衬底暴露于所述紫外辐射设备内的紫外辐射以来沉积的所述膜的厚度；
f)在沉积在所述衬底上的所述膜的所述区间厚度达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并将所述衬底移动到所述紫外辐射设备，且将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射，以消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷；
g)以连续的方式重复操作d)、e)和f)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
18.根据条款17所述的方法，其中操作c)和f)中的每一个包括在所述紫外辐射设备内产生第二等离子体，其中所述第二等离子体被配置为发射紫外辐射。
19.根据条款17所述的方法，其中操作c)和f)中的每一个包括操作被设置在所述紫外辐射设备内的电力驱动的紫外辐射源。
20.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的方法，其包括：
a)将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域；
b)在所述等离子体产生区域内产生等离子体，所述等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上，其中产生所述等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度；
c)当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并且操作暴露于所述等离子体产生区域的所述紫外辐射设备以将紫外辐射传输穿过所述等离子体产生区域，使所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外辐射，其中入射到所述衬底上的所述紫外辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷；
d)停止操作所述紫外辐射设备；
e)恢复在所述等离子体产生区域内产生所述离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度，其中所述膜的所述区间厚度对应于自最近停止操作所述紫外辐射设备以来沉积的所述膜的厚度；
f)当沉积在所述衬底上的膜的所述区间厚度达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并恢复操作暴露于所述等离子体产生区域的所述紫外辐射设备以将紫外辐射传输穿过所述等离子体产生区域，以消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷；
g)以连续的方式重复操作d)、e)和f)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度。
21.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的装置，其包括：
衬底支撑件，其具有被配置为在等离子体处理操作期间支撑衬底以在所述衬底上沉积膜的顶表面；
电极，其被设置为将射频功率传输到覆盖所述衬底支撑件的等离子体产生区域内；
工艺气体输送部件，其被配置成将工艺气体输送到所述等离子体产生区域；
排放出口，其被配置成从等离子体产生区域排出气体；以及
紫外辐射设备，其被设置为沿朝向所述衬底支撑件的顶表面的方向传输紫外辐射穿过等离子体产生区域。
22.根据条款21所述的装置，其还包括：控制系统，其被配置为引导在等离子体产生区域内的所述等离子体的产生，并且引导所述紫外辐射设备的操作，使得在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体和紫外线辐射穿过等离子体产生区域的传输以连续的方式进行，而不用将所述衬底从所述衬底支撑件的所述顶表面移动。
从通过示例示出本发明的以下详细描述中并结合附图，本发明的其他方面和优点将变得更加明显。
附图说明
图1A根据本发明的一些实施方式示出了一种衬底处理系统。
图1B根据本发明的一些实施方式示出了被配置为在衬底上执行原子层沉积(ALD)工艺的衬底处理系统。
图2根据本发明的一些实施方式示出了包括四个处理站的多站式处理工具的俯视图。
图3根据本发明的一些实施方式示出了与入站装载锁和出站装载锁接口的多站式处理工具的实施方式的示意图。
图4根据本发明的一些实施方式示出了被配置为接收衬底以进行沉积工艺的基座的示例。
图5根据本发明的一些实施方式示出了用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的方法的流程图。
图6根据本发明的一些实施方式示出了用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的方法的流程图。
图7根据本发明的一些实施方式示出了用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间非原位处理膜表面缺陷的方法的流程图。
图8根据一些实施方式示出了在基于等离子体的膜沉积工艺期间使用被设置成辐射等离子体处理室内的等离子体产生区域的紫外线辐射装置原位处理膜表面缺陷的方法的流程图。
图9A根据本发明的一些实施方式示出了内部可以执行图8的方法的衬底处理系统。
图9B根据本发明的一些实施方式示出了图9A的正在操作以在覆盖衬底的等离子体产生区域内产生等离子体的衬底处理系统。
图9C根据本发明的一些实施方式示出了图9A的衬底处理系统，其操作以从紫外线辐射装置产生紫外线辐射并穿过等离子体产生区域朝向衬底传送紫外线辐射。
具体实施方式
在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的处理操作，以免不必要地使本发明难以理解。
膜的沉积可在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中来实现。PECVD系统可以采用许多不同的形式。例如，该PECVD系统包括容纳一个或多个衬底并且适于衬底处理的(有时包括多个站的)一个或多个室或“反应器”。每个室可容纳一个或多个衬底以进行处理。一个或多个室将衬底保持在限定的一个或多个位置(在该位置内有或没有运动，该运动例如旋转、振动或其他搅动)。在处理期间，进行沉积的衬底可以在反应器室内从一个站转移到另一个站。当然，膜沉积可以完全在单个站处发生，或者膜的任何部分可以在任何数目的站处沉积。在处理期间，每个衬底通过基座、衬底卡盘和/或其他衬底保持装置保持在适当位置。对于某些操作，装置可以包括加热器(例如加热板)以加热衬底。
在示例性实施方式中，本文所使用的术语衬底是指半导体晶片。此外，在各种实施方式中，本文所提及的衬底可以在形式、形状和/或尺寸上变化。例如，在一些实施方式中，本文所提及的衬底可以对应于200mm(毫米)半导体衬底、300mm半导体衬底或450mm半导体衬底。此外，在一些实施方式中，本文所提及的衬底可以对应于非圆形衬底(诸如用于平板显示器的矩形衬底等其他形状)。
