TWI771577B - 具有週期性高電壓偏壓之電漿輔助化學氣相沉積 - Google Patents
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Abstract
實施例包括一種處理基板的方法。在一實施例中，方法包含使一或多種源氣體流入處理腔室中，以及用在第一模式下操作的電漿源自源氣體誘發電漿。在一實施例中，方法可進一步包含用在第二模式下操作的DC電源來偏壓基板。在一實施例中，方法可進一步包含將膜沉積在基板上。
Description
實施例係關於半導體處理設備的領域，並且在特定實施例中，係關於用於具有施加到基板的脈衝高電壓偏壓的電漿輔助化學氣相沉積的處理工具。
碳膜通常用電漿輔助化學氣相沉積(CVD)製程來形成。在電漿輔助CVD製程中產生的電漿可以是電容耦合電漿(CCP)、電感耦合電漿(ICP)、微波電漿或類似者。然而，使用諸如此等的電漿源的電漿輔助CVD製程具有若干缺陷。一個缺陷是電漿輔助CVD通常需要在高基板溫度下實施以便形成高品質膜。例如，基板溫度通常大於500℃。
現有電漿輔助CVD製程的另一個缺陷是電漿的密度及電漿的最大離子能量均隨著電漿功率增加而增加。特定言之，電漿密度及最大離子能量不是獨立的，並且最大離子能量並不大。例如，在此種電漿輔助CVD製程中的常見離子能量通常是1,000eV或更小。另外，歸因於振蕩的RF鞘電位，電漿輔助CVD具有寬離子能量分佈。由此，藉由在給定的離子能量下控制離子數目來最佳化沉積製程是不可能的。離子能量的寬分佈使得難以預測
製程結果。由此，難以定製電漿輔助CVD製程，以提供期望的高品質膜性質。
實施例包括一種處理基板的方法。在一實施例中，方法包含使一或多種源氣體流入處理腔室中，並且用在第一模式下操作的電漿源自源氣體誘發電漿。在一實施例中，方法可進一步包含用在第二模式下操作的DC電源來偏壓基板。在一實施例中，方法可進一步包含將膜沉積在基板上。
實施例亦可包括一種處理基板的方法，包含使一或多種源氣體流入處理腔室中以及用電漿源自源氣體誘發電漿。在一實施例中，方法亦可包含用脈衝DC電源偏壓基板。在一實施例中，脈衝DC電源提供至少第一電壓及第二電壓的脈衝。在一實施例中，方法進一步包含將膜沉積在基板上。
實施例亦可包含一種用於將膜沉積在工件上的處理工具。在一實施例中，處理工具包含腔室主體。在一實施例中，處理工具進一步包含電漿源。在一實施例中，電漿源在第一模式下操作，並且電漿源自流入腔室主體中的一或多種處理氣體誘發電漿。在一實施例中，處理工具進一步包含在腔室主體中用於支撐工件的夾具。在一實施例中，夾具電氣耦合到DC電源，並且DC電源在第二模式下操作。在一實施例中，膜包含僅一或多種處理氣體的成分。
以上概述不包括所有實施例的窮盡性清單。可以預期，包括可以由上文概述的各個實施例的所有適宜組合實踐的所有系統及方法，以及在下文實施方式中揭示且在與申請案一起提交的申請專利範圍中特別指出的系統及方法。此種組合具有未在以上內容中具體記載的特定優點。
300:處理工具
330:處理套組
340:氣體分配板
341:蓋
350:基板
352:夾具
354:基座
360:DC電源
365:RF源
380:腔室主體
450:基板
452:夾具
460:DC電源
461:導電銷
462:導電網格
463:導電塗層
590:PECVD製程
591:操作
592:操作
593:操作
690:PECVD製程
691:操作
692:操作
693:操作
694:操作
702:系統處理器
704:主記憶體
706:靜態記憶體
708:系統網路介面元件
710:視訊顯示單元
712:字母數字輸入元件
714:游標控制元件
716:信號產生元件
718:輔助記憶體
720:網路
722:軟體
726:處理邏輯
730:匯流排
第1圖係根據一實施例的RF功率及有效DC電壓的圖表。
第2圖係根據一實施例的在兩個不同電壓下的膜密度及膜應力的圖表。
第3圖係根據一實施例的包括電氣耦合到DC源的夾具的處理工具的橫截面圖示。
第4A圖係根據一實施例的包括用於接觸基板的背側表面的銷的夾具的橫截面圖示，其中銷電氣耦合到DC源。
第4B圖係根據一實施例的包括電氣耦合到DC源的嵌入式導電網格的夾具的橫截面圖示。
第4C圖係根據一實施例的包括電氣耦合到DC源的導電塗層的夾具的橫截面圖示。
第5圖係根據一實施例的使用DC偏壓夾具的基板處理方案的製程流程圖。
第6圖係根據一實施例的在一個以上的電壓下使用DC偏壓夾具的基板處理方案的製程流程圖。
第7圖示出根據一實施例可與包括DC偏壓夾具的處理工具結合使用的示例性電腦系統的方塊圖。
