TW201827649A - 防止氟化鋁積聚於加熱器上的技術 - Google Patents

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Abstract

本揭露的實施方式提供處理製程腔室的方法。在一個實施方式中，方法包括在基板不存在下藉由在約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與約1 Torr至約30 Torr的腔室壓力下流動淨化氣體進入基板製程腔室來淨化300 mm基板製程腔室，而基板製程腔室的真空幫浦系統的節流閥處於完全開啟位置，其中淨化氣體對基板製程腔室的暴露表面上的沉積殘餘物有化學活性。

Description

防止氟化鋁積聚於加熱器上的技術
本揭露的實施例大致關於處理製程腔室以減少不樂見沉積的改良方法。
半導體產業中的電漿反應器通常由含鋁材料所製成。明確地，在多晶矽、金屬或氧化物蝕刻腔室中，當例如NF3 或CF4 的含氟氣體作為蝕刻化學物時，氟化鋁層可形成在鋁表面上。已經發現氟化鋁的形成在高於480 ℃具有顯著的蒸汽壓力並在此溫度開始昇華。氟化鋁接著輸送至腔室部件，例如製程腔室的面板。氟化鋁在面板上凝結並形成層，此層可能在腔室中的後續製程過程中剝落並以顆粒污染基板表面。氟化鋁係難以移除的，且面板在受污染後，並無習知方法可提供面板與/或真空腔室的原位清洗。因此，真空腔室中的蝕刻速率飄移而腔室變得不穩定。
因此，技術中需要提供清洗製程腔室的改良製程，以致最小化或避免處理過程中蝕刻速率飄移問題與基板表面上氟化鋁污染物的可能性。
本揭露的實施方式提供處理製程腔室的方法。在一個實施方式中，方法包括在基板不存在下藉由在約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與約1 Torr至約30 Torr的腔室壓力下流動淨化氣體進入基板製程腔室來淨化製程腔室，而基板製程腔室的真空幫浦系統的節流閥處於完全開啟位置，其中淨化氣體對基板製程腔室的暴露表面上的沉積殘餘物有化學活性。
在另一個實施方式中，方法包括流動包括氟自由基的清洗氣體進入製程腔室；藉由自清洗氣體產生電漿而自基板製程腔室的內部表面移除沉積殘餘物，在第一RF功率密度、第一腔室壓力與第一電極間距下持續第一時間週期而形成電漿；藉由維持電漿在第二RF功率密度、第二腔室壓力與不同於第一電極間距的第二電極間距下持續第二時間週期而自基板製程腔室的內部表面移除清洗殘餘物，其中第一腔室壓力與第二腔室壓力低於1 Torr；以及在基板不存在下藉由在約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與約1 Torr至約30 Torr的腔室壓力下流動淨化氣體進入基板製程腔室來淨化基板製程腔室，而基板製程腔室的真空幫浦系統的節流閥處於完全開啟持續第三時間週期，其中淨化氣體對基板製程腔室的內部表面上的沉積殘餘物有化學活性，且淨化氣體沉積非晶矽層於配置於基板製程腔室中的基板支撐件的表面上。
在又另一個實施方式中，提供處理製程腔室中之基板的方法。方法包括執行預定數目的製程於300 mm 基板製程腔室中之基板支撐件上配置的基板上；自基板製程腔室移除基板；以及藉由在約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與約1 Torr至約5 Torr的腔室壓力下流動淨化氣體進入基板製程腔室來淨化基板製程腔室，而基板製程腔室的真空幫浦系統的節流閥處於完全開啟持續第三時間週期，其中淨化氣體對基板製程腔室的內部表面上包括氟化鋁的沉積殘餘物有化學活性，且淨化氣體沉積非晶矽層於基板支撐件的表面上。
本揭露內容的實施方式大致提供在腔室乾燥製程之前清洗真空腔室以自真空腔室移除吸附的污染物的改良方法。污染物可由清洗氣體與真空腔室的腔室部件與壁的反應形成。
第1圖描繪根據本揭露內容的實施方式清洗真空腔室的方法100的流程圖。真空腔室可為利用熱與/或電漿以增強製程性能的任何適當基板製程腔室，諸如化學氣相沉積(CVD)腔室或電漿增強化學氣相沉積(PECVD)腔室。在一個示範性實施方式中，真空腔室係至少具有氣體入口歧管、基板支撐件與真空幫浦系統的RF供能電漿製程腔室。
