原位產(chǎn)生碳酰氟化物或其任何變異體的分子蝕刻劑的方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的題目是原位產(chǎn)生碳酰氟化物或其任何變異體的分子蝕刻劑的方法及其應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，分子蝕刻劑碳酰氟化物COF2被提供以作為增加蝕刻和/或清潔和/或移除材料的效率。本發(fā)明的方法涉及激發(fā)與維持一電漿，無論其是遠(yuǎn)程或原位，藉由逐步方式加入添加物，例如但不限于，飽和、不飽和、或部分不飽和且具有分子式CyFz的全氟碳化合物和/或碳氧化物（COx）至三氟化氮電漿，進(jìn)入化學(xué)氣相沉積腔室之中，進(jìn)而產(chǎn)生碳酰氟化物COF2。三氟化氮可在化學(xué)氣相沉積腔室中的電漿中進(jìn)行激發(fā)，或是在距化學(xué)氣相沉積腔室上游的一電漿遠(yuǎn)程區(qū)域內(nèi)進(jìn)行激發(fā)。添加物可于遠(yuǎn)程電漿的上游或下游進(jìn)行導(dǎo)入，使得在清潔時，三氟化氮與添加物均存在于化學(xué)氣相沉積腔室中。
【專利說明】原位產(chǎn)生碳酰氟化物或其任何變異體的分子蝕刻劑的方法及其應(yīng)用
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種產(chǎn)生分子蝕刻劑的方法，特別關(guān)于一種原位產(chǎn)生分子蝕刻劑的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]對其他申請案的引用
[0003]本申請案主張于2012年9月4日提申的第61/743465號美國臨時專利申請案的權(quán)益，其全文納入本申請案的范圍。
[0004]一直以來，原位干式清潔程序?qū)τ诎雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的幫助很大，其程序的實(shí)現(xiàn)是藉由在電漿中激化三氟化氮以及藉由電漿流出物的流動，以清潔基板加工室的內(nèi)部表面。原位清潔程序避免拆解腔室而仍可移除不要的物質(zhì)，例如氮化硅、多晶硅、硅化物，以及二氧化硅。在進(jìn)行其它基 板處理程序之前移除這些不要的物質(zhì)，可減少瑕疵以及控制經(jīng)處理層的機(jī)電特性。
[0005]使用三氟化氮(NF3),相較于使用氟分子(F2),由于其易于操作以及成本之故，已廣泛地選來當(dāng)做原位產(chǎn)生氟/氟自由基的前驅(qū)物。三氟化氮的相對高成本，再加上其具有高全球暖化潛勢(global warming potential,GffP)的理論,致使制造廠商尋求在每個預(yù)防性維護(hù)程序中使用較少三氟化氮的方法。因此，產(chǎn)業(yè)需要新的腔室清潔劑，以更有效地從基板加工室中移除污染物，且產(chǎn)生更多環(huán)保性的排出氣體。
[0006]碳酰氟化物(COF2)是一具有極度活性及毒性的氣體。碳酰氟化物(COF2)與水反應(yīng)(于環(huán)境中常見)會產(chǎn)生氟化氫與二氧化碳，氟化氫本身即為一毒性及腐蝕性氣體，而碳酰氟化物(COF2)很難純化。此外，桶裝的碳酰氟化物(COF2)還有保存期限的問題，因而產(chǎn)生不穩(wěn)定的輸出，包含前述多種有害物質(zhì)，而此一現(xiàn)象在加工過程中并非偶發(fā)。幸運(yùn)的是，安全儲藏、操作及使用事項(xiàng)均已有文件詳細(xì)記載。然而，執(zhí)行這些手續(xù)的成本，相較于使用危害程度較低的物質(zhì)，仍是偏高。受到其有害特性的影響，碳酰氟化物(COF2)具有高的制造及配送成本。合并來說，此兩項(xiàng)事實(shí)導(dǎo)致實(shí)施和使用碳酰氟化物(COF2)的整體擁有成本，在商業(yè)上有可議之處。尤其是成本過高的問題，正在改造目前由碳酰氟化物(COF2)所帶來的益處。在半導(dǎo)體、平板計算機(jī)與太陽能產(chǎn)業(yè)中，已使用三氟化氮(NF3)、碳氧化物(COx，其中x=l或2)以及多種全氟碳化合物(CyFz)。從較為安全、熟悉的材料中原位產(chǎn)生碳酰氟化物(COF2)讓本文所述技術(shù)上的好處能夠得以實(shí)現(xiàn)，同時減少實(shí)現(xiàn)所需的硬件成本及時間，且避免使用桶裝的碳酰氟化物(COF2)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]碳酰氟化物(COF2)的活性很高又不穩(wěn)定，且對蝕刻硅與其復(fù)合薄膜而言是一很好的蝕刻分子。本文揭露原位產(chǎn)生碳酰氟化物(COF2)及其任何變異體的方法。本發(fā)明的方法涉及激發(fā)(igniting,本文亦稱撞擊(striking))及維持一電楽無論其是遠(yuǎn)程或原位；以逐步方式加入添加物，例如，但不限于，一飽和、不飽和、或部分不飽和的全氟碳化合物(perfluorocarbon compound(CyFz), PFC),和/或碳氧化物(COx)至一三氟化氮電衆(zhòng),進(jìn)入一化學(xué)氣相沉積(CVD)腔室中，進(jìn)而產(chǎn)生碳酰氟化物(COF2)。該三氟化氮可于化學(xué)氣相沉積腔室的內(nèi)部，或是于距離該化學(xué)氣相沉積腔室上游的遠(yuǎn)程電漿區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行激發(fā)。該(或這些)添加物則可于該遠(yuǎn)程電漿的上游或下游進(jìn)行導(dǎo)入，以使得在清潔時，三氟化氮與該(或這些)添加物(以及任何電漿所生成的流出物)都存在于該化學(xué)氣相沉積腔室之中。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例包含在液晶顯示器(IXD)、平面顯示器(FPD)、半導(dǎo)體與其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，以較快速率清潔沉積腔室的方法，并亦具有降低例如三氟化氮等高全球暖化潛勢(GWP)氣體排放的優(yōu)點(diǎn)。在此(或這些)混合物中的主要“蝕刻”(與“清潔”和/或“腔室清潔”為可互換的同義詞)成分是氟/氟自由基(fluorine/fluorine radical),藉由遠(yuǎn)程電漿分解三氟化氮以及原位產(chǎn)生的碳酰氟化物(COF2)而形成。而原位產(chǎn)生碳酰氟化物(COF2)則可使用活性分子的后遠(yuǎn)程電衆(zhòng)再結(jié)合(post remote plasma recombination)來達(dá)成。將添加物，例如但不限于，飽和、不飽和或部分不飽和的全氟碳化合物(其分子式為CyFz，例如但不限于，C3F8, C4F8, C2F6,以及C4F1(I)、氧氣或含氧分子(例如但不限于，一氧化氮、二氧化氮、臭氧、水、過氧化氫(H2O2)、氫氟醚化物(hydrof luorinated ethers, HFEs)、醚類、酮類、醛類、醇類、羧酸、有機(jī)酸(草酸、乙酸等)、碳?；衔?，以及其它氟化或鹵化分子(例如六氟化硫(SF6)、氟化氫(HF)等)，伴隨傳統(tǒng)腔室清潔氣體三氟化氮添加至遠(yuǎn)程電漿，導(dǎo)致原位碳酰氟化物(COF2)的產(chǎn)生，以作為額外的蝕刻劑分子。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例，因有較佳的控制，故基于產(chǎn)品質(zhì)量的改善，將有助于其商業(yè)加工的提升，以及因減低加工工具的停機(jī)時間而增加產(chǎn)量與工具產(chǎn)出率。
