專(zhuān)利名稱(chēng)：使用氬稀釋的高壓f的制作方法
背景技術(shù)：
通常通過(guò)成批處理步驟生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品，該成批處理步驟在真空室中使用氣體沉積或者有選擇地蝕刻基片上的半導(dǎo)體層。將來(lái)自這些沉積和蝕刻處理的大多數(shù)化學(xué)副產(chǎn)品以及未使用的反應(yīng)物通過(guò)真空泵從該室中排出。然而，一些剩余物不可避免地沉積和堆積在該真空室的內(nèi)壁上。為了保證高裝置產(chǎn)量和質(zhì)量，必須定期地將該剩余物從該室中去除。通常使用包含含氟清洗氣體的氣體混合物去除該剩余物，該清洗氣體通常通過(guò)氬或氦稀釋。
一種清洗真空沉積室的已知方法是用NF3等離子體操作的遠(yuǎn)程等離子體源(RPS)技術(shù)。附圖1表示了標(biāo)準(zhǔn)的RPS設(shè)備和方法，其中NF3和稀釋氣體(所示的氬)流10進(jìn)入RPS20(如MKS Instruments Astron系列，該系列使用低場(chǎng)環(huán)形等離子體技術(shù)，以便有效地分離該NF3輸入氣體，從而產(chǎn)生原子氟)。將原子氟30傳送到真空室40，其與該真空室內(nèi)墻上的不需要的剩余物化學(xué)反應(yīng)，以便形成揮發(fā)性化合物50，將該揮發(fā)性化合物通過(guò)真空系統(tǒng)從該室中去除，該真空系統(tǒng)包括泵60和排出氣流70。
當(dāng)使用如圖1所示的設(shè)備時(shí)，最初可以使用純氬點(diǎn)燃該等離子體，然后在1-10slpm的流速范圍內(nèi)添加NF3。將壓力保持恒定，并且以恒定的流動(dòng)條件實(shí)施清洗，該恒定的流動(dòng)條件包括NF3流加上不同量的氬。通常，該氬的流速小于NF3的流速。
使用NF3的一個(gè)缺點(diǎn)在于，在典型的10千瓦的RPS系統(tǒng)中不能將NF3等離子體在近似20Torr以上點(diǎn)燃。在使用NF3的商業(yè)應(yīng)用中，一般以小于5Torr并且通常在0.5到3Torr的范圍操作RPS系統(tǒng)，盡管在文獻(xiàn)中建議可以使用高至10Torr的壓力。因此，將上述商業(yè)操作的蝕刻速度限制在相對(duì)低的水平，這將在下面更詳細(xì)地描述。
而且，NF3很昂貴。因此，特別是大型沉積系統(tǒng)如用于300mm晶片處理或平板顯示制造的那些大型沉積系統(tǒng)，其需要高消耗量的NF3，該清洗過(guò)程會(huì)成為影響該最終裝置的成本的重要部分。
本領(lǐng)域中對(duì)PECVD室的清洗方面仍需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供F2在沉積室的清洗過(guò)程中的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供一種在高壓下以及在稀釋氣體存在的情況下使用F2清洗沉積室的方法。
本發(fā)明還提供一種在高壓下使用F2以高蝕刻速度進(jìn)行基片蝕刻或晶片薄化的方法。


圖1是表示在現(xiàn)有技術(shù)中已知的RFP清洗過(guò)程和設(shè)備的示意圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明用遠(yuǎn)程等離子體清洗沉積室的流程和順序的示意圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明用現(xiàn)場(chǎng)等離子體清洗沉積室的流程和順序的示意圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的高速蝕刻晶片的流程和順序的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供F2在沉積室的清洗過(guò)程中的應(yīng)用，如果在高壓條件下操作，其特別地有效。來(lái)自電解發(fā)生器(如BOC Edwards Generation-F系列)的F2是NF3的低成本替換物，特別是在沉積室的清洗應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)在高壓下使用F2實(shí)現(xiàn)非常高的蝕刻速度。此外，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用用大量氬稀釋的F2，甚至可以獲得更高的蝕刻速度。下面的表1和表2中表示了根據(jù)本發(fā)明的一些測(cè)試的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)F2具有比典型的RPS系統(tǒng)中的NF3更寬的操作窗口(operating window)。例如，MKS Astronex RPS具有～8kW指定的功率提取極限。當(dāng)在6slm和17.5Torr使用NF3時(shí)達(dá)到這種極限。與此相反，通過(guò)使用F2，即使在18slm和100Torr操作也不會(huì)達(dá)到這種極限。在蝕刻速度測(cè)試中，其中使用化學(xué)計(jì)量上等價(jià)的流速，相似的系統(tǒng)壓力并且不使用氬稀釋劑，當(dāng)使用NF3或F2時(shí)，在蝕刻速度中不存在統(tǒng)計(jì)上的重大差異。這可以從下面表1中所列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示。