通常在真空腔室中不存在基板下執行方法100。可在真空腔室中單一基板或一批基板的處理之前與/或之後執行方法100。一批基板可在2與15個之間，舉例而言3至12個，例如6至10個。舉例而言，上述處理可包括基板的蝕刻或沉積材料層於基板表面上。雖然圖式中描繪且本文中描述了多個步驟，但並未暗示限制上述步驟的順序或是否存在中間步驟。除非明確指出，否則依順序描繪或描述的步驟僅為了說明而不排除各個步驟實際上以同時或重疊(若非完全重疊，至少有部分重疊)方式加以執行的可能性。
在一個實施方式中，方法100開始於文字塊102，藉由抽吸300 mm電漿製程腔室以降低並維持電漿製程腔室中的壓力在基礎壓力(例如，約0.67 mPa (5 mTorr))下。取決於腔室尺寸，腔室的抽吸時間可在約1秒至約6秒之間，例如約3秒。抽吸時間可取決於應用的電漿製程腔室尺寸而有所變化。
文字塊104處，電漿製程腔室填滿電漿引發氣體，諸如氬、氮或氦等等。在一個示範性實施方式中，電漿引發氣體係氬。針對300 mm電漿製程腔室而言，可流動電漿引發氣體進入電漿製程腔室持續約8秒至約20秒(例如，約15秒)直到氣流穩定為止。可供應約0.56 瓦/cm2 的電漿功率至電漿製程腔室以引發電漿。
文字塊106處，透過氣體入口歧管引導清洗氣體進入電漿製程腔室。清洗氣體可包括氟(F2 與/或F)與/或氟自由基(F*)。做為這些物種的來源，清洗氣體可包括全氟化或氫氟碳化物，諸如NF3 、CF4 、C2 F6 、CHF3 、C3 F8 、C4 F8 與SF6 。在一個示範性實施方式中，清洗氣體係NF3 。針對300 mm電漿製程腔室而言，可在約150 sccm至約800 sccm(例如，約300 sccm至約600 sccm)的流動速率引導清洗氣體進入電漿製程腔室持續約1秒至約6秒(例如，約3秒)。預期可自遠端電漿系統提供清洗氣體進入電漿製程腔室。
文字塊108處，當流動清洗氣體進入電漿製程腔室時，電漿製程腔室的氣體入口歧管電極與基板支撐件電極之間的電極間距係經調整以控制或增強腔室清洗製程的效力。在一個示範性實施方式中，清洗製程係兩階段製程，其中第一階段包括利用第一相對低壓力與第一相對大電極間距，並在電極之間施加經選擇的第一RF功率以在整個電漿製程腔室內產生電漿好自電漿製程腔室的內部表面清洗沉積殘餘物；及第二階段包括維持利用第二相對高壓力與第二相對小電極間距且在電極之間施加經選擇的第二RF功率的電漿，以自電漿製程腔室的內部表面清洗經清洗的殘餘物。在某些實施例中，第二相對高壓力與第一相對低壓力可低於1 Torr，例如在約10 mTorr至約950 mTorr之間。
在一個實施例中，第一相對低壓力係約20 mTorr至約450 mTorr，例如約100 mTorr至約300 mTorr，第一相對大電極間距係約500密耳至約1000密耳，例如300 mm電漿製程腔室所用的約600密耳，而第一RF功率係約500瓦至約750瓦(功率密度約2.7-5.6 瓦/cm2 )。第一階段可執行約6秒至約13秒，例如10秒。第二相對高壓力係約500 mTorr至約900 mTorr，例如約600 mTorr至約800 mTorr，第二相對小電極間距係約100密耳至約400密耳，例如約100密耳至約300密耳，而第二RF功率係約500瓦至約750瓦(功率密度約2.7-5.6瓦/cm2 )。第二階段可執行約15秒至約30秒，例如20秒。
文字塊110處，在腔室清洗製程後，在較高腔室壓力與較高流動速率下淨化電漿製程腔室。本發明人已經發現緊接在腔室清洗後，若腔室壓力係低的(例如，低於1 Torr)，氟化鋁將自基板支撐件輸送至面板。因此，在較高壓力下淨化腔室可避免氟化鋁的氣化物到達電漿製程腔室的面板。在較高壓力下流動淨化氣體亦有助於自製程腔室的面板與其他腔室部件的暴露內部表面移除氟化鋁與其他不想要的殘餘物。
可藉由透過氣體入口歧管流動淨化氣體進入電漿製程腔室來執行淨化。淨化氣體可包括諸如氮、氬、 氖或其他適當惰性氣體以及上述氣體的組合物。在一個示範性實施方式中，淨化氣體係氬。在另一個示範性實施方式中，淨化氣體係氬與氮。
在某些替代性實施方式中，淨化氣體可包括例如矽烷的含矽氣體。適當的矽烷可包括矽烷(SiH4 )與具有實驗式Six H(2x+2) 的高階矽烷，諸如二矽烷(Si2 H6 )、三矽烷(Si3 H8 )與四矽烷(Si4 H10 )或例如其他聚氯矽烷的高階矽烷。在一個示範性實施方式中，淨化氣體為矽烷。本發明人已經發現以矽烷進行淨化有效於清除存在於電漿製程腔室中的氟化鋁殘餘物與自由的氟自由基。當基板支撐件的溫度達到500 ℃或以上(例如，550 ℃至650 ℃或以上)時，矽烷淨化亦沉積薄非晶矽層於基板支撐件上(及腔室部件的暴露內部表面上)。非晶矽層作為蓋層，蓋層可避免氟化鋁昇華並到達面板與/或其他腔室部件(例如，腔室壁)的暴露內部表面。預期亦可應用與沉積殘餘物(例如，氟)與/或CVD或PECVD的沉積物有化學活性的任何前驅物氣體代替矽烷。