[0010]此外，新的清潔氣體與其混合物都允許讓新的化學(xué)分子生成，且易于清潔處理環(huán)境中形成，并可被傳統(tǒng)真空處理程序所移除。伴隨內(nèi)氧鹵化(intra-oxyhalogenated)分子加入氧分子及氧化分子被考慮用于增加清潔效率與清潔率。
[0011]其它實(shí)施例及特征于以下敘述中進(jìn)行陳述，而部份描述在本發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識者檢查本說明書后將會明了，或可藉由實(shí)施揭露的實(shí)施例而習(xí)得。本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)則可藉由本說明書中所描述的儀器、組合及方法而實(shí)現(xiàn)并得到。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0012]對于所揭露實(shí)施例的本質(zhì)與優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步了解，可藉由參考本說明書的其余部份及附圖來實(shí)現(xiàn)。
[0013]圖1為一三氟化氮電漿的激發(fā)與隨后導(dǎo)入添加物的流程示意圖。
[0014]圖2為一IS氣電衆(zhòng)的激發(fā)、一三氟化氮電衆(zhòng)的產(chǎn)生、停止IS氣，與隨后導(dǎo)入添加物的流程示意圖。
[0015]圖3為一氬氣電漿的激發(fā)、與隨后導(dǎo)入添加物的流程示意圖。
[0016]圖4為在一氬氣電漿產(chǎn)生前導(dǎo)入碳氧化物(COx)與隨后導(dǎo)入添加物與停止氬氣的流程示意圖。
[0017]圖5為一IS氣電衆(zhòng)的激發(fā)、加入一IS氣/三氟化氮混合物隨后以一三氟化氮與碳氧化合物的混合物加以置換的流程示意圖。
[0018]圖6為一IS氣電衆(zhòng)的激發(fā)、 加入一IS氣/三氟化氮混合物隨后以一三氟化氮與添加物的混合物加以置換的流程示意圖。
[0019]圖7是一以前電漿二氧化碳置換三氟化氮的蝕刻率/清潔時間結(jié)果數(shù)據(jù)圖，結(jié)果顯示二氧化碳置換三氟化氮置換率至10%之前，蝕刻率均無差異。
[0020]圖8顯示在總量流速固定約為20標(biāo)準(zhǔn)公升/分鐘(Standard liter per minute,SLPM)時以二氧化碳置換三氟化氮的條件下，所觀察到的原位生成碳酰氟化物的結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0021]圖9提供了圖10及圖11的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)比較。
[0022]圖10顯示分別在低與高傳導(dǎo)性條件下二氧化碳以前電漿置換方式置換三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的蝕刻率結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0023]圖11顯示分別在低與高傳導(dǎo)性條件下二氧化碳以前電漿置換方式置換三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物的蝕刻率結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0024]圖12顯示一以前電漿方式將二氧化碳加入三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物生成的結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0025]圖13提供了圖14及圖15的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)比較。
[0026]圖14顯示分別在低與高傳導(dǎo)性條件下二氧化碳以前電漿方式加入三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的蝕刻率結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0027]圖15顯示分別在低與高傳導(dǎo)性條件下二氧化碳以前電漿方式加入三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物的蝕刻率結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
`[0028]圖16提供了碳酰氟化物對蝕刻率的影響的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)。
[0029]圖17顯示一以后電漿二氧化碳置換三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物，作為一替代的腔室清潔粒子，其生成結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0030]圖18顯示一以后電漿二氧化碳加入三氟化氮，所觀察到的原位碳酰氟化物，作為一替代的腔室清潔分子，其生成結(jié)果數(shù)據(jù)圖。
[0031]圖19提供在三氟化氮量為低時，配方2 (上方線)、配方I (中間線)、以及純?nèi)?下方線)的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)比較。
[0032]圖20提供在三氟化氮量為高時，配方2 (上方線)、配方I (中間線)、以及純?nèi)?下方線)的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)比較。
[0033]圖21 (a)提供在三氟化氮流量低時，僅有三氟化氮與全氟碳化合物的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)，其與圖21(b)及(c)做比較。