图1A根据本发明的一些实施方式示出了被用于处理衬底101的衬底处理系统100。该系统包括具有下室部分102b和上室部分102a的室102。中心柱141被配置为支撑由导电材料形成的基座140。根据RF方向控制模块250的设置，导电基座140被连接以通过匹配网络106从RF电源104接收RF信号。此外，在图1A的衬底处理系统100中，根据RF方向控制模块250的设置，喷头电极150被配置并连接以通过匹配网络106从RF电源104接收RF信号。在一些实施方式中，RF方向控制模块250被配置为将从RF电源104经由匹配网络106传输的RF信号导向喷头电极150或基座140。此外，RF方向控制模块250被配置为将喷头电极150和基座140中的当前不接收RF信号的任何一个电连接到参考接地电位。以这种方式，在给定时间，RF方向控制模块250操作以确保在基座140电连接到参考接地电位时喷头电极150将从RF电源104接收RF信号，或者在喷头电极150电连接到参考接地电位时基座140将从RF电源104接收RF信号。
RF电源104由控制模块110(例如，控制器)控制。控制模块110被配置为通过执行工艺输入和控制指令/程序108来操作衬底处理系统100。工艺输入和控制指令/程序108可以包括工艺配方，所述工艺配方具有用于诸如功率电平、定时参数、工艺气体、衬底101的机械运动之类的参数的指令，例如以在衬底101上沉积或形成膜。
在多种实施方式中，RF电源104可以包括以一个或多个频率操作的一个或多个RF电源。可以基于RF定向控制模块250的操作，将多个RF频率同时提供给喷头电极150或基座140。在一些实施方式中，RF功率信号的频率被设置在从1kHz(千赫兹)至100MHz(兆赫兹)的范围内。在一些实施方式中，将RF功率信号的频率设置在从400kHz到60MHz的范围内。在一些实施方式中，RF电源104被设置为产生在2MHz、27MHz和60MHz的频率下的RF信号。在一些实施方式中，RF电源104被设置为产生在从约1MHz延伸至约60MHz的频率范围内的一个或多个高频RF信号，并且产生在从约100kHz延伸至约1MHz的频率范围内的一个或多个低频RF信号。RF电源104可以包括基于频率的滤波，即高通滤波和/或低通滤波，以确保指定的RF信号频率被传输。应当理解，通过示例提供上述RF频率范围。实际上，RF电源104可以被配置为基本上产生根据需要具有基本上任何频率的任何RF信号。
匹配网络106被配置为匹配阻抗，使得由RF电源104产生的RF信号可以有效地传输到室102内的等离子体负载。一般来说，匹配网络106是电容器和电感器的网络，其可以被调整以调谐RF信号在其传输到室102内的等离子体负载时遇到的阻抗。
在一些实施方式中，中心柱141可以包括由升降销控制件122控制的升降销。升降销用于从基座140提升衬底101以使得端部执行器能拾取衬底101，以及用于在被端部执行器放置之后降低衬底101。衬底处理系统100还包括连接到工艺气体供给源114(例如，来自设施的气体化学物质供应源)的气体供应系统112。根据正在执行的处理，控制模块110控制工艺气体114经由气体供应系统112的输送。所选择的工艺气体然后流入喷头电极150中并且分布到限定在介于喷头电极150和放置在基座140上的衬底101之间的处理体积中。
此外，工艺气体可以是或不是预混合的。可以在气体供应系统112内采用适当的阀门和质量流量控制机构，以确保在工艺的沉积和等离子体处理阶段期间输送合适的工艺气体。工艺气体离开处理体积并流过排气出口143。真空泵(例如尤其一级或两级机械干式泵等)将工艺气体从处理体积中抽出并通过闭环反馈控制的流量限制装置(例如，节流阀或摆动阀)在处理体积中保持适当的低压。
还示出了环绕基座140的外部区域的承载环200。承载环200被配置为在将衬底101往返基座140输送期间支撑衬底101。承载环200被配置为位于承载环支撑区域上，其是基座140的中心的衬底支撑区域下的台阶。承载环200具有环形盘结构，并且包括其盘结构的外边缘侧(例如外半径)，以及其盘结构的最靠近衬底101所处位置的衬底边缘侧(例如内半径)。承载环200的衬底边缘侧包括多个接触支撑结构，所述接触支撑结构被配置为当承载环200被蜘蛛式叉180提升时提升衬底101。承载环200因此与衬底101一起被提升，并且例如能在多站系统中被旋转到另一个站。由控制模块110产生承载环升降和/或旋转控制信号124，以控制蜘蛛式叉180升降和/或旋转承载环200的操作。
在一些实施方式中，电绝缘层507设置在基座140的顶表面上，并且导电层509设置在电绝缘层507上。导电层509被构造成支撑衬底101。而且，在这些实施方式中，导电层可以通过低通滤波器525与直流(DC)电源521的正极电连接。DC电源521也被连接以由控制模块110控制。因此，在一些实施方式中，电流可以根据由工艺输入和控制指令/程序108提供的并且由控制模块110执行的规定的配方从DC电源521通过低通滤波器525传输到导电层509。
图1B根据本发明的一些实施方式示出了被配置为在衬底101上执行原子层沉积(ALD)工艺(例如，ALD氧化物工艺)的衬底处理系统100A。在图1B中示出了相对于图1A描述的部件相似的部件。具体地，衬底处理系统100A也包括上室部分102a、下室部分102b、控制模块110、RF电源104、匹配网络106、导电层509、DC电源521、低通滤波器525、承载环200和蜘蛛式叉180。在衬底处理系统100A中，基座140A被配置为包括电介质体251。在一些实施方式中，电介质体251直接固定到柱141上。并且在一些实施方式中，电介质体251由固定到柱141上的导电结构252支撑。导电层509直接设置在基座140A的电介质体251的顶表面上。
在一些实施方式中，加热元件253(例如电阻加热元件)与基座140A的电介质体251一起布置。加热元件253连接到加热器电源255，加热器电源255又连接到控制模块110。在一些实施方式中，加热元件253存在时，加热器电源255可以根据规定的配方操作，规定的配方由工艺输入和控制指令/程序108提供并且由控制模块110执行。还应当理解，温度测量装置可以安装在基座140A上/内和/或基座140A周围的其他位置处，以向控制模块110提供温度测量数据，从而使得能够操作在控制模块110和加热器电源255之间的闭环温度反馈控制电路。
根据RF方向控制模块250的设置，基座140A的电介质体251包括RF电极254，RF电极254被配置并连接以通过匹配网络106从RF电源104接收RF信号。此外，在图1B的衬底处理系统100A中，根据RF方向控制模块250的设置，喷头电极150A被配置和连接以通过匹配网络106从RF电源104接收RF信号。在一些实施方式中，RF方向控制模块250被配置为将从RF电源104经由匹配网络106输送的RF信号引导到喷头电极150A或RF电极254。此外，RF方向控制模块250被配置为将喷头电极150A和RF电极254中的当前没有接收RF信号的任一个电连接到参考接地电位。以这种方式，在给定时间，RF方向控制模块250操作以确保在RF电极254电连接到参考接地电位的同时，喷头电极150A将从RF电源104接收RF信号，或者在喷头电极150A电连接到参考接地电位的同时，RF电极254将从RF电源104接收RF信号。
图2根据本发明的一些实施方式示出了包括四个处理站的多站式处理工具300的俯视图。该俯视图是下室部分102b的视图(例如，为了说明，移除了上室部分102a)。四个处理站由蜘蛛式叉180访问。每个蜘蛛式叉180或叉包括第一臂和第二臂，每个臂围绕基座140/140A的每一侧的一部分定位。使用接合和旋转机构220的蜘蛛式叉180被配置为以同时的方式从处理站(即，从承载环200的下表面)提升和举起承载环200，然后在降低承载环200(其中承载环中的至少一个支撑衬底101)之前旋转至少一个或多个站的距离，使得可以在相应的衬底101上进行进一步的等离子体加工、处理和/或膜沉积。
图3根据本发明的一些实施方式示出了与入站装载锁302和出站装载锁304接口的多站式处理工具300的实施方式的示意图。机械手306被配置为在大气压力下将衬底101从通过箱308装载的盒经由大气端口310移动到入站装载锁302中。入站装载锁302耦合到真空源/泵，使得当大气端口310关闭时，入站装载锁302可以被抽空。入站装载锁302还包括与处理室102接口的室传送端口316。因此，当室传送端口316打开时，另一个机械手312可将衬底从入站装载锁302移动到第一处理站的基座140/140A以进行处理。
