[发明专利]使用基于等离子体的工艺消除氟残余物的系统和方法

说明书

本发明涉及使用基于等离子体的工艺消除氟残余物的系统和方法。一种用于操作衬底处理室的方法，包括在所述衬底处理室中使用氟基气体执行处理之后：a)在第一预定时间段期间，将气体混合物供应到所述衬底处理室并且提供RF功率以在衬底处理室中激励等离子体，所述气体混合物包括选自由分子氧、分子氮、一氧化氮和一氧化二氮组成的组中的一种或者多种气体；b)在所述第一预定时间段之后的第二预定时间段期间，向所述衬底处理室供应分子氢气体和RF功率；c)重复a)和b)一次或多次；d)用分子氮气吹扫所述衬底处理室；e)增加室压强；f)排空所述衬底处理室；和g)重复d)、e)和f)一次或多次。

技术领域

本公开涉及衬底处理系统，并且更具体地涉及用于消除衬底处理系统中的氟残留物的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。目前所命名的发明人的工作，在该背景技术部分以及本说明书的在申请时不会以其他方式被认为是现有技术的方面中描述的程度上，既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于灰化或蚀刻诸如半导体晶片之类的衬底上的膜。衬底处理系统通常包括处理室、气体分配装置和衬底支撑件。在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入到处理室中，并且射频(RF)等离子体可以用于活化化学反应。

在诸如灰化或蚀刻工艺之类的衬底处理期间，可以使用包含氟的气体混合物。包含氟的气体混合物也可以在用于位于衬底处理室内的部件的清洁工艺中使用。

在衬底处理或室清洁工艺期间，含氟气体(例如六氟化硫(SF₆)、三氟化氮(NF₃)或四氟化碳(CF₄))被解离。氟离子和自由基与衬底处理室中的衬底表面和/或暴露的表面反应。氟离子和自由基附着到衬底处理室内的部件。当衬底处理室随后被打开并暴露于大气时，空气中的水分与氟离子和自由基反应并产生氢氟(HF)酸。

环境空气吹扫工艺可以用于减轻当衬底处理室打开时产生的HF酸的影响。在该过程期间，衬底处理室保持在恒定的真空压下，并且引入环境空气。环境空气包含水，其与处理室的部件上的氟离子和自由基反应。该反应产生气态HF，其然后将被泵出并通过洗涤器处理。

发明内容

本发明涉及一种用于操作衬底处理室的方法。该方法在衬底处理室中使用氟基气体的工艺之后执行。该方法包括：a)在第一预定时间段期间向所述衬底处理室供应气体混合物并且供应RF功率以在所述衬底处理室激励等离子体，所述气体混合物包括选自由分子氧、分子氮、一氧化氮和一氧化二氮构成的组中的一种或多种气体；b)在所述第一预定时间段之后的第二预定时间段期间，向所述衬底处理室供应分子氢气体和RF功率；c)重复a)和b)一次或多次；d)用分子氮气吹扫所述衬底处理室；e)增加室压强；f)排空所述衬底处理室；和g)重复d)、e)和f)一次或多次。

在其它特征中，该方法包括在a)期间将所述衬底处理室中的压强设定为第一预定压强。第一预定压强在400毫托(mTorr)至3托(Torr)的范围内。

在其它特征中，该方法包括在b)期间将衬底处理室中的压强设定为第二预定压强。第二预定压强在400毫托和3托之间的范围内。

在其它特征中，该方法包括在c)期间将衬底处理室中的压强设定为第三预定压强。第三预定压强在5托和15托之间的范围内。

在其它特征中，a)中的RF功率在从500W到2kW的范围内。该方法包括向设置在衬底处理室中的衬底支撑件提供RF偏置。RF偏置在100W至500W的功率范围内。一种或多种气体以100至5000sccm之间的流率供应。分子氢气体以500至3000sccm之间的流率供应。

根据详细描述、权利要求和附图，本公开的其它适用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意图用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。