專利名稱：利用等離子體清潔處理形成鈍化層以降低自然氧化物生長的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例大致上關(guān)于用以處理基板的方法，并且特別是關(guān)于等離子體清潔 工藝期間的氧化物蝕刻的方法。
背景技術(shù)：
在半導體、顯示器、太陽能電池與其他電子裝置制造中，當基板表面暴露于空氣中 的氧和水，典型地會形成自然氧化物。在大氣或外界(ambient)條件下或在少量氧留置在 工藝腔室中時移動基板于多個工藝腔室之間時發(fā)生氧的暴露。自然氧化物也可以由蝕刻工 藝期間的污染造成。自然氧化物膜通常非常薄，例如介于5-20人之間，但厚到足以造成后續(xù) 制造過程中的困難。所以，通常不樂見自然氧化物層，且需要在后續(xù)的制造過程之前將其去 除。這樣的困難通常會影響形成在基板上的電子器件的電學性質(zhì)。例如，特定問題出 現(xiàn)在自然氧化硅膜形成于暴露的含硅層上時，尤其是在處理金屬氧化物硅場效應(yīng)晶體管 (“M0SFET”)結(jié)構(gòu)期間。氧化硅膜是電絕緣的，并且不樂見在與接觸電極或互連電路徑之 間的界面，這是因為氧化硅膜會造成高的電接觸電阻。在MOSFET結(jié)構(gòu)中，電極與互連路徑 包括硅化物層，其中該些硅化物層是通過沉積耐熔金屬于裸硅上及將該層退火以產(chǎn)生金屬 硅化物層來形成。位在基板與金屬之間界面的自然氧化硅膜通過阻礙用以形成金屬硅化物 的擴散化學反應(yīng)而降低金屬硅化物層的組成均勻性。由于電接觸處的過熱，這會導致低的 基板良率以及高的失效率。自然氧化硅膜也會阻礙其他CVD或濺射層的附著，其中該些CVD 或濺射層后續(xù)地被沉積在基板上。濺射蝕刻工藝已經(jīng)用來減少深寬比小于約4 1的大特征結(jié)構(gòu)中或小特征結(jié)構(gòu)中 的污染物。然而，濺射蝕刻工藝會通過物理轟擊損壞精致的硅層。對此，使用氫氟酸的濕法 蝕刻工藝也已經(jīng)用來去除自然氧化物。然而，濕法清潔蝕刻工藝對于深寬比超過4 1且 特別是深寬比超過10 1的更小的器件是不利的。尤其，液體溶液具有穿透到通孔、接觸、 或其他形成在基板表面內(nèi)的小特征結(jié)構(gòu)的困難度。故，自然氧化物膜的去除并不完全。同 樣地，若蝕刻溶液成功地穿透小特征結(jié)構(gòu)，一旦蝕刻完成后，濕法蝕刻溶液更加難以從特征 結(jié)構(gòu)去除。此外，濕法蝕刻工藝通常具有嚴格的時序控制、會在基板上產(chǎn)生不期望的水痕、 并且因大量的有毒廢水而具有環(huán)境考量。另一種去除自然氧化物膜的方式是干法蝕刻工藝，例如使用氟(F2)氣體的干法蝕 刻工藝。但是，使用含氟氣體的缺失即是氟典型地會殘留在基板表面上。殘留在基板表面 上的氟原子或氟基團是有害的。例如，殘留的氟原子會持續(xù)蝕刻基板，在基板內(nèi)形成孔隙。更近來的一種去除自然氧化物的方式是在基板表面形成含氟/硅鹽，該鹽隨后由 熱退火工藝來去除。在此方式中，通過使含氟氣體與氧化硅表面反應(yīng)來形成薄的鹽層。然 后，鹽層被加熱到足以將鹽層分解成揮發(fā)性副產(chǎn)物的高溫，其中該副產(chǎn)物隨后從工藝腔室 來去除。反應(yīng)性含氟氣體的形成通常是由熱力加成或由等離子體能量來輔助。通常在基板
4表面的冷卻所需要的低溫形成鹽層。此種冷卻而接著加熱的順序是通過將基板從冷卻腔室 (在此處基板被冷卻)傳送到獨立的退火腔室或爐(在此處基板被加熱)來達成?；诟鞣N理由，此反應(yīng)性氟工藝順序是不樂見的。也就是，由于其涉及基板傳送的 時間，產(chǎn)能會大幅地降低。此外，在多個腔室之間傳送基板的期間，基板極容易遭受進一步 的氧化或其他的污染。再者，因需要兩個獨立的腔室來完成氧化物去除工藝，這會使成本加 倍。因此，需要一種方法來去除或蝕刻自然氧化物，同時可鈍化下方的基板表面，較佳 是在單個工藝腔室內(nèi)進行。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的實施例提供用于去除基板上的自然氧化物，同時將下方的基板表面鈍 化的方法。在一實施例中，本發(fā)明提供一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，其包 括將表面上含有氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到約80°C或 更??；在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體，其中該氣體混合物包含氨和三氟 化氮且NH3/NF3摩爾比例為約10或更高；及在等離子體清潔工藝期間，使該清潔等離子體凝 結(jié)到該基板上且形成薄膜。該薄膜包含部分由自然氧化硅層的硅形成的六氟硅酸銨。該方 法還包括在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100°c或更高的第二溫度，同時從該基板去除該 薄膜且在該基板上形成鈍化表面。在一實例中，該基板的第一溫度介于約20°c至約80°C之 間，該基板的第二溫度介于約100°C至約200°C之間。在另一實例中，該基板的第一溫度介 于約22°C至約40°C之間，該基板的第二溫度介于約110°C至約150°C之間。在另一實施例中，本文提供一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，其包括 將表面上含有氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到小于約100°c; 在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體。該氣體混合物包含氨和三氟化氮且NH3/ NF3摩爾比例為約20或更高，并且該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間的RF功率來產(chǎn) 生。該方法還包括在等離子體清潔工藝期間，將該基板暴露于該清潔等離子體以形成含六 氟硅酸銨的薄膜。