TWI412623B - 薄膜形成設備及其使用方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於用以在目標基板(如半導體晶圓)上形成含矽薄膜之半導體處理的薄膜形成設備,也關於使用該設備的方法。本文所用之「半導體處理」一詞包括各式處理,用以在目標基板上藉由以預定圖形形成半導體層、絕緣層與導電層,而在該目標基板上製造半導體裝置或具有與半導體裝置相連的導線層、電極等等的結構,該目標基板係如半導體晶圓或用於平面顯示器(FPD),如液晶顯示器(LCD),的玻璃基板。
在製造半導體裝置中,在目標基板(如半導體晶圓)上執行如化學氣相沈積(CVD)的處理,以形成薄膜,如氮化矽膜或氧化矽膜。在此類的薄膜形成處理中,供應薄膜形成氣體至加熱處理設備的反應管(反應室)中,俾使該薄膜形成氣體引起反應,從而產生反應產物。該反應產物沈積在每一半導體晶圓的表面上,且在該半導體晶圓的表面上形成薄膜。
薄膜形成處理期間所形成的反應產物不僅沈積(黏附)在半導體晶圓的表面上,也沈積(黏附)在反應管及其它構件的內表面上,後者為副產物薄膜。如果持續該薄膜形成處理同時副產物薄膜存於該反應管等的內表面上,則會因反應管等的石英與副產物薄膜間的熱膨脹係數差異,而產生應力並引起若干副產物薄膜與石英剝離。因此,產生了微粒,且可能降低待製作之半導體裝置的良率。
為了解決此問題,在執行一次或重複數次的薄膜形成處理之後,執行該反應管內部的清洗。在針對含矽之副產物薄膜執行清洗的情況下,供應含鹵素之酸性氣體(如氟化氫氣體)至該反應管中作為清洗氣體。由此,藉該該清洗氣體乾蝕刻並移除該反應管等之內表面上所沈積的副產物薄膜(例如日本公開專利公報第3-293726號)。
在含氟的氣體(如氟化氫氣體)用作為清洗氣體以移除含矽的副產物薄膜的情況下,會產生各種含矽的氟化物(如氟矽酸鹽)作為副產物。含矽的氟化物中,含有六或更多氟原子的分子(如六氟矽酸(H2
SiF6
)及六氟矽酸銨((NH4
)2
SiF6
))可更輕易地沈積在該反應管的內表面上。具體而言,為了蒸發這些氟化物,從而移除之,需要形成133Pa(1Torr)或更低及100℃或更高之真空暨加熱的環境。因此,在含氟的氣體用作為清洗氣體以移除含矽的副產物薄膜的情況下,於清洗期間在該反應管內形成該真空暨加熱的環境,以防止如此的氟化物沈積,或在清洗之後在該反應管內形成該真空暨加熱的環境,以移除所沈積的氟化物。
然而,如後文所述的,本發明人已發現包括使用此類薄膜形成設備之清洗程序的習知方法在與生產量及微粒產生有關的若干設備特性項目上具有進步的空間。
本發明之目的係提供半導體處理的薄膜形成設備及使用該設備的方法,其可改善與生產量及微粒產生有關的設備特性。
依據本發明的第一實施態樣,提供使用薄膜形成設備的方法,用於執行薄膜形成處理以在反應室內的目標基板上形成含矽的薄膜,該方法包括:在其中未容納該目標基板之該反應室內,依序執行主清洗程序及後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應含氟的清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻薄膜形成副產物,而該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將含矽的氟化物轉變成中間產物,及供應氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,以藉氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
依據本發明的第二實施態樣,提供使用薄膜形成設備的方法,用於執行薄膜形成處理以形成含矽的薄膜,該薄膜形成設備包括反應室,用以在垂直方向上等間距容納複數個目標基板;支撐構件,用以支撐該反應室內的該等目標基板;排氣系統,用以自該反應室中抽除氣體;氣體供應系統,用以供應矽源氣體、薄膜形成反應氣體及清洗該反應室內部用氣體至該反應室中;及控制部,用以控制該設備的操作。在該控制部的控制下執行該方法,且該方法包括:執行薄膜形成處理,其係被安排成供應該矽源氣體及該薄膜形成反應氣體至該反應室中,以藉CVD在該反應室所容納的該等目標基板上形成該薄膜;及在其中未容納該目標基板之該反應室內,依序執行主清洗程序及後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應含氟的清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻薄膜形成副產物,而該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將含矽的氟化物轉變成中間產物,及供應氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,以藉氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
依據本發明的第三實施態樣,提供薄膜形成設備,用於執行薄膜形成處理以形成含矽的薄膜,該設備包括:反應室,用以在垂直方向上等間距容納複數個目標基板;支撐構件,用以支撐該反應室內的該等目標基板;排氣系統,用以自該反應室中抽除氣體;氣體供應系統,用以供應矽源氣體、薄膜形成反應氣體及清洗該反應室內部用氣體至該反應室中;及控制部,用以控制該設備的操作及預設成執行下述方法,該方法包括執行薄膜形成處理,其被安排成供應該矽源氣體及該薄膜形成反應氣體至該反應室中,以藉CVD在該反應室所容納的該等目標基板上形成該薄膜;及在其中未容納該目標基板之該反應室內,依序執行主清洗程序及後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應含氟的清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻薄膜形成副產物,而該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將含矽的氟化物轉變成中間產物,及供應氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室內部中抽除氣體,以藉氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