在淨化過程中，電漿製程腔室中的壓力維持在約1 Torr至約30 Torr下，諸如約1 Torr至約3 Torr、約1 Torr至約5 Torr、約1.2 Torr至約1.5 Torr、約1.5 Torr至約1.8 Torr、約1.8 Torr至約3 Torr或約1 Torr至約15 Torr。電漿製程腔室的溫度可維持在約500 ℃或以上，例如約550 ℃至約650 ℃。為了達成較高腔室壓力，可引導淨化氣體進入電漿製程腔室持續較長時間週期，且真空幫浦的節流閥處於完全開啟狀態以允許自電漿製程腔室排出污染物(例如，氣化的沉積殘餘物)同時維持需要的腔室壓力。在本文論述的多個實施例中，淨化時間可變化於約10秒至約90秒之間，例如約15秒至約45秒之間。在一個示範性實施方式中，淨化時間係約20秒。
對於300 mm電漿製程腔室而言，可在約4000 sccm至約30000 sccm(例如，約8000 sccm至約24000 sccm，例如約10000至約20000 sccm)的流動速率下引導淨化氣體進入電漿製程腔室。若使用兩個淨化氣體，可在約8000 sccm至約15000 sccm(例如，約13000 sccm)的流動速率下流動第一淨化氣體(例如，氬)，並可在約16000 sccm至約24000 sccm(例如，約20000 sccm)的流動速率下流動第二淨化氣體(例如，氮)。應當注意此揭露內容所述的處理條件係以300 mm製程腔室作為基礎。
在一個實施例中，在約13000 sccm的流動速率與約1.8 Torr (TFO)的腔室壓力下引導包括氬的淨化氣體進入300 mm電漿製程腔室。在另一個實施例中，在約13000 sccm的流動速率與約3 Torr (TFO)的腔室壓力下引導包括氬的淨化氣體進入電漿製程腔室。在一個另一個實施例中，在約10000 sccm的流動速率與約2 Torr至3 Torr (TFO)的腔室壓力下引導包括氮的淨化氣體進入電漿製程腔室。在又另一個實施例中，在約13000 sccm的流動速率下引導包括氬的第一淨化氣體進入電漿製程腔室，並在約20000 sccm的流動速率下引導包括氮的第二淨化氣體進入電漿製程腔室，而腔室壓力係約3 Torr (TFO)。
文字塊112處，在電漿製程腔室的淨化後，停止淨化氣體並選擇性地執行第一腔室乾燥製程，以形成第一乾燥層於腔室部件(諸如，面板與/或腔室壁)的暴露內部表面上。可藉由透過氣體入口歧管引導第一乾燥氣體與第二乾燥氣體進入電漿製程腔室(依序或以氣體混合物方式任一種)執行第一腔室乾燥製程。第一乾燥層降低在淨化或腔室中執行的任何先前製程後保留於電漿製程腔室中的殘餘製程顆粒數量。這降低了污染顆粒數量，而污染顆粒可用其他方式污染後續製程中即將沉積於基板上的層。
在一個示範性實施方式中，第一乾燥層係氧化矽層，可藉由在電漿製程腔室中反應含矽氣體與含氧前驅物氣體來沉積氧化矽層。在一個實施例中，藉由反應矽烷氣體與分子氧來形成二氧化矽乾燥層。在另一個實施例中，藉由反應矽烷與氧化亞氮、一氧化氮、二氧化氮、二氧化碳或任何其他適當含氧前驅物氣體來形成二氧化矽乾燥層。在另一個示範性實施方式中，第一乾燥層係非晶矽層，可藉由在電漿製程腔室中反應含氫氣體與含矽氣體來沉積非晶矽層。
可在約1：6至約1：20的比例與約0.1 Torr與約20 Torr之間的腔室壓力下提供含氫氣體與含矽氣體進入電漿製程腔室。在一個實施例中，藉由反應氫氣與矽烷來形成非晶矽乾燥層。對於300 mm電漿製程腔室而言，可在約3000 sccm至約6000 sccm(例如，約5000 sccm)的流動速率下提供矽烷氣體，並可在約60 sccm至約150 sccm(例如，約100 sccm)的流動速率下提供氫氣。可提供約15毫瓦/cm2 至約250毫瓦/cm2 的RF功率至電漿製程腔室的氣體入口歧管。在多個實施例中，第一腔室乾燥製程可執行約3秒至約8秒，例如約5秒。處理時間可取決於第一乾燥層的期望厚度而有所變化。
雖然本文中論述的是矽烷，預期亦可應用具有實驗式Six H(2x+2) 的高階矽烷，諸如二矽烷(Si2 H6 )、三矽烷(Si3 H8 )與四矽烷(Si4 H10 )。
