TW385494B

TW385494B - Method for improved cleaning of substrate processing system

Info

Publication number: TW385494B
Application number: TW087111364A
Authority: TW
Inventors: Chiuan-De Guo; Karl Anthony Littau; Anand Vasudev; Dong Won Koo
Original assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-03-21
Also published as: US6125859A; JP2001509639A; KR20010021675A; WO1999003312A1; EP0995342A4; AU8384498A; EP0995342A1

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ' _____B7 五、發明説明（）相關申請案之參考：本申請案與共同讓渡之下列申請案相關，以Tsutomu Tanaka, Mukul Kelkar, Kevin Fairbairn, Hari Ponnekanti 及David Cheung等人為發明人於1997年三月5日所提申，名稱為"APPRATUS AND METHOD FOR UPGRADED SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM WITH MICROWAVE PLASMA SOURCE "的美國專利申請第08/81 1，627號，及以 Chien-The Kao, Kenneth Tsai, Quyen Pham, Roland L. Rose, Calvin R. Augason，及 Joseph Yudovsky (在本文中以"Kao"稱之）等人為發明人於1997年四月23日所提申，名稱為"APPRATUS FOR IMPROVED REMOTE MICROWAVE PLASMA SOURCE FOR USE WITH WITH SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM"的美國專利申請第 08/839，lll 號，及以 Anand Vasudev,_.Chiliang.Chen，及 Karl Littau等人為發明人於1 997年四月23日所提申，名稱為"REMOTE PLASMA CLEANING SOURCE HAVING REDUCED REACTIVITY WITH A SUBSTRATE PROCESSING CHAMBER"的美國專利申請第 08/893,917 號；這些申請案的揭示内容藉由此參照而被併於本文中。發明領域= 本發明係關於基材處理。詳言之，本發明係關於一基材處理系統之處理室的清潔之設備及方法。第5頁本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS )，\4规格（210X297公筇） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（）發明背景= 在現代半導禮裝置的製造中的主要步驟之一為在基材上形成一層，如一金屬矽化層，如鎢矽化物（臂以一層β 如所習知的’此層可用化學氣相沉積（CVD)來沉積。在一傳統的熱CVD處理中，反應氣體被供應至基材表面，在該表面上會發生由熱誘發的化學反應，用以在該被處理之基材的表面上形成該所需要的膜層。在一傳統的電漿強化的CVD(PECVD)處理中，一被控制的電漿係使用射頻（RF) 能量或微波能量來將反應氣體中之反應物種加以解離及/ 或充能而產生用以產生該所需的膜層。經濟部中央標隼局負工消費合作社印製在此等CVD處理中所遇到的一個問題為在某些或所有的處理室壁内表面上會發生所不想要之沉積，導致高的維修成本。用CVD將一所需要的膜層形成於一基材上，所不想要之殘留物（residue)的沉積會發生於包括設備的加熱器及處理套件在内之任何表面上，因為反應氣體會擴散至該處理室的絕大多數的零件上，即使是在縫隙間或是在角落亦然。在後續的基材沉積期間，這些殘留物會加速直到一連續的金屬矽化物膜層長在該加熱器及/或其它的零件上為止。經過一段時間，如果沒有將殘留物從該Cvd •又噼中清除的話，則會降低該設備的處理產出率。當過度的沉積開始干擾到CVD 統的性能時，該加熱器及其它的處理套件（如該陰影環及氣體分佈面.板）可被更換以清除在其上之堆積物》根據那些及多少零件需要更換及更換的頻率，維修該基材處理系統的成本會變得很高。甚者，此 ____ 第6頁 _本紙張績 A7 1 1—________B7 五、發明説明（） ~~ 一維修對於該CVD系統的產出率有不利的影響。在這些CVD處理中，處理室的清潔係定期的被實施用以將此等所不需要的世餘物從室壁上，加熱器上，及其 b的處理套件上清除掉。通常在每一基材的兩個沉積步驟 <間被實施的是同步（/„ 清潔程序，其使用一或多個清洗（蝕刻）氣體來清除於沉積期間被堆積之所不想要的殘留物。一般的清潔技術包括了熱處理，射頻電漿處理，及微波電漿處理技術，其提高反應氣體的分解用以產生高度反應性的物種（如由素離子基（高度反應性，單鹵素原子）），及通常被稱為"乾的"清潔技術。在這些技術中，鹵素離子基與該所不想要的剩餘物起反應並將其從蝕刻室壁及其它的表面上清除掉。然而，對於清潔該室而言很有用的蝕刻氣體通常是具腐蝕性的且其不只會攻擊殘留物，其還會攻擊構成該室，加熱器，及其它處理套件的材料》這對於與金屬CVD處理一起使用之某些清潔氣體特別是如此〇經濟部中央標準局員工消費合作社印製使用三氟化氯（CIF3)的熱處理即是此例子。在此一同步熱清潔處理中’ CIF3流入該被清洗的處理室中。熱能 (即，熱）然和被施加於該C1F3上用以產生氟離子基（即，類一氣原子，以F*表示當清潔一實施一鶴珍化物（w礼) 沉積處理的處理室時，這些氟離子基與鎢（w)及矽（si)結合以形成氟化鎢（WFy)及氟化矽（SiFz)，其皆為揮發性產物可從該處理室中被排出。使用C1F3之熱處理所提供的優點包括了只需對基材第7頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0x 297公^"5 ------- 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 A7 五、發明説明（處理系統作很小的修改即 3 、刻用此一技術。因為C1F3很容易分解，其只需要一很簡單 ^ )熱分解方法來產生所需要的鼠離子基，而不需要複雜的舢 ^ 7射頻電漿清潔技術。甚者，一熱技術對於處理所造成的損Α =最小。然而，此技術亦有某些缺點。此處理會產生某此名 ^ 苗展王呆4軋體的副產物（如，氯氣及氟