依據本發明的第四實施態樣,提供電腦可讀媒體,其包括在處理器上執行用的程式指令,其中當該處理器執行該程式指令時,會控制薄膜形成設備以實行依據第一實施態樣的方法。
將於下文的描述中闡明本發明的額外目標與優點,且部分將自該描述中顯而易見或可藉實踐本發明來習得。可藉由以下所特別指明的工具與組合而實現並達到本發明的目標與優點。
在研發本發明的過程中,本發明人研究與使用半導體處理用之薄膜形成設備之習知方法相關的問題,其中該方法包括處理室的清洗程序。因此,本案發明人得出以下的結果。
近幾年來,由於半導體積體電路之日益微型化和積集化的要求,需要減輕半導體裝置在製造步驟中的受熱歷程,從而改善該裝置的特性。對於薄膜形成設備,也需要依據上文所述之需求而改善半導體處理方法。例如,當使用CVD行薄膜形成處理時,存有執行薄膜形成同時交替地提供源氣及反應氣體的方法,以反復地形成每一具有原子或分子等級厚度的數層,一層接一層或數層接數層。一般而言,此薄膜形成處理稱為原子層沉積法(ALD)或分子層沉積法(MLD)。此外,存有藉電漿激活薄膜形成反應氣體的方法,以提昇薄膜形成反應。凡採用這些方法,可使晶圓不曝露於高溫下而執行預定的處理。
於可在低溫(如室溫)下執行薄膜形成處理的薄膜形成設備中,以此方式,含氟氣體係用作為清洗用氣體,以移除含矽且沈積於反應管的副產物薄膜。然而,在含氟氣體用作為此類清洗程序的情況下,需要將該反應管的內部溫度加熱至100℃或更高,以移除含矽的氟化物。因此,在此類清洗程序之前及之後於室溫下執行薄膜形成處理的情況下,該反應管內的溫度需要自室溫上升至100℃或更高,接著再回至室溫。需要很長的時間執行如此的溫度調整,特別是將該反應管內自100℃或更高的溫度冷卻至室溫,因而降低該設備的生產量。此外,可在低溫時執行薄膜形成處理的薄膜形成設備可能未包括加熱該反應管內部的加熱器。在此情形中,該反應管需要在其上附加清洗程序用的加熱器,因而引起勞動力及成本的問題。
現在將參照附圖描述基於上面給出的結果所完成之本發明的實施例。在下面的描述中,具有實質相同功能的組成元件和裝置都是由相同的參考數字來表示,並將只在必要時反復描述。
圖1係橫剖面視圖,顯示依據本發明之實施例的薄膜形成設備(直立式電漿CVD設備)。圖2係橫剖面視圖,顯示圖1所示之設備的部分。此薄膜形成設備係建構成批次型直立式處理設備,用以藉分子層沉積法(MLD)在複數個半導體晶圓W上形成氧化矽膜。
如圖1所示,薄膜形成設備1包括基本的圓柱形反應管(反應室)2,其設置成頂端是封閉的,且縱向方向位在垂直方向上。反應管2係由抗腐蝕材料(如石英)所製。在反應管2中,處理場2a被定義成容納並處理垂直方向上等間距堆疊的複數個半導體晶圓(目標基板)。
在反應管2的一側上,藉由切割反應管2在如垂直方向上的的側壁而形成狹長的排氣埠3b,用以使內部環境抽成真空。排氣埠3b被覆以排氣覆蓋構件3a,其係由具U型截面的石英所製並焊接而成。排氣覆蓋構件3a沿著反應管2的側壁向上延伸,且在反應管2的頂端具有排氣口4。排氣口4經密封的排氣管路與排氣部GE連接。排氣部GE具有壓力調節機制,其包括如閥門及真空排氣泵(圖1中未顯示,但在圖3中以參考符號127表示)。排氣部GE係用以將反應管2內的環境排氣,且將其設定在預定的壓力(真空等級)。
蓋體5設於反應管2之下。蓋體5係由抗腐蝕材料(如石英)所製。藉由下文所述的晶舟升降機(圖1中未顯示,但在圖3中以參考符號128表示)使蓋體5上下移動。當該晶舟升降機將蓋體5上移時,會關閉反應管2的底端(負載埠)。當該晶舟升降機將蓋體5下移時,會打開反應管2的底端(負載埠)。
由如石英所製的晶舟6置於蓋體5上。晶舟6係用以在垂直方向上等間距地夾持複數個半導體晶圓W。隔熱缸可設於蓋體5上,以防止反應管2內因反應管2之負載埠而降溫。此外,可設置轉盤以將夾持晶圓W的晶舟6可轉動地安裝於其上。
氣體分布噴嘴8與9及氣體噴嘴16穿透反應管2靠近底端的側壁,且用以提供處理氣體(如矽源氣體、氧化氣體、清洗用氣體與稀釋、驅氣及壓力控制用的惰性氣體)至反應管2中。氣體分布噴嘴8與9及氣體噴嘴16中每一者經質量流控制器(MFC)等(未顯示)與處理氣體供應部GS連接。處理氣體供應部GS包括反應氣體的氣體源與作為惰性氣體的氮氣(N2
)氣體源,俾製備含有矽源氣體的第一處理氣體、含有氧化氣體的第二處理氣體及含有清洗用氣體的第三處理氣體,如下文所述般。
具體而言,在此實施例中,為了藉MLD在晶圓W上形成氧化矽膜(產物膜),二異丙胺基矽烷(di-iso-propylaminosilane,DIPAS)氣體係用作為該第一處理氣體中的矽源氣體,且氧氣(O2
)係用作為該第二處理氣體中的氧化氣體。此外,為了蝕刻及移除含有氧化矽作為主成分(其意味著50%或更多)並沈積在反應管2內的副產物膜,氟化氫(HF)係用作為該第三處理氣體中的清洗用氣體。必要時,該第一至該第三處理氣體中每一者可與適量的載氣(稀釋氣體,如N2
氣體)混合。然而,以下為了解釋簡單起見,如此的載氣將只在必要時提到。
氣體分布噴嘴8係與O2
氣體及N2
氣體的氣體源連接,氣體分布噴嘴9係與DIPAS氣體、HF氣體及N2
氣體的氣體源連接,而氣體噴嘴16係與N2
氣體的氣體源連接。這些氣體源設於處理氣體供應部GS中。
氣體分布噴嘴8與9中每一者係由石英所製,其自外側穿透反應管2的側壁,接著轉向並向上延伸(參看圖1)。氣體分布噴嘴8與9中每一者具有複數個氣體噴射孔,各組孔係在縱向方向(垂直方向)上對著晶舟6上所有的晶圓以預定間距形成。各組氣體噴射孔在水平方向上近乎均勻地傳送對應的處理氣體,俾形成平行於晶舟6上之晶圓W的氣流。另一方面,僅用於惰性氣體的氣體噴嘴16係由短氣體噴嘴所形成,其自外側穿透反應管2的側壁。
電漿生成部10附於反應管2的側壁,且在垂直方向上延伸。電漿生成部10具有垂直的狹長開口10b,其係對反應管2的側壁切割預定寬度所形成。開口10b被覆以石英蓋體10a,其藉焊接與反應管2的外表面氣密地連接。蓋體10a具有垂直的狹長形狀且帶有凹的截面,俾使其自反應管2向外突出。
有了此配置,電漿生成部10形成為使其自反應管2向外突出,且在另一側上對著反應管2的內部開放。換言之,電漿生成部10的內部空間與反應管2內的處理空間相通。開口10b具有足夠的垂直長度,以在垂直方向上覆蓋晶舟6上的所有晶圓。