所示的处理室102包括四个处理站，在图3所示的示例性实施方式中编号为1至4。在一些实施方式中，处理室102可以被配置为保持低压环境，使得可以使用承载环200在处理站1-4之间传送衬底而不经历真空破坏和/或空气暴露。图3中描绘的每个处理站1-4包括基座140/140A和喷头电极150/150A以及相关的工艺气体供应连接件。而且，应当理解，在其他实施方式中，处理室102可以包括少于四个的处理站或多于四个的处理站。
图3还示出了用于在处理室102内传送衬底的蜘蛛式叉180。如上所述，蜘蛛式叉180旋转并且能够将衬底从一个处理站传送到另一个处理站。该传送通过以下方式发生：使蜘蛛式叉180能够从外部下表面提升承载环200，从而提升衬底101，并且将衬底101和承载环200一起旋转到下一个处理站。在一种配置中，蜘蛛式叉180由陶瓷材料制成，以在处理期间承受高水平的热量。
图4根据本发明的一些实施方式示出了被配置为接收衬底101以进行诸如原子层沉积(ALD)工艺之类的沉积工艺的基座140/140A的示例。基座140/140A包括位于基座140/140A的中心顶表面上的导电层509，其中，中心顶表面由从基座140/140A的中心轴线420延伸到限定中心顶表面边缘的顶表面直径422的圆形区域限定。导电层509包括分布在整个导电层509上并且被配置为支撑衬底101的多个衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f。衬底支撑水平由当衬底101位于衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f上时衬底101的底表面的竖直位置限定。在图4的示例中，围绕导电层509的外围对称地分布有六个衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f。然而，在其他实施方式中，在导电层509上可以存在任何数量的衬底支撑件，并且衬底支撑件可以以任何合适的布置分布在导电层509上以在沉积工艺操作期间支撑衬底101。图4还示出了被配置成容纳升降销的凹部406a、406b和406c。升降销可以用于从衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f提升衬底101，以允许通过端部执行器接合衬底101。
在一些实施方式中，每个衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f限定最小接触面积结构(MCA)。当需要高精度或公差和/或希望最小的物理接触以减少缺陷风险时，MCA用于改善表面之间的精确配合。系统中的其他表面也可以包括MCA，例如在承载环200支撑件上方，以及在承载环200的内部衬底支撑区域上方。
基座140/140A还包括环形表面410，其从基座140/140A的顶表面直径422延伸到环形表面410的外径424。环形表面410限定围绕导电层509的环形区域，但是在从导电层509向下的台阶处。也就是说，环形表面410的竖直位置低于导电层509的竖直位置。多个承载环支撑件412a、412b和412c基本上位于环形表面410的边缘(外径)/沿着环形表面410的边缘(外径)定位，并且围绕环形表面410对称地分布。在一些实施方式中，承载环支撑件可以限定用于支撑承载环200的MCA。在一些实施方案中，承载环支撑件412a、412b和412c延伸超过环形表面410的外径424，而在其他实施方案中，承载环支撑件412a、412b和412c不延伸超过环形表面410的外径424。在一些实施方案中，承载环支撑件412a、412b和412c的顶表面具有略高于环形表面410的高度的高度，使得当承载环200搁置在承载环支撑件412a、412b和412c上时，承载环200被支撑在环形表面410上方预定距离处。每个承载环支撑件412a、412b和412c可包括凹部(例如，承载环支撑件412a的凹部413)，当承载环200由承载环支撑件412a、412b和412c支撑时，从承载环200的下侧突出的延伸部安置在凹部中。承载环延伸部与承载环支撑件412a、412b和412c中的凹部(413)的配合提供承载环200的安全定位，并防止承载环200在安放在承载环支撑件412a、412b和412c上时移动。
在一些实施方案中，承载环支撑件412a、412b和412c的顶表面与环形表面410齐平。在其他实施方案中，没有与环形表面410分开限定的承载环支撑件，使得承载环200可以直接放置在环形表面410上，并且使得在承载环200和环形表面410之间不存在间隙。在这种实施方案中，承载环200和环形表面410之间的路径被封闭，从而阻止前体材料经由此路径到达衬底101的背侧/下侧。
在图4的示例性实施方式中，存在沿着环形表面410的外边缘区域对称地定位的三个承载环支撑件412a、412b和412c。然而，在其他实施方案中，可以存在分布在沿着基座140/140A的环形表面410的任何位置处的三个以上承载环支撑件，以将承载环200支撑在稳定的停靠构造中。
当衬底101由衬底支撑件404a、404b、404c、404d、404e和404f支撑时，并且当承载环200由承载环支撑件412a、412b和412c支撑时，衬底101的边缘区域设置在承载环200的内部部分上。一般来说，衬底101的边缘区域从衬底101的外边缘向内延伸约2毫米(mm)至约5mm。从而在衬底101的边缘区域和承载环200的内部部分之间限定竖直间隔。在一些实施方式中，该竖直间隔为约0.001英寸至约0.010英寸。可以控制将承载环200支撑在环形表面410上方的预定距离处以及可以控制衬底101的边缘区域和承载环200的内部部分之间的竖直间隔，以限制在衬底101的边缘区域中的衬底101的背侧/下侧上的沉积。
用于沉积薄膜或处理衬底表面的一些等离子体在从工艺观点来看是优选的条件下是不稳定的。例如，使用富氩工艺气体组合物产生的等离子体在某些工艺条件下可能是不稳定的。然而，从工艺的观点来看，优选使用富氩等离子体。富氩等离子体能够通过离子轰击沉积非常高质量的膜，甚至在低温下(举例而言，对于图案化，在50℃下)也如此。此外，与含氮等离子体(如N2或N2O)不同，富氩等离子体不会对随后的干蚀刻速率产生不利影响。举例而言，在1至6托压强范围内以及在高RF功率(>200W/300mm直径的衬底处理站)下操作的Ar/O2电容耦合等离子体(CCP)放电显示等离子体内的不稳定性。一种这样的等离子体不稳定性，在本文中称为“等离子体团”，其特征在于由较大体积的正常密度等离子体包围小区域的较高密度(较亮)等离子体。当形成等离子体团时，由于膜与对应于等离子体团的局部高密度等离子体的相互作用，所沉积的膜在等离子体团附近局部致密化，这导致膜均匀性降低。等离子体团在衬底101上的空间分布可以在工艺之间以及在给定工艺内变化。此外，等离子体团可以在给定的工艺期间在衬底101上移动。应当理解，等离子体团例如通过改变衬底101上不同位置处的沉积膜的厚度而导致衬底101上的工艺均匀性的降低。由等离子体团引起的膜厚度的不均匀性可以是膜总厚度的约1％至2％，这种不均匀性在需要超平坦膜轮廓的一些应用中可能是显著的。例如，使用ALD沉积的膜可能需要埃级厚度控制。例如，对于300埃的沉积的膜厚度，应该将膜厚度控制成在整个衬底上的厚度变化小于2埃。
