[发明专利]用RF等离子体循环和清洗去除处理室颗粒的系统和方法

说明书

本发明涉及用RF等离子体循环和清洗去除处理室颗粒的系统和方法。操作衬底处理系统的系统和方法包括在处理室内处理放置在衬底支撑件上的衬底。在处理期间供应前体气体和/或反应气体中的至少一种。从处理室移除衬底。选择性地供应运载气体和清洗气体到处理室。在N个循环期间在处理室内生成RF等离子体，其中N是大于1的整数。在N个循环中的每个循环期间，RF等离子体开通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段。在N个循环中的每个循环的至少部分期间供应清洗气体。

技术领域

本发明涉及衬底处理系统，尤其涉及从衬底处理室去除颗粒的系统和方法。

背景技术

本文所提供的背景描述是为了总体上呈现发明的内容。当前所冠名的发明人的工作(一定程度上在该背景部分中有所描述)以及在申请时可能没有资格作为现有技术的本说明书的方面，既不能明显地也不能隐含地被当做针对本发明的现有技术。

衬底处理系统可被用于执行在衬底上的膜的沉积和/或蚀刻。衬底处理系统通常包括处理室，处理室具有衬底支撑件，例如基座、静电卡盘、板等。衬底(例如半导体晶片)可被布置在衬底支撑件上。在化学气相沉积(CVD)或等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺中，包括一种或多种前体的气体混合物可被引入到处理室以在衬底上沉积膜。在一些衬底处理系统中，射频(RF)等离子体可以用于激活化学反应。

发生在气体状态下的一些化学反应生成颗粒，所述颗粒在处理完成后可能会滞留在处理室内。除了在处理期间产生颗粒以外，由于蒙尘的上游部件、室泄漏事件、替换部件时发生的污染和/或维修期间发生的污染，颗粒也可能到达处理室。

在一些处理中，在从处理室移除衬底之后循环开通和关闭清洗气体以去除残留在处理室内的颗粒。使用清洗气体去除颗粒花费相当长的时间(约24个小时)并且可能不会将处理室内的颗粒减少到可接受水平。

发明内容

一种操作衬底处理系统的方法包括a)处理布置在处理室内的衬底支撑件上的衬底，其中，在所述处理期间供应前体气体和/或反应气体中的至少一种；b)从所述处理室移除所述衬底；c)选择性地供应运载气体和清洗气体到所述处理室；d)在N个循环期间在所述处理室内生成射频(RF)等离子体，其中，N是大于1的整数，其中，在所述N个循环中的每个循环期间，所述RF等离子体开通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段；以及e)在所述RF等离子体的所述N个循环中的每个循环的至少部分期间供应所述清洗气体。

在其他特征中，在所述N个循环的所述第一时间段期间不供应所述清洗气体，并且在所述N个循环的所述第二时间段的至少部分期间供应所述清洗气体。在所述(c)、(d)或者(e)期间不供应所述前体气体和/或所述反应气体中的至少一种。(a)包括使用RF等离子体来沉积膜。(a)包括原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)中的至少一种。

在其他特征中，所述ALD和CVD中的一种使用RF等离子体。所述N个循环的占空比是介于25％和75％之间。在(d)和(e)期间执行(c)。

在其他特征中，所述N个循环中的每个循环具有介于1秒和5秒之间的持续时间。N大于或者等于100并且小于或者等于5000。所述N个循环的占空比和/或所述N个循环的持续时间中的至少一个在所述N个循环期间是变化的。

一种衬底处理系统包括处理室，所述处理室包括在处理期间支撑衬底的衬底支撑件。气体供应件在处理期间可选地供应前体气体和反应气体中的至少一种、运载气体以及清洗气体。控制器被配置以a)在从所述处理室移除所述衬底之后，供应所述运载气体到所述处理室；b)在N个循环期间在所述处理室内生成RF等离子体，其中N是大于1的整数，其中，在所述N个循环中的每个循环期间，所述RF等离子体开通持续第一时间段并且关闭持续第二时间段；以及c)在所述RF等离子体的所述N个循环中的每个循环的至少部分期间内供应所述清洗气体。

在其他特征中，在所述N个循环的第一时间段期间不供应所述清洗气体，并且在所述N个循环的第二时间段的至少部分期间供应所述清洗气体。