一對狹長電極11設於蓋體10a之對立的外表面上,且彼此相對同時在縱向方向(垂直方向)上延伸。電極11經饋電線與射頻(RF)電源供應器11a連接,用以電漿生成。對電極11施加如13.56MHz的RF電壓,以形成用以激發電極11間之電漿的RF電場。RF電壓的頻率不限於13.56MHz,且可設定為其它頻率,如400kHz。
第二處理氣體的氣體分布噴嘴8於反應管2的徑向上低於晶舟6上最低之晶圓的位置處向外彎曲。接著,氣體分布噴嘴8於電漿生成部10中最深的位置(距反應管2之中心最遠的位置)處垂直地延伸。也如圖2所示,氣體分布噴嘴8向外地偏離該對電極11之間所夾的區域(RF電場係最強的位置),即實際產生主要電漿的電漿生成區域。自氣體分布噴嘴8的氣體噴射孔向電漿生成區域噴射含有O2
氣體的第二處理氣體。接著,該第二處理氣體在該電漿生成區中被激發(分解或激活),並以此狀態伴隨含有氧原子之自由基(O*及O2
*)供應至晶舟6上的晶圓W(*號表示其為自由基)。
在靠近電漿生成部10之開口10b且位於其外側處,設置第一處理氣體的氣體分布噴嘴9。氣體分布噴嘴9在開口10b之外側的一邊(在反應管2內部)上垂直地向上延伸。自氣體分布噴嘴9的氣體噴射孔向反應管2的中心噴射含有DIPAS氣體的第一處理氣體或含有HF氣體的第三處理氣體。因此,氣體分布噴嘴9所提供的第一處理氣體或第三處理氣體不會藉電漿生成部10而變成(激發成)電漿。
在反應管2內設置複數個溫度感測器(圖1中未顯示,但在圖3中以參考符號122表示),如熱電偶,用以量測反應管2內的溫度,及設置複數個壓力計(圖1中未顯示,但在圖3中以參考符號123表示),用以量測反應管2內的壓力。
薄膜形成設備1更包括控制部100,用以控制該設備的個別部分。圖3係一視圖,顯示控制部100的結構。如圖3所示,控制部100與操作面板121、溫度感測器(組)122、壓力計(組)123、MFC控制器125、閥門控制器126、真空泵127、晶舟升降機128、電漿控制器129等連接。
操作面板121包括顯示螢幕及操作鈕,且用以傳送操作者的指令至控制部100,並在顯示螢幕上顯示自控制部100所傳來的各種資料。溫度感測器(組)122係用以量測反應管2、排氣管路等內個別部分的溫度,並將量測值傳送至控制部100。壓力計(組)123係用以量測反應管2、排氣管路等內個別部分的壓力,並將量測值傳送至控制部100。
MFC控制器125係用以個別控制與氣體分布噴嘴8及9與氣體噴嘴16連接的MFC(未顯示)。MFC控制器125依據控制部100之指令而控制流經MFC的氣體流速。此外,MFC控制器125量測流經MFC的氣體流速,並將其傳送至控制部100。
閥門控制器126個別安裝在管路線上,且用以依據自控制部100所接收之指示值而控制管路線上所設置之閥門的開口率。真空泵127與排氣管連接,且用以自反應管2中抽除氣體。
晶舟升降機128係用以將蓋體5上移,俾使晶舟6(晶圓W)裝載進反應管2中。晶舟升降機128也用以將蓋體5下移,俾使晶舟6(晶圓W)自反應管2中卸載。
電漿控制器129係用以依據來自控制部100之指令而控制電漿生成部10,俾激發供應至電漿生成部10的氧氣而產生氧自由基。
控制部100包括配方儲存部111、ROM 112、RAM 113、I/O埠114及CPU115。這些構件經匯流排116而相互連接,俾可在其間經匯流排116傳送資料。
配方儲存部111儲存設置配方及複數個處理配方。在製造薄膜形成設備1之後,起初僅儲存設置配方。當形成特定薄膜形成設備的熱模式或相似模式時,執行該設置配方。針對使用者所欲實際執行的熱處理個別準備處理配方。自晶圓W裝載進反應管2中時到卸載已處理的晶圓W時,每一處理配方規定個別部分的溫度變化、反應管2內的壓力變化、處理氣體的的供應開始/停止時間及處理氣體的供應速率。
ROM 112係由EEPROM、快閃記憶體或硬碟形成的儲存媒體,且用以儲存CPU 115所執行的操作程式或相似物。RAM 113係用作為CPU 115的工作區。
I/O埠114係與操作面板121、溫度感測器122、壓力計123、MFC控制器125、閥門控制器126、真空泵127、晶舟升降機128及電漿控制器129連接,且用以控制資料或訊號的輸出/輸入。
CPU(中央處理單位)115係控制部100的主機。CPU 115係用以按照操作面板121的指示依據配方儲存部111中所儲存的配方(處理配方)而執行ROM 112中所儲存的控制程式,及控制薄膜形成設備1的操作。具體而言,CPU 115使溫度感測器(組)122、壓力計(組)123及MFC控制器125量測反應管2、排氣管等內之個別部分的溫度、壓力及流速。此外,CPU 115基於量測資料而輸出控制訊號至MFC控制器125、閥門控制器126及真空泵127,以依據處理配方控制上述的個別部分。
接著,參照圖4,將解釋使用上述薄膜形成設備1的方法。概括地說,起初,執行薄膜形成處理(所謂的MLD薄膜形成),以在反應管2內的半導體晶圓W上形成氧化矽膜。接著,執行清洗程序,以移除反應管2內所沈積的副產物膜,其含有氧化矽作為主要成份(意味著50%或更多)。圖4係時間圖,顯示依據本發明之實施例之薄膜形成處理及清洗程序的配方。
應注意到,為了改善產出量,於薄膜形成處理及清洗程序期間最好將處理場2a的溫度設為恆定。因此,在此實施例中,於薄膜形成處理及清洗程序期間,反應管2內的溫度係設定在-32℃至100℃的相同溫度,如室溫(如30℃)。如果反應管2內的溫度低於-32℃,則會阻礙DIPAS(用作為矽源氣體)的供應。此係因為考慮到與DIPAS氣體源連接之處理氣體供應管路、MFC、噴嘴9等所引起的壓力損失,故提供DIPAS之確實可行之蒸汽壓的最低溫度係-32℃。另一方面,如果反應管2內的溫度高於100℃,會變得難以提供有效執行薄膜形成處理及清洗程序的效果。最好將反應管2內的溫度設在自室溫(如25℃至35℃)至80℃的範圍內,更理想係自室溫至60℃,此外最好地係在室溫。
在控制部100(CPU 115)的控制下,操作下述之薄膜形成設備1的個別零件。處理期間依據圖4所示的配方設定反應管2內的溫度及壓力與氣體流速,同時控制部100(CPU 115)如上文所述般控制(氣體分布噴嘴8及9與氣體噴嘴16的)MFC控制器125、閥門控制器126、真空泵127及電漿控制器129。