[0034]圖21 (b)提供在三氟化氮流量高時，僅有三氟化氮與全氟碳化合物的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)，其與圖21(a)及(c)做比較。
[0035]圖21(c)提供在三氟化氮流量低時，僅有三氟化氮、全氟碳化合物與二氧化碳的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)，其與圖21(a)及(b)做比較。
[0036]圖22 (a)顯示了高停留時間對蝕刻率的影響。
[0037]圖22(b)為圖22(a)的簡化示意圖。
[0038]圖23 (a)顯示了低停留時間對蝕刻率的影響。
[0039]圖23(b)為圖23(a)的簡化示意圖。
[0040]在所附附圖中，類似的組件和/或特征可具有相同的標(biāo)號。此外，藉由在標(biāo)號后加上破折號及區(qū)別類似組件的第二標(biāo)號，可辨別出相同類型的不同組件。若本說明書僅列出第一標(biāo)號，該描述則可適用于任何一種具有相同第一符號的類似組件，而不論第二標(biāo)號。【【具體實(shí)施方式】】
[0041]在本發(fā)明中，在特定處理?xiàng)l件(詳述如后)下的原位生成碳酰氟化物(COF2)，阻止和大幅減低三氟化氮的后電漿重組生成。此產(chǎn)生額外的蝕刻粒子碳酰氟化物，而為增進(jìn)清潔率及后續(xù)降低三氟化氮消耗的直接原因。一般來說，其化學(xué)應(yīng)是一如下所示的混合物:
[0042]三氟化氮+添加物I +添加物2 H-----h添加物η
[0043]其中η數(shù)值范圍為I到10，而添加物則如下所示:用以生成原位碳酰氟化物的添加氣體例示如下:加入飽和、不飽和、或部分不飽和且具有化學(xué)通式CyFz的全氟碳化合物，例如但不限于C3F8、C4F8、C2F6，以及C4Fw ;氧或具有化學(xué)通式COx的含氧分子，例如一氧化氮、二氧化氮、臭氧、水、過氧化氫(H2O2)、氫氟醚化物(hydrofluorinated ethers, HFEs)、醚類、酮類、醛類、醇類、羧酸、有機(jī)酸(草酸、乙酸等)、碳酰基化合物)，以及其它氟化或鹵化分子(例如六氟化硫(SF6)、氟化氫(HF)等)，伴隨傳統(tǒng)腔室清潔氣體三氟化氮添加至遠(yuǎn)程電漿，導(dǎo)致原位碳酰氟化物(COF2)的產(chǎn)生，以作為額外的蝕刻劑分子。一添加物可具有化學(xué)通式BwHxOyAz,其中B=碳(C)、氮(N)、硫(S)或其混合;H=氫;0=氧;而A=氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或其混合；且￥、1、7、2的數(shù)值范圍為從O到30。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，分子蝕刻劑碳酰氟化物或其變異體，例如但不限于，COF2, COF、OF2,OF、F2, F、NOF2,以及N0F，用以增加以下效率:蝕刻，和/或清潔，和/或移除材料，例如在一加工腔室的腔室壁與其它組件或基板上不要的薄膜和/或沉積等物質(zhì)(該物質(zhì)以下簡稱“材料”)。此外，原位生成碳酰氟化物(COF2)則可讓三氟化氮(具有高全球暖化潛勢)的用量降低，而此降低該腔室清潔程序?qū)τ诃h(huán)境的影響(低排放量)。碳酰氟化物(COF2)可與可用的氟和/或氟自由基共同合作以形成一組合的清潔化學(xué)品，相較于單獨(dú)的氟和/或氟自由基，其效能更高、速率更快，而與可用的氟和/或氟自由基共同合作以形成一組合的清潔化學(xué)品則是當(dāng)三氟化氮用于此目的時的通常過程。
[0045]在本質(zhì)上，本發(fā)明描述了當(dāng)清潔氣體流動及在其過程中(如上所述以及如下所述)時，建立而用于激發(fā)(igniting,本文亦`稱撞擊(striking))及維持一電衆(zhòng)用于清潔程序的流程技術(shù)。本發(fā)明亦描述了流程條件(例如:停留時間、壓力、流動傳導(dǎo)性等等)以及對允許原位碳酰氟化物的生成為必要的流程調(diào)整，以即使得碳酰氟化物成為，除了氟/氟自由基之外，在流程中的主要蝕刻或清潔粒子。最后，本發(fā)明描述了用于以更快速率清潔在液晶顯示器(LCD)、平面顯示器(FPD)、半導(dǎo)體及相關(guān)產(chǎn)業(yè)中使用的基板材料和/或沉積腔室以及包含由此種流程所沉積的所有類型的薄膜的技術(shù)。
[0046]為了能夠更加地了解及體會本發(fā)明，現(xiàn)在請參照圖1-4，其是描述使用三氟化氮及添加氣體來撞擊及維持一電漿的步驟，以產(chǎn)生配方2，如以下更詳細(xì)地描述。
[0047]使用三氟化氮及添加氣體以撞擊與維持電漿:
[0048]如前所述的，本發(fā)明的一個流程可藉由遠(yuǎn)程電漿激發(fā)與穩(wěn)定來達(dá)成。如圖1所示，藉由逐步加入一種或多種添加物至一三氟化氮電漿以激發(fā)及維持一電漿，而該一種或多種添加物，例如但不限于，碳氧化物(COx，其中X的數(shù)值范圍為I至2)以及一飽和、不飽和，或部分不飽和且化學(xué)式為CyFz的全氟碳化合物。正確的比例是本發(fā)明運(yùn)作的關(guān)鍵。如圖5、20以及21 (a)所示，對于蝕刻/清潔來說為必要的碳酰氟化物的臨界濃度，只有在三氟化氮、碳氧化物(COx，其中X的數(shù)值范圍為I至2)與全氟碳化合物添加物到達(dá)某一特定比例時，才會產(chǎn)生。圖2顯示另一實(shí)施例，其中一電漿于氬氣中激發(fā)，而接著三氟化氮置換該氬氣而產(chǎn)生一三氟化氮電漿。該三氟化氮的流量設(shè)定于一所需流量，其對每種半導(dǎo)體處理流程均為特定。碳氧化物(COx，其中X的數(shù)值范圍為I至2)以及一飽和、不飽和，或部分不飽和且化學(xué)式為CyFz的全氟碳化合物逐漸地以一逐步方式導(dǎo)入該三氟化氮電漿中，直到到達(dá)所需濃度和/或流量，且其對每種半導(dǎo)體處理流程亦均為特定。在遠(yuǎn)程電漿單元中的添加氣體，例如二氧化碳或一氧化碳，與三氯化氮一起，經(jīng)過電漿分離。接下來，藉由重組，碳酰氟化物則在蝕刻腔室原位生成。碳酰氟化物是高活性又不穩(wěn)定的，且為一用以蝕刻硅及其復(fù)合薄膜的很好的蝕刻分子。其增進(jìn)蝕刻速率的機(jī)制，則以配方I (C02+NF3)討論如下，但并不限于其所顯示的信息及機(jī)制。
[0049]在電漿分離純?nèi)婕暗幕瘜W(xué)反應(yīng)式如下所示:
[0050]NF3 — N+3/2F2
[0051]在不以后電漿方式加入任何添加氣體時，該重組反應(yīng)則如下所示:
[0052]N+3/2F2 — NF3
[0053]當(dāng)使用二氧化碳做為添加物時，其在電漿中則分解如下:
[0054]CO2 — C0+0
[0055]CO2 — C+20
[0056]該三氟化氮與二氧化碳添加物之后電漿原位生成反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)式則如下所示:
[0057]C0+F — COF
[0058]C0F+F — COF2
[0059]C0+F2 — COF2
[0060]C+2F2 — CF4
[0061]其所生成的主要的后電漿分子是碳酰氟化物，且此具體實(shí)施例以下稱為“配方I”。四氟化碳(CF4)則為次要成分，可(或無法)大幅增進(jìn)蝕刻/清潔率。在電漿分解后二氧化碳的關(guān)鍵角色則是其清除(scavenge)氟以及形成碳酰氟化物的能力，同時將惰性三氟化碳的重組降至最低，而三氟化氮本身并非蝕刻劑。此增進(jìn)在碳酰氟化物、氟以及氟自由基所構(gòu)成的混合物中可用的蝕刻粒子，因此增加蝕刻率。
[0062]另一方面，如圖3所示，碳酰氟化物及其變異體可藉由激發(fā)及維持電漿而產(chǎn)生，而該電漿的激發(fā)與維持則藉由逐步加入二氧化碳、三氟化氮及全氟碳化合物至氬氣電漿而達(dá)成。另一方面，圖4顯示如前討論過的(清潔化學(xué)的目標(biāo)流量)以高流量氬氣來激發(fā)電漿。添加氣體二氧化碳是以前電漿方式加入。接下來，則加入三氟化氮與任一種全氟碳化合物。一但該電漿穩(wěn)定之后，氬氣則完全停止，僅要維持該電漿。此一具體實(shí)施例，配方2，除了藉由電漿分解三氟化氮以形成氟/氟自由基之外，著眼于增進(jìn)蝕刻粒子(即碳酰氟化物COF2)于清潔流程中的原位生成。配方2的主要創(chuàng)新是加入全氟碳化合物至三氟化氮中，而導(dǎo)致碳酰氟化物原位生成的增加，同時允許更大量的二氧化碳流量/稀釋，以及降低三氟化氮濃度/流量。在電漿分解全氟碳化合物分子的過程中，產(chǎn)生了額外的氟/氟自由基，而藉由其與一氧化碳自由基(CO radical)的重組，致使碳酰氟化物的原位生成。具有分子式CyFz的飽和、不飽和、或部分不飽和的全氟碳化合物，以高含氟量/分子進(jìn)行選擇，例如但不限于C2F6、C3F8, C4F8,以及C 4Fltlt5相較于較三氟化氮，這些添加分子具有每分子產(chǎn)生更多氟的能力。其與先前技術(shù)的區(qū)別，是此添加物的目的僅在于增加碳酰氟化物的原位生成。其它任何全氟碳化合物的電漿分解片段，對于實(shí)際的蝕刻/清潔過程，僅提供了輕微的貢獻(xiàn)。
[0063]例如，以下就牽涉到將八氟丙烷C3F8加入三氟化氮中的化學(xué)反應(yīng)加以討論，而此一具體的化學(xué)反應(yīng)被稱為“配方2”(C02+NF3+PFC)。以下所討論的機(jī)制并非限于所顯示的信息與機(jī)制。
[0064]在電漿分離純?nèi)婕暗幕瘜W(xué)反應(yīng)式如下所示:
[0065]NF3 — N+3/2F2
[0066]在不以后電漿方式加入任何添加氣體時，該重組反應(yīng)則如下所示:
[0067]N+3/2F2 — NF3
[0068]當(dāng)使用二氧化碳做為添加物時，其在電漿中則分解如下:
[0069]CO2 — C0+0
[0070]CO2 — C+20
[0071]八氟丙烷C3F8于電漿中分解可如下所示(非化學(xué)計量，僅為例示):
[0072]n C3F8 — a CF3+b CF2+c CF+d F
[0073]該三氟化氮、二氧化碳及八氟丙烷C3F8做為添加物的后電漿原位生成反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)式則如下所示:
[0074]C0+F — COF
[0075]C0F+F — COF2
[0076]CCHF2 — COF2
[0077]CF3+F — CF4
[0078]CF2+F2 — CF4
[0079]C+2F2 — CF4
[0080]其所生成的主要的后電漿分子是碳酰氟化物，四氟化碳(CF4)則為次要成分，可(或無法)大幅增進(jìn)蝕刻/清潔率。在八氟丙烷C3F8分解中，并沒有觀察到其它重要的片段。在電漿分解后二氧化碳的關(guān)鍵角色則是其從三氟化氮以及八氟丙烷C3F8中清除(scavenge)氟的能力，同時將惰性三氟化碳與四氟化碳的重組降至最低，而三氟化氮與四氟化碳本身并非對蝕刻有所貢獻(xiàn)的分子/片段。此增進(jìn)在碳酰氟化物、氟以及氟自由基所構(gòu)成的混合物中可用的蝕刻粒子，因此增加蝕刻/清潔率。
[0081]如圖5所示，碳酰氟化物及其變異體可藉由激發(fā)及維持遠(yuǎn)程電漿而產(chǎn)生，而該遠(yuǎn)程電漿的激發(fā)與維持則藉由將NF3+C02加入Ar+NF3電漿而達(dá)成。如前討論過的，電漿于氬氣中被激發(fā)，接著氬氣與三氟化氮的混合物取代了氬氣，以做出混合氬氣與三氟化氮的電漿。此電漿則由三氟化氮與二氧化碳的直接混合物所取代，且三氟化氮與二氧化碳都處于所需濃度/流量。IS氣和三氟化氮的濃度都被設(shè)定在不出錯(without fault)的情況下激發(fā)電漿，且對于各種半導(dǎo)體或LCD/FPD加工工具來說均為特定。此外，如圖6所示，電漿于氬氣中被激發(fā)，接著氬氣與三氟化氮的混合物取代了氬氣，以做出混合氬氣與三氟化氮的電漿。此電漿則由三氟化氮、二氧化碳與全氟碳化合物的直接混合物所取代，且三氟化氮、二氧化碳與全氟碳化合物都處于所需濃度/流量。三氟化氮、二氧化碳與全氟碳化合物的濃度范圍，通常為:三氟化氮約1%_99%、二氧化碳2%-99%、全氟碳化合物0%-99% ;而二氧化碳的濃度范圍可為2%-75%。而在較佳的情況下，二氧化碳為5%-50%而全氟碳化合物為0%-50%，或是0%-20%的全氟碳化合物，其中剩余的部份則由三氟化氮填補(bǔ)。
[0082]如前所述的電漿處理程序是關(guān)于遠(yuǎn)程及原位的電漿生成。就遠(yuǎn)程電漿生成而言，多種電衆(zhòng)源均可適用，例如但不限于，電感稱合式電衆(zhòng)(inductively coupled plasma,ICP)、微波電衆(zhòng)、環(huán)型電衆(zhòng)產(chǎn)生器(torroidal plasma generators)等，以及為了使蝕刻或清潔更有效率和/或均一而對于這些電漿設(shè)置的任何改造、變更或添加。就原位電漿生成而言，多種電漿源均可適用，例如但不限于，電感耦合式電漿、電導(dǎo)耦合式電漿(conductively coupled plasma, CCP)、微波電衆(zhòng)等，以及為了使蝕刻或清潔更有效率和/或均一而對于這些電漿設(shè)置的任何改造、變更或添加。應(yīng)注意的是，三氟化氮與添加物的混合所增加的電阻率可能會影響電漿的功率，且此功率的增加可能也有助于增加蝕刻或清潔效率。
[0083]活化能量源