根據本文描述的實施例的元件包括電漿輔助化學氣相沉積(CVD)處理工具。在一特定實施例中，電漿輔助CVD處理工具的夾具用脈衝高電壓DC源偏壓。在以下描述中，闡述若干具體細節以便提供對實施例的透徹理解。本領域技術人員將顯而易見，實施例可在不具有該等具體細節的情況下實踐。在其他情況中，未詳細描述熟知態樣，以便不會不必要地模糊實施例。此外，將理解，附圖中圖示的各個實施例是說明性表達，並且不一定按比例繪製。
如上文提及，傳統電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程不提供定製製程以提供高品質膜性質的能力。高品質膜性質可指高密度、高折射率、及低膜應力。由此，本文描述的實施例可包括PECVD處理工具，其進一步包括施加到正在處理的基板的脈衝DC偏壓。使用脈衝DC偏壓允許改進膜性質。例如，用本文描述的製程形成的碳膜可具有2.0g/cm3或更大的密度、2.0或更大的折射率、以及小於500MPa的膜應力量值。此種膜性質亦可用低溫處理(諸如小於約200℃)獲得。
在基板上方跨電漿鞘施加週期性電壓的脈衝DC偏壓允許在高能量(例如，高達20keV)下將來自電漿的離子加速到基板。此舉提供了原位佈植效應，導致
膜密度增加。此外，將了解到，電漿鞘的脈衝DC偏壓可確保實質上所有撞擊基板的離子處於相同能量。這是對如上文描述的、導致離子能量分佈的振蕩RF鞘電位的顯著改進。由此，離子能量分佈可經調諧為單個能量(例如，從約1keV至20keV)。例如，6kV的脈衝電壓可導致到基板的主要為6keV離子的通量。在一些實施例中，脈衝電壓可在第一電壓與第二電壓之間交替以提供膜性質的特定結果。例如，2kV的第一脈衝電壓及8kV的第二脈衝電壓可交替以獲得期望的膜性質。
儘管可用RF源將偏壓施加到基板(亦即，以在基板上提供有效DC偏壓)，已發現脈衝DC電源(諸如本文描述的彼等)提供改進的膜性質。特別地，將RF源用於偏壓基板需要更多功率來獲得期望的有效DC偏壓。如第1圖所示，由於RF功率增加，有效DC電壓變平。由此，需要顯著更多的RF功率來獲得本文揭示的高DC電壓(例如，大於1kV)。除了在此種高功率下運行製程的成本之外，大部分功率最終加熱基板。因此，低溫PECVD製程(諸如本文揭示的彼等)變得不可行。
在由PECVD產生的膜中，在膜品質與膜應力之間存在折衷。在第2圖中圖示了關係的實例。如圖所示，由於膜密度ρ增加，因此膜應力τ亦增加。由此，為了得到高品質膜(亦即，具有高密度ρ的膜)，由於膜應力τ亦增加，所以存在折衷。然而，膜應力τ的量值可藉由將DC電壓施加到基板來減小。例如，與表示V1的線相
比，針對給定膜密度ρ，表示V2的線具有較低量值的膜應力τ，其中V2大於V1。
現在參看第3圖，根據一實施例圖示了處理工具300的橫截面圖示。在一實施例中，處理工具300可包括腔室主體380。腔室主體380可以是任何大小的任何適宜真空腔室，以適應一或多個基板350的處理。在一實施例中，腔室主體380可包括蓋341。在一實施例中，蓋341可支撐氣體分配板340，諸如噴頭。在一實施例中，氣體分配板340可電氣耦合到RF源365。在一些實施例中，RF源365可電氣耦合到與氣體分配板340分離的電極。儘管未示出，將了解，一或多個排氣埠亦可穿過腔室主體380形成。在一實施例中，在腔室主體380內的壓力可維持在約1mTorr與500mTorr之間，這取決於正在實施的製程。
在一實施例中，在腔室主體380中的基板350可由夾具352支撐。夾具352在一些實施例中可以是靜電夾具。在一實施例中，夾具352可包括用於在處理期間提供期望的基板溫度的加熱及/或冷卻系統。例如，加熱及/或冷卻系統可維持低於800℃的基板溫度。在一些實施例中，基板溫度可維持在低於200℃。實施例可包括在約-250℃與800℃之間的基板溫度。處理套組330可耦合到基板350的外邊緣周圍的夾具352。在一實施例中，夾具352可耦合到基座354，基座354包括離開腔室主體380的埠。
在一實施例中，夾具352可電氣耦合到DC電源360。在一實施例中，DC電源360可以是脈衝DC電源。實施例可包括脈衝DC電源360，其具有在約1kHz與100kHz之間的脈衝頻率。在一實施例中，DC電源360可在-20kV與20kV之間。實施例亦可包括DC電源360，其可調節為在約-20kV與20kV之間的不同電壓。在一些實施例中，複數個脈衝DC電源360可電氣耦合到夾具352。在一實施例中，脈衝DC電源可具有在1%與100%之間的工作循環。例如，在針對1kHz頻率的1%工作循環下，DC功率開啟達0.01秒，並且DC功率關閉達0.99秒。在一些實施例中，DC功率可總是開啟。
在一實施例中，來自電源360的DC電壓可經由與夾具352的偏壓表面直接接觸或穿過夾具352電容耦合的電氣接觸銷、接觸網格耦合到基板。各個耦合實施例的更詳細解釋在下文關於第4A圖至第4C圖進行描述。