在文字塊110的淨化形成非晶矽層於基板支撐件上的實例中，腔室淨化(文字塊110)與第一腔室乾燥製程(文字塊112)之間不需要進一步的腔室抽吸或淨化，因為矽烷淨化例如提供初步乾燥層給電漿製程腔室，初步乾燥層可避免氟化鋁昇華並到達面板與/或其他腔室部件(例如，腔室壁)的暴露內部表面。此新式淨化方式優於某些在腔室清洗(文字塊108)後交替地執行氬淨化與抽吸步驟於電漿製程腔室中的傳統淨化過程。舉例而言，在腔室清洗(文字塊108)後，傳統的淨化過程可包括Ar淨化/抽吸/Ar淨化/抽吸。相反地，本揭露內容的實施方式的特徵為有效地清洗與避免氟化鋁汽化的較高壓力、較高流動速率的腔室淨化，且在腔室清洗與腔室乾燥之間不需要額外的淨化/抽吸循環。
文字塊114處，在完成第一腔室乾燥製程後，選擇性地執行第二腔室乾燥製程以沉積第二乾燥層於第一乾燥層上。可藉由透過氣體入口歧管引導第三乾燥氣體與第四乾燥氣體進入電漿製程腔室(依序或以氣體混合物方式任一種)執行第二乾燥層。在一個示範性實施方式中，第二乾燥層係未經摻雜的矽酸鹽玻璃，可藉由在電漿製程腔室中反應含矽氣體與含氧前驅物氣體來沉積未經摻雜的矽酸鹽玻璃。在一個實施例中，藉由反應四乙氧基矽烷(TEOS)與臭氧(O3 )來形成未經摻雜的矽酸鹽玻璃乾燥層。預期亦可應用額外的矽源(諸如，矽烷、TMCT或相似來源)與其他氧源(諸如，O2 、H2 O、N2 O與相似來源與上述的混合物)。當使用TEOS作為含矽氣體時，可應用諸如氦或氮的載氣。O3 比TEOS的比例範圍可在約2：1至約16：1，例如約3：1至約6：1。
在第二乾燥層的沉積過程中，可在約600 mgm至約3500 mgm之間(例如，約1200 mgm至約1600 mgm之間)的流動速率下引導TEOS進入300 mm電漿製程腔室。在約2500 sccm至約16000 sccm之間(例如，約5500 sccm至約12000 sccm之間)的流動速率下引導O3 (約5-16 wt %之間的氧)。氦或氮可用作為載氣，並在2600 sccm至約12000 sccm之間(例如，約4500 sccm至約8500 sccm之間)的流動速率下引導。在大部分實例中，進入電漿製程腔室的總氣體流動可在約8000 sccm至約30000 sccm之間(例如，約15000 sccm至約約22000 sccm之間)有所變動。在多個實施例中，第二腔室乾燥製程可執行約6秒至約15秒，例如約9秒。處理時間可根據第二乾燥層的期望厚度而有所變化。
文字塊116處，以淨化氣體淨化電漿製程腔室好自電漿製程腔室移除任何處理殘餘物(例如，矽烷)。可藉由透過氣體入口歧管流動淨化氣體進入電漿製程腔室來執行淨化。淨化氣體可包括諸如氮、氬、氖或其他適當惰性氣體以及上述氣體的組合物。在一個示範性實施方式中，淨化氣體係氬。用於文字塊116處的淨化的製程條件可相同於或相似於文字塊110處所論述的那些製程條件，除了文字塊116處的淨化時間較短。舉例而言，淨化時間可變動於約2秒至約10秒之間，例如約3秒至約8秒之間。在一個示範性實施方式中，淨化時間係約5秒。此後，透過真空幫浦系統自電漿製程腔室排出任何反應殘餘物與/或不想要氣體。
在完成文字塊116後，方法100可進行至終點或再度從文字塊102至116。預期亦可週期性地執行本文所述的方法100。舉例而言，可在基板上進行每兩個沉積製程後或在批次處理循環中執行預定數目的製程(例如，沉積製程)後執行方法100。預定數目可在1個與6個之間，例如2個至5個之間，例如3個製程。取決於腔室條件，必要時可儘可能重複文字塊102至116所述的製程的任一者，直到到達期望腔室條件或標準完整腔室清洗製程變得需要為止。
本揭露內容的優點包括在較高壓力與較高流動速率淨化真空腔室以避免氟化鋁汽化物到達真空腔室的面板與/或其他腔室部件的暴露內部表面。在較高壓力下流動淨化氣體有助於自製程腔室的面板移除氟化鋁與其他不想要的殘餘物。在使用矽烷來淨化真空腔室的實例中，當基板支撐件的溫度到達500 ℃或以上時，矽烷氣體沉積薄非晶矽層於基板支撐件上。矽烷亦清除真空腔室中存在的自由氟自由基。此非晶矽層避免氟化鋁昇華並到達面板。已經發現在處理1000個基板後僅有0.2-0.3 µm厚度的氟化鋁沉積於面板上。因此，延長了面板與/或腔室部件的使用壽命。避免了真空腔室中的蝕刻速率飄移或晶圓溫度飄移(由於AlF積累導致面板發射率改變)並改善整體腔室穩定性。
雖然上文係針對本揭露內容的實施例，但可在不悖離揭露內容的基本範圍下設計出揭露內容的其他與進一步實施例。
100‧‧‧方法
102、104、106、108、110、112、114、116‧‧‧文字塊