在示例膜沉积工艺期间，执行操作以施加单层前体气体，而不施加任何RF功率。前体气体粘附到衬底101上。在一些实施方式中，前体气体包括硅以使得能够在衬底上形成氧化硅。然后执行操作以将前体气体从衬底101上方的处理体积冲走，从而在衬底101上留下单层的前体气体。然后在衬底101上执行氧化工艺。在氧化工艺中，工艺气体流入衬底101上方的处理体积中，并且将RF功率施加到工艺气体以在处理体积内产生等离子体。等离子体驱动衬底101上的氧化反应。在一些实施方式中，工艺气体将包含氧气加上一种或多种其他轰击气体(例如氩等)，其中轰击气体使等离子体充分致密化。轰击气体是有效地使沉积膜致密化的气体。使沉积膜致密化的轰击气体是能够有效地将能量转移到沉积膜的那些气体。在一些实施方式中，轰击气体是单原子惰性气体，例如氩等，其不与沉积膜发生化学反应，并且缺乏振动或旋转分子模式。例如，在示例性工艺中，工艺气体混合物可以包括约5％至约20％的氧气，其余工艺气体混合物是氩气。并且，在其他示例工艺中，工艺气体混合物中的氧气与轰击气体的百分比可以小于5％或大于20％。
在氧化工艺期间，当在衬底101上形成特定厚度的膜时，等离子体团可以开始出现在衬底101上。等离子体团的数量和尺寸与工艺气体混合物中的轰击工艺气体(例如氩)的量具有直接的相关性。因此，减少工艺气体混合物中的轰击工艺气体的量可用于降低等离子体团的强度。然而，较高百分比的轰击工艺气体通常也是必要的，以提供足够的等离子体密度以确保适当的膜形成，并且以通过轰击工艺气体离子(例如氩离子)进行轰击来提高膜质量，例如更好的耐蚀刻性。另外，需要大量的RF功率来产生等离子体，因为如果没有施加足够的RF功率，则等离子体密度将不足。然而，增加施加的RF功率导致形成更多的等离子体团。一些工艺应用使用约300W的施加的RF功率/300mm直径的衬底处理站。然而，其他工艺应用可能需要更高的RF功率(例如400W，或甚至更高)/300mm直径的衬底处理站。
鉴于前述，抑制等离子体团形成的一种方法是降低施加的RF功率和/或增加气体混合物内的氧气浓度。更具体地，较低的工艺功率(即，较低的所施加的RF功率)或工艺气体中(相对于氧气)较低的轰击气体(通常为氩)浓度导致较低的等离子体密度，从而抑制等离子体团的形成。不幸的是，从沉积膜质量的角度来看，这些条件不是优选的。例如，当在较低工艺功率或工艺气体内的较低轰击气体浓度下来自等离子体的离子轰击不足时，膜质量下降。因此，通过降低工艺功率和/或降低工艺气体中的轰击气体浓度(例如氩浓度)可能不总是能够在抑制等离子体团形成的同时保持沉积膜的质量。
等离子体激活的ALD氧化硅(SiO2)用于半导体器件工业中的多种存储器和逻辑应用，例如多重图案化、硬掩模、电气衬垫、穿硅通孔(TSV)等。一些等离子体激活的ALD SiO2工艺使用富氩的O2/Ar等离子体将衬底上的Si前体转化为所需的SiO2膜。富氩等离子体通过提供充足的离子轰击，即使在低温(例如在图案化应用中在50℃下)也能提供富氩等离子体以沉积非常高质量的膜。此外，使用富氩等离子体对所沉积的膜的随后的干蚀刻速率不是有害的，而使用含氮等离子体(例如N2或N2O)确实不利地影响沉积膜的随后的干蚀刻速率。
高密度富氩等离子体易受不稳定性的影响，例如等离子体团的影响。等离子体团是局部等离子体的不稳定性，其视觉上可观察到，并且表现为膜厚度不一致，其通常表征为衬底上膜厚度的局部减小。当膜沉积并且厚度增长时，等离子体团初始以关键“阈值膜厚度”出现，并持续到膜达到“固定的膜厚度”。例如，在SiO2膜的ALD的情况下，等离子体团可以开始出现在约75埃的阈值膜厚度(以约50个ALD循环发生)，并且持续到约180埃的固定的膜厚度(以约120ALD循环发生)。因此，在存在潜在的破坏性等离子体团的情况下会发生大量的ALD处理。应当理解，阈值膜厚度和固定的膜厚度之间的会导致发生等离子体团的特定值可以基于工艺参数和基于用于沉积膜的前体材料而变化。
由于等离子体不稳定导致的膜厚度不稳定性造成局部管芯/器件故障，从而导致半导体器件生产废料。使诸如等离子体团之类的等离子体不稳定性可以避免的膜沉积工艺窗被显著减小，尤其在施加的功率和等离子体暴露时间的参数方面被显著减小。例如，等离子体团特性开始出现在每个处理站约300瓦的功率电平下。由于相应的较高等离子体密度，大功率与等离子体团的形成明显相关。为了避免等离子体团形成，对功率的限制大大缩小了用于膜沉积的可用工艺窗口，并降低了当前膜沉积工艺对未来的技术节点的可扩展性，在未来的技术节点中将需要更高的功率来实现可接受的膜质量。此外，简单地将等离子体工艺气体从富氩组合物改变为O2/N2或O2/N2O组合物不是用于减轻等离子体团形成的可行选择，因为由富氩等离子体提供了对衬底的改进的离子轰击，并且由于当N存在于膜中时对膜的后续干蚀刻速率有不利影响。因此，在保持使用富氩等离子体工艺气体的同时，在膜沉积工艺(例如ALD和/或PECVD)期间，防止/抑制/减轻等离子体不稳定性是有意义的。
通过生长的膜厚度(即生长的电介质氧化物表面)的二次电子发射来维持等离子体团。二次电子发射通过沉积膜内的俘获的电荷缺陷和/或氧空位而增加。氧空位可以表现为沉积膜内的带正电荷的缺陷。因此，令人感兴趣的是钝化/中和/校正沉积膜内的俘获的电荷缺陷和/或氧空位，以便减少膜的二次电子发射，进而减少等离子体团的形成。
本文公开了系统和方法以在ALD和PECVD工艺期间通过将沉积在衬底表面上的膜进行处理和/或将该膜暴露于紫外(UV)辐射来防止/抑制/减轻等离子体的不稳定性，例如等离子体团。UV辐射引起用于钝化/中和/校正沉积的膜内的俘获的电荷缺陷和/或氧空位的反应，以减少来自膜的二次电子发射，进而减少等离子体团的形成。例如，具有定制能量的紫外辐射可以从沉积膜下面的主体材料产生高能电子，并且这些高能电子可以迁移到膜的表面并钝化作为空穴型缺陷的氧空位。此外，UV辐射可以诱导二次膜校正效应，例如消除硅烷醇(Si-OH)，以提供膜的更稳健的Si-O-Si反馈键合(backbonding)。UV诱发的效应可以减少沉积的膜中的俘获电荷密度。本文公开的用于UV处理沉积的膜的系统和方法特别可用在用于在衬底上的SiO2膜的ALD的工艺中。
UV是具有在从100纳米(nm)延伸到400nm的范围内的波长(λ)的电磁辐射的光谱类别。UV光谱可以分为几个光谱子类别，包括真空紫外(VUV)(10nm≤λ<200nm)、极紫外(EUV)(10nm≤λ<121nm)、氢Lyman-α(H Lyman-α)(121nm≤λ<122nm)、远紫外(FUV)(122nm≤λ<200nm)，紫外C(UVC)(100nm≤λ<280nm)，中紫外(MUV)(200nm≤λ<300nm)、紫外B(UVB)(280nm≤λ<315nm)、近紫外(NUV)(300nm≤λ<400nm)和紫外A(UVA)(315nm≤λ<400nm)。为了便于描述，本文中使用的术语“紫外辐射”是指以紫外光谱的任何一个或多个光谱子类别为特征的电磁辐射。
在一些实施方式中，通过ALD和/或PECVD沉积的膜暴露于UV辐射，作为膜的前处理和/或在ALD和/或PECVD工艺期间膜的灵活处理(smart-treatment)的一部分，以钝化/校正膜中的表面缺陷和/或减小膜内的捕获的电荷密度，这进而在ALD和/或PECVD工艺的持续期间防止/抑制/减轻等离子体不稳定性(例如等离子体团)的形成，以完成膜的形成。膜的灵活处理是指以原位方式和以所需要的方式将膜暴露于UV辐射，以便当膜沉积时钝化/校正膜中的表面缺陷以达到其总体最终厚度。在一些实施方式中，举例而言，可以通过在ALD和/或PECVD处理环境内产生/提供UV辐射，例如通过产生发射UV辐射的He等离子体，或通过操作安装在ALD和/或PECVD处理环境中的UV辐射源，来在原位将膜暴露于UV辐射。此外，在一些实施方式中，可以通过将上面存在部分沉积的膜的衬底放置在被配置为将衬底暴露于所需量的UV辐射的单独的装置内来在非原位使膜暴露于UV辐射。