該方法還包括在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100°C或更高的第二溫度， 同時從該基板去除該薄膜且在該基板上形成鈍化表面。在另一實施例中，本文提供一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，其包括 將表面上含有氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到小于約100°c; 在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體。該氣體混合物包含氨和三氟化氮且NH3/ NF3摩爾比例為約10或更高，并且該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間的RF功率來產(chǎn) 生。該方法還包括在等離子體清潔工藝期間，將該基板暴露于該清潔等離子體以形成薄 膜，其中該薄膜包含部分由氧化硅層形成的六氟硅酸銨；在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約 100°C或更高的第二溫度，同時從該基板去除該薄膜且在該基板上形成鈍化表面；及在該基 板的鈍化表面上生長外延層。本發(fā)明的實施例提供使NH3/NF3摩爾比例可以為約10、約15、約20或更高，同時 該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間(較佳為約15瓦至約30瓦)的RF功率來產(chǎn)生。 該氣體混合物是通過將氨和三氟化氮流到且結(jié)合到該工藝腔室內(nèi)來形成的。氨的流速可以 介于約20sccm至約300sccm之間，較佳為介于約40sccm至約200sccm之間，更佳為介于約60sccm至約150sccm之間，且更佳為介于約75sccm至約IOOsccm之間。三氟化氮的流速 可以介于約Isccm至約60sccm之間，較佳為介于約2sccm至約50sccm之間，更佳為介于約 3sccm至約25sccm之間，且更佳為介于約5sccm至約15sccm之間。在隨后暴露于該工藝腔室外面的外界條件時，該鈍化表面限制了在該基板上額外 的自然氧化物生長的進一步形成。例如，在外界環(huán)境中，后形成的自然氧化物層可以在約5 小時至約25小時之間的時間內(nèi)形成為具有約或更小的厚度。在另一實施例中，在外界 環(huán)境中，后形成的自然氧化物層可以在約15小時至約30小時之間的時間內(nèi)形成為具有約 8A或更小的厚度。在另一實施例中，在去除自然氧化物層之后，可以在該基板的鈍化表面 上生長外延層。


本發(fā)明的前述特征、詳細說明可以通過參照實施例來詳細地了解，其中一些實施 例繪示在附圖中。然而，值得注意的是附圖僅示出本發(fā)明的典型實施例，并且因此不會限制 本發(fā)明范圍，本發(fā)明允許其他等效的實施例。圖1示出基板的部分透視圖，其中該基板具有形成在其中的淺溝槽隔離區(qū)，如本 文的實施例所述。圖2示出淺溝槽隔離區(qū)的部分截面圖，如本文的實施例所述。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例的工藝腔室的截面圖。圖4A-4I示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于形成淺溝槽隔離區(qū)的工藝順序的截 面示意圖。圖5A-5H示出用于形成以STI隔離的電子器件的工藝順序的截面示意圖，如本文 的實施例所述。圖6顯示在各種鈍化基板表面上氧化物生長速率的圖表，如本文的一些實施例所 述。
具體實施例方式圖1示出基板10的部分透視圖，其中該基板10具有形成在其中的淺溝槽隔離區(qū)。 圖中顯示的基板10僅部分地制造，并且具有形成在硅層1中的淺溝槽2。硅層1可以是含 硅的底層或可以是實際的下層基板。淺溝槽2被填以氧化物，并用來隔離內(nèi)建的電子器件 (在此例中為晶體管)。源極3和漏極4可以通過注入離子到淺溝槽2內(nèi)來形成在淺溝槽2 中。多晶硅5設(shè)置在源極3與漏極4之間，而柵極氧化物層6設(shè)置在硅層1與多晶硅5之 間。圖2示出沿著切線2-2的基板10的部分截面圖。圖2顯示多晶硅5接觸淺溝槽 2之處。淺溝槽2是由熱氧化物層7與沉積的氧化物層8來形成。預(yù)-多晶蝕刻/清潔步 驟是通過使用HF的濕法蝕刻工藝來執(zhí)行。因HF蝕刻熱氧化物層7的速度比蝕刻沉積的氧 化物層8更快，間隙9形成在淺溝槽2中。隨后的多晶硅沉積使得多晶硅5填入間隙9且 包覆源極3或漏極4，造成了寄生結(jié)(parasitic junctions)或漏電流。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例的工藝腔室100的截面圖。在此實施例中，工藝腔室 100包括設(shè)置在腔室主體112的上端的蓋組件200、以及至少部分設(shè)置在腔室主體112內(nèi)的支撐組件300。工藝腔室也包括遠程等離子體產(chǎn)生器140，遠程等離子體產(chǎn)生器140具有U 型截面的遠程電極。較佳地，工藝腔室100與相關(guān)的部件是由一或多種與工藝相容的材料 來形成，例如鋁、陽極化鋁、鍍鎳的鋁、鍍鎳的鋁6061-T6、不銹鋼、以及前述組合和其合金。支撐組件300部分地設(shè)置在腔室主體112中。支撐組件300由軸314來上升和下 降，其中該軸314被折箱(bellow) 333圍繞。腔室主體112包括形成于其側(cè)壁中的狹縫閥開 口 160，以提供進入工藝腔室100的內(nèi)部的入口。選擇性開啟和關(guān)閉狹縫閥開口 160，以便 允許基板處理機器手臂(未示出)進出腔室主體112內(nèi)部。在一實施例中，可透過狹縫閥 開口 160將基板傳送進出工藝腔室100到鄰近的傳送腔室和/或負載鎖定腔室(未示出)， 或群集工具內(nèi)的其他腔室。示范的群集工具包括但不限于可從加州的圣克拉拉市的應(yīng)用材 料公司購得的 PRODUCER 、CENTURA 、ENDURA 和 ENDURA@SL 平臺。腔室主體112還包括形成于其中的通道113，用于在其中流通傳熱流體。傳熱流體 可以是加熱流體或冷卻劑，用于在工藝和基板傳送期間控制腔室主體112的溫度。