起初,設於室溫的晶舟6置在蓋體5上,該晶舟支撐若干(如50至100片)直徑為300mm的晶圓。接著,晶舟升降機128將蓋體5上移,俾使晶舟6裝載至反應管2內的處理場2a中,且氣密地關閉反應管2。在此時,因為未對反應管2加熱,處理場2a在此實施例中設為預定溫度,即室溫(如30℃)。接著,將反應管2的內部真空抽氣,且維持在預定的處理壓力。然後,在轉動晶舟6時,自氣體分布噴嘴8與9中以受控的流速間歇地供應第一及第二處理氣體。
總之,起初,自氣體分布噴嘴9的氣體噴射孔中供應含有DIPAS氣體的第一處理氣體,以形成平行晶舟6上之晶圓W的氣流。當供應DIPAS氣體時,DIPAS氣體的分子及氣體分解所產生之分解產物的分子與原子吸付在晶圓W的表面上,以形成吸附層(吸附階段(adsorption stage))。
接著,自氣體分布噴嘴8的氣體噴射孔中供應含有O2
氣體的第二處理氣體,以形成平行晶舟6上之晶圓W的氣流。當該第二處理氣體通過電極11對間的電漿生成區時,該第二處理氣體選擇性地被激發,且部分地變成電漿。在此時,產生氧自由基(活化物種),如O*及O2*。該等自由基自電漿生成部10的開口10b流向反應管2的中央,且以層流狀態供應至晶圓W間的空隙。當氧自由基供應至晶圓W上時,會與晶圓W上之吸附層中的Si反應,從而在晶圓W上形成氧化矽薄膜(氧化階段)。
如圖4所示,依據本實施例的薄膜形成處理被安排成交替地重複第一至第四步驟(T1至T4),俾交替地重複吸附及氧化階段。重複若干次(如100次)含有第一至第四步驟(T1至T4)的循環,且堆疊各次所形成的氧化矽薄膜,從而達到具有目標厚度的氧化矽薄膜。
第一步驟T1被安排成執行DIPAS氣體至處理場2a的供應,同時維持O2
氣體至處理場2a之供應的關閉狀態。第二步驟T2被安排成維持DIPAS氣體及O2
氣體至處理場2a之供應的關閉狀態。第三步驟T3被安排成執行O2
氣體至處理場2a的供應,同時維持DIPAS氣體至處理場2a之供應的關閉狀態。此外,經由第三步驟T3,RF電源供應器11a設定在ON狀態,以藉電漿生成部10將O2
氣體變成電漿,俾供應活化態的O2
氣體至處理場2a。第四步驟T4被安排成維持DIPAS氣體及O2
氣體至處理場2a之供應的關閉狀態。在第一至第四步驟(T1至T4)期間,持續執行反應管2的真空抽氣及N2
氣體(用作為稀釋用或驅氣用氣體)至反應管2的供應。
具體而言,首先在吸附階段,當如圖4(c)所示般自氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至處理場2a時,處理場2a如圖4(a)所示般被設定在預定溫度,如室溫(如30℃)。在此情形中,由於處理場2a係設定在室溫,反應管2未被加熱。此外,將反應管2抽氣以使處理場2a設在預定壓力,如66.5Pa(0.5Torr),如圖4(b)所示般。然後,自氣體分布噴嘴9以預定流速(如0.3slm)供應DIPAS氣體至處理場2a,如圖4(d)所示般,且也以預定流速供應氮氣至處理場2a,如圖4(c)所示般(T1:流動步驟)。
如圖4(h)所示,在執行吸附階段的流動步驟達1至3秒(如2秒)後,停止DIPAS氣體的供應。另一方面,噴嘴8、9及16持續以預定流速供應氮氣至處理場2a,如圖4(c)所示般。此外,將反應管2抽氣,以自處理場2a中抽除氣體(T2:驅氣步驟)。
在後續所執行的氧化階段中,起初,當如圖4(c)所示般自氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至處理場2a時,處理場2a如圖4(a)所示般係設定在預定溫度,如室溫(如30℃)。在此時,將反應管2抽氣以使處理場2a設在預定壓力,如66.5Pa(0.5Torr),如圖4(b)所示般。然後,在電極11間施加500W的RF功率(RF:ON),如圖4(f)所示般。此外,如圖4(e)所示般,自氣體分布噴嘴8以預定流速(如1slm)供應氧氣至電極11間的位置(在電漿生成部10內)。在電極11間將因此所供應的氧氣激發(激活)成電漿,且產生含有氧原子的自由基(O*及O2
*)。自電漿生成部10中將因此所產生的含有氧原子的自由基供應至處理場2a。此外,也自氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至處理場2a,如圖4(c)所示般(T3:流動步驟)。
如圖4(h)所示,在執行氧化階段的流動步驟達5至30秒(如8秒)後,停止氧氣的供應及停止RF功率的施加。另一方面,噴嘴8、9及16持續以預定流速供應氮氣至處理場2a,如圖4(c)所示般。此外,將反應管2抽氣,以自處理場2a中抽除氣體(T4:驅氣步驟)。
如上述,依序交替地含有吸附及氧化階段的循環被重複預定次數。在每一循環中,供應DIPAS至晶圓W上以形成吸附層,接著供應含有有氧原子的自由基,以氧化該吸附層,俾形成氧化矽膜。因此,可高效率地形成高品質的氧化矽膜。
當半導體晶圓W之表面上所形成的氧化矽膜達到預定厚度時,便卸載晶圓W。具體而言,以預定流速供應氮氣至反應管2中,俾使反應管2內的壓力回至大氣壓力。接著,晶舟升降機128將蓋體5下移,從而自反應管2中卸載晶舟6和晶圓W。
相較於使用二價至四價的胺基矽烷類作為矽源氣體的處理,依據上述的薄膜形成處理,用作為矽源氣體的DIPAS係單價胺基矽烷類,且使氮難以被包含在待形成的氧化矽膜中,藉以獲得高品質的氧化矽膜。此外,在此情形中,當形成吸附層時,便難以出現妨礙分子吸附的結構障礙,且不會降低吸附率,藉以維持高的薄膜形成率。此外,DIPAS係熱穩定的(thermally stable)且有助於其流速控制,俾使習知系統可用於來源供應器,導致高通用性。
DIPAS氣體的流速最好設為10sccm至10slm。如果流速低於10sccm,供應至晶圓W表面上的DIPAS氣體可能變得不足。如過流速高於10slm,幫助晶圓W表面上之吸附的DIPAS比率可能變得太低。DIPAS氣體的流速設為0.05slm至3slm更為理想。此流速範圍可促進DIPAS在晶圓W表面上的反應。
DIPAS氣體供應時處理場2a的壓力(處理壓力)最好設定在0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr)。此壓力範圍可促進DIPAS在晶圓W表面上的反應。
