[发明专利]改善PECVD不定形碳膜层的膜内缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及一种具有用在半导体处理腔室中的保护性涂 层的物件以及一种制造所述物件的方法。

背景技术

集成电路已经发展成在单一芯片上包括有数百万个晶体管、电容与电阻的 复杂器件。芯片设计的发展持续地需要更快速的电路与更大的电路密度，这是 要通过更精确的制造技术与处理来达到。等离子体增强化学气相沉积(PECVD) 是时常被使用的处理。

PECVD通常被用来在基板或半导体晶片上沉积薄膜。PECVD通常是通过 导引一或多种前驱物气体进入真空腔室来完成。典型地，前驱物气体是被导引 穿过靠近腔室顶部的喷洒头，其中所述喷洒头是由铝所制成。真空腔室内形成 有等离子体。前驱物气体会与等离子体反应，以在基板表面上沉积薄的材料层， 其中所述基板被定位于基板支撑件上。净化气体(purge gas)穿过支撑件中的多 个孔洞而抵达基板边缘，以避免在基板边缘沉积(这会致使基板黏附至支撑件)。 反应期间产生的沉积副产物是经由排气系统从腔室被抽吸走。

使用PECVD处理所时常形成在基板上的材料是不定形碳。由于不定形碳 的化学惰性、光学穿透性与良好的机械性质，不定形碳在半导体应用中被用做 为硬掩模材料。大体上，用来形成不定形碳的前驱物气体包括碳氢化合物(例如 丙烯与氢)。

不定形碳膜层的蚀刻选择性已经与膜层密度相关联。不定形碳膜层的离子 轰击致密化是一种增加不定形碳膜层的蚀刻选择性的方法，然而离子轰击所导 致的膜层致密化不可避免地导致可压缩膜层应力的等比例的增加，在PECVD 腔室的喷洒头与基板上皆如此。喷洒头上的高度可压缩碳残余物较弱地黏附至 喷洒头表面，从而在沉积处理期间产生了薄片与微粒。游离碳残余物会在喷洒 头上累积，且变成腔室中的污染源。最后，游离碳残余物会堵塞喷洒头中促进 前驱物气体通过的孔洞，因而需要移除且清洁喷洒头或可能更换。

所以，需要一种设备或方法，可以在半导体处理腔室中减少在铝表面上形 成松弛的碳沉积物。

发明内容

本发明的实施例大体上提供一种设备与方法，可以减少在铝表面上形成松 弛的碳沉积物，并且在半导体处理腔室中减少膜内微粒的形成。

本发明提供一种具有用在半导体应用中的保护性涂层的物件以及多种制 造所述物件的方法。在一个实施例中，本发明提供一种涂覆物件的铝表面的方 法，其中所述物件是应用在半导体处理腔室中。此方法包含：提供处理腔室； 置放所述物件至所述处理腔室内；使第一气体流入所述处理腔室，其中所述第 一气体包含碳源；使第二气体流入所述处理腔室，其中所述第二气体包含氮源； 以及在所述铝表面上沉积涂覆材料。在一个实施例中，涂覆材料包含一个含氮 的不定形碳层。在一个实施例中，经涂覆的物件是喷洒头，所述喷洒头被配置 成输送气体至处理腔室。

在另一实施例中，本发明提供一种减少在半导体处理腔室中所沉积的层中 的污染物的方法，其中所述半导体处理腔室包含铝表面。此方法包含：提供半 导体处理腔室；置放基板至所述处理腔室内；使第一气体流入所述处理腔室， 其中所述第一气体包含碳源；使第二气体流入所述处理腔室，其中所述第二气 体包含氢源；在所述处理腔室内从惰性气体中形成等离子体；以及在所述基板 上沉积一个层。

在另一实施例中，本发明提供一种用于半导体处理腔室的物件。此物件包 含：喷洒头；支撑载座；或具有铝表面的真空腔室本体；以及涂层，所述涂层 包含在等离子体增强化学气相沉积处理中涂覆的不定形碳层。

在另一实施例中，本发明提供一种具有经涂覆有含氮不定形碳层的铝表面 的喷洒头。含氮不定形碳层是通过包含下述步骤的方法来涂覆至喷洒头：使第 一气体流入处理腔室，其中所述第一气体包含碳源；使第二气体流入所述处理 腔室，其中所述第二气体包含氮源；在所述处理腔室内形成等离子体；以及在 所述铝表面上沉积所述含氮不定形碳层。

在另一实施例中，本发明提供一种被配置成输送气体至半导体处理腔室的 喷洒头。所述喷洒头包含：上表面；包含铝的下表面，其中所述下表面的表面 粗糙度介于约30纳米与约50纳米之间；以及多个开口，这些开口形成在所述 上表面与所述下表面之间。

附图说明