腔室主 體112的溫度是重要的，以防止氣體或副產(chǎn)物在腔室壁上的不期望凝結(jié)。示范性傳熱流體 包括水、乙二醇或其混合物。示范性傳熱流體還可包括氮氣。腔室主體112進一步包括內(nèi)襯133，內(nèi)襯133圍繞支撐組件300并且為了維護和清 洗是可移除的。內(nèi)襯133較佳由例如鋁的金屬或陶瓷材料所制成。然而，在工藝期間可以使 用相容的其它材料。為了增加沉積于內(nèi)襯133上的任何材料的附著，可噴砂處理內(nèi)襯133， 叢而避免導致工藝腔室100的污染的材料剝落。內(nèi)襯133通常包括一或多個孔洞135和形 成于其中的泵送通道129 (其流體連通于真空系統(tǒng))?？锥?35提供氣體進入泵送通道129 的流動路徑，而泵送通道提供通過內(nèi)襯133的流動路徑，以便氣體可以離開工藝腔室100。真空系統(tǒng)可以包括真空泵125和節(jié)流閥127，以用于調(diào)節(jié)工藝腔室100內(nèi)的氣體流 動。真空泵125連接到設(shè)置在腔室主體112上的真空口 131，并且流體連通于形成在內(nèi)襯 133中的泵送通道129。為了調(diào)節(jié)工藝腔室100內(nèi)的氣體流動，可通過節(jié)流閥127選擇性隔 離真空泵125和腔室主體112。除非另外指出，可交替地使用術(shù)語“氣體”和“多種氣體”， 且其指一或多種前驅(qū)物、反應(yīng)物、催化劑、載體、凈化劑(purge)、清潔劑、其組合、以及任何 導入腔室主體112內(nèi)的其他流體。蓋組件200包括堆疊在一起的多個部件。例如，蓋組件200包括蓋緣210、氣體輸 送組件220和頂板250。蓋緣210設(shè)計成支撐構(gòu)成蓋組件200的多個部件的重量，并耦接 到腔室主體112的上表面，以提供對內(nèi)部腔室部件的存取。氣體輸送組件220耦接到蓋緣 210的上表面，并布置成使其與蓋緣的熱接觸達到最小。蓋組件200的部件較佳由具有高 熱導率和低熱阻的材料所制成，諸如具有高光滑度表面的鋁合金。部件的熱阻較佳小于約 5X10_4m2K/ffo氣體輸送組件220可包括氣體分布板225或噴頭。通常用氣體供應(yīng)面板(未示 出)向工藝腔室100提供一或多種氣體。取決于將要在工藝腔室100內(nèi)執(zhí)行的工藝而使用 特定的氣體或數(shù)種氣體。例如，典型的氣體包括一或多種前驅(qū)物、還原劑、催化劑、載體、凈 化劑、清潔劑、或其混合物或組合。通常，使導入工藝腔室100的一或多種氣體進入蓋組件 200并隨后經(jīng)由氣體輸送組件220進入腔室主體112。電子操作閥和/或流動控制機構(gòu)(未 示出)可用來控制從氣體供應(yīng)器到工藝腔室100內(nèi)的氣體流動。一方面中，將氣體從氣體供應(yīng)面板輸送到工藝腔室100，其中氣體路線分成兩個獨
7立的氣體路線，該些獨立的氣體路線如上述般提供氣體給腔室主體112。取決于工藝，可以 用該方式來輸送任何數(shù)目的氣體，并可在工藝腔室100中或在將其傳送到工藝腔室100之 前將其混合。仍然參照圖3，蓋組件200可以進一步包括電極240，用以在蓋組件200內(nèi)產(chǎn)生反 應(yīng)物種的等離子體。在此實施例中，電極240被支撐在頂板250上，并且與其電性隔離。隔 離體填充環(huán)(未示出)設(shè)置在電極240的底部周圍，使電極240與頂板250分離。環(huán)形隔 離體(未示出)設(shè)置在隔離體填充環(huán)的上部周圍并設(shè)置在頂板250的上表面上，如圖3所 示。接著將環(huán)形隔離體(未示出)設(shè)置在電極240的上部附近，以便讓電極240與蓋組件 200的其他部件電性隔離。這些環(huán)、隔離體填充環(huán)和環(huán)形隔離體的每個可以由氧化鋁或任何 其他與工藝相容的電絕緣材料制成。電極240耦接到功率源340，同時氣體輸送組件220接地。因此，一或多種工藝氣 體的等離子體可在電極240和氣體輸送組件220之間形成的空間內(nèi)引燃。等離子體也可容 納于區(qū)隔板形成的空間中。在缺少區(qū)隔板組件的情況下，等離子體被引燃并被容納于電極 240和氣體輸送組件220之間。在任一實施例中，等離子體可良好地被限制或被容納于蓋組 件200內(nèi)?？墒褂媚軌?qū)怏w活化成反應(yīng)物種并保持反應(yīng)物種的等離子體的任何功率源。例 如，可使用射頻(RF)、直流電流(DC)、交流電流(AC)或微波(MW)基功率放電技術(shù)。還可 由熱基技術(shù)、氣體擊穿技術(shù)、高強度光源(例如UV能量)、或暴露于χ-射線源來產(chǎn)生活化。 替代地，可使用例如遠程等離子體產(chǎn)生器的遠程活化源，來產(chǎn)生隨后將傳送到工藝腔室100 中的反應(yīng)物種的等離子體。示范性遠程等離子體產(chǎn)生器可由諸如MKS Instruments, Inc.和 Advanced Energylndustries, Inc.的供應(yīng)商提供。較佳地，RF功率供應(yīng)耦接至電極240。取決于工藝氣體和將要在工藝腔室100內(nèi)執(zhí)行的操作，可加熱氣體輸送組件220。 在一實施例中，例如電阻式加熱器的加熱構(gòu)件270耦接至氣體輸送組件220。在一實施例 中，加熱構(gòu)件270是管狀構(gòu)件，并且嵌入氣體輸送組件220的上表面。氣體輸送組件220的 上表面包括具有略小于加熱構(gòu)件270的外徑的寬度的溝槽或凹陷通道，以便利用過盈配合 (interference fit)將加熱構(gòu)件270固持在溝槽中。由于輸送組件220 (包括氣體輸送組件220和區(qū)隔元件230)的每個部件是彼此傳 導耦接的，因此加熱構(gòu)件270可調(diào)節(jié)氣體輸送組件220的溫度?？梢栽?005年2月22日 申請的美國專利申請案號11/063，645而公開為舊2005-0230350中獲得工藝腔室的額外細 節(jié)，這里將其作為參考文獻。對于執(zhí)行需要加熱和冷卻基板表面而不破壞真空的等離子體輔助干法蝕刻工藝 而言，工藝腔室100是特別有用的。在一實施例中，工藝腔室100可用來選擇性去除基板上 的一或多種氧化物。