氧氣的流速最好設定在0.1sccm至10slm。此流速範圍可無困難地產生電漿且供應足夠的氧自由基,以形成氧化矽膜。氧氣的流速設為0.5slm至5slm更為理想。此流速範圍可穩定地產生電漿。
RF功率最好設定在10至1500W。如果該功率低於10W,會難以產生氧自由基。如果該功率高於1500W,電漿生成部10的石英壁會受損。該RF功率設為50至500W更為理想。此功率範圍可有效地產生自由基。
氧氣供應時處理場2a的壓力(處理壓力)最好設定在0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr)。此壓力範圍可輕易地產生氧自由基及增加氧自由基在處理場2a中的平均自由徑。此壓力設為25Pa(0.2Torr)至400Pa(3Torr)更為理想。此壓力範圍可輕易地控制處理場2a的壓力。
電漿生成部10內的壓力(氣體噴射孔處的壓力)最好設定在0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr),且設為70Pa(0.53Torr)至400Pa(3Torr)更為理想。此壓力範圍可無困難地產生電漿且供應足夠的氧自由基,以形成氧化矽膜。
當重複數次上述的薄膜形成處理時,該薄膜形成處理所產生的氧化矽不只沈積(黏附)在半導體晶圓W的表面上,也在反應管2等的表面上,作為副產物膜。因此,在重複預定次數的薄膜形成處理後,在反應管2內執行清洗程序,以移除含有氧化矽做為主成分且沈積在反應管2內的副產物膜(薄膜形成的副產物)。
如圖4所示,依據此實施例的清洗程序被安排成在反應管2(其無薄膜形成半導體晶圓置於其中)內依序執行主清洗程序及後清洗程序,同時持續地自反應管2中抽除氣體及將該反應管內的溫度設於如室溫(如30℃)。在主清洗程序中,供應含氟的清洗氣體(如氟化氫(HF)氣體)至反應管2中,以蝕刻薄膜形成處理所產生並沈積在反應管2內的薄膜形成副產物並從而移除之。在後清洗程序中,重複數次(如10次)含有氧化階段及移除階段的循環,以移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之含矽的氟化物,如氟矽酸鹽。此循環的氧化階段包括供應氧化氣體(如氧(O2
)氣)至反應管2中,以氧化該含矽的氟化物,從而將其轉變成中間產物。移除階段包括供應氟化氫氣體至反應管2中,使氟化氫氣體與中間產物反應,俾藉蝕刻移除該中間產物等。
具體而言,起初,反應管2係設於預定溫度,如室溫(30℃),如圖4(a)所示般。此外,自氣體分布噴嘴9中以預定流速供應氮氣至反應管2中,如圖4(c)所示般。設於室溫且其上無半導體晶圓W的晶舟6被置於蓋體5上。然後,晶舟升降機128將蓋體5上移,俾使晶舟6裝載進反應管2中且氣密地封閉反應管2。
然後,為了開始主清洗程序,自氣體分布噴嘴9中以預定流速供應氮氣至反應管2中,如圖4(c)所示般。此外,自反應管2中抽除氣體,以將反應管2內部設於預定壓力(如5320Pa(40Torr)),如圖4(b)所示般。然後,自氣體分布噴嘴9中以預定流速供應清洗用氣體至反應管2中。在此實施例中,如圖4(g)所示,以如1slm的流速供應氟化氫氣體,且如圖4(c)所示,以預定流速供應氮氣(T11:流動步驟)。供應至反應管2中的氟化氫氣體與反應管2內所沈積的薄膜形成副產物反應,且蝕刻並從而移除之。
氟化氫氣體的流速最好設定在10sccm至10slm。如果流速低於10sccm,欲供應至反應管2內所沈積之薄膜形成副產物上的氟化氫變得不足。如果流速高於10slm,幫助反應的氟化氫氣體比率可能變得太低。氟化氫氣體的流速設為0.05slm至3slm更為理想。此流速範圍可促進薄膜形成副產物與氟化氫氣體間的反應。
氟化氫氣體供應時反應管2內的壓力最好設定在0.133Pa(1mTorr)至101.3kPa(760Torr),且設於2.666Pa(20Torr)至46.65kpa(350Torr)更為理想。此壓力範圍可促進薄膜形成副產物與氟化氫氣體間的反應。
在執行主清洗流程的流動步驟達預定時間後,氣體分布噴嘴9停止供應氟化氫氣體。另一方面,噴嘴8、9及16持續以預定流速供應氮氣至反應管2中,如圖4(c)所示般。此外,將反應管2抽氣,以自處理場2a中抽除氣體(T12:驅氣步驟)。
在上述的主清洗程序中,氟化氫氣體蝕刻含有氧化矽做為主成分的薄膜形成副產物,從而移除之。然而,在此時,此反應產生含矽的氟化物作為副產物,且部分殘留作為如反應管2之內表面上的沈積物。因此,該主清洗程序之後,重複數次含有氧化階段及移除階段的循環而執行後清洗程序,以移除殘留在反應管2內之含矽的氟化物。
在後清洗程序的氧化階段中,起初,氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至反應管2中,如圖4(c)所示般。此外,自反應管2中抽除氣體,以將反應管2內部設於預定壓力,如66.5Pa(0.5Torr),如圖4(b)所示般。然後,在電極11之間施加500W的RF功率(RF:ON),如圖4(f)所示般。此外,如圖4(e)所示,氣體分布噴嘴8以預定流速(如1slm)供應氧氣至電極間的位置(在電漿生成部10內)。在電極11間將因此所供應的氧氣激發(激活)成電漿,且產生含有氧原子的自由基(O*及O2
*)。自電漿生成部10將因此所產生的含有氧原子的自由基供應至反應管2。此外,也自氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至反應管2,如圖4(c)所示般(T13:流動步驟)。當供應氧自由基至反應管2中時,會氧化殘留在反應管2內之含矽的氟化物,因而產生中間產物。
如圖4(h)所示,在執行氧化階段的流動步驟達如300秒(5分)後,停止氧氣的供應及停止RF功率的施加。另一方面,噴嘴8、9及16持續以預定流速供應氮氣至反應管2中。
然後,在後清洗程序的移除階段中,氣體分布噴嘴9以預定流速供應氮氣至反應管2中,如圖4(c)所示般。此外,自反應管2中抽除氣體,以將反應管2內部設於預定壓力,如5320Pa(40Torr),如圖4(b)所示般。然後,氣體分布噴嘴9以預定流速供應清洗氣體至反應管2中。在此實施例中,如圖4(g)所示,以如1slm的流速供應氟化氫氣體,且如圖4(c)所示,以預定流速供應氮氣(T14:流動步驟)。