將了解，上文描述的處理工具300本質上是示例性的，並且許多不同的處理工具構造可與本文描述的實施例結合使用。例如，處理工具300可包括電容耦合電漿(CCP)源、電感耦合電漿(ICP)源、或微波電漿源。實施例亦包括處理工具構造，其中電漿在頂部發射、在底部發射、或二者。
在一實施例中，藉由脈衝DC電源360來DC偏壓電漿鞘可用源電漿實現，該源電漿處於連續波模式、與DC偏壓脈衝同步、與DC偏壓脈衝不同步、或處於脈衝
模式，同時保持DC偏壓總是開啟。在一實施例中，DC偏壓的工作循環與電漿源的工作循環匹配。在一實施例中，電漿源的工作循環與DC偏壓的工作循環不同。例如，DC偏壓及源電漿可同時開啟，並且DC偏壓或源電漿中的一個在另一個之前關閉。在一實施例中，源電漿及脈衝DC偏壓可具有不同的頻率及相同的工作循環。在一實施例中，源電漿及脈衝DC偏壓可具有不同的頻率及不同的工作循環。
現在參看第4A圖，根據一實施例圖示了支撐基板450的夾具452的橫截面圖示。在所示出的實施例中，夾具452可電氣耦合到脈衝DC電源460。在一特定實施例中，夾具452可包含複數個導電銷461。複數個導電銷461可電氣耦合到DC電源460。在一實施例中，導電銷461可直接接觸基板450的背側表面。由此，DC偏壓脈衝可直接耦合到基板450。在一實施例中，銷461可用任何適宜導電材料來形成。在一實施例中，銷可以是鋁。實施例亦可包括導電銷461，其包含複數個材料層。
在所示出的實施例中，將導電銷461圖示為在夾具452的頂表面之上延伸。在此實施例中，基板450可由導電銷452完全支撐。在額外的實施例中，導電銷461的頂表面可實質上與夾具452的頂表面共面。在此實施例中，基板450可由導電銷461及夾具452支撐。
儘管將導電銷461示出為具有矩形橫截面，將了解實施例可包括具有任何形狀的導電銷。在一些實施例
中，導電銷461可實質上平坦。此種實施例可考慮到導電墊來替代銷。另外，實施例可包括在夾具452的表面上方形成的複數個導電跡線，該夾具電氣耦合到DC電源460。
現在參看第4B圖，根據一實施例圖示了支撐基板450的夾具452的橫截面圖示。在所示出的實施例中，嵌入夾具452內的導電網格462可電氣耦合到DC電源460。在此種實施例中，導電網格462可電氣耦合到由夾具452支撐的基板450。嵌入導電網格462可提供優於其他實施例的優點，這是因為導電網格完全被保護而隔開處理環境。此外，嵌入導電網格462允許基板450完全由夾具452支撐而其間不具有任何其他部件。
在一實施例中，導電網格462可包含任何適宜的一或多種導電材料。在一實施例中，導電網格可以是銅、鋁、或類似者。在一實施例中，導電網格462可具有任何期望密度。在一些實施例中，導電網格462可視情況為導電板及/或嵌入夾具452內的導電跡線的網路。
現在參看第4C圖，根據一實施例圖示了支撐基板450的夾具452的橫截面圖示。在所示出的實施例中，導電塗層463在夾具452的表面上方形成。導電塗層463可電氣耦合到DC電源460。在一實施例中，導電塗層463可以是任何適宜的導電材料、或導電材料層。在一實施例中，導電塗層463可包含鋁。
在所示出的實施例中，導電塗層463在夾具452的所有表面上方形成。然而，將了解，導電塗層463
可在夾具452的一些表面上方形成。例如，導電塗層463可視情況僅在夾具452的頂表面上方形成。在此種實施例中，基板450可完全放置在導電塗層463上。導電塗層463可將DC電源460電氣耦合到基板450。
在額外的實施例中，當夾具包含導電材料時，可省略導電塗層。例如，夾具452的導電材料可電氣耦合到DC電源460。在此種實施例中，夾具452本身可將DC電源460電氣耦合到基板450。
現在參看第5圖，根據一實施例圖示了用於電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程590的製程流程圖。在一實施例中，PECVD製程590可用處理工具實施，該處理工具包括用於偏壓基板的脈衝DC電源。例如，上文描述的處理工具300可用於實施PECVD製程590。
在一實施例中，PECVD製程590可包含操作591，其包括使處理氣體流入處理腔室中。將了解，一或多種處理氣體可流入處理腔室中，用於提供期望的原料以形成特定膜。例如，在用於形成碳膜的PECVD製程590中，處理氣體可包括下列中的一或多種：乙炔、甲烷、丙烯、乙烯、環丙烷、乙烷、丙烷、具有化學式CXHY的氣體、以及其他含碳源氣體。在其中期望矽膜的實施例中，處理氣體可包括下列中的一或多種：矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、氫、及任何惰性氣體。在其中期望氧化矽膜的實施例中，處理氣體可包括矽烷、正矽酸四乙酯(TEOS)中的一或多種。在其中期望氮化物膜的實施例