表1-蝕刻速度比較

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)室壓上升時(shí)，F(xiàn)2和NF3的蝕刻速度都更高，但是F2的蝕刻速度顯著地高于NF3的蝕刻速度。特別地，當(dāng)使用NF3時(shí)，觀測(cè)到大約80nm/sec的最大蝕刻速度，而在高至大約170Torr的壓力下使用F2時(shí)，可以得到大于250nm/sec的蝕刻速度。
此外，測(cè)試了在不同的氬稀釋量時(shí)使用F2的效果。發(fā)現(xiàn)通過(guò)提高氬含量，根據(jù)本發(fā)明，可能具有更高的蝕刻速度。下面的表2包括一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表2-在不同的氬稀釋量時(shí)使用F2的蝕刻速度



進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，如果遵循正確的順序，F(xiàn)2可以將等離子體保持到高至170Torr，并且可能出現(xiàn)更高的壓力。通過(guò)在干涉儀上進(jìn)行測(cè)試可以表示出本發(fā)明使用F2的增強(qiáng)效果。在三種不同的條件下測(cè)量將335納米的材料從晶片去除所需的時(shí)間。首先，在不用氬稀釋的2slpm的NF3以及近似3Torr運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程產(chǎn)生大約11nm/sec的蝕刻速度。其次，在增加了20Torr壓力的2slpm的NF3以及6slpm氬的氬氣流運(yùn)行的過(guò)程產(chǎn)生大約78nm/sec的蝕刻速度。最后，發(fā)現(xiàn)了可以根據(jù)本發(fā)明得到更快的蝕刻速度，在170Torr的3slpm的F2以及20slpm的氬流速(例如，大約13％的F2在氬中)下運(yùn)行的過(guò)程產(chǎn)生大約288nm/sec的蝕刻速度。
雖然上面清楚地表示了在沉積清洗操作中使用F2的增強(qiáng)效果，但是本發(fā)明進(jìn)一步提供一種在高壓下使用F2以高蝕刻速度進(jìn)行基片蝕刻或晶片薄化的方法。
將F2引入蝕刻室的方法是重要的考慮因素。特別地，由于F2氣體的反應(yīng)性，直接將F2引入加熱的室中會(huì)對(duì)該室的部件造成破壞。因此，在引入F2之前，有必要先冷卻該室。這減慢了處理時(shí)間，并且增加了生產(chǎn)的總成本。
克服這些問(wèn)題的一個(gè)方法是進(jìn)行熱活化F2的過(guò)程，該過(guò)程包括步驟(a)將F2氣體與預(yù)熱的情性氣體反應(yīng)以形成氣體混合物；以及(b)使該氣體混合物穿過(guò)蝕刻室以進(jìn)行所需的蝕刻?？梢栽诨旌鲜抑羞M(jìn)行該反應(yīng)步驟，以便產(chǎn)生該氣體混合物，然后進(jìn)一步在反應(yīng)室中，以保證F2氣體和加熱的惰性氣體之間足夠的接觸。該惰性氣體優(yōu)選地是氬，但是也可以是其它氣體如氮，氦，及其混合物。
一種用于進(jìn)行上面過(guò)程的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括混合室，該混合室能夠使F2氣體和預(yù)熱的惰性氣體反應(yīng)以形成氣體混合物；與該混合室氣體連通的反應(yīng)室，以保證F2氣體與加熱的惰性氣體之間足夠的接觸，這種系統(tǒng)與處理室氣體連通。
在操作中，典型地通過(guò)任意惰性氣體輸送管將該預(yù)熱的惰性氣體送入該混合室，該惰性氣體輸送管包括熱導(dǎo)材料的填充層，該熱導(dǎo)材料例如是細(xì)碎的金屬如鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼及其組合。如果不關(guān)心對(duì)特殊過(guò)程的污染，也可以使用銅和鋁合金。該惰性氣體輸送管可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃?，該材料能夠運(yùn)送惰性氣體，如鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼及其組合。該惰性氣體輸送管可以具有1/2英寸至大約2英寸的直徑，優(yōu)選地，大約1/2英寸至大約1英寸，更優(yōu)選地，大約3/4英寸。該惰性氣體的流速為大約1slpm至大約20slpm，優(yōu)選地為1slpm至大約10slpm，更優(yōu)選地為大約2slpm至大約6slpm?？梢詫⒃摱栊詺怏w輸送管由加熱器環(huán)繞，該加熱器將該惰性氣體預(yù)熱到所需溫度，典型地到大約400℃至大約650℃的溫度。該加熱器可以是任何適當(dāng)?shù)募訜崞?，例如電阻式加熱器、輻射加熱器、燃?xì)饧訜崞骷捌淙我獾慕M合。