供應至反應管2中的氟化氫氣體與氧化階段所產生的中間產物反應,且藉蝕刻等而移除之。也在此移除階段產生含矽的氟化物,但此含矽的氟化物之量少於主清洗程序所產生之含矽氟化物的量。
如圖4(h)所示,在執行移除階段的流動步驟達如300秒(5分)後,氣體分布噴嘴9停止供應氟化氫氣體。另一方面,噴嘴8、9及16持續以預定流速供應氮氣至反應管2中。
在後清洗程序中,氧氣的流速最好設定在0.1sccm至10slm。此流速範圍可無困難地產生電漿且供應足夠的氧自由基,以氧化含矽的氟化物,從而形成中間產物。氧氣的流速設為0.5slm至5slm更為理想。此流速範圍可穩定地產生電漿。
RF功率最好設定在10至1500W。如果該功率低於10W,會難以產生氧自由基。如果該功率高於1500W,電漿生成部10的石英壁會受損。該RF功率設為50至500W更為理想。此功率範圍可有效地產生自由基。
氧氣供應時處理場2a的壓力(處理壓力)最好設定在0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr)。此壓力範圍可輕易地產生氧自由基及增加氧自由基在處理場2a中的平均自由徑。此壓力設為25Pa(0.2Torr)至400Pa(3Torr)更為理想。此壓力範圍可輕易地控制處理場2a的壓力。
電漿生成部10內的壓力(氣體噴射孔處的壓力)最好設定在0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr),且設為70Pa(0.53Torr)至400Pa(3Torr)更為理想。此壓力範圍可無因難地產生電漿且供應足夠的氧自由基,以氧化含矽的氟化物,從而形成中間產物。
氟化氫氣體的流速最好設定在10sccm至10slm。如果流速低於10sccm,欲供應至中間產物上的氟化氫變得不足。如果流速高於10slm,幫助反應的氟化氫氣體比率可能變得太低。氟化氫氣體的流速設為0.05slm至3slm更為理想。此流速範圍可促進中間產物與氟化氫氣體間的反應。
氟化氫氣體供應時反應管2內的壓力最好設定在0.133Pa(1mTorr)至101.3kpa(760Torr),且設於2.666Pa(20Torr)至46.65kpa(350Torr)更為理想。此壓力範圍可促進中間產物與氟化氫氣體間的反應。
如上述,依序交替地含有氧化階段及移除階段的後清洗程序之循環被重複預定次數(如10次)。在每一循環中,氧化含矽的氟化物而形成中間產物,接著使氟化氫氣體與中間產物反應,並藉蝕刻等移除之。因此,會比先前技術更有效且可靠地移除殘留在反應管2內的含矽氟化物。
當結束後清洗程序時,卸載晶舟6。具體而言,以預定的流速供應氮氣至反應管2中,俾使反應管2內的壓力回至大氣壓力。接著,晶舟升降機128將蓋體5下移,從而自反應管2中卸載空的晶舟6。此後,帶有新一批半導體晶圓W安裝其中的晶舟6置於蓋體5上,且依上述方法再次開始薄膜形成處理。
在上述的薄膜形成設備1中,執行薄膜形成處理及清洗程序,並確認是否移除反應管2內所沈積之薄膜形成副產物及含矽氟化物。具體而言,依據圖4執行該薄膜形成處理,以形成氧化矽膜,俾使沈積的薄膜形成副產物(含有氧化矽作為主成分)在反應管2內表面具有1μm厚度。接著,依據圖4執行該清洗程序,以處理反應管2內部,俾移除該薄膜形成副產物。然後,使用掃瞄式電子顯微鏡(SEM)所拍取的圖像檢驗該清洗程序所處理之反應管2內表面的狀態。因此,反應管2內表面顯示無薄膜形成副產物或含矽氟化物殘留在其上。
此外,作為依據上述實施例的呈現例(present example,PE),執行後清洗程序,以移除如上述的含矽氟化物,同時量測此處理所需的時間。此外,作為依據先前技術的比較例(comparative example,CE),將反應管的內部自室溫加熱至100℃以移除含矽氟化物,接著再回至室溫,同時量測此處理所需的時間。然後,藉由比較呈現例及比較例的量測時間而檢驗依據實施例的清洗程序效率。
圖5係一視圖,在移除含矽氟化物的所需時間項目上比較依據本發明的呈現例(PE)及比較例(CE)。如圖5所示,比較例(CE)之所測得時間係150分,而呈現例(PE)(後清洗程序)之所測得時間係100分,其比前者縮短了50分。因此,上述實施例可有效執行薄膜形成設備的清洗已獲得證實。
依據上述實施例,藉由主清洗程序及含有重複數次之氧化階段及移除階段的後清洗程序執行反應管2內的清洗程序。因此,會比先前技術更有效且可靠地執行反應管2內的清洗程序。
在實施例中,在室溫時執行薄膜形成處理及清洗程序,薄膜形成設備1無需包括加熱反應管2內部的加熱器。此外,儘管使用無加熱器的薄膜形成設備1,反應管2不需加熱器附加在其上以移除含矽氟化物,而可有效地執行反應管2內的清洗程序。
在實施例中,由於DIPAS用作為矽源氣體,故不會降低吸附率,藉以維持生產率。此外,DIPAS係熱穩定的且有助於其流速控制,俾使習知系統可用於來源供應器,導致高通用性。
在實施例中,氧化氣體的例子係氧氣。在這方面,如臭氧(O3
)或水蒸氣(H2
O)的另一氣體可用作為氧化氣體。例如,臭氧用作為氧化氣體時,最好將處理條件安排成使處理場2a的溫度設定為-32℃至100℃,其壓力設在655Pa(5Torr),且氧氣(O2
)及臭氧的流速個自設在10slm及約250g/Nm3
。
在實施例中,薄膜形成設備1無加熱器。或者,可使用包括加熱器的薄膜形成設備或包括冷卻器的薄膜形成設備。
在實施例中,使用電漿產生氧自由基。在此方面,如觸媒、UV或磁力的另外媒質可用以激活氧化氣體。
在實施例中,在半導體晶圓W上形成氧化矽膜。或者,本發明可應用在形成其它含矽薄膜(如氮化矽膜)的情形。在此情形中,例如,藉由重複複數次含有吸附階段(使用DIPAS吸附Si)及氮化階段(使用氮化氣體氮化所吸附的Si)的循環在半導體晶圓W上形成氮化矽膜。該氮化氣體可為選自於下述組成的群體中一或多種氣體:氨(NH3
)、二氧化氮(N2
O)、氧化氮(NO)及氮(N2
)。
在實施例中,在驅氣步驟中供應N2
氣體。在此方面,「驅氣」一詞意味藉由將反應管2內部真空抽氣同時供應惰性氣體(如N2
氣體)至反應管2中,或藉由將反應管2內部真空抽氣同時維持所有氣體之供應的關閉狀態而移除反應管2內的殘餘氣體。