在一實例中，使用氨(NH3)和三氟化氮(NF3)的氣體混合物來去除一或多種硅氧化 物的干法蝕刻工藝可以執(zhí)行于工藝腔室100內(nèi)。相信除了均在單一工藝環(huán)境內(nèi)的基板加熱 和冷卻以外，對于可從等離子體工藝受益的任何干法蝕刻工藝(包括退火工藝)而言，工藝 腔室100是有利的。參照圖3，干法蝕刻工藝開始于將基板110放入工藝腔室100中?；逋ǔＭㄟ^狹 縫閥開口 160被放入腔室主體112中，并設(shè)置在支撐構(gòu)件310的上表面上?？蓪⒒?10夾持到支撐構(gòu)件310的上表面。較佳地，可通過抽取真空將基板110夾持到支撐構(gòu)件310 的上表面。接著，如果支撐構(gòu)件310還沒有處于工藝位置，則將支撐構(gòu)件310上升至腔室主 體112內(nèi)的工藝位置。較佳地將腔室主體112加熱至約50°C至約80°C之間的溫度，例如約 65°C。通過使傳熱介質(zhì)流過通道113而保持腔室主體112的溫度。通過將傳熱介質(zhì)或冷卻劑流過形成于支撐組件300內(nèi)的通道，基板110被冷卻至 約65°C以下，例如約15°C至約50°C之間。在一實施例中，將基板保持在室溫或室溫以下。 在另一實施例中，將基板加熱到約22°C至約40°C之間的溫度下。通常，為了達到期望的基 板溫度，將支撐構(gòu)件310保持在約22°C以下。為了冷卻支撐構(gòu)件310，使冷卻劑流過形成于 支撐組件300內(nèi)的流體通道。為了更好地控制支撐構(gòu)件310的溫度，較佳地使用連續(xù)流動 的冷卻劑。在一實例中，冷卻劑含有約50體積百分比(vol%)的乙二醇和50體積百分比 (vol%)的水。只要能將基板保持在期望的溫度，可以使用其他比例的水和乙二醇。為了選擇性去除基板110表面上的各種氧化物，將蝕刻氣體混合物導入工藝室 100。在一實施例中，接著將氨和三氟化氮氣體導入工藝腔室100內(nèi)以形成蝕刻氣體混合 物。導入腔室內(nèi)的各氣體的量是可變的并且可進行調(diào)整，以便相配于例如將要去除的氧化 物層的厚度、被清洗的基板的幾何形態(tài)、等離子體的體積容量、腔室主體112的體積容量、 以及耦接至腔室主體112的真空系統(tǒng)的能力。可預(yù)先決定蝕刻氣體混合物的比例，以選擇性去除基板表面上的多種氧化物。在 一實施例中，可調(diào)整蝕刻氣體混合物中的多種氣體的比例，以去除諸如熱氧化物、沉積氧化 物、和/或自然氧化物的多種氧化物。在一實施例中，可設(shè)定蝕刻氣體混合物中的氨與三氟 化氮的摩爾比例(在本文中稱為NH3/NF3摩爾比例)以去除自然氧化物。在一實施例中，添 加氣體以提供氨與三氟化氮的摩爾比例為至少1 1的氣體混合物。在另一實施例中，蝕 刻氣體混合物的NH3/NF3摩爾比例至少為約10，較佳為約15或更大，且更佳為約20或更大 (例如約30)。NH3/NF3摩爾比例正比于氨與三氟化氮的氣體流速比例。在一實施例中，氨流入工 藝腔室內(nèi)的流速可以介于約20sccm至約300sccm之間，較佳為介于約40sccm至約200sccm 之間，更佳為介于約60sccm至約150sccm之間，且更佳為介于約75sccm至約IOOsccm之 間。三氟化氮流入工藝腔室內(nèi)的流速可以介于約Isccm至約eOsccm之間，較佳為介于約 2sccm至約50sccm之間，更佳為介于約3sccm至約25sccm之間，且更佳為介于約5sccm至 約15sccm之間。也可將凈化氣體或載氣加入蝕刻氣體混合物中。可以使用任何合適的凈化氣體 /載氣，例如氬、氦、氫、氮、或其混合物。通常，整個蝕刻氣體混合物的氨和三氟化氮為介 于約0.05%至約20%體積百分比，其余為載氣。載氣流入工藝腔室內(nèi)的流速可以介于約 200sccm至約5000sccm之間，較佳為介于約500sccm至約4000sccm之間，更佳為介于約 lOOOsccm至約3000SCCm之間。在一實施例中，為了穩(wěn)定腔室主體112內(nèi)的壓力，在反應(yīng)氣 體前先將凈化氣體或載氣導入腔室主體112中。腔室主體112內(nèi)的操作壓力是可變的。通 常，腔室主體112的內(nèi)部壓力可以介于約500mTorr至約30Torr之間，較佳為約ITorr至約 IOTorr之間，且更佳為介于約3Torr至約6Torr之間。為了在容納于氣體輸送組件220中的空間261、262和263內(nèi)引燃氣體混合物的等 離子體，可對電極240施加RF功率。RF功率可以介于約5瓦至約600瓦之間，較佳為小于
9約100瓦(例如約60瓦或更小)，較佳為約50瓦或更小，且更佳為約40瓦或更小。在一實 施例中，可在工藝期間使用較低的RF功率來點燃氣體混合物并形成清潔等離子體。RF功 率可以介于約5瓦至約50瓦之間，較佳為介于約15瓦至約30瓦之間。在一實例中，用約 30瓦或更小的RF功率來產(chǎn)生等離子體。在另一實例中，用約15瓦或更小的RF功率來產(chǎn)生 等離子體。通常，施加功率的頻率是非常低的，例如小于100kHz。較佳地，頻率可以介于約 50kHz至約90kHz之間。等離子體能量將氨和三氟化氮分解為反應(yīng)物種，該些反應(yīng)物種會結(jié)合而形成諸如 氟化銨(NH4F)和/或氟化氫銨(NH4F^HF2)的反應(yīng)氣體。此氣體混合物經(jīng)由氣體分布板 225的孔洞225A流過氣體輸送組件220，以便與含有氧化物層(例如自然氧化硅層)的基 板表面反應(yīng)。在一實施例中，首先將載氣導入工藝腔室100中，產(chǎn)生載氣的等離子體，并且 隨后將反應(yīng)氣體、氨和三氟化氮加到等離子體中。不希望受理論限制，相信蝕刻氣體、氟化銨和/或氟化氫銨與氧化硅表面反應(yīng)，以 形成六氟硅酸銨((NH4)2SiF6)、氨和水?？捎烧婵毡?25將氣體的氨和水從工藝腔室100中 去除。特別地，在氣體經(jīng)由真空口 131離開工藝腔室100進入真空泵125之前，揮發(fā)性氣體 流過形成于內(nèi)襯133中的孔洞135而進入泵送通道129。含六氟硅酸銨的薄膜形成在基板 表面上?？