就工艺气体组成、工艺气体流率、压力和/或所施加的RF功率而言，本文公开的用于在ALD和/或PECVD工艺期间使用UV辐射以钝化/中和/校正膜表面缺陷以防止/抑制/减轻等离子体不稳定性(例如等离子团)的系统和方法用于扩展有效的ALD和/或PECVD工艺窗。应当理解，关于“表面缺陷”的术语“表面”可以是扩展到衬底的“主体”和/或存在于衬底的表面上的材料的若干个分子层。此外，术语“表面”可以指衬底上的材料的顶部厚度，如电子发射的平均自由程所定义的。应当理解，本文公开的系统和方法可与以下工艺一起使用：沉积基本上任何类型的电介质膜，包括沉积氧化物(MxOy)和氮化物(MxNy))，其中等离子体不稳定性可能由于膜表面缺陷、氧空位和/或捕获的电荷缺陷而导致，并且可以与任何类型的沉积工艺(例如ALD和PECVD等)一起使用。此外，应当理解，本文公开的系统和方法可以使用许多不同的技术来产生所需的UV辐射，并且可以相对于膜沉积工艺以原位方式或非原位方式应用所需的UV辐射。
在一些实施方式中，以原位方式通过在衬底的ALD和/或PECVD处理期间产生暴露于衬底的He等离子体而产生用于消除(例如钝化/中和/校正)膜的表面缺陷的UV辐射。例如，在一些实施方式中，在将膜沉积在衬底上时，与Ar/O2等离子体的产生一起产生He等离子体。He等离子体发射高能UV辐射，其入射到衬底上的膜表面上。当UV辐射入射到衬底上时，UV辐射的能量被施加在光引发过程中以引起在衬底的反应，从而用于消除衬底上的膜的表面缺陷。
图5根据本发明的一些实施方式示出了在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜的表面缺陷的方法的流程图。举例而言，图5的方法可以使用所装备的基本上任何类型的等离子体处理系统来执行基于等离子体的膜沉积工艺，所述等离子体处理系统例如参照图1A、图1B、图2、图3和图4描述的衬底处理系统100/100A。该方法包括用于将衬底定位成暴露于在等离子体处理室内的等离子体产生区域的操作501。该方法还包括用于在等离子体产生区域内产生第一等离子体的操作503。第一等离子体被配置成使得在衬底上沉积膜。在一些实施方式中，使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生第一等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氩气和氧气以外的工艺气体或工艺气体混合物产生第一等离子体，只要第一等离子体被构造成以可接受的方式在所述衬底上沉积所需的膜即可。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜是二氧化硅膜。然而，应当理解，在其他实施方式中，可以使用构造成沉积基本上任何类型的材料的膜的第一等离子体来执行图5的方法。
该方法还包括用于在等离子体产生区域内产生第二等离子体的操作505。第二等离子体被配置为在等离子体产生区域内发射UV辐射，使衬底暴露于UV辐射。入射到衬底上的UV辐射在衬底上引起反应以消除衬底上的膜内的缺陷。在一些实施方式中，在等离子体产生区域内同时产生第一等离子体和第二等离子体。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜内的缺陷可包括膜中的氧空位和/或俘获的电荷和/或其它异常，其可能导致膜在衬底上的进一步基于等离子体的沉积期间的等离子体不稳定性。在一些实施方式中，由UV辐射引起的在衬底上的反应通过钝化和电荷中和中的一个或多个工艺来消除衬底上的膜内的缺陷。
在一些实施方式中，使用氦的工艺气体组合物产生第二等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氦以外的工艺气体或工艺气体混合物产生第二等离子体，只要第二等离子体产生足够的UV辐射来消除沉积的膜内的缺陷，并且只要第二等离子体不会对沉积的膜产生不利影响，并且不会不利地影响沉积的膜的后续处理即可。
在一些实施方式中，在沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度之后，在等离子体产生区域内产生第二等离子体。如前所述，阈值膜厚度对应于，当衬底受到来自等离子体的高能离子的轰击时，由于沉积的膜内的能够促进二次电子的发射的缺陷(例如，氧空位和/或俘获的电荷和/或膜内的其它异常现象)而开始发生等离子体不稳定性时的沉积的膜的厚度。这些射出的二次电子在通过等离子体鞘拉入主体(bulk)等离子体时可被加速到高能量。并且这些加速的电子可以形成高密度、不稳定的等离子体的区域，例如等离子体团。当放电与特定表面(例如，具有特定组成和厚度的膜)相互作用时，在富氩气体混合物中观察到这种行为。在一些实施方式中，阈值膜厚度在延伸达到约75埃的范围内。
在一些实施方式中，等离子体产生区域中连续生成UV发射的第二等离子体，同时，沉积在衬底上的膜的厚度从阈值膜厚度生长到固定的膜厚度。固定的膜厚度对应于不再发生由于沉积的膜内的缺陷而导致等离子体的不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。
在一些实施方式中，通过以灵活处理方式对膜应用UV辐射来消除沉积在衬底上的膜内的缺陷。例如，在一些实施方式中，以原位方式通过产生暴露于衬底的氦等离子体来处理膜内的缺陷，使得从氦等离子体发出的UV辐射将在膜达到膜的未确定的厚度(等于阈值膜厚度)之前入射到膜上，其中膜的未确定的厚度对应于自从最近通过将膜暴露于UV辐射而消除膜内的缺陷以来沉积的膜的厚度。以灵活处理方式使沉积的膜暴露于紫外线辐射可以在膜的沉积期间进行多次以在衬底上达到膜的规定的总厚度。
图6根据本发明的一些实施方式示出了在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜的表面缺陷的方法的流程图。举例而言，图6的方法可以使用所装备的基本上任何类型的等离子体处理系统来执行以执行基于等离子体的膜沉积工艺，所述等离子体处理系统例如参照图1A、图1B、图2、图3和图4描述的衬底处理系统100/100A。该方法包括用于将衬底定位成暴露于在等离子体处理室内的等离子体产生区域的操作601。该方法还包括用于在等离子体产生区域内产生第一等离子体的操作603。第一等离子体被配置成使得在衬底上沉积膜。在一些实施方式中，使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生第一等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氩气和氧气以外的工艺气体或工艺气体混合物产生第一等离子体，只要第一等离子体被构造成以可接受的方式在所述衬底上沉积所需的膜即可。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜是二氧化硅膜。然而，应当理解，在其他实施方式中，可以使用构造成沉积基本上任何类型的材料的膜的第一等离子体来执行图6的方法。
在操作603中产生第一等离子体，直到沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度。如前所述，阈值膜厚度对应于由于沉积的膜内的缺陷(例如，氧空位和/或俘获的电荷和/或膜内的其它异常现象)而开始发生等离子体不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，阈值膜厚度在延伸达到约75埃的范围内。
当沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度时，该方法进行到操作605，在操作605停止第一等离子体的产生，并且在等离子体产生区域内产生第二等离子体。第二等离子体被配置为在等离子体产生区域内发射UV辐射，使衬底和沉积在衬底上的膜暴露于UV辐射，其中入射到衬底上的UV辐射在衬底上引起反应以消除衬底上的膜内的缺陷。在一些实施方式中，使用氦的工艺气体组合物产生第二等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氦以外的工艺气体或工艺气体混合物产生第二等离子体，只要第二等离子体产生足够的UV辐射来消除沉积的膜内的缺陷，并且只要第二等离子体不会对沉积的膜产生不利影响，并且不会不利地影响沉积的膜的后续处理即可。
该方法还包括用于停止产生第二等离子体的操作607。在一些实施方式中，在第二等离子体已连续产生持续时间在约5秒延伸至约60秒的范围内时，发生在操作607中的停止产生第二等离子体。然而，在其他实施方式中，当第二等离子体连续产生不到5秒或超过60秒时，可停止产生第二等离子体。该方法还包括用于恢复等离子体产生区域内的第一等离子体的产生的操作609，直到沉积在衬底上的膜的区间厚度(interval thickness)达到阈值膜厚度。膜的区间厚度对应于自从最近停止产生第二等离子体以来沉积的膜的厚度。换句话说，膜的区间厚度对应于自从最近通过将膜暴露于UV辐射而消除膜内的缺陷以来沉积的膜的厚度。
当沉积在衬底上的膜的区间厚度达到阈值膜厚度时，该方法进行到操作611，在操作611，停止第一等离子体的产生，并且恢复产生在等离子体产生区域内的第二等离子体。在操作611中，来自第二等离子体的UV辐射再次用于消除衬底上的膜内的缺陷。该方法还包括操作613，在操作613，以连续方式重复操作607、609和611，直到沉积在衬底上的膜达到固定的膜厚度。固定的膜厚度对应于不再发生由于沉积的膜内的缺陷而导致等离子体的不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。该方法还可以包括在沉积在衬底上的膜到达固定的膜厚度之后恢复产生等离子体产生区域内的第一等离子体直到沉积在衬底上的膜达到膜的规定的总厚度为止的操作。
在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜可以以非原位方式暴露于UV辐射，以消除膜内的缺陷。在这样的实施方式中，将衬底从等离子体处理系统转移到单独的UV辐射装置，在等离子体处理系统沉积膜，而在该单独的UV辐射装置中将膜暴露于UV辐射。在一些实施方式中，当膜的规定的总厚度在衬底上沉积时，可以在等离子体处理系统和UV辐射装置之间来回传送衬底多次。
图7根据本发明的一些实施方式示出了在基于等离子体的膜沉积工艺期间非原位处理膜的表面缺陷的方法的流程图。该方法包括用于将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域的操作701。举例而言，图7的方法可以使用所装备的基本上任何类型的等离子体处理系统来执行以执行基于等离子体的膜沉积工艺，所述等离子体处理系统例如参照图1A、图1B、图2、图3和图4描述的衬底处理系统100/100A。该方法还包括用于在等离子体产生区域内产生等离子体的操作703。等离子体被配置成使得在衬底上沉积膜。
在一些实施方式中，使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氩气和氧气以外的工艺气体或工艺气体混合物产生等离子体，只要等离子体被构造成以可接受的方式在所述衬底上沉积所需的膜即可。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜是二氧化硅膜。然而，应当理解，在其他实施方式中，可以使用构造成沉积基本上任何类型的材料的膜的第一等离子体来执行图7的方法。
在操作703中产生第一等离子体，直到沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度。如前所述，阈值膜厚度对应于，当膜受到来自等离子体的高能离子的轰击时，由于沉积的膜内的能够促进二次电子从膜材料射出的缺陷(例如，氧空位和/或俘获的电荷和/或膜内的其它异常现象)而开始发生等离子体不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，阈值膜厚度在延伸达到约75埃的范围内。
当沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度时，该方法进行到705，在705停止等离子体的产生，并且将衬底移动到被配置成产生UV辐射的UV辐射装置。在一些实施方式中，UV辐射装置被配置为与其中执行基于等离子体的膜沉积处理的等离子体处理室分离。操作705还包括使衬底和沉积在衬底上的膜暴露于UV辐射，其中入射到衬底上的UV辐射在衬底上引起反应以消除衬底上的膜内的缺陷。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜内的缺陷可包括膜内的氧空位和/或俘获的电荷和/或其它异常，其可能导致膜在衬底上的进一步基于等离子体的沉积期间的等离子体不稳定性。在一些实施方式中，由UV辐射引起的在衬底上的反应通过钝化和电荷中和中的一个或多个工艺来消除衬底上的膜内的缺陷。
该方法继续至操作707，操作707用于将衬底重新定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域。该方法还包括操作709，操作709用于恢复等离子体产生区域内的等离子体的产生，直到沉积在衬底上的膜的区间厚度(interval thickness)达到阈值膜厚度，其中膜的区间厚度对应于自从最近衬底暴露于UV辐射装置内的UV辐射以来沉积的膜的厚度。换句话说，膜的区间厚度对应于自从最近通过将膜暴露于UV辐射而消除膜内的缺陷以来沉积的膜的厚度。
当沉积在衬底上的膜的区间厚度达到阈值膜厚度时，该方法进行到操作711，在操作711，再次停止等离子体的产生，并且再次将衬底移动到UV辐射装置。操作711还包括使衬底和沉积在衬底上的膜暴露于UV辐射以再次消除衬底上的膜内的缺陷。该方法还包括操作713，在操作713，以连续方式重复操作707、709和711，直到沉积在衬底上的膜达到固定的膜厚度。固定的膜厚度对应于不再发生由于沉积的膜内的缺陷而导致等离子体的不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。
在一些实施方式中，在操作705和711中使用的紫外辐射装置被配置为产生暴露于衬底的第二等离子体，其中第二等离子体被配置为发射足够量的UV辐射以消除沉积在衬底上的膜中存在的缺陷。在这些实施方式的一些中，使用氦的工艺气体组合物产生第二等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氦以外的工艺气体或工艺气体混合物产生第二等离子体，只要第二等离子体产生足够的UV辐射来消除沉积的膜内的缺陷，并且只要第二等离子体不会对沉积的膜产生不利影响，并且不会不利地影响沉积的膜的后续处理即可。
此外，在一些实施方式中，电力驱动的UV辐射源设置在操作705和711中设置在UV辐射装置内。在这些实施方式中，电力驱动的UV辐射源被配置为发射足够量的UV辐射以消除存在于沉积在衬底上的膜内的缺陷。例如，在一些实施方式中，UV辐射源是被配置为发射在UV光谱中的光子的电力驱动的灯。此外，在一些实施方式中，UV辐射装置可以包括透镜和/或光纤的布置，以将来自UV辐射源的UV辐射分配和传输到沉积在衬底上的膜。
