[发明专利]用于增强热丝化学气相沉积工艺中的钽灯丝寿命的方法

说明书

领域

本发明的实施例大体涉及利用热丝化学气相沉积（HWCVD）工艺在衬底上沉积材料的方法，且更具体地说，本发明的实施例涉及增强这类工艺中所用的灯丝寿命的方法。

背景

在HWCVD工艺中，一或多种前驱物气体将于处理腔室内邻近衬底处经高温热分解，以在衬底上沉积预定材料。一或多个金属丝或灯丝促进处理腔室内的热分解反应，金属丝或灯丝支撑在处理腔室中，以例如通过使电流通过灯丝而加热所述处理腔室达预定温度。

使用不同的灯丝材料会影响沉积膜的质量。例如，相较于使用钨灯丝，HWCVD应用中使用钽灯丝可得到质量较佳的沉积膜。然而遗憾的是，本发明人发现钽灯丝可在某些操作体系下更易氧化。这将不当减少流过灯丝的电流、降低灯丝温度，以致最终造成灯丝断线。本发明人进一步发现钽灯丝很快就会降低性能与发生断线，因而钽灯丝不能使用很久。

因此，本发明人提供了利用HWCVD工艺沉积膜的改良方法。

发明内容

本发明提供利用热丝化学气相沉积（HWCVD）工艺沉积膜的方法。在一些实施例中，操作HWCVD工具的方法可包括提供氢气（H₂）至灯丝，历经第一时段，灯丝置于HWCVD工具的处理腔室中；以及经过第一时段后，使电流流过灯丝，以将灯丝温度提高至第一温度。

在一些实施例中，操作HWCVD工具的方法可包括在含氢气（H₂）的氛围下，预先调理(preconditioning)灯丝，灯丝置于HWCVD工具的处理腔室中；预先调理灯丝后，使电流流过灯丝，以将灯丝温度提高至第一温度；灯丝达第一温度后，提供处理气体至处理腔室内；以及利用自处理气体分解的物种，在衬底上沉积材料。

在一些实施例中，本发明可具体体现在上面存储有指令的计算机可读取媒体中，以于执行所述指令时，使HWCVD工具进行方法，方法可包括本文所述任何实施例。

本发明的其它和进一步实施例将描述于后。

附图简要说明

在配合参考附图与本发明的示例性实施例后，本发明上述概要和下文详述的实施例将变得更清楚易懂。然而应注意附图仅说明本发明典型实施例，因此不宜视为限定本发明的范围，因为本发明可容许其它等效实施例。

图1描绘了根据本发明一些实施例，操作热丝化学气相沉积（HWCVD）工具的方法流程图。

图2描绘了根据本发明一些实施例，操作HWCVD工具的方法流程图。

图3描绘了根据本发明一些实施例，HWCVD处理腔室的示意侧视图。

图4描绘了在不同氛围下加热钽灯丝温度随时间变化的比较曲线图。

为助于理解，尽可能以相同的元件符号代表各图中共同的相似元件。为清楚说明，图未按比例绘制并已简化。应理解某一个实施例的元件和特征结构当可有益地并入其它实施例，在此不另外详述。

具体描述

本发明的实施例提供热丝化学气相沉积（HWCVD）处理技术，可以有利地消除或减少钽灯丝在HWCVD工艺中快速氧化，进而实质增强灯丝寿命及促成钽灯丝在HWCVD工艺中的延长使用。本发明的实施例从而可提供一或多个下列优点：相较于使用钨灯丝有较佳的膜质量、较长的灯丝使用寿命、较久的设备正常运行时间、较高的产率和较大的产量。

在大于约10毫托的压力下（例如，某些应用（例如硅膜沉积）的典型HWCVD操作条件），以1500℃至2000℃点燃新钽灯丝时，本发明人发现灯丝温度将伴随灯丝发光减弱而随时间快速下降。本发明人认为温度降低是因钽灯丝氧化所致。然而本发明人发现在存有氢气（H₂）的情况下（例如氢气环境）点燃新钽灯丝时，灯丝氧化速率（依灯丝温度测量）会变慢。本发明人研发操作HWCVD工具的方法，所述方法并入此技术实施例且将详述于后。