梢匀缦赂攀鲈摲磻?yīng)機制NF3+xsNH3 — NH4F+NH4F · HF2+N22NH4F+2NH4F · HF2+Si02 — (NH4) 2SiF6+2H20+2NH3(NH4) 2SiF6+ 熱量—2NH3+2HF+SiF4在基板表面上形成薄膜之后，可將支撐構(gòu)件310上升到緊靠加熱的氣體分布板 225的退火位置。從氣體分布板225輻射的熱量可將六氟硅酸銨薄膜分解或升華為諸如四 氟化硅、氨和氟化氫的揮發(fā)性化合物。如上所述，接著可透過真空泵125將這些揮發(fā)性產(chǎn)物 從工藝腔室100中去除。通常，在約75°C或更大的溫度下，較佳為約100°C或更大(例如介 于約115°C至約200°C之間)，將薄膜從基板分解且去除。將六氟硅酸銨薄膜分解成揮發(fā)性成分的熱能是由氣體分布板225來對流或輻射。 如上所述，將加熱構(gòu)件270直接耦接到分布板225，并且使加熱構(gòu)件270工作，以便將分布板 225及與其熱接觸的部件加熱至介于約75°C至約300°C之間的溫度，較佳為介于約100°C至 約200°C，更佳為介于約110°C至約150°C (例如約120°C )?？梢远喾N方式實現(xiàn)該上升變化。例如，升降機構(gòu)330可以朝向分布板225的下表 面上升支撐構(gòu)件310。在此上升步驟期間，將基板110固定至支撐構(gòu)件310，例如由如上所 述的真空夾持或靜電夾持。替代地，可以由穿過升降環(huán)320來上升升降梢325，將基板110 自支撐構(gòu)件310上升并且置于緊靠加熱的分布板225之處。其上具有薄膜的基板110的上表面與分布板225之間的距離不是決定性的，而是 例行實驗的結(jié)果。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易地決定可快速且有效地蒸發(fā)薄膜且不損傷 下方基板所需的間隔。然而，相信約0. 254mm(10mils)和5. 08mm(200mils)之間的間隔是 有效的。一旦已經(jīng)將薄膜從基板上去除，便凈化(purge)并排空(evacuate)工藝腔室100。 隨后通過將基板支撐件300下降到傳送位置、松持基板、以及經(jīng)由狹縫閥開口 160傳送基 板，而將處理的基板移出腔室主體112。
本發(fā)明的一實施例可用來在淺溝槽隔離區(qū)的制造期間均勻地去除多種氧化物。 STI是用于亞-0. 25微米工藝的器件隔離技術(shù)的主要形式。STI制造通常包括溝槽掩模和 蝕刻、側(cè)壁氧化、溝槽填充和平坦化。圖4A-4I是根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于形成淺溝槽隔 離區(qū)的工藝順序的截面示意圖。圖4A示出形成氧化物勢壘層402和沉積氮化物層403之后的半導體基板401?；?板401可以是具有<100>晶相且直徑為150mm (6英寸)、200mm(8英寸)或300mm (12英寸) 的硅基板?？稍诟邷匮趸癄t中在基板401上生長氧化物勢壘層402。氧化物勢壘層402的 厚度可以為約150 A。在后續(xù)的氮化物剝離步驟期間，氧化物勢壘層402可保護基板401免 受污染?？稍诟邷氐蛪夯瘜W汽相沉積(LPCVD)爐中形成氮化物層403。氮化物層403 —般 是由氨和二氯硅烷氣體反應(yīng)所形成的氮化硅(例如Si3N4)的薄膜。氮化物層403是耐用 的掩模材料，其在氧化物沉積期間保護基板401并且在后續(xù)化學機械研磨(CMP)期間作為 研磨終止材料。圖4B示出在氮化物層403上形成、曝光和顯影的光刻膠層404?？稍诠饪棠z層404 上形成溝槽圖案。后續(xù)的氮化物蝕刻和氧化物蝕刻步驟可在氮化物層403和勢壘層402中 形成溝槽圖案405，其暴露基板401中指定為隔離區(qū)域的位置。圖4C示出使用例如干法等離子體蝕刻的蝕刻工藝在基板401內(nèi)形成淺溝槽406。 淺溝槽406稍后將以介電質(zhì)材料來填充且其將作為建構(gòu)在基板401上的電子器件(例如， 基板上金屬場效應(yīng)晶體管(MOSFET))間的隔離材料。圖4D示出在淺溝槽406內(nèi)部形成的內(nèi)襯氧化物層407。通常在高溫氧化爐中生長 內(nèi)襯氧化物層407。內(nèi)襯氧化物層407的目的是為了改善基板401與將要填充的溝槽氧化 物之間的界面。圖4E示出在淺溝槽406內(nèi)的內(nèi)襯氧化物層407上形成的氮化物內(nèi)襯408?？赏ㄟ^ 等離子體增強化學汽相沉積(PECVD)工藝由載氣(諸如氮或氬)中的硅烷和氨形成氮化物 內(nèi)襯408。氮化物內(nèi)襯408的目的是為了在淺溝槽406中產(chǎn)生應(yīng)力并避免由受應(yīng)力的氧化 物引起的機械失效。圖4F示出填充在淺溝槽406和溝槽圖案405內(nèi)的溝槽氧化物409。通常通過CVD 工藝以相當高的沉積速率來形成溝槽氧化物409。過度填充(overfill)溝槽氧化物409， 以致溝槽氧化物409高于基板401的頂表面。為了獲得如圖4G所示的平坦表面，可應(yīng)用CMP工藝。CMP工藝可從溝槽氧化物409 去除過量的氧化物。為了去除氮化物層403及暴露多種氧化物、勢壘層402的熱氧化物、溝槽氧化物 409的沉積氧化物、內(nèi)襯氧化物層407的熱氧化物、和氮化物內(nèi)襯408的氮化氧化物，可執(zhí)行 氮化物剝離步驟，如圖4H所示。通常，將執(zhí)行氧化物蝕刻步驟，以便使淺溝槽結(jié)構(gòu)可用于后續(xù)工藝步驟，例如各種 阱區(qū)離子注入。圖41示出在干法蝕刻工藝之后的STI。本發(fā)明的干法蝕刻工藝可用于蝕 刻圖4H中暴露的多種氧化物，以便在淺溝槽409上獲得大致上平坦的頂表面并避免不期望 的結(jié)或漏電流。在一實施例中，可在與工藝腔室100相似的工藝腔室內(nèi)執(zhí)行干法蝕刻工藝。 可將基板400放置在工藝腔室內(nèi)并將其加熱到約100°C或更小的溫度，較佳為約80°C或更 小，且更佳為約60°C或更小，例如介于約20°C至約60°C之間，較佳為介于約25°C至約50°C之間，且更佳為介于約30°C至約40°C之間(例如約35°C )。為了去除基板400表面上的多種氧化物，將蝕刻氣體混合物導入工藝腔室100。 在一實施例中，將包含氨和三氟化氮氣體的蝕刻氣體混合物導入工藝腔室中。