可藉由參照描繪於附圖中的本揭露內容的說明性實施例理解簡短概述於上方及詳細論述於下方的本揭露內容的實施例。然而，應注意附圖僅描繪此揭露內容的典型實施例並因此不被視為限制此揭露內容的範圍，因為此揭露內容可允許其他等效性實施例。
第1圖描繪根據本揭露內容的實施方式清洗真空腔室的方法的流程圖。
為了促進理解，已經儘可能利用相同的元件符號來標示圖式中共有的相同元件。圖式並非按照比例繪製且為了清楚起見可加以簡化。預期一個實施例的元件與特徵可有力地併入其他實施例而毋需進一步列舉。
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Claims (20)

  1. 一種處理一基板製程腔室的方法，包括以下步驟： 在一基板不存在下，藉由在一約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與一約1 Torr至約30 Torr的腔室壓力下流動一淨化氣體進入該基板製程腔室來淨化該基板製程腔室，而該基板製程腔室的一真空幫浦系統的一節流閥處於一完全開啟位置，其中該淨化氣體對該基板製程腔室的數個暴露表面上的沉積殘餘物有化學活性。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該腔室壓力係維持在約1.8 Torr至約3 Torr下，而該基板製程腔室係維持在一約500 ℃或以上的溫度下。
  3. 如請求項1所述的方法，其中該淨化氣體包括氬。
  4. 如請求項1所述的方法，其中該淨化氣體係一含矽氣體。
  5. 如請求項4所述的方法，其中該含矽氣體沉積一非晶矽層於一基板支撐件的一表面上，該基板支撐件配置於該基板製程腔室中。
  6. 如請求項1所述的方法，其中該沉積殘餘物 包括氟化鋁。
  7. 一種處理一製程腔室的方法，包括： 流動一清洗氣體進入該基板製程腔室，該清洗氣體包括氟自由基； 藉由自該清洗氣體產生一電漿而自該基板製程腔室的數個內部表面移除一沉積殘餘物，該電漿係形成在一第一RF功率密度、一第一腔室壓力與一第一電極間距下持續一第一時間週期； 藉由在一第二RF功率密度、一第二腔室壓力與一第二電極間距下維持該電漿持續一第二時間週期而自該基板製程腔室的數個內部表面移除一清洗殘餘物，該第二電極間距不同於該第一電極間距，其中該第一腔室壓力與該第二腔室壓力係低於1 Torr；及 在一基板不存在下，藉由在一約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與一約1 Torr至約30 Torr的腔室壓力下流動一淨化氣體進入該基板製程腔室來淨化該基板製程腔室，而該基板製程腔室的一真空幫浦系統的一節流閥係完全開啟持續一第三時間週期，其中該淨化氣體對該基板製程腔室的數個內部表面上的沉積殘餘物有化學活性，且該淨化氣體沉積一非晶矽層於一基板支撐件的一表面上，該基板支撐件配置於該基板製程腔室中。
  8. 如請求項7所述的方法，進一步包括： 在淨化該基板製程腔室後，執行一第一腔室乾燥製程以沉積一第一含矽乾燥層於該基板製程腔室的數個內部表面上。
  9. 如請求項8所述的方法，其中該第一含矽乾燥層包括氧化矽。
  10. 如請求項8所述的方法，其中該第一含矽乾燥層包括非晶矽。
  11. 如請求項8所述的方法，進一步包括： 在沉積該第一含矽乾燥層後，執行一第二腔室乾燥製程以沉積一第二含矽乾燥層於該第一含矽乾燥層上，其中該第一含矽乾燥層係化學上不同於該第二含矽乾燥層。
  12. 如請求項11所述的方法，其中該第二含矽乾燥層包括未經摻雜的矽酸鹽玻璃。
  13. 如請求項7所述的方法，其中淨化過程中的該腔室壓力係維持在約1.8 Torr至約3 Torr下，而該基板製程腔室係維持在一約500 ℃或以上的溫度下。
  14. 如請求項7所述的方法，其中該沉積殘餘物包括氟化鋁。
  15. 如請求項7所述的方法，其中該第一時間週期係約6秒至約13秒，該第二時間週期係約15秒至約30秒，而該第三時間週期係約15秒至約45秒。
  16. 一種處理一製程腔室中的一基板的方法，包括以下步驟： 執行一預定數目的製程於一基板上，該基板配置於該基板製程腔室中的一基板支撐件上； 自該基板製程腔室移除該基板；及 藉由在一約0.14 sccm/mm2 至約0.33 sccm/mm2 的流動速率與一約1 Torr至約5 Torr的腔室壓力下流動一淨化氣體進入該基板製程腔室來淨化該基板製程腔室，而該基板製程腔室的一真空幫浦系統的一節流閥係完全開啟持續一第三時間週期，其中該淨化氣體對該基板製程腔室的數個內部表面上的一包括氟化鋁的沉積殘餘物有化學活性，且該淨化氣體沉積一非晶矽層於該基板支撐件的一表面上。