乳），其具有高度的腐银性及料傅U 及對環境不利。因此，需要複雜的排放硬體來消除這歧缺 —缺點。因為它們的腐蚀本性，所以排放系統需要經常性的維修，並乾換此一排放系統的關鍵疋件。這增加了此一系統的製造及維修成本，並對該系統的使用時間(即，產出率)有不利的影響。 A理室的同步清潔的另一選擇為使用射頻電漿。一射頻電漿清潔處理可使用，例如，三敦化氣（NF3)，因為此_ 技術能夠施加一較為穩定之化合物]口 NF3，所需要之高的能量。首先，NF3被引入該將被清潔的處理室中β射頻能量然後經由此基材處理系統之電容地耦合的電極被施加因而產生氟離子基（F*)，其從該處理室的組件上將該世餘物加以肩·除。一 13.56百萬赫茲（ΜΗζ)的頻率被用來激勵該電漿。如上所述，當清潔一實施一鎢矽化物沉積處理的處理室時，這些氟離子基與鎢及矽結合以形成氟化鎢及氟化珍，其皆為揮發性產物可從該處理室中被排出。此技術是習知的，且是被充分瞭解。然而，此技術亦具有某些缺點。與上述之熱處理相反的是，一使用NF3之射頻電漿處理降低了環境及維修性上的考量，而含氟的副產物則仍會於此技術中產生。雖然C1F3(或具有相似的分第8頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4ML格（210X 297公筇 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A 7 ---------一 —_ B7 五、發明説明（） —-^ 解能量的化合物）可被使用於此一射頻電漿清潔處理中，仁其述與使用C1F3相關的問題將會再次遇到。這些缺點中的一主要的問題為此一技術會對處理套件所造成的傷害^射頻電漿清潔造成金屬的處理室組件之離子轟擊，其會對像是室壁之組件造成損傷。此一同步清、絮很難同.時有效地清除殘留物且不會傷到該加熱器及其它加熱器組件。因此，保持室的性能可能會損及昂貴的耗材，導致需要經常性的更換的結果。而且，鈍氣，如氬氣 (Ar)通常會被加入用以加強該射頻電聚的衝擊。因為這些疋素與清潔氣體（如，N及F)中之構成元素比較起來通常都具有較大的原子質量（即，較大且較重），所以在該射頻電漿中之該等鈍氣的存在會使的離子轟擊問題惡化。由離子轟擊所造成的物理上的損傷亦會有粒子產生的可能性。其它的考量為此等技術對於清潔處理之時機的敏感性及没有與該電漿接觸度的面積無法被適當地清潔到。另一個選擇為使用微波技術來產生所需要的電將並分離該清潔氣體。在一微波電漿技術中，電漿是藉由施加微波能量至一清潔氣體，如NF3，而被產生的，因此產生氟離予基。這些氟離子基如先前所述地清潔該處理室的内部，通系一 245 0MHz的微波頻率被使用來激勵該電漿。此一技術的優點包括與已存在之射頻電漿清潔系統的相各性及高度有效率之齒素離子基之產生。由一微波電漿技術所提供之高分離效率（至少5〇%，但更可能的是約99%) 獲致了一比用電容耦合的射頻電漿（其分離效率相當的 ______ 第g頁本紙張尺家轉（CNS〉---- .~ • m 1 --1· ί ------ Hi 1- Lv^---I '' f請先閲讀背面之注意事項再嗔'蹲本耳j -訂' 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 kl B7 五、發明説明（) 低’約為1 5%至30%之間）所獲得之蚀刻率還高之蝕刻率的結果（在矽化鎢殘留物的例子中约為2微米/分鐘）。這相當於該處理室内表面之更快速及更完整之清潔。而且，在高百分比的氟轉換為氟離子基（及其後續之與殘留物的反應）之下，由此等系統所產生的氟數量被減少，降低了排放氣體之腐蝕本質及不利環境影響之憂慮。某些基材系統必必需作重大的修改以使用此一技術。離子轟擊的問題在此技術中亦會遭遇到… 同步微波電漿清潔技術的另一個選擇為一分離的微波電漿系統’其可被附加於該基材處理系統上。以此同步微波微波電漿電漿技術，一微波電漿技術的高分解效率獲得一高蝕刻率，提供了前述之優點。然而，與其同步的搭配物不同的是’遠距微波電漿產生系統可在清潔操作期間不讓該處理室的组件遭受任何的電漿的情形下提供離予基。一遠距微波電漿清潔技術因而可更加溫和地，有效率地’及適當地清潔在該處理室中之世餘-物且不會實體上傷及該氣體分佈歧管’室壁的内部及其它會在同步技術中受當損傷之處理室組件。現有的系統可被輕易地修改以利用此遠距微波電漿技術因為此微波電漿系統是相當自我滿足的。前述清潔技術所遭遇的一共同的問題在於該將被清潔之處理室之不同的内表面會接受到不同的清潔（蝕刻）速率。如所注意到的，某些表面被過度蚀刻，或其它的表面沒能去除殘留物。此不一致性之主要的原因為被清潔之處第10頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4规格（210x297公¢.) (請先閲讀背面之注意事項再娘寫本頁}

經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 A7 一 * ----— _J_ B7 五、發明説明（） -----— 理：组件的表面溫度不同。如所週知的，在所有其它的處理至參數維持一定之下，材料愈熱枯料的蚀刻愈快。某些基材處理系統（在本文中被稱為'·熱壁”系統）藉由液體加熱 (或冷卻)某些處理室組件，大部分是室壁，而將處理室内表面保料_固定的溫度。在此等系統中，清潔操作傾向於較為均勻因為在處理室之不同的表面上蝕刻率皆保持著相®定。在對於表面溫度沒有提供此一控制的系統中 (在本文中稱為”冷壁”系統），蝕刻率間有著很大的差異，堆積在熱的表面（如被加熱的托盤）上的堆積物蚀刻的較快速，而堆積在冷的表面上（如室壁）的堆積物則蝕刻的較漫。這會造成冷的表面上的蝕刻不完全或熱的表面上蝕刻過度。因為某些處理室組件沒有清潔完全的問題，及有很少的處理室组件能夠在沒有對其它的處理宣组件造成無法接又 < 知傷 < 下完全地被清潔的事實下，所以必需要實施額外的清潔程序。此等程序（通常被稱為—"濕"清潔）涉-及了將該處理主打開並實體上用特殊的布料及清潔流體來擦拭整個處理室，包括室壁，排放區及其它具有堆積物的區域，且其實施的次數低於同步清潔處理。因為沒有經常作清潔處理（包含同步及濕清潔兩者），所以來自於CVD設被中疋雜質會遷移至該基材並造成裝置的損傷。因此，可見到的是，一 CVD系統之適當的清潔對於基材處理系統的可靠操作，及維持可接受的裝置良率及系統產出率而言是必要的。因此，一種具有有效率的處理室第11頁本纸張尺度適用中關家標準（CNS )扁桃（2ΐ〇 χ 297^>1ΓΓ -- (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填莴本頁)