[0084]應(yīng)注意的是，分子分解為原子或自由基，可被除了電漿以外的能量源影響。藉由三氟化氮、碳氧化物(COx，其中X的數(shù)值范圍為I至2)以及飽和、不飽和，或部分不飽和且化學(xué)式為CyFz的全氟碳化合物的反應(yīng)，用來活化原位碳酰氟化物生成的能量源包含有電漿、電磁輻射、壓力波(例如穿過可壓縮氣體混合物的聲波)、提高的溫度，或是亦可拆散分子的熱表面直接接觸。熱表面能量源，可包含但不限于，熱導(dǎo)線、經(jīng)加熱表面、火爐、以及火焰。亦可使用不同頻域的電磁輻射來提供分解的能量，包含但不限于，無線電波、微波、紅外線福射、可見光、紫外光福射、X射線、α射線(alpha rays)、β射線(beta rays),以及Y射線(ga_a rays),其均可獨(dú)立或混合地用來產(chǎn)生反應(yīng)或分子。電衆(zhòng)能量源可包含但不限于，直流I禹合(DC coupled)、電感f禹合(inductively coupled)、電導(dǎo)f禹合(capacitively coupled)、微波、輝光放電(glow discharge)、波加熱(wave-heated)、或是無極式(electiOdeless)。電漿的位置可為本地或距碳酰氟化物生成點(diǎn)的遠(yuǎn)程。亦可藉由使用催化劑而增加反應(yīng)速率。
[0085]不管是前述哪一種用以生成碳酰氟化物的過程，其它增進(jìn)蝕刻率/清潔時間的重要因素是腔室中分子的停留時間以及腔室壓力。在較短的停留時間中，蝕刻粒子沒有足夠的時間與該表面(殘留薄膜)交互作用以及接著對其蝕刻。藉由增加停留時間(可藉由降低電導(dǎo)率、降低抽出氣體的真空泵數(shù)量等)，原位生成的蝕刻粒子即有足夠的時間來清除殘留薄膜。增加處理氣體的后電漿停留時間(此增加自由基之間的交互作用時間以允許生成更大量的碳酰氟化物)。圖7-9、ll-13、14、20、21(a)、21(b)、以及21(c)顯示了此種效果。另一方面，壓力是調(diào)整分子碰撞表面多少次數(shù)的手段。在低壓力時，分子以低機(jī)率碰撞殘留薄膜表面，因而導(dǎo)致低蝕刻率。較高的壓力增加了與表面進(jìn)行原位化學(xué)反應(yīng)的次數(shù)，因此增加了清潔率。在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，其中原位生成的蝕刻粒子能與殘留薄膜表面進(jìn)行足夠的交互作用/碰撞，而增進(jìn)蝕刻率/清潔時間。
[0086]雖然本發(fā)明的主要著眼點(diǎn)是用于原位生成碳酰氟化物，根據(jù)過程中使用的添加物，這些分子的混合鹵化版本以及衍生物均亦為可能。
[0087]本發(fā)明中的電漿處理程序包含在其所有各種形式中的遠(yuǎn)程及本地電漿生成。 [0088]應(yīng)注意的是，三氟化氮與添加物的混合所增加的電阻率可能會影響電漿功率，且此功率增加可能也有助于增加蝕刻或清潔效率。
[0089]藉由生成碳酰氟化物顯示腔室清潔過程的改良或增進(jìn):[0090]此是描述用碳酰氟化物來清潔一加工腔室的方法。本發(fā)明描述了發(fā)展來以較快速率清潔腔室和/或基板的技術(shù)，并亦具有降低例如三氟化氮等高全球暖化潛勢(GWP)氣體排放的優(yōu)點(diǎn)。在此(或這些)混合物中的主要“蝕刻”(與“清潔”和/或“腔室清潔”為可互換的同義詞)成分是氟/氟自由基(fluorine/fluorine radical),其藉由遠(yuǎn)程電楽;分解三氟化氮以及原位產(chǎn)生的碳酰氟化物(COF2)而形成。
[0091]更精確地說，此種流程產(chǎn)生清潔/蝕刻粒子COF2,可用于清潔在液晶顯示器(LCD)、平面顯示器(FPD)、半導(dǎo)體與其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的潔沉積腔室，以清除沉積后在腔室內(nèi)所產(chǎn)生的殘留物質(zhì)，包括腔室壁、噴灑頭、晶圓載臺(wafer susceptor)等等。這些沉積流程可包含，但不限于，以下物質(zhì)的沉積薄膜:娃、二氧化娃(silicon dioxides)、娃氮化物(silicon nitrides)、娃碳氮化合物(silicon carbo-nitride)、娃基氧氮化合物(silicon oxy-nitrides)、娃基氧碳氮化合物(silicon oxy-carbo-nitride)、娃酸四乙酯(Tetraethyl Orthosilicate, TE0S)、硼憐娃玻璃(boro-phospho-silicate-glass, BPSG)>金屬氮化物(氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)等等)、金屬氧化物(二氧化鈦等)等等。本發(fā)明亦可用于基板/表面清潔、修飾和/或制備。以下被清潔和/或蝕刻的表面統(tǒng)稱為“材料”，會因根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)與流程進(jìn)行的清潔、修飾和/或制備而受益的材料包括金屬、金屬化合物、半導(dǎo)體基板、太陽能電池(PV)基板、發(fā)光二極管/有機(jī)發(fā)光二極管(LED/0LED)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition, M0CVD)基板、以及II1-V族材料等等。
[0092]產(chǎn)生碳酰氟化物的方法已詳細(xì)揭露如上，而具體實(shí)例將討論如后。但是，一般來說，這些方法涉及藉由逐步加入一種或多種添加物以激發(fā)與維持電漿。電漿于氬氣中被激發(fā)，而接著三氟化氮置換氬氣以產(chǎn)生三氟化氮電漿。三氟化氮的流量設(shè)定于一所需流量，且添加物逐漸地導(dǎo)入三氟化氮電漿中，直到到達(dá)所需濃度和/或流量，在遠(yuǎn)程電漿單元中的添加氣體，例如二氧化碳或一氧化碳，與三氯化氮一起經(jīng)過電漿分離。接下來，藉由重組，碳酰氟化物則在蝕刻腔室原位生成。碳酰氟化物是高活性又不穩(wěn)定的，且為一用以蝕刻硅及其復(fù)合薄膜的很好的蝕刻分子。
[0093]三氟化氮可于腔室的內(nèi)部，或是于距離該腔室上游的遠(yuǎn)程電漿區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行激化。碳酰氟化物的原位生成可利用活性分子的后遠(yuǎn)程電漿重組或是在原位電漿環(huán)境中的分子重組來達(dá)成。該(或這些)添加物則可于該遠(yuǎn)程電漿的上游或下游進(jìn)行導(dǎo)入，以使得在清潔時，三氟化氮與該(或這些)添加物(以及任何電漿所生成的流出物)都存在于腔室之中。碳酰氟化物的生成增進(jìn)了腔室清潔的效率，且同時允許使用及排放更低量的三氟化氮。除其它種類的加工腔室，例示的腔室可包括化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)腔室、物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)腔室，以及原子層沉積(atomic-layer deposition, ALD)腔室。
