[發明專利]物理氣相沉積腔室中的顆粒減量

有效

• 申請號: 201780074910.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN110062950B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 曾為民;清·X·源;曹勇
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C14/06;C23C14/22
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本文提供用于在處理腔室中進行的處理中減少產生的顆粒的方法和設備。在一些實施方式中，處理配件屏蔽件包括：主體，該主體具有表面，該表面面向物理氣相沉積(PVD)處理腔室的處理空間，其中該主體由氧化鋁(Al₂O₃)構成；和在該主體的該表面上的氮化硅層。

技術領域

本公開內容的實施方式一般涉及基板處理設備，更具體地涉及用于在物理氣相沉積處理腔室中進行的處理期間減少產生的顆粒的數量的方法和設備。

背景技術

非晶硅薄膜可用于各種半導體制造應用中。例如，非晶硅經常被用作為在自對準雙圖案(self-aligned double patterning，SADP)處理或自對準四圖案化處理(self-aligned quadruple patterning process，SAQP)中的犧牲層。非晶硅材料通常沉積在半導體晶片上，該半導體晶片位于處理腔室內的基板支撐件之上。諸如物理氣相沉積(PVD)的處理可用于沉積材料。然而在沉積期間，非晶硅不僅沉積在半導體晶片上，而且也沉積在處理腔室的內表面上，例如在處理腔室的屏蔽件、沉積環、覆蓋環和/或腔室壁上。沉積的非晶硅材料可在半導體晶片上及處理腔室的內表面上形成高應力膜。

另外，當在PVD處理腔室中進行處理時，處理腔室的內表面通常經歷熱循環，隨著在循環開始的內表面變熱而膨脹，并且隨著在循環結束的內表面冷卻而收縮。每次進行處理的時候，熱循環在處理腔室內重復。發明人觀察到沉積在處理腔室內表面上的膜上的高應力連同處理腔室的反復熱循環不理想地造成該膜分層(delaminate)并產生顆粒。通常，在熱膨脹期間產生較小的顆粒，且在熱收縮期間產生較大的顆粒，這稱為剝落。

剝落及顆粒產生的問題可通過對處理腔室進行預防性維護來解決，例如通過更換處理腔室內的屏蔽件或其他組件。然而，隨著裝置幾何尺寸縮小，且因此顆粒尺寸和顆粒限制規格更為嚴謹，這種預防性維護的頻率也會增加，不理想地導致停機時間增加及處理腔室的操作成本增加。

從而，本發明人提供用于在處理腔室中進行處理的期間減少產生的顆粒的數量的改進方法和設備。

發明內容

本文提供了用于在處理腔室中進行的處理中減少產生的顆粒的方法和設備。在一些實施方式中，處理配件屏蔽件包括：主體，該主體具有表面，該表面面向物理氣相沉積(PVD)處理腔室的處理空間，其中該主體由氧化鋁(Al₂O₃)構成；和氮化硅層，該氮化硅層在該主體的該表面上。

在一些實施方式中，用于沉積非晶硅材料的物理氣相沉積(PVD)處理腔室包括：處理配件屏蔽件，該處理配件屏蔽件包括主體，該主體具有表面，該表面面向物理氣相沉積(PVD)處理腔室的處理空間，其中該主體由氧化鋁(Al₂O₃)構成；氮化硅層，該氮化硅層在該主體的該表面上具有第一厚度；和非晶硅層，該非晶硅層在該氮化硅層上具有第二厚度；基板支撐基座，該基板支撐基座設置在處理空間下方的處理腔室中；和與該基板支撐基座相對設置的靶材。

在一些實施方式中，一種在物理氣相沉積(PVD)處理腔室中處理基板的方法包括以下步驟：(a)在處理配件屏蔽件的表面的頂上沉積氮化硅層，該表面面向該PVD處理腔室的處理空間，其中該處理配件屏蔽件包括主體，該主體由氧化鋁(Al₂O₃)構成，且其中在沒有基板設置在PVD處理腔室中的情況下沉積該氮化硅層；(b)隨后在PVD處理腔室中的預定數量的基板上沉積非晶硅層，其中非晶硅材料也在該氮化硅層上形成非晶硅層。

本公開內容的其他及進一步實施方式描述如下。

附圖說明

上方簡要總結并在下方更詳細討論的本公開內容的實施方式可通過參考附圖中描繪的本公開內容的說明性實施方式來理解。然而，附圖僅繪示本公開內容的典型實施方式，且因此不被認為是對范圍的限制，因為本公開內容可允許其他等效的實施方式。