在實施例中,重複10次含有氧化階段及移除階段的循環。在此方面,循環的重複次數可更少,如5或7次。或者,循環的重複次數可更多,如12或14次。同樣在這些情形中,可藉由依據循環的重複次數來調整氟化氫氣體的流速,而有效地執行反應管2內的清洗程序。
在上述實施例中,當供應處理氣體時,供應氮氣作為稀釋氣體。在此方面,當供應處理氣體時,可不供應氮氣。然而,該處理氣體最好包括氮氣作為稀釋氣體,因為若如此配置可更輕易控制處理時間。該稀釋氣體最好由如氮氣的惰性氣體,或如氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氦(Kr)或氙(Xe)之其它取代氮氣的惰性氣體組成。
在上述實施例中,設置氣體分布噴嘴8以供應待電漿激發的處理氣體,同時設置氣體分布噴嘴9以供應不待電漿激發的處理氣體。或者,可依據氣體形式個別設置氣體供應噴嘴。此外,複數個氣體供應噴嘴可與反應管2靠近底端的側壁連接,以經由複數個噴嘴供應每一個氣體。在此情形中,處理氣體經由複數個氣體供應噴嘴而供應至反應管2中,從而更有效地散佈在反應管2中。
在實施例中,所用的薄膜形成設備係具有單管結構之批次型處理設備。然而,例如,本發明可應用在具有雙管型(其係由內及外管組成)處理容器之批次型直立式處理設備。或者,本發明可應用在批次型水平式處理設備或單基板型的處理設備。目標基板不限於半導體晶圓W,且可為如LCD的玻璃基板。
熟悉本技藝者將可迅速想到額外的優點與修正。因此,在本發明的廣泛實施態樣中,並不限於本文所示或所述之具體細節與個別實施例。因此,可在不離開一般發明概念(由隨附之權利請求項與其等價物所定義)的精神或範圍下可作各式修正。
1...薄膜形成設備
2...反應管(反應室)
2a...處理場
3a...排氣覆蓋構件
3b...排氣埠
4...排氣口
5...蓋體
6...晶舟
8...氣體分布噴嘴
9...氣體分布噴嘴
10...電漿生成部
10a...蓋體
10b...開口
11...電極
11a...RF電源供應器
16...氣體噴嘴
100...控制部
111...配方儲存部
112...ROM
113...RAM
114...I/O埠
115...CPU
116...匯流排
121...操作面板
122...溫度感測器
123...壓力計
125...MFC控制器
126...閥門控制器
127...真空泵
128...晶舟升降機
129...電漿控制器
GE...排氣部
GS...處理氣體供應部
T1...第一步驟
T2...第二步驟
T3...第三步驟
T4...第四步驟
W...晶圓
附圖,其已併入且構成說明書的一部分,說明了本發明的實施例,且連同上文所給的一般描述及上文所給之實施例的詳細描述,有助於解釋本發明的原理。
圖1係橫剖面視圖,顯示依據本發明之實施例的薄膜形成設備(直立式電漿CVD設備)。
圖2係橫剖面視圖,顯示圖1所示之設備的部分。
圖3係一視圖,顯示圖1所示之設備之控制部的結構。
圖4係時間圖,顯示依據本發明之實施例之薄膜形成處理及清洗程序的配方。
圖5係一視圖,在移除含矽氟化物的時間項目上比較依據本發明的呈現例(PE)及比較例(CE)。
1...薄膜形成設備
2...反應管(反應室)
2a...處理場
3a...排氣覆蓋構件
3b...排氣埠
4...排氣口
5...蓋體
6...晶舟
8...氣體分布噴嘴
9...氣體分布噴嘴
10...電漿生成部
10a...蓋體
10b...開口
11...電極
16...氣體噴嘴
100...控制部
GE...排氣部
GS...處理氣體供應部
W...晶圓
Claims (20)
- 一種使用一薄膜形成設備的方法,該薄膜形成設備用於執行一薄膜形成處理以在一反應室內的一目標基板上形成一含矽的薄膜,該方法包括:在其中未容納該目標基板之該反應室內,依序執行一主清洗程序及一後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之一含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應含氟的一清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻該薄膜形成副產物,及該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之一含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應一氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將該含矽的氟化物轉變成一中間產物,及供應一氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,以藉該氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該氧化氣體係選自於氧氣、臭氧及水蒸氣組成的群體。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該供應一氧化氣體包括供應該氧化氣體同時藉一電漿生成部激活該氧化氣體,該電漿生成部附於該反應室。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該主清洗程序及該後清洗程序係被安排成將該反應室設定在自室溫至100℃的溫度。
- 如申請專利範圍第3項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該後清洗程序係被安排成在該供應一氧化氣體及該供應一氟化氫氣體期間持續地自該反應室中抽除氣體,俾使在該供應一氧化氣體時該反應室內的壓力低於在該供應一氟化氫氣體時的壓力。
- 如申請專利範圍第5項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該反應室內的壓力在該供應一氧化氣體時係設於0.133Pa(1mTorr)至13.3kPa(100Torr),且在該供應一氟化氫氣體時係設於0.133Pa(1mTorr)至101.3kPa(760Torr)。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該方法更包括單獨供應一惰性氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,以在該主清洗程序及該後清洗程序間對該反應室內部驅氣。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該方法更包括在該主清洗程序前執行一薄膜形成處理,且該薄膜形成處理係被安排成供應一矽源氣體及一薄膜形成反應氣體至該反應室中,以在該反應室中所容納的該目標基板上藉CVD形成該薄膜。