[0094]添加物可于遠(yuǎn)程電漿的下游區(qū)域進(jìn)行導(dǎo)入，使得在本質(zhì)上只有三氟化氮通過本發(fā)明實(shí)施例中的電漿激發(fā)。電漿可出現(xiàn)在這兩個區(qū)域。在某些實(shí)施例中，熱表面(例如燈絲)用于在任一種所述的電漿配置中代替電漿的位置。由電漿分解而生成的碳酰氟化物可稱為清潔混合物。清潔混何物也可包括不反應(yīng)氣體，例如氮?dú)?N2)、氦氣(He)、氖氣(Ne)和/或氬氣(Ar)，以及其混合。不反應(yīng)氣體可能有助降低三氟化氮片段重組及形成三氟化氮分子的機(jī)會。某些不反應(yīng)氣體也可協(xié)助激發(fā)及維持電漿。[0095]含硅污染物乃是碳酰氟化物處理所要移除的常見污染物。含硅污染物可包括在前一硅氧基板沉積過程中沉積在沉積腔室內(nèi)側(cè)壁上的硅氧化物沉積。污染物，除其它種類之外，也可包含娃氮化物(silicon nitrides)、娃聚合物(poly-silicons)、娃化物(siIicides)、娃基氧氮化合物(silicon oxy-nitrides)、參雜的娃玻璃(doped siliconglasses)。如上所述的,用于前述清潔程序中的例示加工腔室包括化學(xué)氣相沉積(chemicalvapor deposition, CVD)腔室。本發(fā)明的清潔方法也可用于其它例如物理氣相沉積(PVD)腔室以及原子層沉積(ALD)腔室。在清潔過程中，基板可出現(xiàn)(亦可不出現(xiàn))在沉積腔室內(nèi)。同時藉由降低所需用以一除一定量污染物的三氟化氮用量以及減少三氟化氮片段重組形成三氟化氮，可降低導(dǎo)入排氣系統(tǒng)的三氟化氮量。排放任何殘留三氟化氮可利用習(xí)知的減排方法，包括燃燒排放氣體和/或以水漆氣方式(water scrubber)處理。結(jié)合本發(fā)明所述的方法與習(xí)知的減排方法可進(jìn)一步降低三氟化氮排放至大氣的量。
[0096]本發(fā)明進(jìn)一步藉由下列非限制性的實(shí)例加以說明。所有科學(xué)及技術(shù)名詞具有本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識的人所了解的意義。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括于后附的權(quán)利要求中。
[0097]實(shí)驗(yàn)
[0098]配方I的實(shí)驗(yàn)
[0099]名詞解釋
[0100]“前電漿”是指三氟化氮與二氧化碳放在一起通過電漿，因此各分子分解而引發(fā)交
互作用。
[0101]“后電漿”是指三氟化氮被放置通過電漿而分解，二氧化碳于電漿流出物的下游加入。`
[0102]“二氧化碳置換”是指在維持總量流速一定的過程中，三氟化氮被二氧化碳置換。
[0103]“二氧化碳加入”是指在處理程序中，二氧化碳加入定流量的三氟化氮之上。
[0104]實(shí)驗(yàn)的目的在于檢視在遠(yuǎn)程電漿中將二氧化碳加入三氟化氮對于腔室清潔時間/蝕刻率以及腔室氣體排放的效果。二氧化碳以前電漿方式(即三氟化氮與二氧化碳共同創(chuàng)造出電漿)和后電漿方式(即二氧化碳與三氟化氮電漿產(chǎn)物進(jìn)行交互作用)加入。以不同的三氟化氮與二氧化碳配方，檢視其移除厚度為300納米的硅氮化物沉積的清潔時間/蝕刻率。其中一個例子可見于圖7中。
[0105]1.飛行時間質(zhì)譜(Time-of-flight mass spectrometry, T0FMS)數(shù)據(jù)以及傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)是于腔室的正下游采驗(yàn)而得。
[0106]2.傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)則經(jīng)低壓的校正值進(jìn)行再處理。
[0107]3.硅氮化物基板或沉積薄膜用以獲取蝕刻率結(jié)果。
[0108]遠(yuǎn)程電漿自動調(diào)節(jié)維持電漿的所需功率。
[0109]進(jìn)行兩套實(shí)驗(yàn):
[0110]1.低傳導(dǎo)性配置:
[0111]a.進(jìn)行四組不同二氧化碳的置換及加入方式的實(shí)驗(yàn)
[0112]2.高傳導(dǎo)性配置:
[0113]a.進(jìn)行一組二氧化碳的置換及加入方式的實(shí)驗(yàn)
[0114]第一次實(shí)驗(yàn):(低傳導(dǎo))[0115]?在較高的三氟化氮流量與壓力進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)(試驗(yàn)I與2)，而在較低的三氟化氮流量及與試驗(yàn)I與2相同的壓力下進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)(試驗(yàn)3與4)。
[0116]所有實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)均顯示非常好的再現(xiàn)性。
[0117].第二次實(shí)驗(yàn):(高傳導(dǎo)性)
[0118]進(jìn)行一組二氧化碳置換與加入的實(shí)驗(yàn)，保持與試驗(yàn)I與2相同的流速以及處理壓力(低傳導(dǎo)性)。
[0119]碳酰氟化物蝕刻
[0120].碳酰氟化物是自三氟化氮與二氧化碳而原位生成(配方2 —加入全氟碳化物亦同)。
[0121].對碳酰氟化物而言，反應(yīng)時間是重要的。
[0122].反應(yīng)分子在腔室中停留時間越高=更高的碳酰氟化物產(chǎn)量=更高蝕刻率
[0123].停留時間越高=傳導(dǎo)性越低
[0124]實(shí)施例1
[0125]以前電漿方 式二氧化碳置換三氟化氮
[0126]以不同參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的各種參數(shù)均可見于圖6中。表一則詳細(xì)顯示以前電漿方式置換三氟化氮(試驗(yàn)I)實(shí)驗(yàn)中的設(shè)定參數(shù)。
[0127].除有其它標(biāo)示，所有的蝕刻時間均為I分鐘。
[0128].電漿以最小功率運(yùn)行以維持電漿。
[0129].[0130]表一
[0131]
總量流速(sccm) 1000
三氟化氮I 二氧化碳二氧化I初始厚度壓力~|--1? 蝕刻率(納米/分鐘,nm/min)
(麵)碳分量(微米，(mTorr>功率 MliF一~ 表面光度計I平灼

)('') (Reflecto-meter (Profilo-meter
) )
1000 OOO1947.44 860 50012501000--25^



O
"960 400 004 1940.48 876 500146012241342^



O
"920 800 008 1905 44 895 580?Β001^881694^



O
"87U 130.0 Ο?3 1913.15 8Μ? 600 183016211725.5



O
"820 ΙΒΟ.Ο --δ 1967.19 860 6401720?^?)1639.5



O