中，處理氣體可包括中的一或多種：矽烷、NH3、N2、H2、及任何惰性氣體。在其中期望CHXFY膜的實施例中，處理氣體可包括一或多種氟碳(以形成CHXFY膜)。在其中期望金屬或金屬氧化物膜的實施例中，處理氣體可包括一或多種金屬有機化合物。實施例亦可包括需要實現反應的其他源氣體，諸如含氧源氣體、及/或惰性氣體。在一實施例中，在基板上沉積的膜可僅包含來自一或多種源氣體的成分。例如，所形成的膜是在基板上方沉積的不同的膜，並且不僅僅是對基板上的現有膜或材料的表面改質。
現在參看操作592，PECVD製程590可包括用電漿源激發處理腔室中的電漿。在一實施例中，電漿源可以是CCP源、ICP源、微波電漿源、或任何其他源。在一實施例中，源電漿頻率可以在100kHz與100GHz之間。在一實施例中，電漿源可在頂部發射、在底部發射、或二者。如下文將描述，電漿源可在脈衝模式下操作。當在脈衝模式下操作時，將了解，脈衝頻率是與所發射的電磁輻射的頻率不同的頻率。例如，脈衝頻率可以在1kHz與100kHz之間，並且由源電漿發射的電磁輻射可在約100kHz與100GHz之間。
現在參看操作593，PECVD製程590可包括用脈衝DC偏壓偏壓基板。在一實施例中，脈衝DC偏壓可在約1kV與20kV之間。在一實施例中，脈衝頻率可在1kHz與100kHz之間。將了解，脈衝DC偏壓允許將離
子能量定製為特定位準。例如，使用脈衝DC偏壓將導致朝向基板的離子通量，所有離子通量皆具有實質上相同的離子能量。另外，歸因於高離子能量(例如，高達約20keV)，獲得離子轟擊效應。離子轟擊效應導致具有較高密度、較佳光學性質、及相對較低的膜應力的膜。此外，PECVD製程590允許獨立控制離子能量及電漿密度，這是由於離子能量主要來源於DC偏壓。
在一實施例中，電漿源可在第一模式下操作，並且DC電源可在第二模式下操作。在一實施例中，第一模式包含第一頻率及第一工作循環，並且第二模式是包含第二頻率及第二工作循環的脈衝模式。在一實施例中，PECVD製程590可包含等於第二頻率的第一頻率以及等於第二工作循環的第一工作循環。在一實施例中，PECVD製程590可包含等於第二頻率的第一頻率以及不同於第二工作循環的第一工作循環。在一實施例中，PECVD製程590可包含不同於第二頻率的第一頻率，並且第一工作循環可等於第二工作循環。在一實施例中，PECVD製程590可包含不同於第二頻率的第一頻率，並且第一工作循環可不同於第二工作循環。在一實施例中，第一及第二工作循環可在1%與99%之間。
在一實施例中，DC偏壓可在包含脈衝的第二模式下操作，並且源電漿可在包含連續波模式的第一模式下操作。在一實施例中，DC偏壓脈衝可在源電漿總是開啟的情況下操作。在一實施例中，DC偏壓脈衝可在源電
漿與DC偏壓脈衝不同步的情況下操作。在一實施例中，DC偏壓脈衝可在源電漿處於脈衝模式的情況下操作同時保持DC偏壓總是開啟。
根據一實施例，PECVD製程590可用低基板溫度實現。例如，PECVD製程590可用在約-250℃與800℃之間的基板溫度來實現。在一特定實施例中，基板溫度可小於200℃。注意到，利用僅RF電漿系統的此種低溫製程不能形成與藉由本文描述的實施例實現的膜相當的高品質膜。例如，如第1圖所示，為了藉由增加最大離子能量來改進RF CCP膜的品質，需要RF功率的大幅度增加。例如，為了達成7.5kV的有效DC偏壓，可能需要約17kW的RF功率。因為施加到電漿的功率源將加熱基板，此種低溫製程當前不可用現有的僅RF PECVD製程達成。
與不使用經DC偏壓脈衝的基板的類似PECVD製程相比，根據PECVD製程590所形成的膜已表明具有優異的膜品質。例如，利用具有100W至1,000W(162MHz頂部發射的CCP)功率的源在使用及不使用來自脈衝DC電源的1kV基板偏壓來形成介於2mTorr與15mTorr之間的電漿的乙炔或甲烷的源氣體係用於表明根據PECVD製程590形成的膜具有優異膜品質。在不具有DC偏壓的膜中，折射率是1.9，密度是1.5g/cm3，並且應力是-300MPa。在根據PECVD製程590形成的膜中，折射率是2.5，密度是2.0g/cm3，
並且膜應力的量值是約500MPa。特定言之，注意到，改進的膜品質至少部分歸因於在單個高離子能量下的大離子通量，其導致基板表面處的離子轟擊。
本文描述的實施例包括PECVD製程，其包括精確地調諧離子能量的能力。由此，根據本文描述的實施例的PECVD製程允許用交替離子能量的離子通量形成膜。關於第6圖中的流程圖描述此種PECVD製程690的實例。
在一實施例中，PECVD製程690可包含操作691，其包括使處理氣體流入處理腔室中。將了解，一或多種處理氣體可流入處理腔室中，用於提供期望的原料以形成特定膜。例如，在用於形成碳膜的PECVD製程690中，處理氣體可包括下列中的一或多種：乙炔、甲烷、或其他含碳源氣體。在其中期望其他膜的實施例中，處理氣體可包括下列中的一或多種：正矽酸四乙酯(TEOS)(用於形成矽或氧化矽膜)、矽烷及氮(用於形成SiN膜)、氟碳(用於形成CHXFY膜)、或金屬有機化合物(用於形成金屬或金屬氧化物膜)。實施例亦可包括實現反應所需的其他源氣體，諸如含氧源氣體及/或惰性氣體。