經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 -----~^ B7 五、發明説明（） " 〜·- 清潔的微波電漿處理系統是所想要的。提供有效率之反應離子基的產生，同時將對於暴露於該清潔處理下之處理宣的組件的傷害降至最低亦所想要的。一種可減少濕清潔操作次數之清潔技術亦是所想要的。最後，此一清潔技術不論是用來清潔冷壁或熱壁的系統上其應均勻地清潔處理室的内表面。發明目的及概诫：本發明提供了一種與一基材處理系統一起使用之方法及設備。一依據本發明的設備提供一由微波產生的電漿其可被用來提供該基材處理系統之有效率的清潔β 為了要提供清潔處理細微的控制及說明在殘留物堆積上的變化’本發明之方法用多個清潔循環，或階段來清潔一基材處理系統的内表面。在每一清潔階段期間，商素基及’依需要地，一或多伯純氣氣體被導入該處理室中.。本發明的方法使用一同步或遠端產生的被波電漿來產生該鹵素離子基’其然後與堆積在該處理室的内表面上之殘留物起反應。這些反應的副產物然後從該處理室被排出。多清潔階段的使用’其中的一或多個階段包含一鈍氣氣體’讓蝕刻（清潔）率可針對每個清潔階段被分別加以調整。如此能夠將先前清潔階段所留下來之任何的殘留物加以清除，並能將該處理室内表面的過度清潔降至最小。依據本發明之方法的一個態樣，一種用來將殘留物從一基材處理表面上加以清除的方法被提供。這是藉由實施第12賁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210Χ 297公t ) {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 1 . —_____B7 五、發明説明（） —~~~~-- Z個或多個清潔階段’每-階段包括數個步驟，來達成。〜清潔階段是以產生反應的卤素離子基來開始。這些反應的离素離子基是用冑波能f來分解_纟齒素氣體而產生的。然後藉由將該等反應的齒素離子基與一鈍氣在—混合比例下加以混合’以形成一氣體的清潔混合物。該混合比例在每一清潔階段都將會不同，且在處理期間將至少被改變7人。例如，如果混合比例等於一清潔階段的_第一混合比例的話，則其將會等於在另一清潔期間之一第二混合比例（該第一及第二混合比例不同）。接下來，該等反應的卣素離子基與一部分堆積在該基材處理室内表面上的殘物起反應用以去除該部分的殘留物。在該第二清潔階段之後亦可實施額外的清潔階段。本發明之這些及其它的實施例，友其優點與特徵被更詳細地說明於以下的内容及附圖中。遷式簡軍銳明：第1Α及1Β圖為依據本發明可被使用之一說明性基材處理系統的實施例的垂直剖面圖；第1C及1D圖為第1圖中之CVD系統的一部分的分解立體圖； ' 第1E圖為在一可包括一或多個室之系統中之—系統監視器及一 CVD系統的簡化的圖示；第1F圖顯示依據一特定的實施例之該系統控制軟體的控制架構的說明性方塊圖；第13頁本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇5_297公货) ' 一 n H ί ΙΓ IT —l· Ί— I _ _I I i I ' :./ 厂、. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂鐫經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΑΊ Β7 五、發明説明（）第2圖為一流程圖，其顯示依據本發明之方法的一個態樣在清潔一處理室中所實施的步驟。經濟部中央標準局員工消费合作社印製圖號對照說明： 10 CVD系統 11 氣體分佈歧管 12 托盤 15 處理室 15 a 處理室壁 15b 室蓋總成 12a 平的表面 13a 面板 13b 穿孔 7,7a,7b 氣體源 8,8a,8b,8c 氣體供應管線 9 氣體混合系統 44 射頻能量供應器 23 排放路徑 24 截斷閥 16 環形槽 17 排出充氣室 20 環形室蓋 21 根同延伸部 25 排放出口 32 馬達 12b 舉升销 26 開口 34 系統控制器 _ 36 控制線路 38 記憶體 37 處理器 50a CRT監視器 50b 光筆 70 電腦程式 73 . 處理選擇器次程式 75 處理排序次程式 77a- c 反應室管理次程式 80 基材置放次程式 83 處理氣體控制次程式 85 壓力控制次程式 87 加熱器控制次程式 90 電漿控制次程式 .第14頁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X29?公兑） ,A7 B7 五、發明説明（） ~~ 登明詳細說BH : I·導論為了要能夠對清潔處理有更細微的控制及為了要說明在殘留物堆積上的變化，本發明之方法使用多清潔循環’或階段來清洗一基材處理室的内表面0在每一清潔階段期間，鹵素離子基的及，如所需要地，一或多個鈍氣被導入該處理宣中。本發明之方法使用一同步產生的或遠距產生的微波電漿來產生該鹵素離子基，其然後與堆積在該處理室的内表面上之殘留物反應。這些反應的副產物然後從該處理室被排出。多清潔階段的使用，其中的一或多個階段包含一鈍氣氣體’讓独刻（清潔）率可針對每個清潔階段被分別加以調整《如此能夠將先前清潔階段所留下來之任何的殘留物加以清除’並能將該處理室内表面的過度清潔降至最小。個別調整每一清潔步騾之蝕刻率的能力亦可藉由能在過度.蝕刻被最小化的同時允許對於蝕刻率有更細微的控制而將產出率（throughput)最大化。例如，本發明之第一清潔步驟可以一高的蝕刻率來開始，其快速地從該處理室中清除大量的殘留物。後續的步驟可使用低的蝕刻率，其 (在很少的殘留物殘留且過度蝕刻的危險很大時）對於被姓刻掉的材料的數量可提供細微的控制。以此方式’本發明可快速地清除堆積的殘留物的絕大部分，每一接下來的殘留物等級可被儘可能快地被清除，且能將處理室組件之過度蝕刻降至最小。系統的產出因而第15頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公漦） (請先閲讀背面之注愈事項再填舄本頁) 訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製五、發明説明（被最大化且不會犧牲掉處理室組件的可靠度，進—步降低停機時間及提高產出率》或者，該等清潔階段可被加以重新安排，使得某些表面被"預先蝕刻"，清除過多的殘留物並讓一後續的清潔階段能夠使用未稀釋的鹵素離子基來從整個處理室中將現已均勻的殘留物層清除掉。本發明之多階段清潔處理儘可能快地均勻地清潔該處理室的内表面，並能將處理室組件之過度蝕刻降至最小。這獲得了改上之裝置的良率及產出率的結果，並降低了濕式清潔操作必需被實施的頻率。 Π.鏖_倒性之CVD系絲. 本發明之特定的實施例可與多種化學氣相沉積（cvd) 或其它種類的基材處理系統一起使用。本發明之方法可在其中實施4 一適當的基材處理系統被示於第丨八及丨^圖中’其為一具有一真空或處理宣15《CVD系统1〇的垂直剖面圖，該處理室具有一室壁15a及室蓋總成i5b:室壁15a及室蓋總成15b是以分解立體圖的形式示於第及1D圖中。 CVD系統10包括一氣體分佈歧管"用來將處理氣體分佈於基材（未不出）上，該基材躺在—被置於該處理室的中心之被電阻式地加熱的托盤12上。在處理期間，該基材（如-半導體基材）被置於該托盤12的—平的（或稍微凸出）的表面12a上。該托盤12，較佳蚁1至地具有一陶瓷如鋁氮化物的表面，可在控制下被移動低的裝載/卸載位置第16頁 !~ rllllf ----又 _ 』 -:;J (請先閱讀背面之注意事項再填^本頁) -丁 -'β # 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) Λ4現;fe ( 210X297公对）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） (示於第1A圖中）與一緊鄰該歧管11之上面的處理位置（在第1A及1B圖中以虛線14表示）之間。一中心板（未示出）包括用來提供基材的位置的資訊的感應器。沉積及載體氣體經由設有穿孔13 b(第1D圖）之傳統的圓形的氣體分佈面板13a而流入該室15中。更詳言之，沉積處理氣體經由 —傳統之設有傳孔的擋板42及經由在氣體分佈面板13a 的孔13b而通過入口歧管11流入該室1 5 (在第1 B圖中以箭頭40表示）。在到達該歧管11之前，沉積及載體氣體從氣體源7 經由氣體供應管8(第1B圖）被輸入一氣體混合塊體或系統 9中，氣體於該系統中被加以混合然後被送至歧管11。在某些例子中，將沉積及載體氣體直接從供應管8導引至歧管11中亦是可能的且是所想要的》在此一例子中，氣體混合系統9被繞過《在其它的情形中，任何的氣體管路8 可繞過該氣體混合系統9並並導引氣體通過在該室1 5的底部中之路徑（未示出）中。如第圖中所示，在一沉積 WSix的特定例子中有三個氣體供應管線8。一第一管線8a 將一來自於一氣體源7a之包含矽的氣體（如二氯矽烷 (Sit^Ch)，在本文中被稱為，，DCS")供應至氣體混合系統 9，而一第二管線8b將一來自於一氣體源7t)之包含鎢的氣體（如六氟化鎢（WC16))供應至氣體混合系統9。對於管線8a及8b而言’一來自於氣體源7a及7b的載體氣體（如氬氣（Ar))可被供應給該處理用以穩定氣體流及用來均衡進入該混合系統9之兩個管線的氣體流，該室1 5上游之 ___ 第17頁本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) ----:--- (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 五 B7 、發明説明（經濟部中央標準局消費合作社印製氣體混合（如DCS及WCle)被認為可在該室中獲得更知均勻的氣體分佈’藉此在被沉積的Wsix膜中獲得奉佳的均勻度。一第三供應管線8c將來自一氣體源7c的鈍氣洗氣禮（如氬氣）引入該室的底部用以讓沉積氣體遠離該宣之位在該托盤12底下的區域。在某些較佳的實施例中，一來自於氣體源7a之額外的矽源（如矽烷（SiH4))可被供應給氣體管線8a。 .通常’每一處理氣體之供應管線都包括⑴數個安全截斷閱（未示出）其可被自動j也或手動地截斷流入該室中之處制器（MFCs)(亦未示出）其測量通體流。當有毒氣體被用於處理中時數個安全截斷閥以傳統的架構被置於每一氣體供應管路上。在該C V D系統1 0中所實施的沉積處理可以是一熱處理或一電漿蚀刻處理。在一電漿蝕刻處理中，一射頻能量供應器44在該氣體分佈面板13a與該托盤12之間施加泰能用以激勵該處理氣體混合物用以在介於該面板13a與該托盤12之間的圓柱形區域中形成一電漿。（此區域在本文中將被稱為"反應區"）。該電漿的構成物起反應用以在該被支撐於該托盤12上之半導體基材的表面上沉積一所需要的膜。射頻旎量供應器44可以是一混合頻率射頻能量供應器其典型地在一 13·56ΜΗζ的高射頻頻率（RF1)及在一 360kHz的低射頻頻率（RF2)供應能量用以強化被引入該真空室15之反應物種的分解。當然，射頻能量供應器44 埋氣體流。及（ii)質量流控過該等氣體供應管路之氣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

L 訂 4. 一.--·二 Γ.」ί1ιΕ.Ι-,£prre.--£Ei,_F. 第18頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0x297公垃五、發明説明（） ‘ 可供應單頻或混合頻率的射頻能量（或其它所需要的變化）至歧管〗1用以強化被引入該室15之反應物種的分解。在 ~熱處理中’射頻能量供應器44未被使用，且該處理氣體混合物會起熱反應用以在該被支撐於該托盤12上之半導體基材的表面上沉積一所需要的膜，該托盤被電阻地加熱用以提供反應所需的熱能。在一熱沉積處理期間，托盤丨2被加熱造成CVD系統 1 〇的加熱。在先則所提及之一熱壁系統中，一熱液·體可被循環通過室气15a用以在電漿沒有被打開的時候，或在熱沉積處理期間 15a之流體包 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印裝將室壁15a保持於一高溫下β用來加熱室壁括了典型的流體種類，即，水基的乙二醇或油基的熱傳省流體。此加熱有利地降低或消除所不想要之反應產物的凝結並改善了處理氣體之揮發產物的消除及會凝結於冷的真S通道壁上並於沒有氣體流動的期間回流至該處理室中之污染物的消除。在一冷壁系統中，室壁 15a沒有被加熱。此可，例如，藉由在一電漿加強的沉積處理期間被完成。在此一處理中，該電漿對該室15加熱，包括環繞在排氣通路徑23及截斷閥24周圍的室壁15a。然而，因為電漿不太可能對於每一室表面都等距，所以會如先前所提及的發生表面溫度的不同。包括反應產物在内之沒有沉積為一層之其餘的氣體混合物透過一真空幫浦（未示出）而從該室中被抽出。詳言該等氣體是經由環繞在該反應區周圍的環形槽16被排出並進入一環形的排出充氣室17。環形的槽16及充氣第19頁