  17. 如請求項16所述的方法，進一步包括： 在淨化該基板製程腔室之前，執行下列步驟： 流動一包括氟自由基的清洗氣體進入該基板製程腔室； 藉由自該清洗氣體產生一電漿而自該基板製程腔室的數個內部表面移除一沉積殘餘物，該電漿係形成在一第一腔室壓力與一第一電極間距下；及 藉由在一第二腔室壓力與一第二電極間距下維持該電漿而自該基板製程腔室的數個內部表面移除一清洗殘餘物，該第二電極間距不同於該第一電極間距。
  18. 如請求項17所述的方法，進一步包括以下步驟： 在淨化該基板製程腔室後，執行一第一腔室乾燥製程以沉積一第一含矽乾燥層於該基板製程腔室的數個內部表面上，其中該第一含矽乾燥層包括氧化矽或非晶矽。
  19. 如請求項18所述的方法，進一步包括以下步驟： 在沉積該第一含矽乾燥層後，執行一第二腔室乾燥製程以沉積一第二含矽乾燥層於該第一含矽乾燥層上，其中該第二含矽乾燥層包括未經摻雜的矽酸鹽玻璃。
  20. 如請求項16所述的方法，其中該基板製程腔室係維持在一約500 ℃或以上的溫度下。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210048568A (ko) * 2018-09-21 2021-05-03 램 리써치 코포레이션 플라즈마 프로세싱 챔버를 컨디셔닝하기 위한 방법
TW202034427A (zh) * 2018-10-05 2020-09-16 美商蘭姆研究公司 從處理腔室表面之金屬汙染移除
KR20220024997A (ko) * 2019-06-26 2022-03-03 램 리써치 코포레이션 인 시츄 패시베이션을 통한 챔버-축적 확장
US11342194B2 (en) * 2019-11-25 2022-05-24 Tokyo Electron Limited Substrate processing method and substrate processing apparatus
CN110743876B (zh) * 2019-11-27 2022-02-15 江苏中宏机械制造有限公司 一种钢瓶自动洁净装置及其操作步骤
JP6956288B2 (ja) * 2020-04-30 2021-11-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プラズマ処理装置、及びエッチングガス組成物

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01179166A (ja) * 1988-01-08 1989-07-17 Fuji Xerox Co Ltd 両極性帯電型電子写真感光体
JP3164956B2 (ja) * 1993-01-28 2001-05-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｃｖｄにより大面積のガラス基板上に高堆積速度でアモルファスシリコン薄膜を堆積する方法
DE69420474T2 (de) 1993-06-30 2000-05-18 Applied Materials Inc Verfahren zum Spülen und Auspumpen einer Vakuumkammer bis Ultra-Hoch-Vakuum
EP0774772A1 (en) 1995-11-17 1997-05-21 Applied Materials, Inc. Methods for physically etching silicon electrically conducting surfaces
US5647953A (en) * 1995-12-22 1997-07-15 Lam Research Corporation Plasma cleaning method for removing residues in a plasma process chamber
US5843239A (en) 1997-03-03 1998-12-01 Applied Materials, Inc. Two-step process for cleaning a substrate processing chamber