現在參看操作692，PECVD製程690可包括用電漿源激發處理腔室中的電漿。在一實施例中，電漿源可以是CCP源、ICP源、微波電漿源、或任何其他源。在一實施例中，源電漿頻率可在100kHz與100GHz之
間。在一實施例中，電漿源可在頂部發射、在底部發射、或二者。
現在參看操作693，PECVD製程690可包括用於處於第一電壓的脈衝DC偏壓來偏壓基板。在一實施例中，第一脈衝DC偏壓可在約-20kV與20kV之間。在一實施例中，脈衝頻率可在1kHz與100kHz之間。將了解，脈衝DC偏壓允許將離子能量定製為特定位準。例如，使用脈衝DC偏壓將導致朝向基板的離子通量，所有離子皆具有實質上相同的第一離子能量。
現在參看操作694，PECVD製程690可包括用處於第二電壓的脈衝DC偏壓來偏壓基板。在一實施例中，第二脈衝DC偏壓可在約-20kV與20kV之間。在一實施例中，脈衝頻率可在1kHz與100kHz之間。將了解，脈衝DC偏壓允許將離子能量定製為特定位準。例如，使用脈衝DC偏壓將導致朝向基板的離子通量，所有離子皆具有實質上相同的第二離子能量。在一實施例中，第二電壓可不同於第一電壓。在一實施例中，第一電壓可以是2kV並且第二電壓可以是8kV。
在一實施例中，第一脈衝DC電壓可脈衝達第一時間段，並且第二脈衝DC電壓可脈衝達第二時間段。在一些實施例中，PECVD製程690可在第二時間段之後結束，而不重複第一脈衝DC電壓。在其他實施例中，脈衝DC電壓可在第一脈衝DC電壓與第二脈衝DC電壓之間交替任何次數。在一實施例中，兩個以上的脈衝DC電
壓可在PECVD製程690中使用。例如，第一脈衝DC電壓、第二脈衝DC電壓、及第三脈衝DC電壓可用於在PECVD製程690期間偏壓基板。將了解，實施例亦可包括為0V的第一電壓、第二電壓、第三電壓等。例如，第一電壓可在-20kV與20kV之間，並且第二電壓可以是0V。
將了解，在本文的實施例中描述的PECVD製程可用任何序列操作。例如，PECVD製程590包括三個不同的處理操作(591、592及593)m，並且PECVD製程690包括四個不同的處理操作(691、692、693及694)。然而，將了解，處理操作可以任何次序實施，並且不必按順序實施。例如，處理操作中的兩個或多個可同時實施、或至少部分同時實施。
現在參看第7圖，根據一實施例示出了處理工具的示例性電腦系統760的方塊圖。在一實施例中，電腦系統760耦合到處理工具並且控制處理工具中的處理。電腦系統760可連接(例如，聯網)到區域網路(LAN)、網內網路、網外網路、或網際網路中的其他機器。電腦系統760可在客戶端-伺服器網路環境中在伺服器或客戶端機器的容量中操作，或作為在同級間(或分佈式)網路環境中的同級機器操作。電腦系統760可以是個人電腦(PC)、平板PC、機上盒(STB)、個人數位助理(PDA)、行動電話、網路裝置、伺服器、網路路由器、交換器或橋接器、或能夠執行指令集(連續或以其他方式)的任何機
器，該指令集規定由彼機器採取的動作。此外，儘管僅示出用於電腦系統760的單個機器，術語「機器」亦應被認為包括機器(例如，電腦)的任何集合，該等機器獨立地或聯合地執行指令集(或多個指令集)以執行任何一或多種本文描述的方法。
電腦系統760可包括電腦程式產品或具有其上儲存有指令的非暫時性機器可讀取媒體的軟體722，該等指令可用於程式化電腦系統760(或其他電子元件)以執行根據實施例的製程。機器可讀取媒體包括用於以可由機器(例如，電腦)讀取的形式儲存或發送資訊的任何機制。例如，機器可讀取(例如，電腦可讀取)媒體包括機器(例如，電腦)可讀取儲存媒體(例如，唯讀記憶體(「ROM」)、隨機存取記憶體(「RAM」)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體元件等)、機器(例如，電腦)可讀取傳輸媒體(電氣、光學、聲學或其他形式的傳播信號(例如，紅外信號、數位信號等))等。
在一實施例中，電腦系統760包括系統處理器702、主記憶體704(例如，唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(DRAM)、諸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等)、靜態記憶體706(例如，快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)等)、以及輔助記憶體718(例如，資料儲存元件)，該等經由匯流排730彼此通訊。