通過(guò)F2入口管將F2氣體引入混合室。該F2入口管可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃欤摬牧夏軌蜉斔虵2氣體，例如藍(lán)寶石、致密的氧化鋁、鎳、哈斯特洛依合金及其組合。該F2入口管具有大約1/4英寸至大約3/4英寸的直徑，優(yōu)選地，大約1/4英寸至大約1/2英寸。F2氣體的流速為大約1slpm至大約20slpm，優(yōu)選地大約2slpm至大約6slpm。
加熱的惰性氣體和F2氣體流入混合室，并在其中形成氣體混合物。然后，這種氣流流到反應(yīng)室，該反應(yīng)室由高惰性材料構(gòu)成，如鎳、致密的氧化鋁、藍(lán)寶石、氟化鋁、氟化鈣或者它們的組合。優(yōu)選地，該反應(yīng)室由藍(lán)寶石構(gòu)成，該藍(lán)寶石是晶體氧化鋁材料，該晶體氧化鋁材料形成氟化鋁鈍化層。對(duì)該反應(yīng)室的構(gòu)造使用惰性材料很重要，以便避免由于F2反應(yīng)的危險(xiǎn)操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，將藍(lán)寶石入口管密封到鎳外部管，其允許使用正常的彈性密封，如Viton或Klarez密封，而沒(méi)有被F2氣體破壞的風(fēng)險(xiǎn)。使反應(yīng)室的大小合適，以便保證F2氣體和加熱的惰性氣體之間足夠的接觸，例如，該反應(yīng)室具有大約1/2英寸至大約1.5英寸的直徑，優(yōu)選地，大約1/2英寸至1英寸。
然后，將F2和高溫惰性氣體的混合物通過(guò)出口管輸送到處理室，以便用作清洗或蝕刻劑。該出口管應(yīng)當(dāng)由惰性材料構(gòu)成，以便避免與熱活化F2氣體反應(yīng)。該出口管的適當(dāng)?shù)亩栊圆牧习ㄅc用于構(gòu)成反應(yīng)室的相同的材料，優(yōu)選地為鎳管內(nèi)的藍(lán)寶石。
附圖2表示沉積室的遠(yuǎn)程等離子體清洗的流程圖和順序。這種清洗可以在SiO2、氮化硅、鎢、氮化鎢、硅化鎢和多晶硅等之間進(jìn)行。相似地，附圖3表示沉積室的現(xiàn)場(chǎng)等離子體清洗的流程圖和順序。附圖4表示高速晶片蝕刻的流程圖和順序，該高速晶片蝕刻受益于在高壓和高氬稀釋的條件下使用F2。
更詳細(xì)地，附圖2所示的系統(tǒng)包括氬源201，F(xiàn)2源202，以及RPS203，該RPS連接到處理室204，使用真空泵205、閥206和壓力變換器207控制該處理室。根據(jù)本發(fā)明，一種操作附圖2所示的系統(tǒng)的方法如下最初，在變換器207上，將RPS 203設(shè)置在近似0.5-3Torr，該變換器通過(guò)來(lái)自氬源201的1-2slpm的氬流控制真空泵205上的閥206。
然后，通過(guò)使用純氬的RPS 203引進(jìn)等離子體。
然后，從F2源202引入F2，并且從沒(méi)有流動(dòng)開(kāi)始以每5秒增長(zhǎng)不大于1slpm的增速慢慢地增加F2流速(即增加到2slpm需要至少10秒)。這有助于在添加氟的時(shí)候使該等離子體保持點(diǎn)燃。
然后，將氬流速增加到10-20slpm或者是最終用于特殊過(guò)程的F2流速的3倍到10倍之間。
利用變換器207將處理室204的壓力增加到30到300Torr之間，同時(shí)保持等離子體，以便在氬流速增加期間或之后控制真空泵205上的閥206。
將F2流速增加到全流速，該全流速基于該處理室204的尺寸，例如，從2-200slpm。
將氬流速速保持在F2流速的3到10倍。
通過(guò)使用上面的順序，可以清洗掉處理室204的表面沉積物。在該循環(huán)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉F2流，然后關(guān)閉RPS 203上的等離子體電流，最后，關(guān)閉氬流。然后，可以繼續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。
附圖3表示與附圖2中所示的非常相似的系統(tǒng)。然而，附圖2描述了使用遠(yuǎn)程等離子體源的系統(tǒng)，而附圖3描述了現(xiàn)場(chǎng)清洗的系統(tǒng)。特別地，附圖3的系統(tǒng)包括連接到處理室304的氬源301和F2源，該處理室具有電極310和320，使用真空泵305、閥306和壓力變換器307控制該處理室。根據(jù)本發(fā)明，一種操作附圖3所示的系統(tǒng)的方法如下最初，在變換器307上，將處理室304設(shè)置在近似0.5-3Torr，該變換器通過(guò)來(lái)自氬源301的1-2slpm的氬流控制真空泵305上的閥306。
然后，通過(guò)使用純氬的電極310和320引進(jìn)等離子體。
然后，從F2源302引入F2，該F2從沒(méi)有流動(dòng)開(kāi)始以每5秒不大于1slpm的增速慢慢地增加流速(即增加到2slpm需要至少10秒)。這有助于在添加氟的時(shí)候使該等離子體保持點(diǎn)燃。然后，將氬流速度增加到10-20slpm或者是最終用于特殊過(guò)程的F2流速的3倍到10倍之間。
利用變換器307將該處理室304的壓力增加到30到300Torr之間，同時(shí)保持等離子體，以便在氬流增速的期間或之后控制真空泵305上的閥306。
將F2流速增加到全流速，該全流速基于處理室304的尺寸，例如，從2-200slpm。