為了相配于 例如將要去除的氧化物層的厚度、基板400的幾何形態(tài)、等離子體的體積容量、腔室的體積 容量、真空系統(tǒng)的能力、以及基板400上不同氧化物的性質(zhì)，可調(diào)整氨和三氟化氮的量和比 例。還可將凈化氣體或載氣加到蝕刻氣體混合物中。接著引燃蝕刻氣體混合物的等離子體。 等離子體與氧化物反應(yīng)而在基板400上留下含六氟硅酸銨的薄膜層。然后，為了將薄膜升華，將基板400加熱到約10(TC或更大的溫度，例如介于約 100°C至約200°C之間，較佳為介于約100°C至約150°C之間，且更佳為介于約110°C至約 125°C之間。接著可凈化和排空工藝腔室，并且基板100做好進行后續(xù)步驟準備。在一實施 例中，基板在蝕刻工藝期間介于約20°C至約80°C之間的第一溫度，并且接著在升華工藝期 間基板被加熱到介于約100°C至約150°C之間的第二溫度。在另一實例中，基板在蝕刻工藝 期間系介于約22°C至約40°C之間的第一溫度，并且接著在升華工藝期間基板被加熱到介 于約110°C至約125°C之間的第二溫度。此處描述的蝕刻工藝可用于制造期間的各種蝕刻步驟中，特別是用于去除一或多 種氧化物的步驟中。例如，可用此處描述的蝕刻工藝進行注入和沉積之前的多種回蝕。在 一實施例中，可在用來形成含硅材料的外延生長/沉積工藝、多晶硅沉積工藝、或硅化工藝 之前使用此處描述的蝕刻工藝。圖5A-5H示出用于形成例如MOSFET結(jié)構(gòu)500的電子器件的工藝順序的截面示意 圖，包括此處描述的干法蝕刻工藝和工藝腔室100?？稍诶绻杌蛏榛N基板525的半導體 材料上形成MOSFET結(jié)構(gòu)500?；?25較佳是具有<100>晶相且直徑為150mm(6英寸)、 200mm(8英寸)、或300mm(12英寸)的硅基板。通常，MOSFET結(jié)構(gòu)500包括以下的組合⑴ 介電質(zhì)層，諸如二氧化硅、有機硅酸鹽、碳摻雜的氧化硅、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽 玻璃(BPSG)、氮化硅、或其組合；(ii)半導體層，諸如摻雜的多晶硅、η-型或ρ-型摻雜的單 晶硅；以及(iii)由金屬層或金屬硅化物層(諸如鎢、硅化鎢、鈦、硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳、 或其組合)形成的電接觸和互連線。參照圖5A，有源電子器件的制造開始于形成可使有源電子器件與其他器件電性隔 離的電隔離區(qū)結(jié)構(gòu)。存在幾種類型的電隔離區(qū)結(jié)構(gòu)，諸如場氧化物勢壘、或淺溝槽隔離區(qū)。 在此情況中，淺溝槽隔離區(qū)545A和545B圍繞其中形成并制備器件的電子有源元件的暴露 區(qū)域。STI可包括如圖4A-4I所述的兩種或多種氧化物。為了形成厚度約50到300埃的薄 柵極氧化物層550，而熱氧化暴露區(qū)域。接著沉積、圖案化并蝕刻多晶硅層，以便形成柵極電 極555。為了形成絕緣介電質(zhì)層560，可以再氧化多晶硅柵極電極555的表面，以提供圖5A 所示結(jié)構(gòu)。圖5B示出源極570A和漏極570B，其通過以適當?shù)膿诫s原子來摻雜合適區(qū)域來形 成。例如，對于P-型基板525，使用包含砷或磷的η-型摻雜物。通常，摻雜通過離子注入 機加以執(zhí)行，并且可包括例如濃度為約IO13原子/cm2且能量約30到SOkeV的磷、或劑量約 IXlO15到IX IO17原子/cm2且能量約10到IOOkeV的砷。在注入工藝之后，通過加熱基板 (例如在快速熱工藝(RTP)設(shè)備中)促使摻雜物進入基板525。此后，通過如上所述的干法 蝕刻工藝剝離覆蓋源極570A和漏極570B區(qū)域的薄柵極氧化物層550，以便去除由注入工藝
12導致薄柵極氧化物層550中捕獲的任何雜質(zhì)。也可蝕刻淺溝槽隔離區(qū)545A和545B中的兩 種或多種氧化物。為了相配于不同氧化物所需的各種蝕刻速率，可調(diào)整蝕刻氣體混合物。參照圖5C和5D，通過低壓化學汽相沉積(LPCVD)使用硅烷(SiH4)、氯(Cl2)和氨 (NH3)的氣體混合物在柵極電極555上和基板525表面上沉積氮化硅層575。如圖5D所示， 為了在柵極電極555的側(cè)壁上形成氮化物間隙壁580，隨后使用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)技術(shù)來 蝕刻氮化硅層575。間隙壁580將柵極電極555頂表面上形成的硅化物層與源極570A和漏 極570B上沉積的其他硅化物層電性隔離。應(yīng)該注意的是，可以由例如氧化硅的其他材料來 制造電性隔離側(cè)壁間隙壁580。通常通過CVD或PECVD用四乙氧硅烷(TEOS)的原料氣在約 600°C到約1000°C的溫度下沉積用于形成側(cè)壁間隙壁580的氧化硅層。雖然圖中示出的是 在注入和RTP活化之后形成間隙壁580，但是可在源極/漏極注入和RTP活化之前形成間隙 壁 580。參照圖5E，通常通過在工藝之前和之后將硅暴露于大氣中，而在暴露的硅表面上 形成自然氧化硅層585。為了改進所形成的金屬硅化物的合金化反應(yīng)和電導率，必須在形成 柵極電極555、源極570A和漏極570B上的導電金屬硅化物接觸前去除自然氧化硅層585。 自然氧化硅層585可增加半導體材料的電阻，且不良地影響接下來沉積的硅和金屬層的硅 化反應(yīng)。因此，必須在形成用于將有源電子器件互連的金屬硅化物接觸或?qū)w前使用所述 的干法蝕刻工藝去除該自然氧化硅層585。上述的干法蝕刻工藝可用于去除自然氧化硅層 585，以便暴露源極570A、漏極570B和柵極電極555的頂表面，如圖5F所示。淺溝槽隔離 區(qū)545A和545B中的氧化物同樣暴露于干法蝕刻工藝。為了在不同表面獲得均勻的去除速 率，可對干法蝕刻工藝進行適當調(diào)整，例如反應(yīng)氣體比例。此后，如圖5G所示，為了沉積金屬層590，使用物理汽相沉積(PVD)或濺射工藝。 隨后，為了在金屬層590與硅接觸的區(qū)域中形成金屬硅化物，使用傳統(tǒng)爐內(nèi)退火來退火金 屬和硅層。