系統處理器702表示一或多個通用處理元件，諸如微系統處理器、中央處理單元、或類似者。更特別地，系統處理器可以是複雜指令集計算(CISC)微系統處理器、精簡指令集計算(RISC)微系統處理器、超長指令字(VLIW)微系統處理器、實施其他指令集的系統處理器、或實施指令集的組合的系統處理器。系統處理器702亦可以是一或多個專用處理元件，諸如特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、數位信號系統處理器(DSP)、網路系統處理器、或類似者。系統處理器702經構造以執行處理邏輯726，用於執行本文描述的操作。
電腦系統760可進一步包括用於與其他元件或機器通訊的系統網路介面元件708。電腦系統760亦可包括視訊顯示單元710(例如，液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)顯示器、或陰極射線管(CRT))、字母數輸入元件712(例如，鍵盤)、游標控制元件714(例如，滑鼠)、以及信號產生元件716(例如，揚聲器)。
輔助記憶體718可包括機器可存取儲存媒體731(或更具體地，電腦可讀取儲存媒體)，其上儲存有一或多個指令集(例如，軟體722)，該等指令體現本文描述的方法或功能的任何一或多個。在由電腦系統760執行軟體722期間，軟體722亦可完全或至少部分駐留在主記憶體704內及/或在系統處理器702內，主記憶體704及系統處理器702亦構成機器可讀取儲存媒體。軟體722
可在網路720上經由系統網路介面元件708進一步發送或接收。
儘管在示例性實施例中將機器可存取儲存媒體731圖示為單個媒體，術語「機器可讀取儲存媒體」應當被認為包括儲存一或多個指令集的單個媒體或多個媒體(例如，集中式或分散式資料庫，及/或相關聯的快取記憶體及伺服器)。術語「機器可讀取儲存媒體」亦應被認為包括能夠儲存或編碼用於由機器執行的指令集並且致使機器執行任何一或多種方法的任何媒體。術語「機器可讀取儲存媒體」由此應被認為包括但不限於固態記憶體、以及光學及磁性媒體。
在以上說明書中，已經描述了具體的示例性實施例。將顯而易見的是，可對其進行各種修改而不脫離以下申請專利範圍的範疇。由此，說明書及附圖被認為是以說明性意義而非限制性意義。
300‧‧‧處理工具
330‧‧‧處理套組
340‧‧‧氣體分配板
341‧‧‧蓋
350‧‧‧基板
352‧‧‧夾具
354‧‧‧基座
360‧‧‧DC電源
365‧‧‧RF源
380‧‧‧腔室主體
Claims (20)
- 一種處理一基板的方法，包含以下步驟：使一或多種源氣體流入一處理腔室中；用在一第一模式下操作的一電漿源自該等源氣體誘發一電漿；用在一第二模式下操作的一DC電源偏壓該基板；以及將一膜沉積在該基板上，其中該基板的一溫度小於200℃。
- 如請求項1所述之方法，其中該第二模式是一連續開啟模式。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一模式包含一第一頻率及一第一工作循環，並且其中該第二模式是包含一第二頻率及一第二工作循環的一脈衝模式。
- 如請求項3所述之方法，其中該第一頻率等於該第二頻率。
- 如請求項4所述之方法，其中該第一工作循環等於該第二工作循環。
- 如請求項4所述之方法，其中該第一工作循環不同於該第二工作循環。
- 如請求項3所述之方法，其中該第一頻率不 同於該第二頻率。
- 如請求項7所述之方法，其中該第一工作循環與該第二工作循環相同。
- 如請求項7所述之方法，其中該第一工作循環不同於該第二工作循環。
- 如請求項3所述之方法，其中該第二工作循環在1%與99%之間。
- 如請求項1所述之方法，其中該第二模式包含一第一電壓及一第二電壓。
- 如請求項11所述之方法，其中該第一電壓與該第二電壓交替。
- 如請求項11所述之方法，其中該第一電壓施加達一第一時間段，並且其中該第二電壓在該第一電壓之後施加達一第二時間段。
- 一種處理一基板的方法，包含以下步驟：使一或多種源氣體流入一處理腔室中；用一電漿源自該等源氣體誘發一電漿；用一脈衝DC電源偏壓該基板，其中該脈衝DC電源提供至少一第一電壓及一第二電壓的脈衝；以及將一膜沉積在該基板上，其中該基板的一溫度小於200℃。
- 如請求項14所述之方法，其中該一或多種 源氣體包含下列中的一或多種：乙炔、甲烷、丙烯、乙烯、環丙烷、乙烷、丙烷、及任何其他CxHy氣體，並且其中將一碳膜沉積在該基板上。
- 如請求項14所述之方法，其中該一或多種源氣體包含下列中的一或多種：矽烷、二矽烷、三矽烷、四矽烷、正矽酸四乙酯(TEOS)、N2O、O2、及H2，以及一或多種惰性氣體，並且其中將一矽膜或氧化矽膜沉積在該基板上。