將氬流速保持在F2流速的3到10倍。
通過(guò)使用上面的順序，可以清洗掉處理室304的表面沉積物。在該循環(huán)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉F2流，然后，關(guān)閉電極310和320上的等離子體電流，最后，關(guān)閉氬流。然后，可以繼續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。
附圖4表示進(jìn)行高速晶片蝕刻的系統(tǒng)。更詳細(xì)地，附圖4所示的系統(tǒng)包括氬源401，F(xiàn)2源402和RPS 403，該RPS連接到處理室404，利用真空泵405、閥406和壓力變換器407控制該處理室。根據(jù)本發(fā)明，一種操作附圖4所示的系統(tǒng)的方法如下最初，在變換器407上，將RPS 403設(shè)置在近似0.5-3Torr，該變換器通過(guò)來(lái)自氬源401的1-2slpm的氬流控制真空泵405上的閥406。
然后，通過(guò)使用純氬的RPS 403引進(jìn)等離子體。
然后，從F2源402引入F2，該F2從沒(méi)有流動(dòng)開(kāi)始以每5秒增長(zhǎng)不大于1slpm的增速慢慢地增加流速(即增加到2slpm需要至少10秒)。這幫助該等離子體保持點(diǎn)燃，同時(shí)添加氟。然后，將氬流速增加到10-20slpm或者是最終用于特殊過(guò)程的F2流速的3倍到10倍之間。
利用變換器407將處理室404的壓力增加到30到300Torr之間，同時(shí)保持等離子體，以便在氬流增速期間或之后，控制真空泵405上的閥406。
將F2流速增加到全流速，該全流速基于該處理室404的尺寸，例如，從2-200slpm。
將氬流速保持在F2流速的3到10倍。
通過(guò)使用上面的順序，將處理室404中支撐在溫度控制的加熱器/冷卻器420上的硅晶片410蝕刻薄化，直到獲得所需的厚度或?qū)尤コ?。在該循環(huán)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉F2流，然后，關(guān)閉RPS 403上的等離子體電流，最后，關(guān)閉氬流。然后，可以繼續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。
本發(fā)明可以為多種過(guò)程提供幾種優(yōu)點(diǎn)，并且可以在多種設(shè)備中進(jìn)行。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以按照上述順序使用現(xiàn)有的硬件，但是以更高的清洗或蝕刻速度。這意味著，對(duì)沉積室的清洗來(lái)說(shuō)，清洗階段是生產(chǎn)周期的非生產(chǎn)部分，可以顯著地減少該清洗階段，因而可以提高設(shè)備的總生產(chǎn)量。同樣地，對(duì)晶片蝕刻過(guò)程來(lái)說(shuō)，通過(guò)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的高蝕刻速度使每小時(shí)處理的晶片的數(shù)量增加，因此使處理和設(shè)備的總成本減少。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)1-RPS操作極限裝配的真空系統(tǒng)包括NW404路交叉(4way cross)，將其底部連接到填充有鎳的NW 100閥芯(spool piece)、真空控制閥、NWl00軟閥芯以及BOCE EdwardsQDP80/500干燥泵上。連接到該4路交叉的左入口的是MKS Astronex遠(yuǎn)程等離子體源的出口。在該Astronex的入口側(cè)是MFC控制的氬源以及NF3或者F2。安裝在該4路交叉的頂部的是壓力變換器，左手邊是觀察孔。
確定氬的控制流，并且點(diǎn)燃等離子體。確定氣源(NF3或F2)的一組流速，并且中止氬流。用真空控制閥將系統(tǒng)中的壓力從基數(shù)設(shè)置到一些最大值。在規(guī)則的間隔以及計(jì)劃的壓力下，測(cè)量從RPS提取的功率(kW)，并且用FlukeModel41B功率分析儀記錄。當(dāng)將要超過(guò)RPS的最大功率(10kw)產(chǎn)生的壓力時(shí)，該等離子體熄滅。對(duì)幾個(gè)流速重復(fù)這一過(guò)程，并且收集數(shù)據(jù)。
發(fā)現(xiàn)F2的RPS操作窗口(壓力，流速)比NF3的更寬。對(duì)F2來(lái)說(shuō)，高至18slm和100Torr，也不會(huì)破壞RPS的指定功率提取極限8kW，而當(dāng)在6slm和17.5Torr使用NF3時(shí)，就達(dá)到該界限。雖然F2的這些數(shù)據(jù)表示了比現(xiàn)有的室清洗實(shí)踐更高的壓力和流動(dòng)條件，但下面研究寬度參數(shù)(wide parameters)對(duì)在清洗和蝕刻速度的影響。