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-!_- .- f.. ................-f i-r*-··丨 £>Μ-"ΐ· . .-1—utsi.-i··!二 nsEtanl 11.L L I 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格 (210x 297公發） J、的半徑之同心圓的過托盤12的桿/托經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（）室17是由介於室壁15a的頂部（包括上介電内襯19)與圓形室蓋20的底部之間的間隙所界定的。該環形的槽16及充氣室17之360°的圓形對稱及均勻性對於達到基材表面上之均勻處理氣體流用以在基材上沉積一均句膜而言是很重要的。該等氣體流過該排放充器室17的一橫向延伸的部分21的底下’通過一觀視孔（未示出），經過一向下延伸的氣體路徑23,通過一真空截斷閥24(其本體與室壁15a 的下部一體形成）’及進入到一排放出口 25其連接至一外部的真空幫浦。該被電阻地加熱之托盤12的基材支撐平台是使用一埋入式單迴圈加熱器元件來加熱，該元件被作成形成兩個同心圓的形狀。該加熱器元件的一外坪與該支撐平台的周邊相鄰，而其内部則是在一具有一較路徑上。到達該加熱器元件的線路通盤12是由鋁，陶瓷或其組合材料所製成的。典型地’室襯裡，氣體入口歧管面板，及許多其它的處理室硬體的每一者或任一者是由像是鋁，陽極化的鋁，或陶资材料所製成。此CVD設備的一個例子係描述於授予Zhao等人之美國專利第5,558,71 7號，名稱為"CVE> Processing Chamber”中，其藉由參照而被併於本文中。一舉升機構32(第1A圖）在基材被一自動葉片（未示出）經由在該室10的侧壁上之送入/取出開口 26而送入該室及由其中取出時將托盤12及其基材舉升銷12b升起及降下。馬達32將托盤12升起及降下於一處理位置14與一第20頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公兑） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Α7 π 、 ___ 五、發明説明（）基材裝載位置之間》馬達32’許多的閥及氣體輸送系統之 MFCs，及其它CVD系統10的組件是由—系統控制器34(第 1B圖）透過控制線路36來控制的。控制器34依賴光感應器之回饋來決定活動的機械總成，如節流閥及托盤，的位置，該等活動的機構是由控制器34所控制的馬達來移動的。在一較佳的實施例中，系統控制器34包括一硬碟機 (記憶體38) ’ 一軟碟機（未示出），及一處理器37。該處理器37包括一單板電腦（SBC)，類比及數位輸入/輸出板，界面板及步進馬達控制器板。CVD系統1 〇之不同的部分符合Versa Modular European (VME)標準，其界定板，卡槽’及連接器的尺吋及種類。該VME亦定義具有16_位元資料匯流排及24-位元位址匯流排。系統控制器34控制該CVD系統1 〇的所有活動。該系統控制器34執行系統控制軟體，其為一儲存在一電腦可讀取的的媒體’如一記憶體3 8，中的電腦程式。最好是，記憶體38為一硬碟機，但記憶體38亦可為其它種類的記憶體。該電腦程式包括了主控時機’氣體混合.，處理室壓力，處理室溫度，RF能量等級，接受器位置，及一特定處理之其它參數〃儲存在其它記憶裝置，如軟碟機或其它適當的裝置，中之其它電腦程式亦可被用來操作控制器 34。介於一使用者與該系統控制器34之間的界面是透過一 CRT監視器50a及一光筆50b，如第1E圖中所示，其 __第21頁本纸張尺度適用中國國家椋準（CNS ) ---- (請先闊讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7 五、發明説明（）為在一基材處理系統中之系統監視器及CVD系統的一簡化圖’該處理系統可包括一或多個處理室。在該較佳的實施例中’兩個監視器5Oa被使用，一個安裝在清潔室壁上供操作者使用及另一個裝在壁後供維修技師之用。兩個監視器50a圖時顯示相同的資訊’但只有一枝光筆5〇b可作用。光筆50b用一位在尖端部分之光學感應器來偵測由 CRT監視器所發出的光《操作者點觸該顯示螢幕的一所需要的區並按下在光筆50b上的一按金t來選取—特定的螢幕或功能。該被選取的區改變其反白的顏色，或一新的選單或螢幕被顯示，確定光筆與顯示螢幕之間的溝通》其它的裝置’如一鍵盤’滑鼠’或其它點選或溝通裝置亦可被額外地或取代地被使用以允許使用者與系統控制器34溝通0 沉積該薄膜的處理可使用一可被系統控制器3 4所執行之電腦程式來加以實施。該電腦程式碼可用任何電腦可讀取的程式語言，如68000組合語言，C，C + +，或Pascal 來寫。適當的程式碼使用傳統的編輯器輸入到一單一的檔案中’或多個檔案中，並儲存或編入至電腦可讀取的媒體中’如該電腦的記憶體系統中。如果被輸入的碼為一高階語言的話’其即被編譯，所獲的的編譯碼然後與一預先編譯的視窗程式庫目標碼鏈結。該系統的使.用者呼叫該目標碼以執行該經鏈結的編譯過的目標碼，造成電腦將该目標碼載入記憶體中，CPU從記憶體讀取並執行該目標硝以實施在該程式中所指定的工作。第22頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210>< 297公"^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 -tilL-J I;E'n: 五、發明説明（）第1 F圖顯示該系統控制軟體，即一電腦程式70，之邏輯控制結構的方塊圖。一使用者藉由該光筆界面輸入一處理組號碼及處理反應室號碼至一處理選擇器次程式73 中一作為顯示在該CRT監視器上之一選單或螢幕的回應。處理組是執行特定的處理所需要之預定的處理參數，且是用預定的組號來定義。該處理選擇器次程式73確認 ⑴在一多反應室系統中之所需要的反應室，及（Η)操作該處理室所需要之處理參數組以實施所需要的處理。實施一特定處理之處理參數與處理條件有關，如處理氣體的成份及流率，溫度，壓力，電漿條件，如RF偏壓能量等級及磁場能量等級，冷卻氣體壓力，及反應室壁溫度，其係以菜單的方式提供給使用者。該菜單所選定的參數使用光筆 /CRT監視器界面而被輸入。監視該處理之訊號是由該系統控制器之類比輸入及數位輸入來提供及控制該處理之訊號在該CVD系統1〇的類比輸出及數位輸出板上被輸出。經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一製程排序器次程式75包括用來從該製程選擇器次程式73接受被指定之處理室及處理參數組，及用來控制不同的處理室的粗作之程式碼。多個使用者可輸入處理組號碼及處理室號碼，或一使用者可輸入多個處理组號碼及處理室號碼，該製程排序器次程式75可將被選取的處理以所需要的順序排好。較佳地，製程排序器次程式75包括一用來實施⑴監視該等處理室之搡作以決定處理室是否被使用，（li)決定那些處理是要在那些處理室中進行，（iH) 第23頁本紙張尺度適用中國國家標革（CNS ) Λ4規格（21 Ox 297\ ~ --- 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製根據，有空的處理室及將被實施之處理的種類來執行所需要的處理’的程式碼。監視處理室之傳統的方法可被使用，如詢訊（polling)。當在排那一個處理要被執行時排序器次程式75可被設計成將被使用之處理室之目前的條件與一被選取之處理所需要的條件比較，或每—特定的使用者所輸入的要球的"年齡"，或一系統程式員想要包括進去以決定優先順序之任何其它相關因子，考慮進去。在排序器次程式75決定那一個處理室及處理组的組合將於下一個被執行之後，該排序器次程式75藉由將該特定的處理组參數送至一處理室管理次程式77a_c來執行該處理組’其中處理室管理次程式77a_c根據由該排序器次程式75所決定的處理組來控制在處理室15内之多製程工作。例如，處理室管理次程式77a包括用來控制在該處理至15内之賤射及CVD處理操作的程式碼。處理室管理次程式77a亦控制不同處理室組件次程式的執行，其中組件次程式控制執行該被選取的處理組所必需之處理室組件的操作。處理室組件次程式的例子為基材置放次程式 80 ’處理氣體控制次程式83，壓力控制次程式85，加熱器控制次程式87，及電漿控制次程式90。熟悉此技藝者可瞭解的是其它的處理室控制次程式可根據那種製程將要於該處理室15内被實施而被加入。在操作時，處理室管理次程式77a根據今被執行之特定的處理組來選擇性地排定或呼叫處理組件次程式。處理室管理次:程式77a之排序使用一種與排序器次程式75在第24頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X 297公兑） (請先閱讀背面之注意事頌再填寫本頁〕 -訂. 鮮· felt-- i、發明説明（排定那一個處理室15方虑至15及處理組將被執行時似的方式來實施。典型地，處理室管理次程式77a包= 監視不同的處理室组件，根據今被執行之處理的處理參數決定那些組件必需被操作，參數執行一處理室組件次程式以作為監視及決定步驟之回應，等步驟。特定的處理室組件次程式的操作將參照第^圖被說 :。基材置放次…〇包括用來控制將基材裝載盤12上，及將該基材舉升至該處理室15内之一所需要的高度來控制介於該基材與p氣體分佈岐f u《間的办間之處理室組件之程式碼内時，托盤12被降下來以經濟部中央標準局員工消费合作社印製备一基材被裝載於該處理室15 接受該基材，之後該托盤12被舉升至該該處理室15内“需要的高度，用以在CVD 處理期間將該基材保持在與該氣體分体岐管U相距一第 -距離或空間的位置處。在操作時，該基材置放次程^8〇控制孩托盤12的移動以作為與該支撐高度相關由該處理室管理次程式77a傳過來之處理組參數的回應。，處理氣體控制次程式83具有用來控制處理氣體成份及流率的程式碼。次程式83控制安全截流間的開/關位制置，及升/降質量流控制器以獲得所需要的氣體流率。所有的尺理室組件次程式’包括處理氣體次程式83，都是由處理室管理次程< 77a所守叫。次程式83接受來自於該處理室管理次程式與所需要的氣體流率相關之處理參數。典型地，處理氣體控制次程式8 3藉由打開氣體供應管路，並重覆（i)讀取必需的質量流控制器，（ii)將讀取值與從處第25頁本纸張尺度適用中國國家#準（CNS ) Λ4规格（210X297公丨L — ri-——rj —— /i, (請先閱讀背面之注意事項再填¾本頁) 訂 ί— —.-I . 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（）理室管理次程式77a接收來之所需要的流率比較，（Hi)需要時調整氣體供應管路的流率，來操作的。甚者，處理氣體控制次程式83包括監視不安全之氣體流率，及在狀況被偵測到時啟動該安全截斷閥。在某些處理中’一鈍氣，如氬氣，被流入到處理室15 中’用以在反應處理氣體被引入處理室内之前穩定在處理室中之壓力。對於這些處理而言，處理氣體控制次程式83 被程式成包括讓鈍氣流入處理室1 5中一段時間以穩定處理室内的壓力的步驟’然後上述的步驟被實施。壓力控制次程式85包括用來藉由調整在該處理室15 的排出部分中之節流閥的開口的大小來控制在處理室内的壓力的程式碼。節流閥的開口的大小被設定用以將該處理室的壓力控制在與總處理氣體流，處理室的大小，及該排放系統之抽泵設定壓力相關之所想要的等級。當壓力控制次程式85被呼叫’該所需要的或目標壓力即如一參數被從處理室管理次程式7 7 a處接收到。壓力控制次程式8 5 操作以藉由讀取一或多個與處理室相連接之傳統的壓力計來測量處理室内的壓力，將測量值與目標壓力比較，從一對應於該目標壓力之被儲存的表中獲得比例，積分，及微分（PID)值，並根據由該壓力表中所獲得的piD值調整節流閥。或者，壓力控制次程式85可被寫成打開或關閉節流閥至一特定的開口大小來調整處理室1 5並獲得一所想要的壓力。加熱器控制次程式8 7包含一程式碼以控制用以加熱第26頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公势） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本1)