在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜内的缺陷可以通过使用设置成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域的UV辐射装置以原位方式将膜暴露于UV辐射来消除。图8根据本发明的一些实施方式示出了在基于等离子体的膜沉积工艺期间使用设置成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域的UV辐射装置来原位处理膜的表面缺陷的方法的流程图。该方法包括用于将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域的操作801。该方法包括用于在等离子体产生区域内产生等离子体的操作803，其中等离子体被配置成使得在衬底上沉积膜。在操作803中产生等离子体，直到沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度。在一些实施方式中，使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生等离子体。然而，应当理解，在其它实施方式中，可以使用氩气和氧气以外的工艺气体或工艺气体混合物产生等离子体，只要等离子体被构造成以可接受的方式在所述衬底上沉积所需的膜即可。此外，在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜是二氧化硅膜。然而，应当理解，在其他实施方式中，可以使用构造成沉积基本上任何类型的材料的膜的等离子体来执行图8的方法。
如前所述，阈值膜厚度对应于，当膜受到来自等离子体的高能离子的轰击时，由于沉积的膜内的能够促进二次电子从膜材料射出的缺陷(例如，氧空位和/或俘获的电荷和/或膜内的其它异常现象)而开始发生等离子体不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，阈值膜厚度在延伸达到约75埃的范围内。
当沉积在衬底上的膜达到阈值膜厚度时，该方法进行到操作805，在操作805停止等离子体的产生，并且操作暴露于等离子体产生区域的UV辐射装置以传输UV辐射穿过等离子体产生区域，使衬底和沉积在衬底上的膜暴露于UV辐射，其中入射到衬底上的UV辐射在衬底上引起反应以消除衬底上的膜内的缺陷。在一些实施方式中，沉积在衬底上的膜内的缺陷可包括膜内的氧空位和/或俘获的电荷和/或其它异常，其可能导致膜在衬底上的进一步基于等离子体的沉积期间的等离子体不稳定性。在一些实施方式中，由UV辐射引起的在衬底上的反应通过钝化和电荷中和中的一个或多个工艺来消除衬底上的膜内的缺陷。
在一些实施方式中，UV辐射装置包括电力驱动的UV辐射源。在这些实施方式中，电力驱动的UV辐射源被配置为发射足够量的UV辐射以消除存在于沉积在衬底上的膜内的缺陷。例如，在一些实施方式中，UV辐射源是被配置为发射在UV光谱中的光子的电力驱动的灯。此外，在一些实施方式中，UV辐射装置可以包括透镜和/或光纤的布置，以将来自UV辐射源的UV辐射分配和传输到沉积在衬底上的膜。此外，应当理解，在不同的实施方式中，UV辐射装置及其操作可以具有在光子能量和/或灯构造和/或环境条件方面的变化。
该方法还包括操作807，操作807用于在膜中的缺陷已被充分消除之后停止UV辐射装置的操作。该方法继续至操作809，操作809用于恢复等离子体产生区域内的等离子体的产生，直到沉积在衬底上的膜的区间厚度(interval thickness)达到阈值膜厚度，其中膜的区间厚度对应于自从最近停止UV辐射装置的操作以来沉积的膜的厚度。换句话说，膜的区间厚度对应于自从最近通过将膜暴露于UV辐射而消除膜内的缺陷以来沉积的膜的厚度。
当沉积在衬底上的膜的区间厚度达到阈值膜厚度时，该方法进行到操作811，在操作811，停止等离子体的产生，并且恢复暴露于等离子体产生区域的UV辐射装置的操作，以穿过等离子体产生区域传输UV辐射，从而消除衬底上的膜内的缺陷。该方法还包括操作813，在操作813，以连续方式重复操作807、809和811，直到沉积在衬底上的膜达到固定的膜厚度。固定的膜厚度对应于不再发生由于沉积的膜内的缺陷而导致等离子体的不稳定性时的沉积的膜的厚度。在一些实施方式中，固定的膜厚度在大于或等于约180埃的范围内。
图9A根据本发明的一些实施方式示出了可以执行图8的方法的衬底处理系统100C。衬底处理系统100C是图1B的衬底处理系统100A的变型。衬底处理系统100C是在基于等离子体的膜沉积工艺期间用于原位处理膜表面缺陷的装置的示例。衬底处理系统100C包括衬底支撑件，例如基座140A，其具有被配置为在等离子体处理操作期间支撑衬底101的顶表面，以将膜沉积在衬底101上。衬底处理系统100C还包括电极，例如，喷头电极150A和/或RF电极254，其设置成将射频功率传输到覆盖衬底支撑件的等离子体产生区域中。衬底处理系统100C还包括工艺气体输送部件，即，喷淋头电极150A，其被配置成将工艺气体输送到等离子体产生区域。衬底处理系统100C还包括被配置为从等离子体产生区域排出气体的排放出口143。
另外，衬底处理系统100C包括设置成沿朝向衬底支撑件的顶表面的方向传输UV辐射穿过等离子体产生区域的UV辐射装置901。此外，在衬底处理系统100C中，控制模块110用作控制系统，其被配置为引导等离子体产生区域内的等离子体的产生，并引导UV辐射装置901的直接操作，使得等离子体产生区域内的等离子体的产生以及UV辐射穿过等离子体产生区域的传输以连续的方式进行，而不使衬底101从衬底支撑件的顶表面移动。在一些实施方式中，控制信号从控制模块110通过信号导体903传输到UV辐射装置901。在一些实施方式中，控制模块100被配置为通过执行工艺输入和控制指令/程序108来操作衬底处理系统100C，工艺输入和控制指令/程序108被定义为以连续的方式引导等离子体产生区域内的等离子体的产生以及UV辐射穿过等离子体产生区域的传输，而不使衬底101从衬底支撑件的顶表面移动。
图9B根据本发明的一些实施方式示出了根据图8的方法的操作803和809操作，以在覆盖衬底101的等离子体产生区域内产生等离子体905的图9A的衬底处理系统100C。图9C根据本发明的一些实施方式示出了的图9A的衬底处理系统100C，其根据图8的方法的操作805和811操作，以从UV辐射装置901产生UV辐射并将该UV辐射传输穿过等离子体产生区域朝向衬底101，如箭头907的集合所表示的。应当理解，UV辐射装置901可以包括透镜和/或光纤的布置，以将UV辐射分布和传输到沉积在衬底101上的膜。另外，应当理解，在不同的实施方式中，UV辐射装置901及其操作可以具有光子能量和/或灯配置和/或环境条件的变化。应当理解，本文公开的用于通过使用UV辐射来抑制等离子体不稳定性以消除沉积膜中的缺陷的系统和方法对等离子体处理系统增加的扰动最小。
本文公开的系统和方法提供对保形电介质膜的创新的UV辐射后处理，以便钝化/中和/校正沉积的膜内的氧空位和/或俘获电荷，从而减少沉积膜的二次电子发射并相应地减少等离子体不稳定性(例如等离子体团)的形成。本文公开的系统和方法还使得膜沉积工艺窗扩展到更高功率状态，同时保持使用富氩等离子体及其相关的有益的氩离子轰击，从而为未来技术节点提供优质的膜沉积。
提供了对实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。本发明并不意指是穷举的，也不是限制本发明。特定实施方式的单个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在可应用的情况下是可互换的，并且可以在所选择的实施方式中使用，即使没有具体示出或描述也如此。在许多方面也可能有所不同。这些变化不应被认为是偏离本发明，并且所有这些修改意指被包括在本发明的范围内。
虽然为了清楚理解的目的，前述发明已经在一些细节进行了描述，但明显的是，某些变化和修改可在所附权利要求的范围内实施。因此，本发明的实施方式应被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明并不限于本文所给出的细节，而是可以在所描述的实施方式的范围和等同方案内进行修改。