實(shí)驗(yàn)2-蝕刻速度比較使用實(shí)驗(yàn)1中所述的裝置，除了用6路交叉代替4路交叉。將可拆卸的、水冷的晶片卡盤(pán)安裝在一個(gè)端口上。將該卡盤(pán)設(shè)計(jì)成支撐小晶片樣品，該晶片樣品覆蓋有2um的SiO2。安裝在相對(duì)端口中的是觀察孔。通過(guò)該端口引導(dǎo)簡(jiǎn)單的激光干涉儀，以便測(cè)量蝕刻速度。如下略述地操作流速和壓力，測(cè)量蝕刻速度，并且以下面的方式記錄。波長(zhǎng)為670nm的激光穿透SiO2層，并且在該層的頂部和底部反射。根據(jù)反射光的相位，該兩束光彼此增強(qiáng)或抵消。由于蝕刻過(guò)程使SiO2層變薄，因此來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)將經(jīng)過(guò)波峰以及波谷。測(cè)量波峰或波谷之間的時(shí)間可以給出nm/s的蝕刻速度，每個(gè)波長(zhǎng)表示厚度上大約335nm的變化。這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在上面的表1中表示。
如上所述，本實(shí)驗(yàn)表示，當(dāng)使用NF3或F2時(shí)，在蝕刻速度上不存在統(tǒng)計(jì)上的顯著差異，其中，使用化學(xué)計(jì)量上等價(jià)的流速，相似的系統(tǒng)壓力，并且沒(méi)有使用氬稀釋劑。
實(shí)驗(yàn)3-優(yōu)化在優(yōu)化期間，在相對(duì)項(xiàng)中比較蝕刻速度。將相當(dāng)于100％的蝕刻速度設(shè)置為所有操作中觀察到的最慢蝕刻速度，其中對(duì)應(yīng)于NF3的標(biāo)準(zhǔn)操作#2，其中將壓力設(shè)置成5.5Torr，并且將Ar/NF3的比設(shè)置成3。在表3、4和5中表示該優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
表3-NF3優(yōu)化

表4-F2優(yōu)化

表5-最佳蝕刻速度

在表5中表示了NF3的兩種結(jié)果，這是因?yàn)樵揘F3的最佳結(jié)果是在RPS超出其指定界限操作的點(diǎn)得到的。在優(yōu)化期間，遵循統(tǒng)計(jì)的DOE過(guò)程。如表1中所示，以恒定的化學(xué)計(jì)量等價(jià)的流速操作系統(tǒng)壓力和氬稀釋劑比。開(kāi)發(fā)F2的寬操作窗口，以便F2的優(yōu)化變量延伸超過(guò)NF3所使用的?？梢栽诒?中看到，在相對(duì)高的壓力和高氬稀釋劑比發(fā)現(xiàn)了NF3和F2的最佳蝕刻速度。然而，F(xiàn)2的最佳蝕刻速度至少高于NF3的46％。在RPS的指定界限，F(xiàn)2的最佳蝕速度至少高于NF3的78％。
上面的實(shí)驗(yàn)范圍相對(duì)較窄。在上述其它的實(shí)驗(yàn)中，所示的高至170Torr的壓力對(duì)F2來(lái)說(shuō)是可能的。相信甚至更高的直到300Torr或更多的壓力也是可能的，并且可以更進(jìn)一步地增加蝕刻速度。如上所述，氬與F2之比可以在3比1至10比1的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，可以使用4比1至8比1的氬與F2之比。更高的比率也是可能的和有用的。當(dāng)前認(rèn)為本發(fā)明最優(yōu)選的參數(shù)是壓力大于20Torr，氬與F2之比大于4比1。
本發(fā)明提供在高壓和高氣體(如氬)稀釋的條件下F2在沉積室清洗上的用途。此外，根據(jù)本發(fā)明可以獲得非常高的蝕刻速度，將該蝕刻速度用于表面蝕刻操作。
可以預(yù)見(jiàn)，按照前述描述和例子，本發(fā)明的其它實(shí)施方式和變形對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易變得顯而易見(jiàn)，并且可以預(yù)期，這些實(shí)施方式和變形同樣包含在如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種清洗沉積真空室的方法，所述方法在大于20Torr的壓力下利用F2等離子體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的壓力從20Torr到170Torr。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還利用稀釋氣體，所述稀釋氣體選自由氬、氮、氦及其混合物構(gòu)成的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比在3∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比在4∶1到8∶1的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比是4∶1，并且所述壓力從20Torr到170Torr。