~Τ^δ 250.0 025 1947.86 8^ 6601670147^1573.5



O[0132]其中，SCCM是一體積流量的單位，為標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘(standard-state cubiccentimeter per minute)
[0133]試驗(yàn)I的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
[0134].最大蝕刻率:1725納米/分鐘(nm/min)。
[0135]?最大蝕刻率時二氧化碳分量:13%
[0136]?最大蝕刻率時三氟化氮分量:87%
[0137]邊緣效應(yīng)一反射計與表面光度計在蝕刻率上的差異。
[0138]靠近光罩邊緣的蝕刻率低于整體蝕刻率(非反應(yīng)式離子蝕刻(RIE))
[0139]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
[0140].最大蝕刻率:1736納米/分鐘(nm/min)。
[0141]?最大蝕刻率時二氧化碳分量:18%
[0142].最大蝕刻率時三氟化氮分量:82%
[0143]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)3，其目的在于檢視氣體總流量的影響，其氣體流速減少一半:
[0144]一二氧化碳置換:
[0145].總量流速500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘(sccm)。
`[0146]一二氧化碳加入:
[0147].三氟化氮固定流速500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘(sccm)。
[0148].額外將二氧化碳加入固定流速的三氟化氮。
[0149]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
[0150].最大蝕刻率:1634納米/分鐘(nm/min)。
[0151]?最大蝕刻率時二氧化碳分量:13%
[0152]?最大蝕刻率時三氟化氮分量:87%
[0153]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)4，其目的在于檢視壓力的影響，其氣體流速維持一定與試驗(yàn)3相同，但是打開節(jié)流閥以將處理程序中的壓力控制于約eOOmTorr:
[0154]一二氧化碳置換:
[0155].總量流速500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘(sccm)。
[0156]一二氧化碳加入:
[0157].三氟化氮固定流速500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘(sccm)。
[0158].額外將二氧化碳加入固定流速的三氟化氮。
[0159]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
[0160].最大蝕刻率:1142納米/分鐘(nm/min)。
[0161]?最大蝕刻率時二氧化碳分量:8%
[0162]?最大蝕刻率時三氟化氮分量:92%
[0163]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)5，則以下列改變后的參數(shù)進(jìn)行:
[0164].改變反應(yīng)分子在清潔腔室中的停留時間
[0165].增加對真空泵的流動傳導(dǎo)率以檢視停留時間的影響。
[0166].管線由KF-40 (內(nèi)徑約1.5英寸)(~1.5〃ID)改變至IS0-100 (內(nèi)徑約為4英寸)(~4〃ID)，因此傳導(dǎo)性大幅增加。[0167]其余處理過程的參數(shù)則均保持與試驗(yàn)I相同，包括壓力及流速。
[0168]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小結(jié):以純?nèi)g刻對蝕刻率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，低傳導(dǎo)性:試驗(yàn)1、2、3、4的平均與高傳導(dǎo)性一試驗(yàn)5的結(jié)果則示于圖10中。
[0169]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小結(jié):絕對蝕刻率，低傳導(dǎo)性:試驗(yàn)1、2、3、4的平均與高傳導(dǎo)性一試驗(yàn)5的結(jié)果則示于圖11中。
[0170]以前電漿方式置換三氟化氮一試驗(yàn)I與5的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜(FTIR)數(shù)據(jù)比較結(jié)果則如圖9所示。
[0171]?來自碳酰氟化物的吸光度一在試驗(yàn)I與5中幾乎相同
[0172].殘留二氧化碳吸光度一幾乎相同
[0173].試驗(yàn)I的蝕刻率高于試驗(yàn)5
[0174].主要原因一試驗(yàn)I的在腔室中的停留時間較長
[0175].在腔室中的停留時間較長一蝕刻率較高
[0176].因采樣時間較長，所以在傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜中觀察到類似的碳酰氟化物
[0177]前電漿置換
[0178]以下是將二氧化碳以前電漿方式置換三氟化氮的結(jié)果，如表二所示。
[0179]表二
[0180]
【權(quán)利要求】
1.一種原位產(chǎn)生碳酰氟化物或其任何變異體的方法，包含: 將三氟化氮、一氧源以及一全氟碳化合物暴露于一能量源，其中所述氧源具有化學(xué)式COx, X為I或2，而所述全氟碳化合物為飽和、不飽和、或部分不飽和，且具有化學(xué)式CyFz ； 解離所述三氟化碳、 所述氧源以及所述全氟碳化合物，進(jìn)而產(chǎn)生氟/氟自由基以及一氧化碳自由基；以及 藉由所述氟/氟自由基與所述一氧化碳自由基的結(jié)合而原位形成碳酰氟化物。
2.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的方法，其中所述能量源來自電漿。
3.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的方法，其中所述能量源為電磁輻射。
4.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的方法，其中X=I而所述氧源為一氧化碳。
5.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的方法，其中X=2而所述氧源為二氧化碳。