Claims (19)

1.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间原位处理膜表面缺陷的装置，其包括：
衬底支撑件，其具有被配置为在等离子体处理操作期间支撑衬底以在所述衬底上沉积膜的顶表面；
电极，其被设置为将射频功率传输到覆盖所述衬底支撑件的等离子体产生区域内；
工艺气体输送部件，其被配置成将工艺气体输送到所述等离子体产生区域；
排放出口，其被配置成从所述等离子体产生区域排出气体；和
紫外辐射设备，其被设置为沿朝向所述衬底支撑件的顶表面的方向传输紫外辐射穿过所述等离子体产生区域；
控制系统，其被配置为引导在所述等离子体产生区域内的所述等离子体的产生，并且引导所述紫外辐射设备的操作，使得在所述等离子体产生区域内所述等离子体的产生和紫外线辐射穿过所述等离子体产生区域的传输以连续的方式进行，而不用将所述衬底从所述衬底支撑件的所述顶表面移动，
其中，所述控制系统被配置为引导在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度为止，
其中，所述控制系统被配置为在所述膜达到所述阈值膜厚度时指导膜缺陷消除操作的执行，所述膜缺陷消除操作包括操作所述紫外辐射设备向所述衬底上的所述膜传输紫外线辐射，使得所述紫外线辐射在所述衬底上引起反应，以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷，
其中，所述控制系统被配置为在完成所述膜缺陷消除操作之后引导在所述等离子体产生区域内进一步产生所述等离子体，直到在沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度为止，所述膜的所述区间厚度对应于自从最近完成所述薄膜缺陷消除操作以来所沉积的所述膜的厚度，
其中所述控制系统被配置为以连续的方式引导重复所述膜缺陷消除操作和在所述等离子体产生区域内所述等离子体的所述进一步产生，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度为止。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紫外辐射设备位于所述衬底支撑件的上方。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述紫外辐射设备被配置为在所述等离子体处理操作期间在支撑所述衬底的所述衬底支撑件的整个顶表面上延伸。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紫外辐射设备被电力驱动。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紫外辐射设备包括透镜的布置。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紫外辐射设备包括光纤的布置。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述光纤被配置并连接成将来自紫外线辐射源的紫外线辐射朝着所述衬底支撑件的所述顶表面传输，并且其中，所述光纤被定位成将所述紫外线辐射分布在所述衬底支撑件的顶表面上。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述紫外辐射设备被配置为在基本垂直于所述衬底支撑件的所述顶表面的方向上引导紫外线辐射。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电极和所述工艺气体输送部件被集成到喷头电极中。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述紫外辐射设备被集成到所述喷头电极中。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述紫外辐射设备被附接到所述喷头电极的面对所述衬底支撑件的所述顶表面的下表面。
12.一种用于在基于等离子体的膜沉积工艺期间非原位处理膜表面缺陷的方法，其包括：
a)将衬底定位成暴露于等离子体处理室内的等离子体产生区域；
b)在所述等离子体产生区域内产生等离子体，所述等离子体被配置为致使膜沉积在所述衬底上，其中产生所述等离子体直到沉积在所述衬底上的所述膜达到阈值膜厚度为止；
c)当沉积在所述衬底上的所述膜达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并且将所述衬底移动到被配置为产生紫外线辐射的紫外辐射设备，并将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外线辐射，其中入射到所述衬底上的所述紫外线辐射引起所述衬底上的反应以消除所述衬底上的所述膜内的缺陷；
d)将所述衬底重新定位成暴露于所述等离子体处理室内的所述等离子体产生区域；
e)恢复在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜的区间厚度达到所述阈值膜厚度为止，其中所述膜的所述区间厚度对应于自从最近所述衬底暴露于所述紫外辐射设备内的紫外线辐射以来所沉积的所述膜的厚度；
f)在沉积在所述衬底上的所述膜的所述区间厚度达到所述阈值膜厚度时，停止产生所述等离子体，并将所述衬底移动到所述紫外辐射设备，且将所述衬底和沉积在所述衬底上的膜暴露于所述紫外线辐射以引起所述衬底上的所述反应，以消除在所述衬底上的所述膜内的缺陷；和
g)以连续的方式重复操作d)、e)和f)，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到固定的膜厚度为止。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，操作c)和f)中的每一个包括在所述紫外辐射设备内产生第二等离子体，其中，所述第二等离子体被配置为发射紫外线辐射。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述等离子体产生区域内产生的所述等离子体是第一等离子体，其中所述第一等离子体是使用氩气和氧气的工艺气体组合物产生的，并且其中所述第二等离子体是使用氦气的工艺气体产生的。
15.如权利要求12所述的方法，还包括：
在沉积在所述衬底上的所述膜达到所述固定的膜厚度之后恢复在所述等离子体产生区域内产生所述等离子体，直到沉积在所述衬底上的所述膜达到规定的总膜厚度为止。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，操作c)和f)中的每一个包括操作设置在所述紫外辐射设备内的电力驱动的紫外线辐射源。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述阈值膜厚度对应于由于所述沉积的膜内的缺陷而开始发生等离子体不稳定性时的所述沉积的膜的厚度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述沉积的膜内的所述缺陷包括氧空位和/或俘获的电荷，所述氧空位和/或俘获的电荷在所述沉积的膜受到来自所述等离子体的高能离子的轰击时促进二次电子从所述沉积的膜射出。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述固定的膜厚度对应于不再发生由于所述沉积的膜内的缺陷而导致等离子体的不稳定性时的所述沉积的膜的厚度。
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