7.一種在真空室中蝕刻基片的方法，所述方法在大于20Torr的壓力下利用F2等離子體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述壓力從20Torr到170Torr。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中還利用稀釋氣體，所述稀釋氣體選自由氬、氮、氦及其混合物構(gòu)成的組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比在3∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比在4∶1到8∶1的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述稀釋氣體與F2之比是4∶1，并且所述壓力從20Torr到170Torr。
13.一種清洗沉積真空室的方法，所述方法包括步驟將惰性氣體以第一流速提供到混合區(qū)域；使用所述惰性氣體引發(fā)等離子體；將F2氣體以第一流速提供到所述混合區(qū)域，以產(chǎn)生混合的等離子體；將所述惰性氣體的流速增加到第二流速；將所述混合的等離子體引入所述真空室；增加所述真空室的壓力，同時(shí)保持所述混合的等離子體；將所述F2的所述流速增加到第二流速，同時(shí)將所述惰性氣體的所述流速保持在所述F2的所述第二流速的3到10倍之間；清洗所述真空室。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述混合區(qū)域是遠(yuǎn)程等離子體源。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述混合區(qū)域在所述真空室內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述惰性氣體選自由氬、氮、氦及其混合物構(gòu)成的組。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述增加F2流速的步驟包括以每5秒不大于1slpm的速度增加所述流速。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述F2的第二流速在2到200slpm的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述惰性氣體流速保持在所述F2流速的4到8倍。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在1slpm到20slpm的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在1slpm到10slpm的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在2slpm到6slpm的范圍內(nèi)。
23.一種在真空室中蝕刻基片的方法，所述方法包括步驟將惰性氣體以第一流速提供到混合區(qū)域；使用所述惰性氣體引發(fā)等離子體；將F2氣體以第一流速提供到所述混合區(qū)域，以產(chǎn)生混合的等離子體；將所述惰性氣體的流速增加到第二流速；將所述混合的等離子體引入所述真空室；增加所述真空室的壓力，同時(shí)保持所述混合的等離子體；將所述F2的所述流速增加到第二流速，同時(shí)將所述惰性氣體的所述流速保持在所述F2的所述第二流速的3到10倍之間；蝕刻所述基片。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述的混合區(qū)域是遠(yuǎn)程等離子體源。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述混合區(qū)域在所述真空室內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述惰性氣體選自由氬、氮、氦及其混合物構(gòu)成的組。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述增加所述F2的流速的步驟包括以每5秒不大于1slpm的流速增加所述流速。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述F2的所述第二流速在2到200slpm的范圍內(nèi)。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中將所述氬流速保持在所述F2流速的4到8倍。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在1slpm到20slpm的范圍內(nèi)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在1slpm到10slpm的范圍內(nèi)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述惰性氣體的所述流速在2slpm到6slpm的范圍內(nèi)。