A7 —_____；____ 五、發明説明（）該基材之加熱單元之電流。該加熱器控制次程式87亦受該處理室管理次程式77a控制且接受一標的或設定值溫度參數。該加熱器控制次程式87藉由測量位於托盤12之熱耦合器之電壓輸出來測定溫度，將所測得溫度與設定值溫度比較’且增加或減少供應至該加熱單元之電流以獲得該設定值溫度。該溫度由所測得之電壓值經由在一儲存之轉化表中查知對應溫度，或使用四級多項式來計算該溫度來獲得。當一内置迴路被用以加熱托盤12，該加熱器控制次程式87逐漸地控制供應至該迴路之電流之增加/減少〇此外，一内建成敗（fail-safe)模式可被涵括以偵測製程安全依從性，且若該處理室15未適當設定該模式可關閉該加熱單元之運作。. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電漿控制次程式90包括了設定施加於該處理室μ中之處理電極之低頻及高頻RF能量等級，及用來設定所用之低頻RF頻率的程式碼。電漿控制次程式90亦包括用來開啟及設定/調整施加於本發明所使用之磁控管或其它微波源之能量等級的程式碼。該電漿控制次程式90與前述之處理室組件次程式相同地是由處理室管理次程式77&所呼叫的。以上所述主要是作為舉例的目的《其它的設備，如電子環繞共振式（ECR)電將漿CVD系統，或類此者，皆可使用本發明。此外，上述系統的變化，如在托盤設計，加熱器設計’射頻能量頻率，及射頻能量連接，上的變化及其它的變化都是可能的。例如，基材可用石英燈來加熱。應第27頁本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（2丨0X 297公烧） A7 B7 五、發明説明（） ~一~"-- 被瞭解的是，本發明並不局限於與任何特定的設備一起使用β Ιπ·依據本發__明之多階段渣潔虎玴第2圖概略地顯示本發明的方法。為了簡化起見，第 2圖所示的步驟只描述了本發明之方法之一兩階段的操作。如先前所提及的，額外的階段可藉由重覆第2圖中之任一個清潔階段而被添加。這可將未於頭兩個階段中被清潔的表面如以清潔，如果需要的話β或者，這可對該蝕刻率提供更加細微的控制，同時將產出率維 •ΐτ 度蚀刻保持在最小。當然，由本發明之方法所思及的= 方法皆由該多階段清潔處理所代表（如將第一及第二清潔階段交換）。例如’一非必要的（opti〇nal)步驟可被添加，在該步螺中一純氣氣體如氬氣於其它清潔氣體流入該處理室之前即被流經該處理室，用以將粒子從處理室上加以衝拳i 〇經濟部中央標準局員工消费合作社印製該清潔處理的第一階段於步驟200開始，在該步驟中於該處理室中之環境參數被建立。這包括了穩定在該處理室15内之溫度及廢力。接下來’—反應氣體於步驟21〇中被引入該處理室15中。在一實施例中，該反應氣體最好是NF3 ’但其Έ之包含氟的氣體如訴氟化碳（Cf4)或六氟化硫（Sh)亦可被使用。甚者，在本發明的其它實施例中，包含氣或其它画素的氣體亦可被用作為反應氣體以取代包含氯的氣體。為了要激勵一電锻，微波能量接著於步驟第28頁本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（_ -'~~ ---- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ----—________ B7 五、發明説明（) 220中被施加於該反應氣體。此電漿可依據本發明被使用之特定的實施例而於步驟之間被保持，或可被消滅，隨後再次被激勵。亦應被瞭解的是，如果該反應的_素基是被遠距地被產生的話，則示於第2圖中之步驟將會稍微被改變。例如’除了形成該電漿之外，因而被產生之該反應的鹵素離子基央必需被傳送至該處理宣15中β 在步驟230 ’由反應氣體所產生的電漿被保持一段時間’讓如此被產生的反應基能夠在該期間之内與在該處理室15的内部面上之殘留物反應。如果遠距處理被使用的話’則該電漿的維持等於流入該處理室15中之離子基的維持。在步驟230期間，一真空幫浦系統將反應副產物及未反應的清潔氣體經由排出充氣室17從處理室15排入一氣體路徑23中並從排放管路排出，該等氣體的壓力及副產物是經由被一節流閥及真空幫浦系統所控制之排放管線所釋出。該清潔處理的第一階段在該清潔處理的最大蝕刻率下（或至少一相對高的蚀刻率）提供該處理.室15的内表面均勻的應洗。這是因為此清潔階段使用該微波電漿產生系統（不論其為同步或遠距）所能供給之最大濃度的齒素基 (即齒素基沒有經過任何的稀釋）。大量的累積殘留物於此部分的清潔處理中被清除（不論此清潔步驟是在清潔處理中的何處發生）。雖然此清潔階段於儘可能快的速率下被去除’但其亦是最難加以精確地被控制及對於室的内壁亦是最具腐蝕性。 ______ 第29頁本紙張尺度適用中家標準（CNS ) Λ4ΑίΚ& ( 210X297,;^ ) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} r'J· 訂-----