- 如申請專利範圍第8項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成處理係被安排成藉分子層沉積法(MLD)供應該矽源氣體及該薄膜形成反應氣體,以形成該薄膜。
- 如申請專利範圍第8項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成處理包括供應該薄膜形成反應氣體,同時藉一電漿生成部激活該薄膜形成反應氣體,該電漿生成部附於該反應室。
- 如申請專利範圍第8項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成處理係被安排成供應一氧化氣體作為該薄膜形成反應氣體,以形成一氧化矽膜作為該薄膜。
- 如申請專利範圍第11項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該矽源氣體係二異丙胺基矽烷(di-iso-propylaminosilane)氣體,且該薄膜形成反應氣體係選自於氧氣、臭氧及水蒸氣組成的群體。
- 如申請專利範圍第1項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該反應室係用以在垂直方向上等間距容納複數個目標基板。
- 一種使用一薄膜形成設備的方法,該薄膜形成設備用於執行一薄膜形成處理以形成一含矽的薄膜,該薄膜形成設備包括:一反應室,用以在垂直方向上等間距容納複數個目標基板;一支撐構件,用以支撐該反應室內的該等目標基板;一排氣系統,用以自該反應室中抽除氣體:一氣體供應系統,用以供應一矽源氣體、一薄膜形成反應氣體及一清洗該反應室內部用氣體至該反應室中;及一控制部,用以控制該設備的操作,該方法係於該控制部的控制下執行,且該方法包括:執行一薄膜形成處理,該薄膜形成處理係被安排成供應該矽源氣體及該薄膜形成反應氣體至該反應室中,以藉CVD在該反應室所容納的該等目標基板上形成該薄膜;及於其中未容納該等目標基板之該反應室內,依序執行一主清洗程序及一後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之一含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應一含氟的清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻該薄膜形成副產物,及該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之一含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應一氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將該含矽的氟化物轉變成一中間產物,及供應一氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,以藉該氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
- 如申請專利範圍第14項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成設備更包括附於該反應室的一電漿生成部,且該電漿生成部係用以激活氣體,該薄膜形成處理包括供應該薄膜形成反應氣體,同時藉該電漿生成部激活該薄膜形成反應氣體,且該供應一氧化氣體包括供應該氧化氣體,同時藉該電漿生成部激活該氧化氣體。
- 如申請專利範圍第14項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成處理係被安排成供應一氧化氣體作為該薄膜形成反應氣體,以形成一氧化矽膜作為該薄膜。
- 如申請專利範圍第15項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該薄膜形成處理、該主清洗程序及該後清洗程序係被安排成將該反應室設定在自室溫至100℃的溫度。
- 如申請專利範圍第14項之使用一薄膜形成設備的方法,其中該矽源氣體係二異丙胺基矽烷氣體,且該薄膜形成反應氣體係選自於氧氣、臭氧及水蒸氣組成的群體。
- 一種薄膜形成設備,用於執行一薄膜形成處理以形成一含矽的薄膜,該設備包括:一反應室,用以在垂直方向上等間距容納複數個目標基板;一支撐構件,用以支撐該反應室內的該等目標基板;一排氣系統,用以自該反應室中抽除氣體;一氣體供應系統,用以供應一矽源氣體、一薄膜形成反應氣體及一清洗該反應室內部用氣體至該反應室中;及一控制部,用以控制該設備的操作及預設成執行一方法,該方法包括:執行一薄膜形成處理,該薄膜形成處理被安排成供應該矽源氣體及該薄膜形成反應氣體至該反應室中,以藉CVD在該反應室所容納的該等目標基板上形成該薄膜,及於其中未容納該等目標基板之該反應室內,依序執行一主清洗程序及一後清洗程序,以移除該薄膜形成處理所產生及沈積於該反應室內之一含矽的薄膜形成副產物,其中該主清洗程序係被安排成供應一含氟的清洗氣體至該反應室中,同時自該反應室中抽除氣體,從而蝕刻該薄膜形成副產物,且該後清洗程序係被安排成移除該主清洗程序所產生且殘留在該反應室內之一含矽的氟化物,且被安排成交替重複數次下列步驟:供應一氧化氣體至該反應室中,以藉氧化將該含矽的氟化物轉變成一中間產物,及供應一氟化氫氣體至該反應室中,同時自該反應室內部中抽除氣體,以藉該氟化氫氣體與該中間產物之間的反應而移除該中間產物。
- 一種電腦可讀媒體,包括在一處理器上執行用的程式指令,其中當該處理器執行該程式指令時,會控制一薄膜形成設備以實行依據申請專利範圍第1項的方法。
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