通常在獨立的處理系統(tǒng)中執(zhí)行退火。因此，可在金屬590上沉積保護覆蓋層(未 示出)。覆蓋層通常是氮化物材料，且可以包括由氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、氮化鉿、氮化硅、 其衍生物、其合金、或其組合所構(gòu)成的群組中選擇的一或多種材料。覆蓋層可由任何沉積工 藝加以沉積，較佳由PVD工藝。退火通常包括在氮氣環(huán)境中將MOSFET結(jié)構(gòu)500加熱至介于600°C與800°C之間的 溫度持續(xù)約30分鐘。替代地，可使用將MOSFET結(jié)構(gòu)500快速加熱到約1000°C持續(xù)約30秒 的快速熱退火工藝來形成金屬硅化物595。合適的導電金屬包括鈷、鈦、鎳、鎢、鉬、和具有低 接觸電阻且可以在多晶硅和單晶硅上形成可靠金屬硅化物接觸的任何其他金屬?？梢酝ㄟ^使用不侵蝕金屬硅化物595、間隙壁580或場氧化物545A和545B而去 除金屬的王水(HCl和HNO3)的濕法蝕刻來去除金屬層590的未反應(yīng)部分，由此在柵極電極 555、源極570A和漏極570B上留下自對準(self-aligned)金屬硅化物595，如圖5H所示。 此后，可以在電極結(jié)構(gòu)上沉積包括例如氧化硅、BPSG或PSG的絕緣罩層?？梢酝ㄟ^在CVD室 中的化學汽相沉積來沉積該絕緣罩層，其中來自原料氣的材料在低壓或常壓下凝結(jié)，例如 如共同受讓的美國專利US 5，500249所描述的，這里將其作為參考文獻。然后，為了形成光 滑的平坦表面，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下退火MOSFET結(jié)構(gòu)500。雖然已經(jīng)描述了有關(guān)MOSFET器件的形成的上述工藝順序，此處描述的干法蝕刻 工藝也可用于形成需要去除各種氧化物的其他半導體結(jié)構(gòu)和器件。還可以在沉積包括例如鋁、銅、鈷、鎳、硅、鈦、鈀、鉿、硼、鎢、鉭、其合金、或其組合的不同金屬層的沉積之前使用該 干法蝕刻工藝。在一實施例中，如實施例中描述的干法蝕刻工藝可以與液相腐蝕工藝相結(jié)合。例 如，對于具有至少兩種氧化物的氧化物結(jié)構(gòu)，干法蝕刻工藝可以用于選擇性去除第一氧化 物，其相對于第二氧化物完全地或部分地減少第一氧化物特征。液相HF腐蝕工藝可接著用 于去除第二氧化物。為了提供前述描述的更好理解，給出下列非限制性實例。雖然此實例可能涉及特 定實施例，但不能認為實例在任何特定方面限制了本發(fā)明。實例將基板暴露于各種蝕刻工藝，以去除自然氧化物層且在基板上形成鈍化表面。接 著將基板在一時序期間暴露于外界條件，并且在鈍化表面上形成次自然氧化物層。在將基 板暴露于外界條件的同時，依時序來監(jiān)測次自然氧化物層的厚度，如圖6所繪示。該各種蝕 刻工藝包括實驗A-E，如下表所概述。 基板NH3流速(sccm) NF3流速(sccm) NH3/NF3摩爾比例等離子體功率(W)
在實驗A中，基板A暴露于HF濕法清潔溶液與工藝。在實驗B與C中，基板B與 C分別暴露于NH3/NF3摩爾比例為約5和約2的蝕刻氣體混合物，并且皆暴露于以約30瓦 的RF功率來引燃的等離子體。在實驗D與E中，基板D與E皆暴露于NH3/NF3摩爾比例為 約20的蝕刻氣體混合物，但分別暴露于以約30瓦和15瓦的不同RF功率來引燃的等離子 體。對于實驗B-E，還將氬以約3500SCCm流速隨著氨和三氟化氮導入工藝腔室。工藝 腔室的內(nèi)部壓力為約3Τοπ·，并且基板溫度為約35°C。為了形成含六氟硅酸銨的膜，將基板 蝕刻長達120秒。在隨后的退火工藝期間，基板表面與噴頭間的間隔為約750mils。在腔室內(nèi)以約 1500sccm流速的氬進行載座凈化，以約500sCCm流速的氬進行邊緣凈化。為了通過升華與 /或分解將膜去除同時將基板表面予以鈍化，將蓋加熱到約120°C的溫度且將基板退火長 達約60秒。約50人的含自然氧化硅的材料從各基板表面去除。一旦實驗A-E完成了蝕刻工藝，將基板A-E退出工藝腔室且將其放置在外界環(huán)境中，從而使基板在室溫(約22°C)下暴露于空氣中的氧和水。在約5小時的等待時間后，基 板A、B和C各包含有大于約5人的氧化物層，而基板D和E各包含有小于約5入的氧化物層。 在約10小時的等待時間后，基板A、B和C各包含有大于約7人的氧化物層，而基板D和E各 包含有小于約6人的氧化物層。在約15小時、20小時和25小時的等待時間后，基板A、B和 C各包含有大于約8人的氧化物層，而基板D和E各包含有小于約6人的氧化物層。此外，在 約30小時的等待時間后，基板A、B和C各包含有約9人或更大的氧化物層，而基板D和E各 包含有小于約7A的氧化物層。在實驗D與E期間形成的鈍化表面會于基板暴露于工藝腔室外面的外界條件時在 約5小時至約25小時之間的時間內(nèi)將在基板上進一步形成的另一自然氧化物的厚度限制 到約6人或更小。此外，在實驗D與E期間形成的鈍化表面會于基板暴露于工藝腔室外面的 外界條件時在約15小時至約30小時之間的時間內(nèi)將在基板上進一步形成的另一自然氧化 物的厚度限制到約8人或更小(較佳為約7A或更小，且更佳為約6A或更小)。除非另外指出，否則在說明書和權(quán)利要求書中用來表示性質(zhì)的量、反應(yīng)條件等的 所有數(shù)字應(yīng)該理解為近似值。這些近似值是基于本發(fā)明欲獲得的期望性質(zhì)和測量誤差，并 且至少應(yīng)該考慮記錄的有效數(shù)字位數(shù)并應(yīng)用一般的四舍五入技術(shù)來解讀。另外，可以進一 步最優(yōu)化本文表示的任何數(shù)量，包括溫度、壓力、間隔、摩爾比例、流速等，以便獲得期望的 蝕刻選擇性和性能。雖然前述說明涉及本發(fā)明的實施例，但在不偏離其基本范圍條件下可以設(shè)計出本 發(fā)明的其他和額外實施例，因此其范圍由權(quán)利要求所確定。
權(quán)利要求