6.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的方法，其中所述全氟碳化合物為飽和、不飽和，或部分飽和，且選自由具有下列分子式的化合物所組成的群組:c3f8、C4F8, C2F6以及C4F1q。
7.如權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的方法，其先將所述三氟化氮暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)并維持三氟化氮電漿，接著再依序加入碳氧化物以及全氟碳化合物或其組合。
8.如權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含將氬氣暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)在氬氣中的電漿，接著再將三氟化氮加至所述氬氣，進(jìn)而替換所述氬氣以產(chǎn)生三氟化氮電漿，接著再逐步將碳氧化物與全氟碳化合物的混合物加入至所述三氟化氮電漿或其組合中。
9.如權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含將氬氣暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)一在氬氣中的電漿，接著藉由逐步將三氟化氮、碳氧化物以及全氟碳化合物加入至產(chǎn)生的氬氣電漿以維持所述電漿。
10.如權(quán)利要求第2項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含在將氬氣暴露于所述能量源之前先將碳氧化物通入氬氣；激發(fā)在氬氣中的電漿，氬氣包含有所述碳氧化物，接著逐步加入三氟化氮以及全氟碳化合物；以及，當(dāng)所述電漿穩(wěn)定時停止氬氣流量。
11.一種利用原位產(chǎn)生的碳酰氟化物來清潔材料的方法，包含: 激發(fā)并維持三氟化氮電漿； 以逐步方式通入碳氧化物(COX)以及全氟碳化合物(CyFz)或其組合； 經(jīng)由所述三氟化碳、所述碳氧化物以及所述全氟碳化合物的解離及原位結(jié)合來形成碳酰氟化物；以及 將原位所形成的所述碳酰氟化物與鄰近于所述碳酰氟化物產(chǎn)生位置的材料進(jìn)行反應(yīng)，以產(chǎn)生揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物。
12.如權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的方法，其中所述材料選自由下列所組成的群組:娃薄膜沉積、娃氧化物(silicon oxides)、二氧化娃(silicon dioxides)、娃氮化物(silicon nitrides)、娃聚合物(poly-silicons)、娃化物(silicides)、娃碳氮化合物(silicon carbo-nitride)、娃基氧氮化合物(silicon oxy-nitrides)、參雜的娃玻璃(doped silicon glasses)、娃酸四乙酯(Tetraethyl Orthosilicate, TE0S)、硼憐娃玻璃(boro-phospho-silicate-glass, BPSG)、參雜的氧化物(doped oxides)、金屬氮化物(metal nitrides)、金屬氧化物(metal oxides)、金屬、金屬化合物、半導(dǎo)體基板、PV基板、發(fā)光二極管/有機(jī)發(fā)光二極管(LED/0LED)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-organicChemical Vapor Deposition, M0CVD)基板、以及 II1-V 族材料。
13.如權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含有藉由不同停留時間、反應(yīng)環(huán)境的壓力及流動傳導(dǎo)性，或前述的組合，以將所述材料的反應(yīng)率進(jìn)行最佳化。
14.如權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的方法，其中形成所述碳酰氟化物以清潔鄰近于所述碳酰氟化物產(chǎn)生位置的基板，其中污染物從所述基板上被移除。
15.一種原位產(chǎn)生碳酰氟化物或其任何變異體的方法，包含: 以逐步方式將三氟化氮、二氧化碳以及全氟碳化合物暴露于能量源，而所述全氟碳化合物為飽和、不飽和，或部分飽和； 解離所述三氟化碳、所述二氧化碳以及所述全氟碳化合物，進(jìn)而產(chǎn)生氟/氟自由基以及一氧化碳自由基；以及 藉由所述氟/氟自由基與所述一氧化碳自由基的結(jié)合而原位形成碳酰氟化物。
16.如權(quán)利要求第15項(xiàng)所述的方法，其先將三氟化氮暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)并維持三氟化氮電漿，接著再逐步加入二氧化碳以及全氟碳化合物。
17.如權(quán)利要求第15項(xiàng)所述的方法，其中所述三氟化氮可于腔室中或于所述腔室上游的遠(yuǎn)程電漿區(qū)域中進(jìn)行激化。
18.如權(quán)利要求第15項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含:在藉由能量源進(jìn)行活化之后或同時，將三氟化氮、二氧化碳以及飽和、不飽和或部分不飽和的全氟碳化合物通入腔室中，其中副產(chǎn)品從所述腔室中被移除。
19.如權(quán)利要求第15項(xiàng)所述的方法，其中所述能量源來自電漿。
20.如權(quán)利要求第15項(xiàng)所述的方法，其中所述能量源為電磁輻射。
21.如權(quán)利要求第16項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含將氬氣暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)在氬氣中的電漿， 接著再將氬氣/三氟化氮混合物加至所述氬氣，進(jìn)而替換所述氬氣以產(chǎn)生氬氣/三氟化氮電漿，接著再逐步將碳氧化物置換至所述三氟化氮電漿或其組合中。
22.如權(quán)利要求第16項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含將氬氣暴露于所述能量源，進(jìn)而激發(fā)在氬氣中的電漿，接著再將氬氣/三氟化氮混合物加至所述氬氣，進(jìn)而替換所述氬氣以產(chǎn)生氬氣/三氟化氮電漿，接著再逐步將碳氧化物以及全氟碳化合物的混合物置換至所述三氟化氮電漿或其組合中。
【文檔編號】C01B31/00GK103663404SQ201310284470
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】葛藍(lán)·米歇爾, 拉酷瑪·薩布拉瑪里昂, 蓋里·L·衛(wèi)斯, 羅伯特·托雷斯二世 申請人:曼瑟森三汽油公司