33.一種清洗沉積真空室的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括F2氣體源；惰性氣體源；混合室，所述混合室連接到所述F2氣體源和所述惰性氣體源，其中所述F2氣體與所述惰性氣體反應(yīng)以產(chǎn)生氣體混合物；以及連接到所述混合室的真空室，設(shè)置所述真空室以接收所述氣體混合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中還包括惰性氣體入口管，所述惰性氣體入口管連接在所述惰性氣體源和所述混合室之間，構(gòu)成所述惰性氣體入口管的材料選自由鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼及其組合構(gòu)成的組。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述入口管包含熱導(dǎo)材料的填充層，所述熱導(dǎo)材料選自由鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼、銅、銅合金、鋁、鋁合金及其組合構(gòu)成的組。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑在1/2英寸到2英寸范圍內(nèi)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑在1/2英寸到1英寸范圍內(nèi)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑為3/4英寸。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中還包括與所述惰性氣體入口管連通的加熱器，所述加熱器的類(lèi)型選自由電阻式加熱器、輻射加熱器、燃?xì)饧訜崞骷捌浣M合構(gòu)成的組。
40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括F2入口管，所述F2入口管連接在所述F2氣體源和所述混合室之間，構(gòu)成所述F2入口管的材料選自由藍(lán)寶石、致密的氧化鋁、鎳，哈斯特洛依合金及其組合構(gòu)成的組。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述F2入口管的直徑為1/4英寸到3/4英寸。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中所述F2入口管的直徑為1/4英寸到1/2英寸。
43.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中還包括出口管，所述出口管連接在所述混合室和所述真空室之間。
44.一種在真空室中蝕刻基片的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括F2氣體源；惰性氣體源；混合室，所述混合室連接到所述F2氣體源合所述惰性氣體源，其中所述F2氣體與所述惰性氣體反應(yīng)，以形成氣體混合物；以及連接到所述混合室的真空室，設(shè)置所述真空室以接收所述氣體混合物。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中還包括惰性氣體入口管，所述惰性氣體入口管連接在所述惰性氣體源和所述混合室之間，構(gòu)成所述惰性氣體入口管的材料選自由鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼及其組合構(gòu)成的組。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管包含熱導(dǎo)材料的填充層，所述熱導(dǎo)材料選自由鎳、哈斯特洛依合金、不銹鋼、銅、銅合金、鋁、鋁合金及其組合構(gòu)成的組。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑在1/2英寸到2英寸范圍內(nèi)。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑在1/2英寸到1英寸范圍內(nèi)。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中所述惰性氣體入口管的直徑為3/4英寸。
50.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中還包括與所屬惰性氣體入口管連通的加熱器，所述加熱器的類(lèi)型選自由電阻式加熱器、輻射加熱器、燃?xì)饧訜崞骷捌浣M合構(gòu)成的組。
51.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中還包括F2入口管，所述F2入口管連接在所述F2源和所述混合室之間，構(gòu)成所述F2入口管的材料選自由藍(lán)寶石、致密的氧化鋁、鎳、哈斯特洛依合金及其組合構(gòu)成的組。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中所述F2入口管的直徑為1/4英寸到3/4英寸。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中所述F2入口管的直徑為1/4英寸到1/2英寸。
54.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中還包括出口管，所述出口管連接在所述混合室和所述真空室之間。
全文摘要
本發(fā)明提供F
文檔編號(hào)H01L21/3065GK1783423SQ20051007922
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者G·麥克法蘭, R·霍格爾, C·貝利 申請(qǐng)人:波克股份有限公司