一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，包含以下步驟將包含氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到約80℃或更??；在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體，其中該氣體混合物包含氨和三氟化氮且NH3/NF3摩爾比例為約10或更高；在等離子體清潔工藝期間，使該清潔等離子體凝結(jié)到該基板上且形成薄膜，其中該薄膜包含部分由該氧化物層形成的六氟硅酸銨；及在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100℃或更高的第二溫度，同時從該基板去除該薄膜且在該基板上形成鈍化表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該NH3/NF3摩爾比例為約20或更高。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間的RF功率 來產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該RF功率介于約15瓦至約30瓦之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該氣體混合物是通過結(jié)合流速為約40sCCm至約 200sccm的氨與流速為約2sccm至約50sccm的三氟化氮來形成的。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中氨的流速介于約75sCCm至約lOOsccm之間，三氟化 氮的流速介于約5sccm至約15sccm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一溫度介于約20°C至約80°C之間，該第二溫度 介于約100°C至約200°C之間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第一溫度介于約22°C至約40°C之間，該第二溫度 介于約110°C至約150°C之間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包含在該基板的鈍化表面上生長外延層的步驟。
10.一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，包含以下步驟將包含氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到小于約100°c ；在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體，其中該氣體混合物包含氨和三氟化 氮且NH3/NF3摩爾比例為約20或更高，并且該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間的RF 功率來產(chǎn)生；在等離子體清潔工藝期間，將該基板暴露于該清潔等離子體以形成薄膜，其中該薄膜 包含部分由該氧化物層形成的六氟硅酸銨；及在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100°C或更高的第二溫度，同時從該基板去除該薄膜 且在該基板上形成鈍化表面。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該RF功率介于約15瓦至約30瓦之間。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該氣體混合物是通過結(jié)合流速為約Isccm至約 IOsccm的氨與流速為約50sccm至約200sccm的三氟化氮來形成的。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該第一溫度介于約20°C至約80°C之間，該第二溫 度介于約100°C至約200°C之間。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中于該基板暴露于該工藝腔室外面的外界條件時， 該鈍化表面在約5小時至約25小時之間的時間內(nèi)將在該基板上進一步形成的另一自然氧化物層的厚度限制到約6A或更小。
15. 一種用于從基板表面去除自然氧化物的方法，包含以下步驟 將包含氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)； 調(diào)整該基板的第一溫度到小于約100°c ；在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體，其中該氣體混合物包含氨和三氟化 氮且NH3/NF3摩爾比例為約10或更高，并且該清潔等離子體以約5瓦至約50瓦之間的RF 功率來產(chǎn)生；在等離子體清潔工藝期間，將該基板暴露于該清潔等離子體以形成薄膜，其中該薄膜 包含部分由該氧化物層形成的六氟硅酸銨；在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100°C或更高的第二溫度，同時從該基板去除該薄膜 且在該基板上形成鈍化表面；及在該基板的鈍化表面上生長外延層。
全文摘要
本發(fā)明描述的實施例提供用于去除基板上的自然氧化物，同時將下方的基板表面予以鈍化的方法。在一實施例中，提供一種方法，其包括將包含氧化物層的基板放置于工藝腔室內(nèi)；調(diào)整該基板的第一溫度到約80℃或更??；在該工藝腔室內(nèi)由氣體混合物產(chǎn)生清潔等離子體，其中該氣體混合物包含氨和三氟化氮且NH3/NF3摩爾比例為約10或更高；及使該清潔等離子體凝結(jié)到該基板上。在等離子體清潔工藝期間，部分地由自然氧化物形成含有六氟硅酸銨的薄膜。該方法還包括在該工藝腔室內(nèi)加熱該基板到約100℃或更高的第二溫度，同時從該基板去除該薄膜且在該基板上形成鈍化表面。
文檔編號H01L21/3065GK101903984SQ200880121936
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者呂新亮, 張梅, 楊海春, 高建德 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司