- 如請求項14所述之方法，其中該一或多種源氣體包含下列中的一或多種：矽烷、NH3、N2、及H2，以及一或多種惰性氣體，並且其中將一氮化矽膜沉積在該基板上。
- 一種用於將一膜沉積在一工件上的處理工具，包含：一腔室主體；一電漿源，其中該電漿源在一第一模式下操作，並且其中該電漿源自流入該腔室主體中的一或多種處理氣體誘發一電漿；以及一夾具，在該腔室主體中用於支撐該工件，其中該夾具電氣耦合到一DC電源，其中該DC電源在一第二模式下操作，其中該膜包含僅該一或多種處理氣體的成分，並且其中該工件的一溫度小於200℃。
- 如請求項18所述之處理工具，其中該第一模式不同於該第二模式。
- 如請求項18所述之處理工具，其中該第二模式是一脈衝模式，並且其中該第二模式包含交替一第一電壓與一第二電壓。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2023170791A (ja) * | 2022-05-20 | 2023-12-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 改質方法及び改質装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201404927A (zh) * | 2012-04-03 | 2014-02-01 | Novellus Systems Inc | 連續電漿及射頻偏壓以管理基板處理系統中之損壞 |
| TW201742949A (zh) * | 2012-10-26 | 2017-12-16 | 應用材料股份有限公司 | Pecvd設備與製程 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0395415B1 (en) | 1989-04-27 | 1995-03-15 | Fujitsu Limited | Apparatus for and method of processing a semiconductor device using microwave-generated plasma |
| JPH06314660A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜形成法及びその装置 |
| JP2623475B2 (ja) * | 1993-10-22 | 1997-06-25 | 日本高周波株式会社 | 対向電極型マイクロ波プラズマ処理装置および処理方法 |
| JP2737720B2 (ja) * | 1995-10-12 | 1998-04-08 | 日本電気株式会社 | 薄膜形成方法及び装置 |
| JP3141827B2 (ja) | 1997-11-20 | 2001-03-07 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US6765178B2 (en) * | 2000-12-29 | 2004-07-20 | Applied Materials, Inc. | Chamber for uniform substrate heating |
| US20060194516A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-31 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing method |
| US20070031609A1 (en) | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Ajay Kumar | Chemical vapor deposition chamber with dual frequency bias and method for manufacturing a photomask using the same |
| CN100530529C (zh) * | 2006-07-17 | 2009-08-19 | 应用材料公司 | 具有静电卡盘电压反馈控制的双偏置频率等离子体反应器 |
| CN100595321C (zh) * | 2007-09-11 | 2010-03-24 | 东华大学 | 常压等离子体气相沉积制备纳米硅基多孔发光材料的方法 |
| JP5319150B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-10-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| US20110236806A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | Applied Materials, Inc. | Dc voltage charging of cathode for plasma striking |
