[發明專利]等離子穩定化方法以及使用所述方法的沉積方法

有效

• 申請號: 201710144112.8
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN107177833B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 姜東錫;張僥徹
• 申請（專利權）人: ASM知識產權私人控股有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/513
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發明提供一種等離子穩定化方法以及使用所述等離子穩定化方法的沉積方法。所述等離子穩定化方法包含：(a)供應源氣體；(b)供應沖洗氣體；(c)供應反應性氣體；以及(d)供應等離子，其中在步驟(a)到步驟(d)期間將所述沖洗氣體和所述反應性氣體連續地供應到反應器中，且在所述反應器中不存在襯底的狀態中執行所述等離子穩定化方法。本發明的等離子穩定化方法可在反應空間中穩定地形成等離子，且可通過調整等離子功率而實現等離子匹配以防止等離子功率下降藉此穩定地執行沉積過程。

技術領域

本發明提供涉及等離子穩定化(plasma stabilization)方法以及使用所述方法的沉積方法的一或多個實施例，且更具體地說涉及在反應性空間中穩定地形成等離子的等離子穩定化方法以及使用所述等離子穩定化方法的沉積方法。

背景技術

最近，對于在硅襯底上沉積超薄膜(ultra-thin film)的要求隨著半導體電路的線寬度減小到約20nm而變得越來越嚴格。確切地說，已經主動地進行與低溫沉積過程相關的研究和開發。為此目的，已經開發等離子增強原子層沉積(plasma enhanced atomiclayer deposition，PEALD)過程，其中可在低溫下沉積超薄膜。由于PEALD過程中的等離子激活反應性氣體且加速與源氣體的反應，因此可在低溫下形成薄膜。

發明內容

本發明的一或多個實施例包含在等離子過程中在第一襯底上穩定地形成等離子的方法。

本發明的一或多個實施例包含用于在不執行襯底沉積過程的設備空閑時間之后解決問題的方法，這例如是因為當在反應器中處理新批次的第一襯底時，等離子不穩定且因此在過程的開始非正常地沉積薄膜，所以將執行原位清潔或將改變襯底的批次(批次此處意味著將攜載襯底的單元。一個批次通常包括25個襯底)。

另外的方面將部分在以下描述中得到闡述，并且部分地方面將從描述中顯而易見或者可通過對所呈現的實施例的實踐習得。

根據一或多個實施例，等離子穩定化方法包含步驟：(a)供應源氣體；(b)供應沖洗氣體；(c)供應反應性氣體；以及(d)供應等離子，其中在步驟(a)到(d)期間，沖洗氣體和反應性氣體連續地供應到反應器中，且在所述反應器中不存在襯底的狀態中執行所述等離子穩定化方法。

當步驟(a)到(d)稱為一個循環時，可執行多個循環且在每一循環期間供應的等離子的功率水平可彼此不同。

在每一循環期間供應的等離子功率水平可在從在膜沉積過程期間供應的等離子的功率水平的約10％到約100％的范圍內循序地增加。

所述等離子功率水平可逐步地增加。

所述多個循環可包含點燃前循環、中間點燃循環或點燃后循環。

在點燃前循環、中間點燃循環以及點燃后循環期間供應的等離子功率水平可分別為在膜沉積過程期間供應的等離子功率水平的1/3、1/2和1倍。

所述點燃前循環、中間點燃循環以及點燃后循環中的每一者可重復執行三到五次。

當步驟(a)到(d)稱為一個循環時，可執行多個循環且在所述多個循環期間供應的等離子功率水平可為相同的且可小于在膜沉積過程期間供應的等離子功率水平。

所述源氣體、所述沖洗氣體以及所述反應性氣體的流動速率可與在膜沉積過程期間供應的源氣體、沖洗氣體和反應性氣體的流動速率相同。

從步驟(a)到(d)，薄膜可形成于反應器的內壁上。

所述反應性氣體和所述沖洗氣體可為同一類型的反應性沖洗氣體，其中所述反應性沖洗氣體當所述反應性沖洗氣體未通過等離子活化時不與所述源氣體反應，且當所述反應性沖洗氣體通過等離子活化時與所述源氣體反應。