nlil-N-11·.-fesyF 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 一_一__^-— _ B7 五、發明説明（） ^ ''---- -一~- 當有大量的殘留物留下來時，此相對高的独刻率是有利的因為較厚的殘留物可被快速地去除。然而，如果只有很少的殘留物留下來的話，則對於該清潔處理之精確控制就會產生困難。例如，如果一處理室的所有内表面都具有一最小厚度之均勻的殘留物的話，則本發明之該第一清潔階段可被用來將該最小的厚度從所有的室内表面上均勻地清除掉。這可從該處理室中之所有這些表面上清除掉最大數量的殘留物且不會蝕刻到該處理室組件的任何表面。然而，仍會有殘留物留在那些具有—殘留物厚度其大於該最小厚度之表面上。該第二（或第三或後績的）清潔階段所要清除的就是這些留下來的殘留物。因為本發明之方法在鹵素基的產生上是使用微波電漿’所以本發明之方法亦提供高效率之離子基的產生的優點》這些包括了處理室内部表面更加完整的清潔及更快的清潔（因為該被提高之蝕刻率之故，所以有一高的離子基濃度。例如，如果一包含氟的化合物在一鎢矽化物沉積處理於處理室中被實施之後被使用於處理室内部的清潔的話’則產生於殘留物與氟離子基之間的反應將包括.： F* + W.......> WF (1) ；F* + Si.......> SF (2) 這些副產物由一於該清潔處理期間（即，在步驟23〇期間）流經該系統之氣體流而被排出該處理室1 5。然而’雖然此第一清潔階段實施的很好，但殘留物仍可能（且事實上非常可能）會留在某些處理室内部表面上。第30頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4^格（210X297公益) -- m fL I LI —rIT— - --1 --- 1. - I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 ________ B7 五、發明説明（) ·~ 一這在如上所述之冷壁系統中特別是如此。如所注意到的，該清/絮(即’蝕刻)反應速率是，至少部分是，依照將被清潔的表面溫度而定。該表面愈熱，反應的速率就愈快。相反的ϋ有相對較低的溫度的4面上纟清潔反應就較慢。亦如所注意到@ ,在溫度上的這個差異料會導致處理室内表面的一不均勻的清，潔。因為表面溫度在該處理室的整個内表面作廣泛的變化（特別是在一冷壁的系統中），所以前技的清潔系統被迫要讓某些表面不是被過度蝕刻就疋沒有被蝕刻乾淨。本發明的方法藉由提供一或多個額外的階段來解決此問題，其更完全地清潔沒有於第一清潔階段被充分清潔的表面且將過度蝕刻降至最小（如相對冷的表面。第2圖示出一清潔處理其中一清潔的第二階段被實施如所压意到的，第2圖中的該第二階段允許第一階段部分地清潔某些或所有的處理室内表面，因為稍後有清潔階段可以來清除留下來的殘留物。额外的清潔步驟然後可 m除那些沒有在第一步驟中被完全切潔的表面。或者，更多個清潔階段可被輕易地加至第2圖的處理中，而仍在本發月之方法的概念之中。一般而言，後續的清潔階段將會純乳乳體。這是為了要提供蚀刻更細微的控制及保持最大的產出率而藉由以一高的蝕刻率（獲得高產出率，但不佳之殘留物去除量的控制）來開始並在降低的蝕刻率下 (吏用不同的純氣氣體量）實施一或多個中間的清潔階段，降到一低的蝕刻率用在一很少的殘留物被留下的點為止 _____ 第31頁張 ( CNS ) Λ4^#. ( 210X 297^^ ) ~ ' -- (諳先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— I I I I . 0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 、發明説明（ (在一個過度蚀刻的危險最大的點上提供對㈣蚀刻掉的材料量一更細微的控制），而被實施的。當留在一表面上的殘留物愈來愈少時’蚀刻速率藉由提供較多的純氣氣體而被降低。理想τ ’由該降低的㈣速率所提供之精確性允許在最少的時間内完全去除掉留下來的殘留物而不會對該處理室的内部有任何的蝕刻。特別是，如果需要更加精確的蝕刻的話(即’㈣留物變的很薄，清潔處理很難在一給定的蝕刻速率（鈍氣氣流）下精確的控制），則可使用另-清潔階段。清潔階段的數目只受限於產出率的考量及某些區域會在其它㈣域之前被完全地㈣，及將會經歷必需被造小化之過度姓刻β ' 如第2圖中所示，此第二清潔階段在步驟24〇是以建立新的處理參數來開始。雖然步驟24〇是非必要的（因為在步驟200中戶斤選的處理參數在整個；青潔處理中都設可用的），但不同的處理室參數會需要至小部分的調整或新的參數可被選取用以提升該處理室15中之特定表面的请洗。例如，介於托盤12與氣體分步面板13a之間的空間可被改變用以改變托盤12的一部分所接受到之姓刻速率。與所使用之清潔氣體相關之參數並沒有包括在這些參數之内，且當然在清潔階段之間將會有所改變。在步驟250 ’ 一或多個清潔氣體體被引入該處理室15 中這些清潔氣體最好是包括一反應氣體及一鈍氣氣體。該反應氣體非常可能是使用於第一清潔階段中者，但如果需要的話可使用-包含不同的函素的化合物。氬氣或氮氣 ______^第32 頁本紙張尺度適财國in料（cns ) Λ4規格7^1Gx29T^yy —_ (#先閱讀背面之注意事項冉填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（）可作為鈍氣氣體，其它的鈍氣氣體亦可被使用且具有相同的效果。鈍氣氣體與反應氣體的比例可以是能夠提供最快速的清潔並將過度蝕刻最小化的任何數值。然而，此數值是隨著所使用的氣體，清潔階段的數目，產出率的需求，將對於處理室的傷害最小化之需求，及該殘留物及該處理室的材料與反應氣體的反應性，等因子而異的。該比例可以流率’重量’或其它的度量。例如，在一個使用NF3及 Ar從鋁（A1)上清除Wsix的兩階段清潔處理中，第一個清潔階段使用純的NF3及第二階段使用1 〇 : 1的比例（Ar: NF3)。或者’此一情節可使用三個清潔階段，其中第一階段數用3 : 1的比例，第二階段使用1 〇: 1的比例，第三階段使用20 : 1的比例。這些只是例子，實際上使用的比例將隨著許多的因子而改變。鈍氣氣體被用來稀釋氟離子基用以控制蝕刻速率，因而在給定之留下來的殘留物數量（即，相對於將被實施之蝕刻量而所需之精確的程度）及必需在沒有過度蝕刻下儘快地去除殘留物的要求下允許使用最大之可杆的蝕刻速率。在控制蝕刻速率上所需要之精確程度是被平衡處理室的快速清潔與精確地控制被實施之蚀刻（以避免過度蝕刻，及影響所及的磨損）兩者的需求所驅使的。除了允許對蝕刻速率的控制之外，使用一鈍氣氣體亦保持（或增加;) 總氣體流，改善該等反應離子基的分佈。此經改善的分佈提供更完整及更均勻的處理室15的清潔，這在低離子基的情形中是特別重要的。第33頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公焓） %τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 經濟部中央，標準局員工消费合作社印製五、發明説明（） ' 接下來’微波能量被施加於該等清潔氣體上用以在步驟260激勵一電漿。或者，該電漿可從後來被混入氟離子基流（stream)中之反應氣體及純氣氣體產生。在步驟，由清潔氣體產生之電漿被保持一段時間用以讓反應離子基與在該處理室15的内表面上之殘留物於該期間之内起反應。如果使用一遠距處理的話，則該電漿的維持等於蕪持離子基流入該處理室丨5中。如前所述，該排放系統將 π除反應副產物及未反應的清潔氣體從處理室15中經由排放管排出。 I第2圖所示的方法中，因為齒素離子基與殘留物反應是與第一階段中的相同，所以在第二階段中之等式與第一階段中之等式（1)及等式（2)相同，假設包含相同鹵素的氣體被使用。然而，反應離子基蝕刻處理室15之内表面的速率是1¾著反冑％子基的濃度，肖離子基起反應之物質，及反應發生處之溫度，等因子而異的，如所注意到的，表面愈熱，則反点進行的就較快速及蝕應離子基的濃度上的提高亦會加快蚀刻速率二二=並非-成比例的關係，如果不同的物質被蝕刻的話。首先，在所有其它的變數都保梏^ 休待定下，不冋的化合物其蝕刻速率就不肖纟纟同材料的蚀刻速率會隨著溫度，反應離子基的濃度&其它的因子而改變為不同的速率。例如在纟用氣離子基來去除镇梦化物的清潔處理中，降低氟離子基的濃度對於叙出. 下於銘成分（如，處理宣内表面的某些部分蚀刻速率的降低遠大於對鶴珍化之蚀刻速率的降 _____ 第34·頁尺度適用中國國家標準（___ 广請先閲讀背面4¾意#项汫填¾本寅一