US20030143410A1 (en) * 1997-03-24 2003-07-31 Applied Materials, Inc. Method for reduction of contaminants in amorphous-silicon film
TW460943B (en) * 1997-06-11 2001-10-21 Applied Materials Inc Reduction of mobile ion and metal contamination in HDP-CVD chambers using chamber seasoning film depositions
US6071573A (en) * 1997-12-30 2000-06-06 Lam Research Corporation Process for precoating plasma CVD reactors
US6358327B1 (en) 1999-06-29 2002-03-19 Applied Materials, Inc. Method for endpoint detection using throttle valve position
KR100599960B1 (ko) * 1999-12-28 2006-07-12 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 박막 트랜지스터-액정표시장치의 제조방법
US6589868B2 (en) * 2001-02-08 2003-07-08 Applied Materials, Inc. Si seasoning to reduce particles, extend clean frequency, block mobile ions and increase chamber throughput
KR20030057058A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 진공챔버 세정방법
KR100415441B1 (ko) * 2002-04-24 2004-01-24 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 절연막 증착 방법
KR100527047B1 (ko) * 2003-07-01 2005-11-09 주식회사 아이피에스 박막증착방법
KR100601034B1 (ko) * 2004-04-21 2006-07-14 주식회사 아이피에스 박막 증착 방법
US20060005856A1 (en) 2004-06-29 2006-01-12 Applied Materials, Inc. Reduction of reactive gas attack on substrate heater
US20060093756A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-04 Nagarajan Rajagopalan High-power dielectric seasoning for stable wafer-to-wafer thickness uniformity of dielectric CVD films
KR100699841B1 (ko) * 2005-05-04 2007-03-27 삼성전자주식회사 반도체 공정을 위한 챔버의 시즈닝 방법
KR20070030596A (ko) * 2005-09-13 2007-03-16 삼성전자주식회사 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법
US20140272184A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Methods for maintaining clean etch rate and reducing particulate contamination with pecvd of amorphous silicon filims

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