| JP2012104382A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法並びにプラズマ処理のバイアス電圧決定方法 |
| EP2738790A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-06-04 | Abengoa Solar New Technologies, S.A. | Procedure for preparing one single barrier and/or dielectric layer or multilayer on a substrate and device for the implementation thereof |
| KR102064914B1 (ko) * | 2013-03-06 | 2020-01-10 | 삼성전자주식회사 | 식각 공정 장치 및 식각 공정 방법 |
| US20140273487A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Applied Materials, Inc. | Pulsed dc plasma etching process and apparatus |
| US9280070B2 (en) * | 2014-07-10 | 2016-03-08 | Applied Materials, Inc. | Field guided exposure and post-exposure bake process |
| US10115567B2 (en) * | 2014-09-17 | 2018-10-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US9490116B2 (en) | 2015-01-09 | 2016-11-08 | Applied Materials, Inc. | Gate stack materials for semiconductor applications for lithographic overlay improvement |
| US10246772B2 (en) * | 2015-04-01 | 2019-04-02 | Applied Materials, Inc. | Plasma enhanced chemical vapor deposition of films for improved vertical etch performance in 3D NAND memory devices |
| US9966231B2 (en) | 2016-02-29 | 2018-05-08 | Lam Research Corporation | Direct current pulsing plasma systems |
| JP6292244B2 (ja) * | 2016-03-01 | 2018-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 成膜方法及びプラズマ化学気相成長装置 |
| US20190088518A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with cooled and conducting pins |
| US10510575B2 (en) * | 2017-09-20 | 2019-12-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with multiple embedded electrodes |
-
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-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201404927A (zh) * | 2012-04-03 | 2014-02-01 | Novellus Systems Inc | 連續電漿及射頻偏壓以管理基板處理系統中之損壞 |
| TW201742949A (zh) * | 2012-10-26 | 2017-12-16 | 應用材料股份有限公司 | Pecvd設備與製程 |
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