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"P ..\\:r;:b__u A,BEur.\lvlv.gMlguE.l 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（低。因此，本發明、 <一額外的優點為能夠將處理室内轰面之過度蚀刻降至愚聢小，且同時持續清潔留下來之殘留物 (如’在第一清潔險&、 $階段<後留下來的殘留物）的能力。如所注意到όίι，_ Λ s 4的’第2圖之流程圖為本發明之方法個例子，其可在太& 仕+發明之精神下被加以改變。例如，第2 圓中所示的順岸死序了破掉換。在該例子中，原本被第二所清潔的表面現在皆止兄在首先被清潔，而那些原本被第— 清潔的表面則在接&

灸面被清潔。然而，當清潔階段的順序與第2圖所不的；j：目好jjA 相反時，被使用於此清潔處理中之處理室參數則在考慮到此事實下必需被加以調整，因為每一蝕刻階段表現出不同的清潔特徵。此等調整可能是微小的，如改變純氣氣體對包含力素之清潔氣體之比例β __較大的改變將會是使用鈍氣氣體之噴嘴的使用，以降低在某些區域的蝕刻，或包含卣素之清潔氣體之噴嘴的使用，以提高在某些區域的蝕刻（或其組合）。對於第2圖之處理的其它改變έ含在第一清潔階段引入或多種鈍氣氣體。在此例子中，該清潔處理單純地變為該第二清潔階段之兩次或更多次的重覆。例如如果兩個清潔階段被實施的話，每一階段將一鈍氣氣體與所產生之離子基混合’不同的比例可被用在每一階段中用以在最小的度過蝕刻之下達到最大的產出率。依據不於第2圖所示之本發明的方法已參照一同步微波電漿產生技術來加以描述。然而，該吾波電漿可藉由使用一描述於Kao中之設備而被遠距地產生。在Kao中，該第35頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4^格（2ΐ〇χ 297公处） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 ______B7 ~ ' 一一. _ 五、發明説明（）反應氣體是經由一氣體管路而被輪入到一電將施加器（基本上’為一微波穴室）中’在該處微波是經由一導波系統而從一微波源被傳送用以形成駐波。在該電漿施加器中之駐波從該清潔氣體中激勵並保持一電漿，如此被產生之反應離子基從該電浆施加器經由一出口被排出並被向下游傳送以使用於一基材處理設備（如，Cvd系統10)之處理室 (如處理室15)的清潔處理中。使用—遠距微波電漿產生技術提供了的額外優點為降低處理套件之磨損及前技之系統只需要簡單的修改即可利用本發明之清潔技術。如所注意到的，鈍氣氣體可被引入該微波電槳中，或可被引入該電漿的下游之反應離子流中。經濟部中央標隼局員工消費合作杜印製使用於依據本發明之方法中之處理室參數可被大幅地改變而仍能提供可被接受之處理室15的清潔，但某些範圍可提供特別的效率及清潔該處理室内表面之完全的清潔。例如，當使用NF3於第一清潔階段時（即，第2圖之步驟200-230)’ NF3是在每分鐘50標準立方釐米（sccm) 至1 OOOsccm的流率範園内，在一特定的實施例中最佳地是在300sccm流率下被引入。此流率可被使用於同步或遠距微波電漿產生技術中，及其它於本文中所提及之處理室參數。在處理室15(或電漿施加器）被較佳地保持在一從1 微托爾（mT)至20托爾（T)的壓力範圍内，及在一特定的實施例中最好是在1T，之下，一電漿可藉由使用來自於該微波能量源之300W至3000W，且最好是使用500W的能量而被激勵並保持於該反應氣體中。最好是，一 2450MHz 第36頁本紙張尺度適用中國國家標李（CNS〉Λ4^格（210X 297公楚）經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 __ ______B7 五、發明説明（） · ：之微波頻率被用來在此階段中激勵並維持該微波電漿，雖然在其它的實施例中其它的微波頻率可能較佳。托盤 12(該加熱器）的溫度較佳地是被保持在4〇〇乞至7〇〇°c之間’及最好是約550°C。本發明的另一個優點為’不需如前技瓜.地需要將溫度降下來.以避免處理室組件之過度蚀刻。這藉由避免了由冷卻及加熱該等處理室組件所引起之遲延（delay)而改善了產出率。該電漿較佳地於第一清潔階段期間被保持約10秒至1〇〇〇秒之間，及最好是保持一段約3 00秒的時間。該第一階段可藉由讓電漿消滅，或藉由改變清潔氣體及/或處理室參數（即開始第二清潔階段）而被中斷。選擇上地，一鈍氣氣體，如氬氣，可在高達 5000sccm的流率下被引入用以控制該清潔處理及/或該如此被清潔之表面的蝕刻率。第2圖所示的第二階段（即’步驟24〇_27〇)使用與第一清潔階段相同之處理室參數。與前先相同的，流率，溫度.，壓力’及其它的處理室參數可同時俄;用於同步及遠距微波電漿技術上。當使用NF3於第一清潔階段_時，NF3是在每分鐘50sccm至lOOOsccm的流率範園内，在一特定的實施例中最佳地是在3OOsccm流率下被引入》在此清潔階段中，氬氣亦被引入該處理室15中（或電漿施加器中，雖然使用於此階段中之鈍氣氣體在即使是使用一遠距微波電漿產生系統時，亦可被引入該處理室中）。氧氣，較佳地是在50sccm至5000sccm的流率下，及在一特定的實施例中最好是在5_00 seem下，被引入。在處理室15(或電浆第37頁本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4^格（210X297公徒_) ' ：' (請先闊讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 _____________B7____ 五、發明説明（） ^~ 施加器）被較佳地保持在一從ImT至20T的壓力範圍内，及在一特定的實施例中最好是在1T,之下，一電漿可藉由使用來自於該微波能量源之300w至3000w，且最好是使用5 00W的能量而被激勵並保持於該反應氣體中。最好是’一 2450MHz之微波頻率被用來在此階段中激勵並維持該微波電漿’雖然在其它的實施例中其它的微波頻率可能較佳。該加熱器的溫度較佳地是被保持在4〇〇»c至7〇〇 °C之間’及最好是約5501。該電漿較佳地於第二清潔階段期間被保持约10秒至1〇〇〇秒之間，及最好是保持一段約3 00秒的時間。經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝數種不同的微波能量供應器都可在前述的範園内產生微波能量’例如，一種便宜，脈衝式低瓦數的能量供應器能夠產生l.OkW至1.5kW之間的微波能量。或者，一高瓦數’連續波（CW)式的能.量供應器可被用來產生所需要的微波能量。在某些較佳的實施例中，微波能量供應器可以是在某些微波爐中所使用的'種類且由一低成本，一瓦數，脈衝式60赫茲（Hz)半整流的能量源來供給能量，提供微波’最好是具有約2450MHz的頻率。此脈衝式低瓦數微波產生器的價錢至少比高能量cw微波能量供應器或射頻產生器的價錢要低兩倍。在其它的較佳實施例中，微波能量供應器為一 CW微波源其在約2.45GHz及300W至6Kw 之間提供微波。上述的氣體流，壓力，溫度範圍，及其它的處理室參數it供了足以清除所不想要之殘餘物，如會在珍化鶴處理第38頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X29"?公益） ' A 7 _____ B7 ____ 發明说明（) 中處理過多片基材之後堆積之錄及梦殘餘物，之清潔處理。在上述清潔處理中之參數並應被認為是申請專利範圍的限制。其它的氧化物，氮化物，或包含金屬的殘餘物可在用來沉積除了鎢矽化物之外之其它種類的膜層的基材處理設備中使用本發明之方法來加以清除。被選來用於一特定的清潔處理之（溫度，壓力，氣醴流率，等等）實際的數值將隨著不同的應用而有所不同。而且，上面提及之流動數值（flow value)是用於一由Applied Materials公司所製造的DCSXZ室（其是用於一 200 mm的基材且具有約7公升的總禮積）。流動數值會隨著被使用之室的種類及大小而改變。此外’本發明的用處是用以NF3來作為一舉例性的清潔乳體之CVD設備的清潔來加以說明的。然而，其它包含鹵素的氣體’如eh及ClFs，亦可被使用。熟悉此技藝者亦可使用其它的化學物處理室參數，及條件。依據本發明之方法的一清潔處理相對於前技而言，其提供了數個優點。最重要的是，此一清潔處理板清潔可儘可能快地完成，同時將處理室組件之蝕刻保持於最小。本發明的另-個優點是可提供均勻的清潔，即使是將被清除經濟部中央標準局貝工消费合作社印製的殘餘物沒有被均勻地沉積（此為常態）亦然。因此，此清潔方法對於處理室提供了更完全的清潔。最後，由本發: 所提供之改善的清潔藉由降低處理室組件之蚀刻並提高可於兩個濕式清潔之間實施之沉積數目來降低題機時間 (downtime)。應被瞭解的是，上面的描述是要作為說明而非限制之第39頁本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格 (210X297ilf] -------_____ A7 B7 五發明説明（用。許多的實施例對於熟悉此技藝者而言在看了上述的説明之後將會是很明顯的。舉例而言，在本文中本發明主要是以一同步（i« 清潔處理來作為舉例，但本發明並不局限於此。熟悉此技藝者將可瞭解到，清潔一基材處理室之其i的等效或變化方法皆是在本發明由申請專利範園所界定出之範圍之内。雖然上面的描述特別討論到nf3，但其它包括F2，CF4，C2F6 ’ c3f8，sf6 ’或C1F3，在内之反應氣體可被用來清潔被用來沉積鎢矽化物之基材處理系統，或依照被使用於該系統中之特定的基材處理而清除所不想要的殘餘物。此等清潔氣體亦可被用來清除包含氧的化合物及其它化合物。再者，除了氬氣之外的鈍氣氣體’如氮氣，氦氣，及其它，亦可被使用。雖然上述的實施例使用單一模式的諧振來提供激勵，但其它的實施例則可利用多模式諧振或使用除了 2.45GHZ之外的其它頻率。除了與CVD室一起使用之外，上述的清潔方法可與蚀刻室，物理氣相沉積（PVD)室：或其它的室一起使用。本發明的範圍並不是由上述的說明來決定，而是由申請專利範圍及其等效解釋所界定。先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *?τ 經濟部中矣 h 準消 f 合作社印製

本紙張尺度適用中_家標準（CNS ) Λ4·( 21QX 297公JT

Claims

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 ----___-— 々、申請專利範圍 1. 種從一基材處理室的内表面上清除殘餘物的方法’其至少包含的步騾為：實施多個清潔階段，每一清潔階段包括的步驟為：藉由使用微波能量解離一包含鹵素的氣體來產生反應的齒素離子基，藉由將該等_素離子基與一鈍氣氣體在一混合比例下加以混合，用以形成一氣態的清潔混合物，以及礅該等鹵素離子基的一部分與堆積.在該基材處理室的内表面上之殘餘物反應，其中該混合比例等於在.該等清潔階段之一者期間的一第一混合比例及該混合比例等於該等清潔階段之另一者期間的一第二混合比例’該第一及第二混合比例是不同。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該混合比例隨著該等清潔階段的每一者逐一地降低。 3·如申請專利範固第1項所述之方法，其中該包含鹵素的氣體為該等清潔階段的一第一個階段期間的一第一包含有鹵素的氣體及在一後續階段期間的一第二包含有鹵素的氣體。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法’其中該清潔步驟是在介於400°C至70CTC間的溫度下實施的。第41頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇X297公楚） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁). -訂

A8 B8 C8 申請專利範圍 5·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該清潔步驟是在—清潔溫度被實施的，該清潔溫度大致等於一基材於該基材處理室中被處理的溫度。 6. 如申請專利範園第1項所述之方法，其中該微波能量從該包含有鹵素的氣體中產生一電漿。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法’其中該形成步驟是藉由將該鈍氣氣體引入該電漿中而被實施，使得該鈍氣氣體成為該電漿的一部分。 8·如申請專利範圍第！項所述之方法，其中該形成步驟是藉由將該鈍氣氣體引入，該電漿中而被實施，使得該鈍氣氣體成為該電漿的一部分_。 9·如步諸專利範圍第1項所述之方法，-其中該形成步驟是藉由在把該氣態的清潔混合物引入該基材處理室之前將該鈍氣氣體引入該反應的自素離子基中而被實施的》 10·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該形成步驟是藉由將該鈍氣氣體引入在該基材處理室中之該反應的鹵素離子基中而被實施的。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） c (請先閲婧背面之注意事項再填寫本買) 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該微波能量的頻率約在2450MHz。 12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該包含了鹵素的氣體為一包含了氟的氣體。 13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該微波能量在每一清潔階段期間都是被施加一段約1 〇秒鐘至1 〇〇〇秒鐘的時間》 14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該微波能量是在300W至3000W之間。 1 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該混合比例為該鈍氣氣體的一流率與該包含了齒素的氣體的流率間的一個比例β . 16. 如申請專利範圍第15項所逑之方法，其中該第一混合比例為該鈍氣氣體的流率為零。 17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該包含鹵素的氣體的流率是在50sccm至lOOOsccm之間。 18. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該鈍氣氣體第43頁本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲請貧面之注意事項异填寫本頁) 訂 -辱· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8六、申請專利範園在該第一清潔階段中的流率係介於Osccm至5000sccm 之間，及在該第二清潔階段中的流率則是在50sccm至 5000sccm 之間。 1 9.如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該混合比例在該第一清潔階段中係介於0 : 1至100 : 1之間，及在該第二清潔階段中的比例則是在0.05 : 1至1 0 : 1之間。 20.—種基材處理系統，其至少包括：一形成一室的外殼；一與該室連接至微波能量施加系統；一與該室連接至氣體分佈系統；一控制器，用來控制該氣體分佈系統及該能量施加系統；一與該控制器連接之記憶體，其包含一電腦可讀取的媒體，該媒體具有一電腦可讀取的程式藏於其内用以指示該基材處理系統的操作，以實施一清潔處理來清潔該室之内表面，該電腦可讀取的程式至少包含：一第一組程式指令，用來控制該氣體分佈系統將一包含了鹵素的氣體引入該室中；一第二组程式指令，用來控制該微波能量施加系統施加能量至該包含了函素的氣體用以形成一電漿，該包含了函素的氣體的電漿形成反應的南素離子基；一第三組程式指令，用來該氣體分佈系統將一鈍氣第μ頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (请先閱請背面之注意事項再填寫本頁)

六、申請專利範園 AS B8 C8 D8 氣體引入該室中；一*第四 % 豸四，‘且程式指令，用來控制該微波能量施加系統以將該電漿保持一段時間；及第五組程式指令，用來控制該基材處理系統以重覆該第一，第楚一乐一，第二，及第四組電腦指令至少一次。 21.如申請專利範ϋ第2。項所微波能量是施加至在該室的外部的一微波穴室中的該包含了鹵素的氣體上用以遠距地形成該電將，該微波穴室於該室相連接。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -嫂爭· 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 Li-ii 二—一.1 一-.1EI .11. I I, 第45頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）